SIMULACION DINAMICA DE REDES CON AIMSUM - INGENIERIA DE TRANSITO
INTRODUCCION
Para poder
evaluar el impacto vial real que tendrá un determinado proyecto inmobiliario o
industrial, existen diversas herramientas computacionales de simulación y
asignación de tráfico vehicular.
Actualmente,
se ha ido incorporando una herramienta más detallada denominada microsimulación
de tráfico que permite analizar proyectos de oferta vial de manera gráfica
mediante modelos de comportamiento vehicular. En este ámbito, uno los programas
de microsimulación que ha ido cobrando mayor importancia es el llamado AIMSUN,
antes llamado GETRAM, el cual permite diseñar y simular la oferta vial de
acuerdo a las características operacionales y de demanda vehicular de un cierto
sector.
Si bien
esta herramienta ha sido conocida y estudiada y ha desarrollado importantes
avances, su difusión y conocimiento acabado a nivel de municipalidades y
ministerios no ha tenido mayor alcance. Por ello, este tema pretende aportar al
desarrollo de los profesionales que, por sus responsabilidades, tengan
necesidad de utilizar esta herramienta ya sea para desarrollo de proyectos particulares,
como para el proceso de revisión para estudios de impacto vial
OBJETIVOS
Comprender
e identificar los principios y la teoría básica con los cuales se diseñó
el programa de microsimulación de tráfico AIMSUN.
Aprender
a utilizar: una red de simulación de transporte, realizar simulaciones en
la red creada y analizar los resultados obtenidos de la microsimulación.
CONCEPTOS
BÁSICOS
A continuación se presenta algunos de los términos relacionados con los
Aspectos generales concernientes a este artículo:
- Modelo: es una representación aproximada de un escenario real o Proyectado.
Pueden ser físicos (maquetas) o analíticos (matemáticos).
- Modelo Analítico: consiste en un modelo basado en supuestos y Especificaciones teóricas,
cuyas variables se calibran comúnmente a partir de información de campo.
- Calibración: es el proceso de evaluar los parámetros obtenidos en un modelo, y
determinar en qué grado representan la realidad. Para tal fin es importante
contar con suficiente información de campo para el estudio particular de cada
uno de los parámetros. Esta labor busca minimizar el grado de discrepancia
entre el modelo y la realidad.
- Capacidad: es el máximo número de vehículos, peatones, ciclo-usuarios, etc., que
puede cruzar por una sección vial o infraestructura específica, bajo condiciones
de control de paso determinadas o situaciones externas definidas, durante un
periodo de tiempo determinado.
- Demora: corresponde al incremento al tiempo normal de viaje debido a situaciones
de control de tráfico, congestión, reducciones de velocidad debidas a
situaciones como operación de paraderos de transporte público, estacionamiento
en vías públicas, obras civiles, entre otros.
- Sistemas Inteligentes
de Transporte (ITS): es el conjunto de tecnologías de transporte que
buscan brindar estándares de eficiencia, calidad y seguridad a vehículos,
peatones y ciclo-usuarios en infraestructuras destinadas al transporte.
- Modelo Macroscópico: es un modelo matemático que se conforma por variables básicas del
tráfico, como la velocidad de operación y flujos Vehiculares, entre otros.
- Modelo Mesoscópico: se trata de un modelo matemático de carácter más detallado con respecto
al modelo macroscópico. En ellos se estudia el comportamiento de flujos y
corrientes vehiculares, incorporando ecuaciones de interacción entre ellas.
- Modelos Microscópicos: se trata de modelos matemáticos donde se tiene en cuenta el movimiento y
características operativas específicas de cada una de las unidades de estudio.
Dichas unidades pueden ser vehículos, peatones, ciclo-usuarios, entre otros. A
este nivel de detalle por ejemplo esposible estudiar variables como la aceleración de un determinado tipo de vehículo.
- Modelos de
micro-simulación: se trata de modelos complejos de representación o
estimación de un escenario de tráfico. Normalmente, se requiere el uso de
herramientas computacionales y software especializado para su montaje,
configuración y calibración. TRB (2000) define este tipo de modelos como
modelos matemáticos donde se experimenta con eventos de tráfico en una
infraestructura de transporte durante periodos de tiempo definidos.
HACIA
QUIENES VA DIRIGIDO
A profesionales que trabajen directamente en el
ámbito del transporte que deban realizar evaluaciones, diseños y
simulaciones de la oferta vial, pero que no tengan un domino cabal del uso
de modelos de comportamiento vehicular.
Sector minero, industrial, transporte urbano e
interurbano y de carga, empresas consultoras en transporte y ministerios.
A continuación se
detallara los procedimientos de simulación dinámica de redes con Aimsum
detallando cada procedimiento que se
debe seguir en el programa para la mejor
aplicación de este.
SIMULACIÓN DINÁMICA DE REDES CON
AIMSUN
Jaime Barceló
·Dept.of
Statistics and Operations Research, Universitat Politècnica de
CatalunyaABSTRACTRESUMEN
The deployment of ITS
must be assisted by suitable tools to conduct the feasibility studies requiredEl despliegue de los ITS
debe ser asistida por las herramientas adecuadas para llevar a cabo los
estudios de viabilidad necesarios for testing the
designs and evaluating the expected impacts.para probar los diseños y
evaluación de los impactos esperados. Microscopic
traffic simulation has proven La simulación microscópica del tráfico ha
demostrado ser el enfoque metodológico adecuado para lograr estos objetivos. This paper discuses some of the Este documento
discute algunos de los most critical aspects of
the dynamic simulation of road networks, namely the heuristic dynamic
aspectos más críticos de la simulación dinámica de las redes de carreteras, la
elección de itinerarios modelos implícitos, y la validación de la metodología,
una cuestión clave para determinar el grado de validez y la importancia de los
resultados de la simulación. The paper is
structured in El documento está estructurado en dos partes, la primera
ofrece una visión general sobre cómo las principales características de la
simulación microscópicabeen implemented in AIMSUN,
and the second is devoted to discus in detail the heuristic dynamic se
aplica en AIMSUN, y el segundo está dedicado a la discusión en detalle la assignment. Cesión dinámica heurístico asignada.
to be the suitable
methodological approach to achieve these goals.assignment, the implied route choice models, and the
validation methodology, a key issue todetermine
the degree of validity and significance of the simulation results.
two parts, the first
provides an overview on how the main features of microscopic simulation have
AN OVERVIEW OF
MICROSCOPIC TRAFFIC MODELING INUN PANORAMA MICROSCOPICO GENERAL DE
TRÁFICO EN MODELADOAIMSUNAIMSUN
The large investments
generally required by transportation projects have to be justified in a robustEn general, las grandes
inversiones requeridas por los proyectos de transporte tienen que ser
justificadas en un sólido camino. Por lo tanto, deberán llevarse a cabo Therefore feasibility studies need to be carried out
that validate the proposals, assess their Estudios de viabilidad, que
validen las propuestas, evaluar expected impacts
and provide the basis for sound cost benefit analysis. los impactos
esperados y proporcionar la base para un buen análisis de costo-beneficio. This is especially so when Esto es especialmente
cierto cuando studying the possible deployment of
Intelligent Traffic Systems (ITS) to discover the benefits that se
quiere estudiar el posible despliegue de sistemas de tráfico inteligente (ITS)
para descubrir los beneficios que should be
expected from their operation. debería esperarse de su funcionamiento. Microscopic traffic simulators are simulation tools that
Los simuladores microscópicos de tráfico
son herramientas de simulación que realiza la
emulación del flujo de los
vehículos a través de una red de carreteras. They
are proven tools for Se trata de herramientas para ayudar a los estudios
de viabilidad de transporte. This is not only due
to their ability to capture the full GETRAM, presenta en un entorno de
simulación con un simulador de tráfico microscópico (AIMSUN). Itlo siguiente:
•The ability to accurately represent
any road network geometry: An easy to use Graphic UserLa capacidad de
representar con exactitud la geometría de cualquier red de carreteras: pueden utilizar
los mapas digitales de la red de carreteras y esto permite que el usuario
modele cualquier tipo de tráfico instalado.
•Modelación
detallada del comportamiento de cada uno de los vehículos. This is achieved by employing Esto se logra
mediante el empleo de sophisticated car following
and lane changing models that take into account both global and local
sofisticados coches tras el cambio de carril y modelos que tengan en cuenta
tanto a nivel mundial y local tomando en cuanta fenómenos que pueden influir en
el comportamiento de cada vehículo. The high
quality of these models has been La alta calidad de estos modelos ha
sido demostrado en numerosos ensayos de campo.
•Una
reproducción explícita de los planes de control del tráfico: antes de tiempo
•Animaciones
en 2D y 3D de salida la simulación se ejecuta. This
is not only a highly desirable feature but Esto no sólo es una
característica muy deseable, pero también puede ayudar al análisis y la
comprensión del funcionamiento del sistema en estudio y puede be a powerful way to gain widespread acceptance of
complex strategies. ser una poderosa forma de obtener una aceptación
generalizada de estrategias complejas.
Los vehículos están
asignados a las rutas de acuerdo con un modelo de elección de itinerarios. Additionally AIMSUN allows Además AIMSUN Vehicles are assigned to routes according to a route
choice model. permite que los vehículos cambien la ruta que han elegido
desde el origen al destino de acuerdo a las variaciones en el tráfico y conditions as
they travel through the road network.condiciones en que viajan a través
de la red de carreteras. This provides the basis
for heuristic traffic Esto proporciona la base para la assignment.cesión heurística de tráfico.TRANSYT, SYNCHRO or Nema’s standards.
to
work with almost any type of real-time or adaptive signal control systems, as
C-Regelaar,Balance, SCATS, SCOOT, and UTOPIA are also provided.• Animated 2D
and 3D output of the simulation runs.can also aid the analysis and
understanding of the operation of the system being studied and canThe recent
evolution of the AIMSUN microscopic simulator has taken advantages of the
state-of-the-El
logro adecuado de los requisitos básicos de un simulador microscópicosimulator implies building models as close to the reality
as possible. implica la construcción de modelos de lo más cercanos a la
realidad como sea posible. The closer the model is
to reality Cuanto más se acerca el modelo a la realidad the more data demanding it become. los datos se
convierten más exigentes.This has been
traditionally the main barrier preventing a wider Este ha sido
tradicionalmente el principal obstáculo que impide un mayor use of microscopic simulation. uso de la
simulación microscópica. Como son los Manual
coding of geometric data, turnings movements at intersections,manuales
de codificación de datos geométricos, torneaduras
movimientos en
las intersecciones,timings and so on, is not only
cumbersome and time consuming but also a potential source of errors. los
tiempos y así sucesivamente, no sólo es engorroso y lleva mucho tiempo, sino
también una fuente potencial de errores. It
Ellois also hard to debug if the appropriate tools
are not available. también es difícil de depurar, si las herramientas no
están disponibles. AIMSUN ( A dvanced I
nteractive
Todos los objetos que
comprende la carretera modelo can be built with
the graphic editor. pueden construirse con el editor gráfico.
En resumen, este entorno de software
de modelado de tráfico se puede realizar de manera fácil, la construcción de
modelos process, ensure accurate geometry, prevent
errors, provide powerful debugging tools and can model, garantizar la
exactitud de la geometría, evitar errores, proporcionar potentes herramientas
de depuración y modelarany type of traffic related
facility. cualquier tipo de instalación relacionados con el tráfico.
All
transportation modes can be virtually modeled with the use of vehicle types,
provided there isTodos
los modos de transporte pueden virtualmente ser modelados con el uso de
vehículos tipo, siempre que exista available the
corresponding behavioral model. disponible el correspondiente modelo de comportamiento.
GETRAM includes a library or default vehicle typesGETRAM
incluye una biblioteca de tipos de vehículos o por defecto and a vehicle type editor to edit or create new ones.
y un tipo de vehículo editor para modificar o crear otros nuevos.
Figure 2 depicts an
example of the model of aLa
Figura
2 muestra un ejemplo del modelo de una complex
intersection in Amsterdam, courtesy of DHV Environment and Infrastructure that
combines intersección compleja, que combina six different transportation modes.seis diferentes
modos de transporte. Figure 3 shows a window
dialogue to define the parameters of a
La Figura 3 muestra una ventana de
diálogo para definir los parámetros de un vehicle
type. tipo de vehículo.Once the simulation
model of a basic scenario has been built, before being used for Una vez
que el modelo de simulación de un escenario básico se ha construido, antes de
ser utilizados para sophisticated applications the
microscopic traffic simulator has to prove that it can reproduce to an las
aplicaciones sofisticadas de simulación microscópica de tráfico tiene que demostrar
que puede reproducir o emular a un acceptable
degree of significance the observed traffic conditions or, in other words, that
it is capable grado aceptable que el observado las condiciones del
tráfico real , en otras palabras, que es capaz of
emulating the reality with enough accuracy. de emular la realidad con
suficiente precisión. The calibration and
validation of the simulator are the La calibración y validación del
simulador son losrequired proofing exercises.
ejercicios de las pruebas necesarias.
AIMSUN NG antes
llamado GETRAMse desarrolló en la UPC y actualmente en TSS
(Transport Simulation System). Posee un entorno informático muy evolucionado
donde se integra: simulación microscópica, planificación del transporte y usos
del suelo. Permite modelar a nivel microscópico la operación de una red de
tránsito, simulando vehículo a vehículo las interacciones reales tales como
adelantamientos, bloqueos de cruces, virajes conflictivos, formación de colas,
etc. Todos
los eventos simulados son posibles de visualizar a través de la animación que
entrega la interfaz gráfica.
Entre
otras aplicaciones, destacan las siguientes:
ØAnálisis y evaluación de
rediseños viales: ampliación de calles, cambio de geometrías, cruces a
desnivel, pistas de viraje, etc.
ØAnálisis del impacto de
cambios operacionales: cambio en el sentido de calles, desvíos de tránsito,
etc.
ØAnálisis de políticas de
control de tránsito: programación de semáforos fija o dinámica, diseño de
fases, desfases entre semáforos, etc.
ØModelación de Transporte
Público: corredores exclusivos de buses, ubicación de paraderos, etc.
ØModelación y evaluación de
sistemas ITS (Sistemas de Transporte Inteligentes): control dinámico de
semáforos, señalización variable en las calles (VMS), vehículos guiados, controladores
variables en accesos a autopistas (ramp metering), etc.
ØModelación de incidentes
viales: accidentes, autos en panne.
ØEstimación de emisión de
contaminantes y consumo de combustibles.
