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de_SUMO_HU.ppt > 28.04.2008
Folie 1 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
„Simulation of Urban MObility“ - SUMO Eine freie Verkehrssimulation Michael Behrisch, Daniel Krajzewicz Institut für Verkehrssystemtechnik
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Folie 2 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulation als Open Source Anwendungen für eine Verkehrssimulation
Reproduzierbare Untersuchungen von realen, existierenden Straßennetzen Neuen Konzepten für
Signalschaltungen Lageerfassung Verkehrsprognose Verkehrsmanagement dynamische Routenwahl Fahrzeug-Fahrzeug und Fahrzeug-Infrastruktur - Kommunikation
Planung
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Folie 3 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulation als Open Source Komponenten
Straßennetz Fahrzeuge / Fluss Lichtsignalanlagen
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Folie 4 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulation als Open Source Warum eine freie (open source) Simulation?
Normales Vorgehen Eine (akademische) Institution entwickelt ein neues Verfahren und möchte es testen Erstellt eine eigene Verkehrssimulation und braucht:
Eine Repräsentation des Straßennetzes (Anzahl Spuren, Vorfahrtsbeziehungen, etc.) Eine Repräsentation der Fahrzeuge (ihre Routen, Parameter, etc.) Eine Repräsentation der Leitsysteme (Ampeln z. B.)
… führt zu Vielen (unvollständigen) Simulationen, die nicht vergleichbar sind
Lösung: eine erweiterbare Simulation als Basis für eigene Entwicklungen
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Folie 5 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen Dynamik des Verkehrs (eine von)
Fundamentaldiagram des Verkehrs (mit Induktionsschleifen gemessen)
Interpretation nach Kerner Interpretation nach Kim und Keller
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Folie 6 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen Klassen
makroskopisch mikroskopisch sub-mikroskopisch
mesoskopisch
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Folie 7 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen – Mikroskopische Modelle Einleitung
Zumeist: zeitdiskret “Fahrzeugfolgemodelle”:
die Geschwindigkeit des simulierten Fahrzeugs hängt von der Geschwindigkeit des voraus fahrenden und dem Abstand zwischen beiden ab
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Folie 8 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Parameter: Beschleunigung Bremsvermögen max. Geschw. Fahrerunvermögen
Verkehrssimulationen – Mikroskopische Modelle Das Krauß - Fahrzeugfolgemodell* in SUMO
[*] “Microscopic Modelling of Traffic Flow: Investigation of Collision Free Vehicle Dynamics”, S. Krauß, DLR (Hauptabteilung Mobilität und Systemtechnik), 1998, ISSN 1434-8454
Features: Ortskontinuierlich Zeitdiskret Unfallfrei Stochastische Komp.
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Folie 9 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen – Straßennetze Beispiele für komplexe Straßennetze
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Folie 10 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen – Straßennetze Einleitung
Wünsche: Benutzung realer Straßennetze beliebiger Städte oder Landstriche Möglichst einfache und schnelle Umsetzung in die Simulation
Quellen: Digitale Straßennetze, z.B. von NavTeq
Probleme: Straßennetze können sehr komplex sein Viele benötigte Informationen sind nicht verfügbar
Beziehungen zwischen Spuren Positionen von Lichtsignalanlagen
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Folie 11 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen – Straßennetze Umsetzung in SUMO
Die Aufteilung ändert sich!
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Folie 12 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen – Nachfrage Benötigte Informationen
Jedes Fahrzeug wird explizit modelliert benötigte Attribute:
ID (Name) Fahrzeugtyp (referenziert Krauß-Parameter) Die komplette Route durch das Netz Losfahrzeit
optionale Attribute: Halte
<vehicle id="bus100_west_0d" type="BUS" depart="0" color="1,0,1"> <route>-572658025 -572658026 -572658027 -572658024 …</route> <stop bus_stop="west1" duration="20"/> <stop bus_stop="west2" duration="20"/> </vehicle>
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Folie 13 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Verkehrssimulationen – Nachfrage Mögliche Datenquellen
Genau, aber nur selten verfügbar Keine Information über die Route, nur wie viele Fahrzeuge einen Punkt passiert haben
Ungenauer als Induktionsschleifen und ebenfalls nur für einige Stellen (Hauptkreuzungen) vorhanden Information über Abbiegeanteile
Noch ungenauer, aber ein ganzes Gebiet beschreibend
Messungen an Induktionsschleifen
Handzählungen an Kreuzungen
(Geschätzte) O/D-Matrizen
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Verkehrssimulationen – Nachfrage Import unterschiedlicher Quellen der Verkehrsnachfrage
DFROUTER SUMO-routes induction-loop measures
JTRROUTER SUMO-routes turning ratios
flows
OD2TRIPS
trips
OD-matrix
DUAROUTER SUMO-routes
Messungen an Induktionsschleifen
Handzählungen an Kreuzungen
(Geschätzte) O/D-Matrizen
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Folie 15 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
SUMO – Simulation of Urban MObility Enthaltene Applikationen
SUMO: Simulation ohne grafische Ausgabe GUISIM: Simulation mit einer grafischen Oberfläche NETCONVERT: Importer für Straßennetze OD2TRIPS: Importer für O/D-Matrizen JTRROUTER: Router anhand von Abbiegebeiziehungen DUAROUTER: Router zur Errechnung des Benutzergleichgewichts DFROUTER: Router anhand von Indunktionsschleifendaten
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Folie 16 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
SUMO Umsetzungsziele und -methoden
Portabilität Standard C++ (STL) portable Bibliotheken
Xerces für XML-Verarbeitung FOX-Toolkit und openGL für die grafische Oberfläche GDAL und PROJ für Konvertierung von Geokoordinaten
Hohe Ausführungsgeschwindigkeit Keine programmgebundenen Einschränkungen
der Kanten-, Knoten- und Fahrzeuganzahl Open Source (GPL-Lizenz)
Quellen, Binaries, Bug-Tracker, Wiki auf http://sumo.sourceforge.net
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Folie 17 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
SUMO-Projekte am DLR 2002-2006
INVENT Implementation und Verifikation von Verkehrsmanagementstrategien für
großstädtische Ballungsräume
OIS Verifikation der Vorteile neuer optischer Sensoren
Traffic Tower Virtuelle Verkehrsmanagementumgebung
WJT2005 / Soccer2006 Integration von Induktionsschleifen- und Luftbilddaten in ein
Verkehrsportal mit Vorhersagefunktionalität
TrafficOnline Verkehrsüberwachung mittels mitgeführter GSM Mobiltelefone
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Folie 18 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Projekte – OIS Das Szenario
Vergleich des Verkehrsflusses innerhalb eines Netzes ohne (links) und mit (rechts) OIS
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Folie 19 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Projekte – OIS Ergebnisse
Aufstelllängen Agastr. - Rechte Spurerhöhte Verkehrsstärke
Rudower Chaussee/Agastr. - Vergleich FZS/AS
0
4
8
12
16
1 51 101 151 201 251 301 351 401 451 501
Phasenumläufe
max
imal
e A
ufst
elllä
nge
in
KFZ
Festzeitsteuerung Adaptive Steuerung
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Folie 20 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Projekte – Weltjugendtag 2005 Das Szenario
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Folie 21 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
WJT2005 / Soccer2006 DELPHI Beschreibung
Eingesetzt in Köln während Des Papstbesuches (Weltjugendtag 2005) Der FIFA-Fußballweltmeisterschaft (2006)
Verkehrserfassung mittels Induktionsschleifen auf den Autobahnen Induktionsschleifen der Stadt Eines luftgestützten Erfassungssystems
(an einem Zeppelin)
Verkehrslagedarstellung Integration und Darstellung der gesammelten Daten Präsentation für die Polizeieinsatzkräfte
Vorhersage der Verkehrslage Die Simulation errechnete den zukünftigen Straßenzustand in 30 min
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Folie 22 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
WJT2005 / Soccer2006 DELPHI Visualisierung
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Folie 23 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Projekte 2007 C2C – Diplom Danilot Tete Boyom
Modell des Informationsaustausches zwischen Fahrzeugen sowie darauf basierendem Routing Schnelles Kommunikationsmodell Ziel: Feststellen, ob C2C-Kommunikation Staus mindert
660670680690700710720730740750760770
OhneStau
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
Ausstattungsgrad
durc
hsch
nittl
iche
Rei
seze
it [s
]
ausgestattete Fahrzeuge alle Fahrzeuge nicht ausgestattete Fahrzeuge
660670680690700710720730740750760770
nojam
0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 11% 12% 13% 14% 15% 16% 17% 18% 19% 20% 21% 22% 23% 24% 25%
Ausstattungsgrad
durc
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iche
Rei
seze
it [s
]
ausgestattete Fahrzeuge alle Fahrzeuge nicht ausgestattete Fahrzeuge
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Folie 24 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
Projekte und Erweiterungen TrafficOnline
Modell des Telefonierens in Fahrzeugen Importierte GSM-Infrastruktur Ziel: Modell anhand dessen die Performanz eines Verfahrens zur Bestimmung der Straßenlage
bemessen werden konnte
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Folie 25 > Simulation of Urban MObility > Daniel Krajzewicz
SUMO Verfügbarkeit
Beteiligte: Institut für Verkehrssystemtechnik / DLR Aktuelle Version: Version 0.9.8 Webseite / Download: http://sumo.sourceforge.net Kontakt: Daniel.Krajzewicz@dlr.de Michael.Behrisch@dlr.de sumo-user@lists.sourceforge.net Studien-/Diplomarbeiten:
http://sumo.sourceforge.net/wiki/index.php/DiplomStudArb