مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

نرم‌افزار يكپارچه مدل‌سازي سيستم‌هاي ترافيكي و حمل و نقل Aimsun

 

مقدمه

Aimsun 6 تنها نرم‌افزار موجود در بازار است كه در سه سطح، مدل‌هاي حمل و نقل زير را در قالب يك نرم‌افزار واحد ارائه مي‌دهد: ابزار تخصيص ترافيك استاتيك، شبيه‌ساز جديد مزوسكوپيك و بهترين نرم‌افزار شبيه‌سازي ميكروسكوپيك حال حاضر در دنيا.

Aimsun داراي ريشه و پشتوانه قوي دانشگاهي، بازرگاني و فني مي‌باشد. توسعه آن در طول 20 سال تحقيق و توسعه، ده‌ها مقاله علمي و باز‌خوردي كه از صدها كاربر كه پروژه‌هاي مختلفي را در دنياي واقعي انجام مي‌دهند، صورت گرفته است.

Aimsun انتخابي ايده‌آل براي كاربردهايي با هر سايز و پيچيدگي مي‌باشد كه به عنوان مثال مي‌توان بهينه نمودن عوارضي در ترمينال بار توكيو به منظور بهره‌برداري بهتر به صورت Online و يا كنترل چراغ‌هاي راهنمايي كل كمربندي مادريد و مدل‌سازي شبكه معابر و حمل و نقل معابر عمومي شهر مكة مكرمه را نام برد.

تواناييAimsun در تركيب نمودن رويكرد‌هاي استاتيك و ديناميك در يك محيط واحد، ويژگي منحصر به فردي مي‌باشد. كارايي و توانمندي عالي آن اين امكان را بوجود آورده است تا مدلهاي ديناميكي اكثر شهرهاي بزرگ دنيا را با آن توسعه دهند. واسط كاربري مستقيم، اجراي منطقي، سادگي كاليبراسيون و مجموعه چشمگيري از خروجي‌ها و گزارشات نرم‌افزار منجر به كاهش زمان پروژه‌ها مي‌گردد.

Aimsun مجموعه بسيار كاملي از Interfaceها و واسط‌ها را دارد و با ساير نرم‌افزارهاي مشهور مدل‌سازي تقاضا، بهينه نمودن برنامه چراغ‌ها و ابزارهاي كنترل چراغ به صورت تطبيقي مي‌تواند تبادل اطلاعات نمايد.

در خصوص محلي نمودن نرم‌‌افزار با لحاظ نمودن ويژگي‌ها، رفتارها و فرهنگ‌هاي مختلف ترافيك در نقاط مختلف دنيا و همچنين بكارگيري آن در پروژه‌هاي مديريت Online ترافيك، Aimsun داراي ابزارهاي ويژه با سطح انعطاف‌پذيري بالايي را از زبان برنامه‌نويسي با زبان python و C++ تا ارتباط با سيستم كنترل SCATS و امكان دسترسي به جزئيات اطلاعات و تحليل و پردازش آنها و طراحي سيستم‌هاي كنترل خارجي را ارائه مي‌دهد.

مجموعه كاربردها:

صدها كاربر نرم‌افزار در سازمان‌هاي دولتي، شركت‌هاي مشاوره و دانشگاه‌ها در 45 كشور دنيا زير‌ساختار‌هاي جاده‌اي و حمل و نقل را در دنيا بهبود مي‌دهند. اين موارد عبارتند از :

تجزيه و تحليل تأثير طرحهاي زير‌ساختي از قبيل احداث تقاطعات غير همسطح، تونل ها، ميادين و ...

 

 

 

 

 

مطالعات محيطي

مطالعات هزينه جاده‌اي و عوارضي و همچنين نواحي كنترل ترافيك مانند طرح زوج و فرد و محدوده هاي ممنوعه

مطالعات Impact Study

تعيين ظرفيت پاركينگ مورد نياز و نحوه دسترسي آن به معابر

بهينه نمودن برنامة كنترل چراغ‌ها

مديريت ترافيك شهري و بين ‌شهري

طراحي شبكة معابر و سيستم پشتيباني براي مديريت حمل و نقل عمومي

تجزيه و تحليل ايمني

ارزيابي سيستم‌هاي ITS

توسعه مدلها و الگوريتم‌هاي حمل و نقل جديد

و بسيار از كاربردهاي ديگر

يكپارچگي واقعي

جدا از دفاع از اين موضوع كه ويژگي‌ منحصر به‌فرد رويكرد مدل‌سازي Aimsun از ساير نرم‌افزارها بهتر و يا در همان سطح رضايتمندي مي‌باشد، دغدغه TSS در توسعه نرم افزار Aimsun دو سوال مهم زير است:

بهترين بهره‌برداري از يك مدل چيست؟

چگونه مدلهاي مختلف مي‌توانند در يك قالب هماهنگ در يك چارچوب مشترك قرار داشته باشند كه منجر به آزادي كاربران از بكارگيري اهرمهاي مصنوعي در خصوص حل مسائل مختلف گردد؟

همگام با اين فلسفه، Aimsun 6داراي مجموعه كاملي در خصوص مدل‌سازي ماكرو، مزو و ميكرو با قويترين سطح يكپارچگي در بازار مي‌باشد. به عبارت ديگر يكپارچگي براي TSS به معني: يك نرم‌افزار كاربردي واحد، يك پايگاه اطلاعاتي اجزاي مدل و اطلاعات پشتيباني و يك فايل مدل مي‌باشد. پارامترهاي ميكرو، ماكرو و مزو در داخل يك ديالوگ قرار دارند.

بنابراين تغيير از يك رويكرد مدل‌سازي به رويكرد ديگر يا استفاده از نتايج تخصيص مسير از رويكرد ديگر، كم و بيش با يكي دو كليك موس صورت مي‌گيرد و نه تغيير "vision" و كل ساختار مدل‌ ساخته شده.

 

مدلهاي تكامل‌يافته و مطمئن:

الگوريتم‌هاي موجود در نرم‌افزار در خصوص توسعه مدلها توسط كاربران مختلفي در سراسر جهان مورد استفاده واقع شده‌اند لذا اين الگوريتم‌ها توسط كارشناسان مورد بررسي موشكافانه‌اي قرار گرفته‌اند. اين مدلها وقتي انتخاب و اجرايي مي‌گردند كه مورد آزمايش دقيق توسط افراد مستقل قرار گيرند.

پيش از معرفي مدلها و امكانات جديد، ارزيابي‌هاي گسترده از تمام آلترناتيوها صورت مي‌گيرد و در اين راه دغدغه ذهني ما تنها اين است: كدام شرايط داراي بهترين سازگاري در دنياي واقعي مي‌باشد.

در نهايت به عنوان بخشي از تعهد TSS به سياست دسترسي آزاد، ما نه تنها تمامي جزئيات الگوريتم‌هاي خود را در كتب راهنما ارائه مي‌دهيم، بلكه اجازه ايجاد تغييرات در هسته نرم‌افزار از طريق SDK به كاربران مي‌دهيم.

 

تخصيص Static :

Aimsun داراي مدل‌ چند كلاسة معادله كاربر (User equilibrium) مي‌باشد كه مسئوليت پشتيباني و اجراي وظايف زير را به عهده دارد:

تخصيص ترافيك در شبكه به صورت ماكروسكوپيك با استفاده از معادله كاربر (User Equilibrium)

تنظيم ماتريس مبدأ مقصد به منظور بهبود كيفيت اطلاعاتي كه از Detectorها و يا ساير منابع جمع‌آوري شده است.

انجام "پيمايش". به عنوان مثال محاسبه خودكار ماتريس مبدأ مقصد سازگار از هر زير مدلي از يك مدل بزرگتر.

ارزيابي كيفيت محل قرارگرفتن دتكتورها و تابلوهاي VMS موجود

پيشنهاد محل براي دتكتورهاي اضافي به منظور پوشش بهتر و حداقل نمودن خطا

شبيه‌ساز ميكروسكوپيك Aimsun ، داراي بهترين مدلهاي تكامل يافتة Car following و lane changing در نوع خود مي‌باشند كه در آزمايش‌هاي مستقلي كه صورت گرفته است Aimsun بالاترين رتبه را در بازار رقابتي تجاري و دانشگاهي كسب نموده است.

كاليبره نمودن يك مدل در Aimsun گام بسيار مهمي مي‌باشد و نيازمند روش خاصي بوده و سهم قابل توجهي از زمان پروژه را به خود اختصاص مي‌دهد. ليكن فرآيند آن داراي ساختار مناسب و فارغ از هر گونه ابهام مي‌باشد.

تمامي پارامترها داراي ويژگي ادراك مستقيم و داراي معنا در دنياي واقعي بوده و مستند مي‌باشند. پارامترهاي كافي به منظور مديريت هرچه بهتر تطبيق اطلاعات با اطلاعات دنياي واقعي وجود دارند اما نه به تعدادي كه فرآيند كاليبراسيون را به سيكلي دشوار مبدل سازد.

انحراف و آشفتگي در اطلاعات ورودي منجر به عدم تعادل در واكنش‌هاي مدل و سيستم مي‌گردد. نرم‌افزار داراي ويژگي‌هاي منحصر به فردي در خصوص كاليبراسيون و همچنين بررسي خطاهاي احتمالي موجود در شبكه مي‌باشد.

از نقطه نظر يك كاربر حرفه‌اي نرم‌افزار شبيه‌ساز ميكروسكوپيك Aimsun در كلاس خاص خود قرار دارد. شبيه‌ساز ميكروسكوپيك ما مدلي از سنگاپور را با 10580 تقاطع، 4483 كيلومتر لاين، تقريباً بين 2 تا 3 برابر سريع‌تر از زمان واقعي شبيه‌سازي مي‌نمايد و در مدل ديگري از بخش مركزي بارسلونا زمان تقاضاي يك ساعته را در يك دقيقه (60 برابر زمان واقعي) اجرا مي‌گردد. اين واقعيات، اين افسانه را كه مدلهاي ميكروسكوپيك مقياس پذير نمي‌باشد را از بين مي‌برد.

 

شبيه‌سازي مزوسكوپيك:

شبيه‌ساز جديد Aimsun مزوسكوپيك مي‌باشد كه اين انتخاب را براي كاربراني كه مي‌خواهند از مزاياي مدلهاي ديناميك در شبكه‌هاي بسيار بزرگ استفاده نمايند به ارمغان آورده است. مدلهاي جديد هم‌اكنون با لحاظ نمودن تك تك خودروها و بكارگيري مدلهاي ساده شده Car following و Lane changing كار مي‌نمايند كه اين خود باعث زدوده شدن حجم وسيع كاليبراسيون در مقايسه با شبيه‌سازهاي ميكروسكوپيك مي‌گردد. بوسيله مدل نمودن هر بخش شبكه كه داراي اجزاي free following و صف مي‌باشد، تمركز رويكرد مزوسكوپيك روي وقايعي خواهد بود كه در شبكه رخ مي‌دهد. بدين ترتيب شبيه‌سازي با سرعت بسيار بالاتري صورت مي‌گيرد..

اين موضوع باعث ساده شدن حجم محاسبات و بهبود كارايي بطور قابل توجهي گرديده است.

از همه مهمتر شبيه‌ساز مزوسكوپيك در ‌ Aimsunمبتني بر اجزاي تست شده مورد استفاده در شبيه‌ساز ميكروسكوپيك مي‌باشد. نتيجه حاصله بر روي مدل‌هاي آزمايشي كسب افزايش كارايي و سرعت به ميزان 450% مي‌باشد كه ميزان خروجي‌هاي دو مدل روي آن بسيار نزديك، با R2 به مقدار 0.94 مي‌باشد.

تخصيص ترافيك ديناميك:

صرف نظر از توانايي Aimsun در تخصيص ثابت (Static) دو روش تخصيص ديناميك نيز ارائه مي‌گردد كه در هر دو روش مزوسكوپيك و ميكروسكوپيك قابل بكارگيري است.

مدل discrete choice كه رانندگان يك مسير را با توجه به توابع توزيع احتمالي كه مي‌تواند بطور معمول يكي از روشهاي Logit، C-Logit و نسبي است باشد و يا كاربر مي‌تواند تابع مورد نظر خود را با ويرايشگر قدرتمند Aimsun تغيير دهد.

رويكرد "معادله ديناميك كاربر" كه رانندگان مسيرها را براساس اصول معادله عمومي انتخاب مي‌نمايد، قابل بكارگيري مي‌باشد.

كاربران مي‌توانند به هنگام شبيه‌سازي، تخصيص‌هاي قبلي را به عنوان سابقة مسيرهاي مورد استفادة گذشته استفاده نموده، استراتژي‌هاي مختلف مديريت ترافيك را پياده‌سازي نموده، كلاس‌هاي متنوع خودروها را با رفتارهاي متفاوت در انتخاب مسيرها و خطوط ويژه براي اتوبوس‌ها و يا HOV ها تعريف نمايند.

 

سادگي، منطقي و با لحاظ ويژگي‌هاي خاص:

ظاهر سادة ‌Aimsun و وجود روش مبتني بر ادراك مستقيم جهت مدل‌سازي و همچميم وجود ابزارهاي مؤثري در واسط‌هاي گرافيكي كاربر، طراحي گرافيكي، معماري و ... موجب تسهيل ساخت مدل در Aimsun نسبت به ساير نرم‌افزارهاي رقيب و مشابه شده است. اين ويژگي‌ها باعث افزايش سرعت پروژه خواهد شد. ابزاري مانند مشاهده جدول‌ها، جستجوي فيلتر شده، ويرايش اطلاعات بطور گروهي و بررسي شبكه ميزان حجم كارهاي تكراري و كسل كننده را به حداقل مي‌رساند ويژگي‌هايي از قبيل copy/ paste ، undo/redo و hyperlink بطور استاندارد وجود دارند. ليكن Aimsun در واقع مي‌تواند جزئيات ريز‌مدلهاي ترافيكي زير را لحاظ نمايد:

تعريف چراغ‌هاي راهنمايي هوشمند با تمامي استانداردها

تعريف برنامه چراغ با رويكرد اولويت به حمل و نقل عمومي

تعريف استراتژي‌هاي پيچيدة مديريت ترافيك با استفاده از trigger ها و رويدادها در شبكه مانند تصادفات، سد معبر، تغيير مسير خودروها بر اساس حجم ترافيك پيش رو و يا پيام‌هاي ترافيكي از طريق راديو، VMS، كنترل حجم خودروهاي ورودي يا Ramp Metering و ...

وارد نمودن و ويرايش اطلاعات OD

مديريت سناريوها، تكرارها و اجراهاي مدل شبيه‌سازي

توليد خروجي‌ها به صورت نمودار، انيميشن، جدول و يا بانك اطلاعات در Access كه مي‌توانند از يك اجرا و يا چند اجراي شبيه‌سازي مشتق شده باشند.

 

گنجينه‌اي از interface ها:

Aimsun شما را مستقيماً به محيط پروژه مي‌برد و تبادل اطلاعات با اكثر نرم‌افزارها و ابزارهاي معمول مانند CAD، GIS، مدل‌هاي حمل و نقل، نرم‌افزارهاي بهينه سازي برنامه چراغ‌ها و برنامه‌هاي تطبيقي، اين كار را تسهيل مي‌نمايد.

CAD: پشتيباني از فرمتهاي DWG، DXF و DGN

 

GIS: دريافت و ارسال فايل‌هاي تصويري و ايجاد شبكه بطور خودكار

نرم‌افزارهاي مدل‌سازي حمل و نقل : Emme (Ver 2,3) ، Contram ، Saturn،Cube ، Vissim‌Vissum ،Paramics

نرم‌افزارهاي بهينه‌سازي چراغ‌ها: TRANSYT-7F ، TRANSYT 12 و SYNCHRO

نرم‌افزارهاي كنترل تطبيقي: VS-Plus، UTOPIA و SCATS

Aimsun مي‌تواند اطلاعات تاريخچه‌اي و يا گردآوري شده توسط دتكتورها در زمان واقعي را در فرمت ASCII تبادل نموده و حتي بطور مستقيم با استفاده از ODBC به پايگاه‌هاي اطلاعاتي متصل شود.

 

ليسانس بهره‌برداري:

Aimsun در چهار ويرايش: Small، Standard ، Professional و Advanced عرضه مي‌گردد.

نرم‌افزار به همراه قفل سخت‌افزاري ارائه مي‌گردد و داراي حالت‌هاي انتخابي براي ارتباط با ساير نرم‌افزارها، پشتيباني از CPU اضافه و يا حتي دسترسي به ابزارهاي برنامه‌نويسي در Aimsun را فراهم مي‌سازد. در خصوص خريدهاي حجمي تخفيفات ويژه قابل ارائه مي‌باشد شبكه‌اي از توزيع‌كنندگان جهاني، توزيع و پشتيباني محلي را صورت مي‌دهند.

 

 

 

آموزش:

دوره‌هاي آموزشي استاندارد و يا ويژه براساس نياز كاربران قابل ارائه مي‌باشد. اين دوره‌ها از آموزش مقدماتي تا پيشرفته جهت برنامه‌نويسي و تحقيق روي Aimsun را شامل مي‌گردد. اكثر دوره‌هاي اروپايي ما در محل اين شركت در بارسلونا صورت مي‌پذيرد و زبان مورد استفاده انگليسي، فرانسوي و يا اسپانيايي است. ليكن دوره‌هاي آموزشي در محل كاربران و به زبان محلي نيز از طريق شبكه توزيع Aimsun در ايران، استراليا، شيلي، ژاپن و آفريقاي جنوبي قابل ارائه مي‌باشند.

پشتيباني:

علاوه بر ارائه خدمات رايگان مرتبط با رفع اشكالات نرم‌افزار، هر كاربر تحت ليسانس بطور خودكار به شبكه پشتيباني Aimsun بر روي شبكه جهاني اينترنت دسترسي داشته و با ساير كاربران دنيا مي‌تواند در خصوص مسائل خود تبادل نظر نمايد. همچنين خريد ليسانس تا يكسال داراي پشتيباني و Up‌Grade رايگان نرم‌افزار (SUS) خواهد بود كه مي‌تواند براي ساليان آتي تمديد گردد. در انتها TSS داراي تيم مشاوره قدرتمندي مي‌باشد كه مي‌توانند خدمات مشاوره در خصوص پروژه‌ها ترافيكي از مطالعه ،‌اسكوپ پروژه، ساخت شبكه، كاليبراسيون، تضمين كيفيت و يا حتي توسعه نرم‌افزار بر اساس نياز كاربران و محلي نمودن آن را شامل مي‌گردد.

اطلاعات بيشتر:

جهت كسب اطلاعات بيشتردر خصوص نرم‌افزار، مقالات فني، پروژه‌ها و همچنين مدل‌هاي نمايشي از نرم‌افزار به زبان انگليسي به سايت www.Aimsun.com مراجعه كنيد.