GIS OSTRAVA 2008

VŠB - TU OSTRAVA, 27. - 30. 1. 2008

Abstract of paper No. 54
Title: TRAFFIC FLOW MODELLING BY CELLULAR AUTOMATA
Author(s): Rapant, L., Vašatová, A. & Drozdová, M.
Text:

Modelování dnešní dopravy lze rozdělit na tři směry: mikro modely, meso modely a makro modely. Každý z nich má své výhody a nevýhody, ale v tomto článku se bude jednat jen o mikro modelech. Jejich hlavními výhodami je přesnější chování jednotlivých vozů a jsou dobré pro modelování menších dopravních sítí. Nevýhodou je jejich náročnost na výpočetní sílu a občasná nejasnost kvůli velkemu množství parametrů. Jsou dva hlavní typy mikro modelů: multiagentové modely a celulární automaty. Pro tuto simulaci byla vybrána metoda celulárních automatů vzhledem k jednoduchosti jejích pravidel a dobrou aplikovatelností na modely skládající se z více částí (rovné cesty, křižovatky, kruhové objezdy). Hlavní princip celulárních automatů je ten, že simulovaný objekt je rozložen na buňky nesoucí nějáké parametry a posléze pomocí nějáké logiky vyhodnocen podle vztahů mezi buňkami. V tomto článku je prezentována simulace dopravního provozu na dvouproudé komunikaci s připojující se silnicí. Tato simulace je součástí většího celku, jehož cílem je simulovat silniční provoz v určité části dopravní sítě. Cesta je rozdělelna na buňky. Každá buňka je široká jeden jizdní pruh a zhruba 5 m dlouhá a vejde se do ní jen jedno auto. Při vyhodnocování každá buňka vyhodnotí svůj vztah k ostaním okolním buňkám a obzvláště těm za ní, např. další buňka obsahuje auto, které má dostatečnou rychlost aby dojelo do vyhodnocované buňky a tak je tam přesunuto nebo auto nemá dostatečnou rychlost na dojetí do buňky a je vyhodnoceno jinou. Byla provedena pečlivá analýza všech možných situací a logika pro vyhodnocování byla vytvořena na základě reálných dopravních předpisů. Simulace byla implementována v programovacím jazyce Java a používá pravidel pro celulární automaty. Prakticke výsledky budou prezentovány v článku.

Today's traffic models are divided into 3 main categories: microscopic models, mesoscopic models and macroscopic models. Each of them has its own advatages over the others but in this article it will be dealt with the microscopic models. Their main advantege is that they have the most detailed car behaviourand and are great for modelling smaller traffic networks. Disadvantage of theese models is that they require a lot of computing power and are sometimes obscures due to the lots of parameters. There are two types of microscopic models: multiagents systems and cellular automata. For this simulation was chosen cellular automata method because its rules are simple and good for models composed of many parts (for example straight roads, crossroads, traffic circles and so on). Main principle of the cellular automata is that the simulated object is divided into cells with some parameters and then resolved by examining realtions betwen cells by some logic. In the article there is presented the simulation of traffic flow on the two-lane roadway with the ramp merging to it. It is only part of the greater whole, which is aiming to simulate the entire trafic network in some area. Road is broken down into the cells. Each cell is one lane wide and approximately 5 m long and can contain only one car. During resolving phase, every cell resolves its relationships with other near cells but most importantly those behind it, for example the other cell contains the car with enough speed to get into the resolved cell so it's moved into resolved cell or it has not enough speed and is left to be dealt by another cell and so on. Thorough analysis was performed to analyze all possible situations. Logic for resolving situations was made on the base of real traffic rules. The simulation was implemented in Java programming language. It's using cellular automata rules for performing the simulation. Practical results will be presented in the article.


Return to List of papers