Name: Auswertung eines exklusiven Spur Deich-U-Turn-Designs mit Radar-collected Data und Simulation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 41 s
Description: Lernen Sie die Verkehrssimulation mit Radar-Daten und WaSiM-Software zur Bewertung eines exklusiven Spur-Deich-U-Turn-Designs. Diese Methode ermöglicht die Analyse mikroskopischer Verkehrsprobleme und die Optimierung von Verkehrsfluss.

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Die Autoren möchten den China Scholarship Council für die teilweise Finanzierung dieser Arbeit mit der Datei Nr. 201506560015 danken.

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<li>Fan, L., Tang, L., Chen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+location+of+variable+message+signs+using+GPS+probe+vehicle+data%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Optimizing location of variable message signs using GPS probe vehicle data.</a> PLoS ONE. 13 (7), e0199831(2018).</li>
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Die Autoren haben nichts zu verraten.

In diesem Artikel wurde das Verfahren zur Lösung eines Verkehrsproblems an einer Kreuzung oder eines kurzen Segments mithilfe von Simulationen erläutert. Mehrere Punkte verdienen besondere Aufmerksamkeit und werden hier ausführlicher diskutiert.
Die Erfassung von Felddaten ist das erste, was Aufmerksamkeit verdient. Einige Anforderungen für den Speicherort der Datenerfassung sind wie folgt: 1) Suche nach einem geeigneten Speicherort für die Datenerfassung. Die Position sollte der geometrischen...

Einige Verkehrsprobleme, wie Verkehrsstaus an einer Kreuzung oder einem kurzen Segment, können gelöst oder verbessert werden, indem die Straßengestaltung optimiert, die Signalzeitänderung, Verkehrsmanagementmessungen und andere Verkehrstechnologien1,2,3,4geändert werden. Diese Verbesserungen wirken sich im Vergleich zu den ursprünglichen Situationen entweder positiv oder negativ auf den Verkehrsflussausfluss aus. Die Änderungen im Verkehrsbetrieb können in der Verkehrssimulationssoftware und nicht in der tatsächlichen Rekonstruktion der Kreuzung oder des Segments verglichen werden. Die Verkehrssimulationsmethode ist eine schnelle und kostengünstige Option, wenn ein oder mehrere Verbesserungspläne vorgeschlagen werden, insbesondere beim Vergleich verschiedener Verbesserungspläne oder beim Bewerten der Wirksamkeit von Verbesserungen. Dieser Artikel stellt den Prozess der Lösung eines Verkehrsproblems mit Simulation durch die Bewertung der Verkehrsfluss-Betriebsmerkmale eines exklusiven Spurdeich U-Turn-Spur-Design5.
Die Kehrtwende ist eine weitverbreitete Verkehrsforderung, die eine Kehrtwende auf der Straße erfordert, aber dies wurde diskutiert. Das Entwerfen einer Kehrtwende kann zu Staus führen, während die Sperrung der U-Turn-Öffnung zu Umwegen für die U-Turn-Fahrzeuge führen kann. Zwei Bewegungen, U-Turn-Fahrzeuge und direkte Linksabbiegerfahrzeuge, erfordern eine Kehrtwende und verursachen Verkehrsverzögerungen, Stopps oder sogar Unfälle. Einige Technologien wurden vorgeschlagen, um die Nachteile von U-Turn-Bewegungen zu lösen, wie Signalisierung6,7, exklusive Linksabbiegespuren8,9und autonome Fahrzeuge10,11. Verbesserungspotenzial besteht immer noch bei U-Turn-Problemen, da die oben genannten Lösungen restriktive Anwendungen haben. Ein neues U-Turn-Design kann unter bestimmten Bedingungen eine bessere Lösung sein und in der Lage sein, bestehende Probleme zu lösen.
Das beliebteste U-Turn-Design ist der mittlere U-Turn-Schnittpunkt (MUTI)12,13,14,15, wie in Abbildung 1dargestellt. Eine wesentliche Einschränkung der MUTI besteht darin, dass sie keine U-Turn-Fahrzeuge von vorbeifahrenden Fahrzeugen unterscheiden kann und dass es immer noch einen Verkehrskonflikt gibt16,17. Ein modifiziertes U-Turn-Design, die exklusive Spurdeich-U-Turn-Spur (ESUL; Abbildung 2) wird hier vorgeschlagen und zielt darauf ab, die Verkehrsüberlastung durch die Einführung einer exklusiven Kehrtwende auf beiden Seiten eines Medians zu verringern. Das ESUL kann die Fahrzeit, Verspätungen und die Anzahl der Stopps aufgrund seiner Kanalisierung der beiden Strömungen erheblich reduzieren.
Um zu beweisen, dass die ESUL effizienter ist als die normale MUTI, ist ein strenges Protokoll erforderlich. Die ESUL kann nicht vor einem theoretischen Modell tatsächlich erstellt werden; daher ist eine Simulation erforderlich18. Unter Verwendung von Verkehrsflussparametern wurden einige Schlüsselmodelle in der Simulationsforschung19verwendet, wie z. B. Fahrverhaltensmodelle20,21, Auto nach den Modellen22,23, U-Turn-Modelle4und Spurwechselmodelle21. Die Genauigkeit von Verkehrsflusssimulationen ist weithin akzeptiert16,24. In dieser Studie werden sowohl MUTI als auch ESUL mit gesammelten Daten simuliert, um die vom ESUL vorgenommenen Verbesserungen zu vergleichen. Um die Genauigkeit zu gewährleisten, wird auch eine sensible Analyse des ESUL simuliert, die für viele unterschiedliche Verkehrssituationen gelten kann.
Dieses Protokoll stellt experimentelle Verfahren zur Lösung realer Verkehrsprobleme vor. Es werden Methoden für die Erhebung von Verkehrsdaten, die Datenanalyse und die Analyse der Gesamteffizienz von Verkehrsverbesserungen vorgeschlagen. Das Verfahren kann in fünf Schritten zusammengefasst werden: 1) Verkehrsdatenerfassung, 2) Datenanalyse, 3) Simulationsmodellbuild, 4) Kalibrierung des Simulationsmodells und 5) Sensitivitätsanalyse der Betriebsleistung. Wenn eine dieser Anforderungen in den fünf Schritten nicht erfüllt ist, ist der Prozess unvollständig und nicht ausreichend, um die Wirksamkeit nachzuweisen.

<table><tbody><tr><td>Batterie</td><td>Beijing Aozeer Technology Company</td><td>LPB-568S</td><td>Kapazität: 3,7 V / 50000 mAh. Zwei Anschlüsse, DC 1 Ausgang: 19 V/5 A (max.), für einen Laptop. DC 2 Out: 12V/3A (max.), für ein Radar.</td></tr><tr><td>Batteriekabel</td><td>Beijing Aozeer Technology Company</td><td>Keine Katalognummer</td><td>Verbinden Sie einen Akku mit einem Laptop.</td></tr><tr><td>Kamera</td><td>SONY</td><td>a6000/AS50r</td><td>Die von den Kameras aufgenommenen Videos waren 1080p, was bedeutet, dass die Auflösung 1920*1080 beträgt.</td></tr><tr><td>Kamerastativ</td><td>WEI FENG</td><td>3560/3130</td><td>Die Höhe des Kamerastativs beträgt 1,4m.</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Dell</td><td>C2H2L82</td><td>Betrieb Windows 7 Basissystem.</td></tr><tr><td>Matlab Software</td><td>MathWorks</td><td>R2016a</td><td></td></tr><tr><td>Radar</td><td>Beijing Aozeer Technology Company</td><td>SD/D CADX-0037</td><td></td></tr><tr><td>Radar Software</td><td>Beijing Aozeer Technology Company</td><td>Datalogger</td><td></td></tr><tr><td>Radar Tripod</td><td>Beijing Aozeer Technology Company</td><td>Keine Katalognummer</td><td>Entsprechende Stative, die mit Radaren verbunden werden können, die Höhe beträgt maximal 2 m.</td></tr><tr><td>Reflektierende Weste</td><td>Kundenspezifisch</td><td>Keine Katalognummer</td><td></td></tr><tr><td>VISSIM Software</td><td>PTV AG Gruppe</td><td>PTV vissim 10.00-07 Studentenversion</td><td></td></tr></tbody></table>

auswertung eines exklusiven spur deich-u-turn-designs mit radar-collected data und simulation

Evaluation of an Exclusive Spur Dike U-Turn Design with Radar-Collected Data and Simulation

Herkömmliche Kehrtwende-Designs können die betriebsbereiten Funktionen natürlich verbessern, während Umleitungen und Zusammenführungssegmente immer noch zu Verkehrsstaus, Konflikten und Verzögerungen führen. Hier wird ein exklusiver Spurdeich-U-Turn-Spur-Design (ESUL) vorgeschlagen, um die Nachteile traditioneller Kehrtwende-Designs zu lösen. Um die Betriebsleistung von ESUL zu bewerten, ist ein Verkehrssimulationsprotokoll erforderlich. Der gesamte Simulationsprozess umfasst fünf Schritte: Datenerfassung, Datenanalyse, Simulationsmodellerstellung, Simulationskalibrierung und sensible Analyse. Datenerfassung und Simulationsmodellerstellung sind zwei wichtige Schritte und werden später ausführlicher beschrieben. Drei Indizes (Fahrzeit, Verzögerung und Anzahl der Stopps) werden häufig in der Auswertung verwendet, und andere Parameter können aus der Simulation entsprechend den experimentellen Bedürfnissen gemessen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die ESUL die Nachteile traditioneller Kehrtwende-Designs deutlich verringert. Die Simulation kann angewendet werden, um mikroskopische Verkehrsprobleme zu lösen, z. B. in einzelnen oder mehreren angrenzenden Kreuzungen oder kurzen Segmenten. Diese Methode eignet sich nicht für größere Straßennetze oder Auswertungen ohne Datenerhebung.

Abbildung 2 zeigt die Abbildung des ESUL für die Mittlere Öffnung der Kehrtwende. WENS bedeuten vier Himmelsrichtungen. Die Hauptstraße hat sechs Fahrspuren mit zwei Richtungen. Grüngurte teilen die nicht motorisierte Spur auf beiden Seiten und teilen die beiden Richtungen in der Mitte. Flow 1 ist der Ost-West-Durchgangsverkehr, Fluss 2 ist Ost-Ost-Kehrtwende-Fluss, Flow 3 ist west-östlich durch den Verkehr und Fluss 4 ist West-West-U-Turn-Verkehr.
<p cla...

Dieses Protokoll beschreibt den Prozess der Lösung eines mikroskopischen Verkehrsproblems mit Simulation. Der gesamte Prozess enthält eine detaillierte Beschreibung der Datensammlung, Datenanalyse, Simulationsmodellerstellung, Simulationskalibrierung und sensible Analyse. Änderungen und Fehlerbehebung enden ebenfalls.

Auswertung eines exklusiven Spur Deich-U-Turn-Designs mit Radar-collected Data und Simulation

Traditional U-turn designs can improve operational features obviously, while U-turn diversions and merge segments still cause traffic congestion, ...

Dieses Video soll den Prozess der Erfassung von Verkehrsdaten durch Radare und die Auswertung nach Simulationsmodell zeigen. Jedes Mal, wenn wir eine U-Turn-Medianöffnung passieren, habe ich einen Weg gefunden, wie Autos langsamer werden und sogar anhalten können. Deshalb wollen wir eine spezielle U-Turn-Spur entwerfen, um die Durch- und Die U-Turn-Fahrzeuge auseinander zu nehmen und das Verkehrsproblem durch die U-Turn-Fahrzeuge zu reduzieren.Wir verwenden Radargeräte, um reale Verkehrsdaten zu sammeln, und verwenden WaSiM Simulationssoftware, um die Verbesserung dieser Nahbereich U-Turn-Spur zu bewerten. Für beide Fahrzeugrichtungen sollten zwei Radare gleichzeitig eingesetzt werden. Verkehrssituation der Morgenspitze.Inzwischen sollte ein Abendhöhepunkt unsere Daten alle gesammelt werden. Die Sammlung von Verkehrsdaten benötigt mindestens Zwei-Richtungs-Daten. Die notwendige Ausrüstung ist wie folgt: Zwei Radare, Laptops, Batterien, Kabel, Kameras und entsprechende Stative für Radare und Kameras, eine reflektierende Weste wird auch für alle für die Sicherheit benötigt.Tragen Sie die reflektierenden Westen für jeden am Anfang. Bereiten Sie die Radarstative vor, verlängern Sie die Stative so hoch wie möglich. Installieren Sie das Radar auf der Oberseite des Stativs und sperren Sie es.Stellen Sie ein Radar am Straßenrand, etwa einen halben Meter. Passen Sie das Radar vertikal an und zeigen Sie sich in Richtung Fahrzeug oder in die entgegengesetzte Richtung. Schalten Sie die Batterie ein.Schließen Sie den Laptop an den Akku an. Schließen Sie das Radar-Netzkabel an, und schließen Sie die Radardaten USB mit dem Laptop an. Dann sind alle Kabel gut angeschlossen.Schalten Sie den Laptop ein. Stellen Sie die Kamera neben das Radar ein, um den Fahrzeugfluss zu fotografieren. Jetzt ist die installation der gesamten Ausrüstung abgeschlossen.Offene Radarsoftware. Klicken Sie auf Kommunikationsprüfung"Wählen Sie die Radar-ID-Nummer aus, und es wird Radar erkannt" mit ID-Nummer angezeigt. Klicken Sie auf Untersuchung einrichten"Klicken Sie auf RLU-Zeit lesen" und legen Sie die RLU-Zeit nacheinander fest.Klicken Sie dann auf Untersuchung starten" und schließen Sie das Dialogfeld. Klicken Sie auf Echtzeitansicht,um den Radarstatus zu überprüfen. Wenn das Fahrzeug die Radarposition passiert, werden die Daten vom Radar erfasst.Das bedeutet, dass alle Teile gut funktionieren. Schließen Sie das Echtzeit-Scheckfenster und klicken Sie auf Untersuchung Setup"Select End investigation" und bestätigen Sie es, und schließen Sie dann das Dialogfeld. Wählen Sie Datendownload"Durchsuchen Sie den Desktop, um die Daten zu speichern und einen Namen für die Datei einzugeben.Klicken Sie auf Download starten". Klicken Sie auf Bestätigen", um die Datensammlung abzuschließen. Klicken Sie auf Untersuchung Setup"und klicken Sie dann auf Datensatz löschen" und bestätigen Sie ihn im nächsten Dialogfeld, um den internen Speicher des Radars zu löschen.Die Position muss dem Schnittpunkttyp in der Forschung ähneln. Eine Kehrtwende Medianöffnung auf der Autobahn ist erforderlich, lange genug Sichtlinie und Freiraum erforderlich, die für Radar und Sicherheit für die Ermittler notwendig ist. Der Standort muss genügend und sicheren Platz für Ausrüstung und Ermittler haben.Passen Sie die Radarrichtung an. Stellen Sie die Kamera neben das Radar, wo sie alle Spuren erfassen konnte. Wiederholen Sie den Vorgang der Installation aller Geräte auf der Fußgängerbrücke.Überprüfen Sie weiterhin, ob alle Geräte während der Datenerfassung gut funktionieren. Extrahieren Sie Flugbahnen und Geschwindigkeit aus Radardaten-Datei, und erhalten Sie das Verkehrsvolumen aus Videos. Wählen Sie die Gruppe mit dem höchsten Verkehrsvolumen als repräsentative Daten aus.Öffnen Sie simulationssoftware. Klicken Sie auf Interne Karte"und zoomen Sie in die Karte, um die Datenposition zu finden. Klicken Sie auf Links"auf der linken Seite, und bewegen Sie dann den Cursor an die Startposition des Links und klicken Sie mit der rechten Maustaste.Wählen Sie einen neuen Link aus. Eingabelinkname, Anzahl der Fahrspuren, und klicken Sie dann auf Ok"Ziehen Sie den Cursor, um den Link auf der Karte zu zeichnen. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Link, und wählen Sie Punkt hinzufügen"Punkte und direkte Punkte hinzufügen, um die Verknüpfung mit echten Routenausrichtungen in der Karte reibungsloser zu gestalten.Wiederholen Sie diesen Schritt dreimal, um vier Segmente mit Ausnahme der Mittelöffnung der Kehrtwende zu erstellen. Setzen Sie die rechte Taste auf die Maus, und Steuertaste auf der Tastatur. Ziehen Sie den Endpunkt einer Verknüpfung auf die angrenzende Verknüpfung, um die Verknüpfungen zu verbinden.Wiederholen Sie diesen Schritt, um alle Links und U-Turn-Routen zu verbinden. Wählen Sie Basisdaten"aus der oberen Leiste. Wählen Sie Verteilungen" und klicken Sie auf Gewünschte Geschwindigkeit"Klicken Sie Ring Kreuz ende Taste am unteren Rand, um eine neue gewünschte Geschwindigkeit hinzuzufügen und benennen Sie es.Eingabe maximale Geschwindigkeit aus repräsentativen Daten gesammelt, so hoch wie unsere Geschwindigkeit, und jede Geschwindigkeit berechnet als die minimale gewünschte Geschwindigkeit. Löschen Sie Standarddaten in dieser gewünschten Geschwindigkeit. Wählen Sie Listen"-Taste von der oberen Leiste.Klicken Sie auf Privater Transport"dann klicken Sie auf Fahrzeugzusammensetzungen"Klicken Sie auf Ring kreuz Hinzufügen Taste, um eine neue Fahrzeugzusammensetzung hinzuzufügen. Wählen Sie dann Gewünschte Geschwindigkeit Gürtel"im letzten Schritt für Autos, und klicken Sie auf Hinzufügen"-Taste, um einen anderen Fahrzeugtyp LKW hinzuzufügen. Eingangsvolumen von Pkw und LKW und realer Fluss aus repräsentativen Daten.Wählen Sie Fahrzeugroute"von der linken Menüleiste. Bewegen Sie den Cursor, um den einen Link als Startpunkt in den Vorlauf zu bringen. Rechtsklick und wählen Neue statische Fahrzeug-Routing-Entscheidung hinzufügen"Ziehen Sie den blauen Cursor, um alle Fahrzeugrouten auf der Karte als echte Routen zu zeichnen.Wählen Sie Reduzierte Geschwindigkeitsbereiche"von der linken Menüleiste. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine Off-Route der U-Turn-Öffnung, und wählen Sie dann einen neuen Bereich mit reduzierter Geschwindigkeit aus. Die Länge des Bereichs hängt von den repräsentativen Daten ab.Geschwindigkeit ändern Länge und bauen Sie diesen Bereich für beide Richtungen. Wählen Sie Konfliktbereiche"von der linken Menüleiste. Vier gelbe Konfliktbereiche werden im medianen Eröffnungsbereich angezeigt.Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den gelben Bereich und wählen Sie Status festlegen" auf unbestimmt als reale Situation. Wählen Sie Fahrzeugfahrzeiten"von links. Rechtsklick am Anfang eines Links, und wählen Sie Neue Fahrzeugfahrzeitmessung hinzufügen"Ziehen Sie den Cursor an das Ende des Links, um die eine Fahrzeugfahrzeitmessung zu erstellen.Wiederholen Sie diesen Schritt für alle Fahrzeugrouten. Wählen Sie Fahrzeugeingänge"von links, klicken Sie dann auf Startpunkt eines Links und rechtsklicken Sie neue Fahrzeugeingabe hinzufügen"Dann bewegen Sie die Maus nach links unten und Eingabevolumen aus repräsentativen Daten. Wiederholen Sie diesen Schritt für alle Links.Erstellen eines weiteren ESUL-Simulationsmodells als Vergleich. Nur die U-Turn-Öffnungsteile müssen modifiziert werden. Klicken Sie auf die blaue Wiedergabe-Schaltfläche am oberen Rand der Schnittstelle und die Simulation wird gestartet.Ziehen Sie die Skala links neben der Wiedergabetaste, um die Simulationsgeschwindigkeit anzupassen. Und der Instrumententasten-Schnellmodus kann die Simulationsgeschwindigkeit auf das Maximum bringen. Wenn die Simulation endet, werden alle Ergebnisse am unteren Rand der Schnittstelle angezeigt.Die Ergebnisse werden im nächsten Schritt analysiert. Eingabe gesammelter Daten in das Simulationsmodell. Führen Sie die Simulation aus, und erhalten Sie das Simulationsergebnis.Simulationsvolumen können aus dem Ergebnis generiert und dann mit dem gesammelten Volumen verglichen werden. Die Differenz zwischen dem gesammelten Volumen und dem simulierten Volumen wird als mittlerer absoluter Prozentfehler bezeichnet. Die Simulationsgenauigkeit ist akzeptabel, wenn der MAPE klein ist.Repräsentative Daten schließen drei Gruppendaten ab: U-Turn-Verhältnis, Volumen und andere Parameter. Teilen Sie das U-Turn-Verhältnis in fünf Kategorien auf, teilen Sie das Volumen in neun Kategorien auf und halten Sie andere Parameter in folgenden Situationen stabil. Also 45 Simulationen, die alle Situationen abdeckten.Alle diese Simulationsergebnisse bestätigen die Wirksamkeit und Verbesserung von ESUL. Vier Richtungsverkehrsströme werden im Ergebnis mit drei Indizes angezeigt: Fahrzeit, Verzögerung und Anzahl der Stopps. Das Ergebnis zeigt die deutliche Verbesserung von ESUL in allen Verkehrssituationen.Fahrzeit, Verspätung und die Anzahl der Stopps sind drei Indizes, die in der WaSiM-Simulation benötigt werden. Mit den gesammelten Daten und dem Simulationsergebnis ist die Verbesserung des exklusiven Kehrtwende-Designs alles andere. Wir wollen ein realistisches Problem mit einer einfachen Methode lösen, die in der Technik angewendet werden könnte.Diese Methode kann in einem einzelnen Schnittpunkt oder kurzen Segment verwendet werden. Der wichtigste Schritt in dieser Maßnahme ist die reale Verkehrsdatenerfassung und das Erstellte des Simulationsmodells.

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Forschung

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