29
INTERNACIONALNI UNIVERZITET U TRAVNIKU SAOBRAĆAJNI FAKULTET TRAVNIK PRIMJENA SIMULACIONIH MODELA PRI PLANIRANJU SAOBRAĆAJNIH TOKOVA SEMINARSKI RAD Predmet: Planiranje saobraćaja

Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

INTERNACIONALNI UNIVERZITET U TRAVNIKUSAOBRAĆAJNI FAKULTET

TRAVNIK

PRIMJENA SIMULACIONIH MODELA PRI PLANIRANJU SAOBRAĆAJNIH TOKOVA

SEMINARSKI RAD

Predmet: Planiranje saobraćaja

Mentor: Student:_________________ Faruk Tahmiščija

Br. indexa: 51/10-I

Travnik, januar 2013

Page 2: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

SADRŽAJ

Strana

1. UVOD 3

2. POJAM MODELA 4

3. POJAM SIMULACIJA 6

4. POJAM PLANIRANJA 7

5. POJAM SAOBRAĆAJNOG TOKA 9

6. PRIMJENA SIMULACIONIH MODELA PRI PLANIRANJU SAOBRAĆAJNIH TOKOVA 13

6.1. Saobraćajno modeliranje i simuliranje saobraćaja 146.1.1. Modeliranje saobraćaja na makroskopskom nivou 146.1.2. Modeliranje saobraćaja na mezoskopskom nivou 156.1.3. Mikroskopska simulacija 15

7. ZAKLJUČAK 17

LITERATURA18

INTERNET SAJT – IZVOR 18

POPIS SLIKA18

POPIS TABELA18

2

Page 3: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

1. UVOD

Osnovna svrha izrade saobraćajne analize jest dati odgovor na pitanje hoće li i u kolikoj mjeri pojedini planirani zahvat u prostoru uticati na kvalitet toka saobraćaja u neposrednom okruženju. Navedeni zahvat u prostoru može biti gradnja novih ili prenamjena postojećih sadržaja, izgradnja novih dionica i raskrsnica, kao i promjena načina regulacije i upravljanja saobraćajnim tokovima. Na temelju saobraćajne analize može se ustanoviti hoće li saobraćajna mreža moći prihvatiti planiranu saobraćajnu potražnju i, ako je to potrebno, predložiti mjere kojima se može postići zadovoljavajući kvalitet odvijanja saobraćajnih tokova.

Najveći uticaj na kvalitetu saobraćajnih tokova ima projektno rješenje raskrsnica u smislu geometrijskog oblika i načina regulacije saobraćaja jer su upravo raskrsnice lokacije gdje se stvaraju zagušenja i veći zastoji na cestovnoj mreži. Pri analizi i ocjeni funkcioniranja raskrsnica primjenjuju se dva kriterija:

stepen zasićenosti i nivo uslužnosti.

Stepen zasićenosti predstavlja odnos saobraćajne potražnje i propusne moći posmatranog raskršća, dok se nivo uslužnosti određuje na temelju prosječnog zakašnjenja vozila, tj. produženja trajanja putovanja uzrokovanog načinom kontrole raskršća (semafor, znak stop i dr.).

Na temelju stepena zasićenosti i nivoa uslužnosti mogu se utvrditi kritična mjesta na saobraćajnoj mreži analiziranog područja, a zatim ispitati uticaj različitih mjera za poboljšanje stanja. Uporedbom rezultata pojedinih varijanti može se dati prijedlog za najpovoljnije rješenje.

U posljednjih deset godina simulacije saobraćaja računarom postale su jedan od važnijih alata koji omogućavaju procjenu kvaliteta saobraćajnih tokova na pojedinim raskrsnicama i dionicama te na čitavoj cestovnoj mreži.

____________________Deana Breški, Dražen Cvitanović, Petar Vukušić; Primjena simulacionih modela pri izradi prometne analize

3

Page 4: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

2. POJAM MODELA

Model predstavlja apstraktni opis realnog svijeta. On je uvjek pojednostavljen prikaz znatno kompleksnijih struktura, procesa i funkcija fizičkih ili društvenih zbivanja ili ideja. Između modela i orginala postoji određeni odnos. Između njih postoji analogija ili sličnost koja u osnovi predstavlja jednakost struktura, koje je moguće da se proučavanjem modela (M) dodje do saznanja o samom sistemu (S).

Modeli se zasnivaju načinjenici da je doganaj A moguće opisati događajem B ukoliko događaj B sadrži bitne elemente događaja A dok je kod matematičkih modela događaj B definisan nekom matematičkom formom.

Razvoj modela se razvija u 5 faza:

Slika 1. Razvoj modela u pet faza

Postupak formiranja modela ima cikličan karakter koji treba da omogući da se struktura modela tokom ponavljanja unapređuje.

I Prilikom rešavanja određenog zadatka oblikovanja modela treba da započne definisanje problema koji treba rješiti i utvrđivanjem ciljeva zadataka.

II Formulisanje početnog modela zavisi od promenljivih koje će se obuhvatiti, nivoa njihovog nagomilavanja, klasifikacija i vremenske komponente modela. Po osnovnoj definicij model treba da ima sposobnost da odslika pojavu koju simulira, pa prema treba da obuhvati one promenljive koje su referentne za problem o kome je rječ. Vremenska komponenta može da predstavlja najsloženiji problem oblikovanje modela.

Na osnovu nje modeli se djele na:- dinamičke (koji pokušavaju da održe promjene komponenti koje se mjenjaju kroz

vrijeme)- statičke (koji vremenske promjene ne uzimaju u obzir)

4

Page 5: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

III U ovoj fazi oblikovanje vrši se provjera valjanosti – vrednovanje modela. Pored uobičajenih statističkih mjera koje se tom prilikom koriste vrši se i logička kontrola dobijenih rezultata. Rezultat tih ispitivanja može da bude dvojak:

- početni model zadovljava postavljene zahtejve (zatim se ide na primjenu)- početni model ne zadovoljava pa je potrebna dogradnja i ponavljanje postupka

IV Kod primjene modela mogu se javiti određene teškoće. Naime, i kada se ova opisna procedura uspješno sprovede može se desiti da model ne odrazi na pravi način promjene koje će se dogoditi. Osnovni razlozi za to leže u složenosti urbanih sistema. Zbog toga se predlažu sledeće faze koje će dati najbolje rezultate u primjeni modela:

1. primjeniti modele da bi se odredio “prirodan“ tok primjene posmatranog sistema2. izoluju se “prihvatljive“ i “neprihvatljive“ k-ke3. definisati oblike razvoja koje su prema postavljenim ciljevima “poželjni“4. formulisati djelovanje koje bi uticalo da razvoj ide u željenom pravcu5. rezultati ovih djelovanja mogu se unijeti u model koji se koristi za davanje

prognozaSaobraćajni modeli spadaju u grupu matematičkih modela, a koriste se za

opisivanje procesa koji nastaju u saobraćaju. Mogu da se podjele u 4 osnovne grupe.- modeli nastajanja putovanja- modeli prostorne raspodele putovanja- modeli vidovne raspodele putovanja- modeli raspodele tokova na mreži

Primjena ovih modela je sukcesivna, odnosno izlazni rezultati iz prve grupe modela primjenjuju se kao ulazne veličine za drugu grupu modela itd., pa otuda naziv lanac saobrćajnih modela.

Tabela 1. Međusobni odnos ulaznih i izlaznih jedinica____________________Prof. Dr. Mirsad Kulović, Mr Azra Moštro; Planiranje saobraćaja – Skripta

5

Page 6: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

3. POJAM SIMULACIJE

U literaturi postoji više definicija simulacije. Najjednostavnije rečeno simulacija je imitacija neke stvarne stvari, stanja ili procesa.

Simulacija je proces dizajniranja modela nekog stvarnog sistema i provođenja eksperimenata nad tim modelom u svrhu razumjevanja ponašanja sistema ili vrijednovanja različitih strategija funkcionisanja tog sistema.

Može se zaključiti kako je simulacija prijeko potrebna metoda za rješavanje mnogih postojećih ili teorijskih problema. Iskustva dobivena na modelu mogu se primjeniti za opisivanje, analiziranje i razumjevanje stvarnih sistema pa čak i za njihovo formiranje.

Proces simulacije obično uključuje glavne osobine ili način ponašanja odabranog konkretnog ili apstraktnog sistema. Zato se za stvarne sissteme odabiru određene varijable odnosno događaji koji izazivaju određene promjene stanja posmatranog sistema. Svi izabrani događaji čine varijable sistema te predstavljaju skup svih informacija potrebnih za definisanje ponašanja sistema u određenoj vremenskoj tačci.

Na uspostavljenom modelu se mijenjaju veličine tih varijabli i posmatraju povvratne reakcije modela. Osnovno pitanje koje se postavlja u simulaciji jeste „šta ako”, a odgovori odnosno rezultati se uspješno prenose na stvarni sistem.

Naprijed navedeno se može pojasniti u nekoliko kratkih rečenica. Simulirani sistem može biti stvarno postojeći ili još uvijek nepostojeći

sistem, Simulacija obično u obzir uzima pojedine događaje koji utiču na

funkcionisanje originalnog sistema, Simulacija se obično provodi upotrebom računara., Simulacija posmatra simulirani sistem dinamički odnosno uzima u obzir

njegov razvoj u vremenu, Cilj simulacije je unaprijediti funkcionisanje posmatranog sistema

Općenito se ideja simulacijskog pristupa može opisati sa četiri osnovna koraka: Opisati funkcionisanje originalnog sistema, Razviti računarski sistem koji omogućuje realizaciju takvih algoritama

odnosno razviti simulacijski model, Simulirati odnosno eksperimentisati sa računarskim programom na način

kako bi se želilo sa originalnim sistemom, Analizirati i interpretirati rezultate simulacije, dovesti ih u vezu sa

originalnim sistemom te ih i primjeniti na originalni sistem.

Navedeni osnovni koraci mogu se dijeliti na različite podfaze ali i nadopunjavati novim kao što se i njihove međusobne veze mogu mijenjati zavisno o konkretnim potrebama pojedinog projekta.

Navedeno se može prikazati i grafički.____________________Vinka Cetinski, Marko Perić; Poslovne simulacije

6

Page 7: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Slika 2. Postupak simulacije

4. POJAM PLANIRANJA

Planiranje je osnova svakog dugoročnog razmišljanja managera i temelj za uspješno poslovanje poduzeća kao i organizovanje i planiranje saobraćaja. Svako perspektivno poduzeće ili tim treba imati plan. Planiranje je najbitniji zadatak managera (menadžera) u oblikovanju okruženja, tj. organizacije kako bi djelovanje pojedinaca koji rade zajednički u skupinama bilo učinkovito. Planiranjem se premošćuje jaz između onoga gdje smo sada i onoga gdje želimo ići. Planiranje je intelektualno zahtjevan proces koji traži svjesno određivanje smjerova djelovanja i temeljenje odluka na svrsi, znanju i ispravnim procjenama. Važnost planiranja se očituje kroz 4 (četiri) aspekta :

doprinos planiranja svrsi i ciljevima primat planiranja među managerskim zadacima sveprisutnost planiranja efikasnost stvorenih planova

Ciljevi su važna krajnja tačka prema kojoj su usmjerene organizacijske i individualne aktivnosti. Ciljevi su krajnje tačke prema kojima su usmjerene aktivnosti. To su odredišne tačke do kojih želimo doći. Ciljevi proizlaze iz plana misije. Oni tvore hijerarhiju tako da je ostvarenje jednog cilja preduvjet da se ostvare ostali ciljevi.

Strategije i politike su blisko povezane. Obje su okvir za planove i temelj su operativnih planova i utječu na sva područja upravljanja. Strategija je sredstvo za ostvarivanje krajnjih tačaka strateškog procesa. Odnosi se na određivanje misije i osnovnih dugoročnih ciljeva poduzeća, usvajanje pravaca akcije i alociranje resursa za njihovo ostvarenje.

Politike su opće izjave ili suglasnosti koje usmjeravaju razmišljanje managera pri odlučivanju. Osiguravaju da se odluke nalaze unutar određenih granica.

Odlučivanje se definira kao odabir nekog smjera djelovanja između više alternativa. U odabiru alternative se mogu koristiti tri (3) pristupa :

Iskustvo Eksperimentiranje Istraživanje i Analiza

7

Page 8: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Programirane odluke su prikladne za strukturirane (rutinske) odluke i uglavnom ih donose manageri na nižim organizacijskim razinama. Neprogramirane odluke se koriste za nestrukturirane i nerutinske probleme i obično ih donose manageri viših razina.

2.1. Svrha i priroda planiranja

Svrha svakog plana je pridonijeti postizanju ciljeva poduzeća. Ciljevi moraju biti jasni, dostižni i provjerljivi. Efikasnost plana se mjeri njegovim doprinosom svrsi i ciljevima.

2.2. Struktura planova Da bi planiranje bilo koordinirano pojedinci zaduženi za planiranje moraju

razumjeti i prihvatiti planske pretpostavke. Plan će biti učinkovitiji ako su strategije i politike poduzeća jasno shvaćene.

2.3. Proces planiranja Odabir prave alternative ovisi o ograničavajućim čimbenicima koji su

presudni za postizanje željenog cilja. Planiranje mora obuhvatiti buduće vremensko razdoblje kako bi sadašnja

odluka imala bolji učinak. Fleksibilnost planova je potrebna da bi se umanjila opasnost od

neočekivanih događaja. Planove je potrebno periodički provjeravati i mijenjati ukoliko to situacija

zahtijeva kako bi se došlo do željenog cilja.Ovaj proces se može sumirati u sljedećih sedam koraka:Korak 1: Prognoza stanovništva i ekonomskog rasta za ciljnu godinu u području ili

regionu za koji se planiranje vrši. Korak 2: Alokacija namjene prostora i socio-ekonomskih projekcija na

individualne zone u skladu sa raspoloživim prostorom, lokalnim zoniranjem i službenom politikom.

Korak 3: Specifikacija alternative plana saobraćaja zasnovanih na rezltatima koraka 1 i 2.

Korak 4: Izračunavanje kapitalnih troškova i troškova održavanja za svaku alternativu.

Korak 5: Primjena kalibrisanog modela saobraćaja za prognozu ekvilibrija tokova u ciljnoj godini za svaku od alternativa prema prihvačenim projekcijama namjene prostora i socio-eknomskih parametara (korak 2) i karakteristika alternative saobraćaja (korak 3).

Korak 6: Konverzija ekvilibrija tokova u direktne koristi korisnika saobraćaja, kao što su uštede vremena i troškova putovanja koji su rezultat predloženog plana.

Korak 7: Komparativno vrednovanje i izbor najpovoljnije analizirane alternative zasnovano na procjenjenim troškovima (korak 3) i koristima (korak 6).____________________Prof. Dr. Mirsad Kulović, Mr Azra Moštro; Planiranje saobraćaja – Skripta

8

Page 9: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Slika 3. Pojednostavljena verzija procesa planiranja saobraćaja

5. POJAM SAOBRAĆAJNOG TOKA

Saobraćajni tok nastaje sakupljanjem pojedinačnih vozila ili pješaka koji se kreću istim putem, u istom smjeru.

Parametri saobraćajnog toka se definišu u zavisnosti od: sposobnosti vozača i pješaka (human factors), perfomansi vozila, geometrijskih elemenata puta i kvaliteta puta.

Saobraćajni tokovi se analiziraju u odnosu na tri osnovna parametra i njihove recipročne odnose.

Tabela 2. Osnovni parametri saobraćajnog toka i njihove recipročne vrijednosti

9

Page 10: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Parametri prikazani u prethodnoj tabeli predstavljaju: Protok (q) je broj vozila koji prođe određenu tačku na putu u jedinici

vremena koji se često naziva volumen saobraćaja, a jedinica promatranja je sat.

Brzina (V) je odnos promjene rastojanja u vremenuRazlikujemo vremensku srednju brzinu i prostornu srednju brzinu.Vremenska srednja brzina je aritmetička sredina brzina vozila, koja prođu određenu

točku na putu u jedinici vremena. Prostorna srednja brzina je aritmetička sredina brzina vozila, koja zauzimaju datu

dužinu puta u određenom vremenskom trenutku. Gustina (G) broj vozila koja zauzimaju jedinicu dužine puta u određenom

vremenskom trenutku. Vremensko rastojanje (h) je vremenski interval između prolaska uzastopnih

vozila koja se kreću u istom smjeru, mjereno između zadnjeg dijela vodećeg vozila i prednjeg dijela pratećeg vozila. Uobičajen naziv za ovaj parametar je „headway“.

Vrijeme putovanja (T) je ukupno vrijeme potrebno da vozilo pređe pu tod jednog mjesta do drugog u određenim saobraćajnim uslovima.

Vrijeme putovanja uključuje vrijeme ubrzanja, usporenja, kao i vrijeme za koje je vozilo zaustavljeno.

Rastojanje (s) je rastojanje između vozila koja se kreću u istoj saobraćajnoj traci, mjereno između prednjih dijelova uzastopnih vozila.

U zavisnosti od kontinuiteta saobraćajnog toka razlikujemo: neprekinute i prekinute saobraćajne tokove.

Neprekinuti saobraćajni tokovi su takvi tokovi u kojim se vozila kreću nesmetano, bez zaustavljanja, odnosno eventualno zaustavljanje nije uzrokovano bilo kojim uzrokom, koji se nalazi izvan saobraćajnog toka (kontrolni i signalni uređaji). Za neprekinuti saobraćajni tok važi:

q = V × Ggdje je:q - protok vozilaV - brzina tokaG - gustina tokaSlijedeća slika prikazuje međusobnu zavisnost između protoka, brzine i gustine.

Krive na slijedećoj slici ilustruju nekoliko karakterističnih tačaka. Prvo, protok može biti jednak nuli u dva slučaja. Jedan je ako vozila nema na putu i drugi je pri velikoj gustini saobraćajnog toka, kada sva vozila moraju stati – brzina je jednaka nuli, nema kretanja i nema protoka.____________________Prof. Dr. Mirsad Kulović; Uvod u saobraćajno inženjerstvo

10

Page 11: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Slika 4. Međuzavisnost osnovnih parametara saobraćajnog toka

Gustina saobraćajnog toka pri kojoj prestaje kretanje naziva se gustina zastoja (G2). Kada se protok povećava, gustina se također povećava jer se više vozila nalazi na putu. Tada brzina opada obzirom na međusobni uticaj vozila. Ovo opadanje brzine je beznačajno pri manjim i srednjim gustinama i protocima. Sa daljim povećanjem gustine brzina značajno opada, a smanjenje brzine je najveće neposredno prije dostizanja kapaciteta puta.

Kapacitet je dostignut kada proizvod gustine i brzine rezultira maksimalnim protokom. Ova situacija je prikazana na prethodnoj slici sljedećim veličinama:

optimalna brzina (V0), optimalna gustina (G0) i maksimalni protok (qm).

Optimalna brzina i optimalna gustina često se definišu i kao kritična brzina i kritična gustina. Nagib linije povučene iz ishodišta koordinatnog sistema na dijagramu brzina-protok do bilo koje točke na krivoj predstavlja gustinu saobraćajnog toka. Analogno tome, nagib linije na protok-gustina dijagramu predstavlja brzinu. Kao što se na dijagramu može vidjeti bilo koji protok različit od kapaciteta može se ostvariti u dva slučaja:

Jedan je velika brzina i mala gustina, a drugi je velika gustina i mala brzina. Strana krive sa velikom gustinom i malom brzinom predstavlja prezasićeni nestabilan saobraćajni tok.

Nivoi usluge od A do E nalaze se na dijelu krive sa malom gustinom i velikom brzinom sa maksimalnim protokom na granici kapaciteta (nivo usluge E). Nivo usluge F opisuje prezasićeni saobraćajni tok koji je predstavljen dijelom krive sa velikom gustinom i malom brzinom.

Prekinuti saobraćajni tokovi su takvi tokovi u kojim se kretanje vozila povremeno prekida uzrocima koji se nalaze izvan saobraćajnog toka, prvenstveno kontrolnim i signalnim uređajima.

11

Page 12: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Tok vozila na prilazu raskrsnici i kroz raskrsnicu sa svjetlosnim uređajima može biti analiziran na osnovu vremensko-prostornog dijagrama i na osnovu primjene fundamentalne teorije redova, odnosno kumulativnog prolaza vozila u funkciji vremena.

Vremensko-prostorni dijagram predstavlja trajektoriju pojedinačnog vozila u vrijeme-prostor koordinatnom sistemu.

Obično, horizontalna osa predstavlja vrijeme u sekundama, a ordinatna osa prostor (rastojanje) u metrima.

Kose linije na dijagramu predstavljaju vozila u kretanju, a horizontalne linije predstavljaju vozila koja stoje.

Nagib kosih linija predstavlja brzine vozila.Zaobljeni dijelovi kosih linija predstavljaju promjene brzine-ubrzanje i usporenje.Primjena fundamentalne teorije redova, odnosno kumulatorni prolaz vozila u

funkciji vremena, pokazuje sakupljanje vozila (formiranje reda vozila) na raskrsnici ili suženju puta i otpremu (prolaz) vozila na kritičnom mjestu.

Na slijedećoj slici prikazan je tok na prilazu raskrsnici.

Slika 5. Dijagram formiranja reda vozila za prekinuti saobraćajni tok

Saobraćaj je zaustavljen u vremenskom intervalu ot t1 do t2 za vrijeme trajanja crvenog svjetla.

Na početku intervala zelenog svjetla u trenutku t2 vozila počinju da se kreću i prolaze uz vrijednost protoka od qG koji traje sve dok red vozila nestane.

Nakon toga je otprema (prolaz) vozila D(t) jednak pristizanju (dotok) vozila A(t) do trenutka t3 – početka sljedećeg intervala crvenog svjetla.

Početak zelenog svijetla generiše „plotun“ vozila koji napuštaju raskrsnicu.Kada su signalisane raskrsnice na rastojanju manjem od 0,4 km i dobro

koordinisane plotuni će se kretati kao grupe vozila sa znatnim rastojanjem između njih.

12

Page 13: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Tada će vozila sa bočnih prilaza imati mogućnost da se uključeu saobraćaj na glavnom putu ili da pređu glavni put.

Ako ne postoji sljedeća signalisana raskrsnica, plotun će početi nestajati na dužini od oko 0,4 km.

Sa rastojanjem signalisanih raskrsnica od 0,8 km plotuni će definitivno nestati.

6. PRIMJENA SIMULACIONIH MODELA PRI PLANIRANJU SAOBRAĆAJNIH TOKOVA

Simulacioni modeli se mogu primijeniti u postupku planiranja, projektovanja, vrednovanja varijantnih rješenja, validaciji i kalibraciji novih analitičkih modela i raznim znanstvenim istraživanjima. Upotreba simulacionih modela na istraživačkom i stručnom području otvara mogućnosti provjeravanja i vrednovanja novih načina u vođenju saobraćaja te usporedbu varijantnih projektnih rješenja prije nego što se nedostaci novih rješenja odraze na terenu.

Za razliku od empirijskih i analitičkih modela koji su deterministički, što znači da za iste ulazne podatke uvijek daju isti izlazni rezultat, simulacioni modeli su stohastičke prirode, tj. za opisivanje toka saobraćaja koriste se slučajnim varijablama odnosno razdiobama vjerovatnosti.

Simulacioni modeli se koriste algoritmima pomoću kojih definišu saobraćajni tok u prostoru i vremenu tako da modeliraju kretanje svakog vozila i njihovu međusobnu interakciju te se saobraćajni pokazatelji potrebni za vrednovanje pojedinog rješenja "mjere" iz simuliranog toka. Upotrebom slučajnih varijabli pri opisivanju pojedinih elemenata saobraćajnog toka nastoji se što vjernije prikazati stvarne procese (npr. vrijeme dolaska vozila na raskršće, brzina pojedinog vozila, karakteristike vozača, itd.).

Kod stohastičkih modela isti ulazni podaci ne daju isti izlazni rezultat upravo zbog slučajnih varijabli koje se primjenjuju u modelu na temelju definisanih razdioba vjerovatnosti i generacije slučajnih brojeva. Stoga je potrebno napraviti određen broj ponavljanja simulacija sa istim ulaznim podacima, a krajnji se rezultat dobije kao srednja vrijednost rezultata pojedine simulacije.

Uporabom jednačine slijeda vozila, uz primjenu jednačina jednoliko ubrzanog kretanja, može se za svako vozilo odrediti položaj, brzina i ubrzanje u svakom vremenskom trenutku, čime se definiše trajektorija vozila. Trajektorija vodećeg vozila zavisi o graničnim vrijednostima parametara (brzine, ubrzanja i usporenja) te o njoj zavise trajektorije vozila koji ga slijede. Podaci proračunati za svaki vremenski korak omogućavaju simulaciju kretanja vozila duž saobraćajnice.

Dinamički prikaz prometnih tokova (animacija na ekranu) omogućava uvid u događanja na određenoj saobraćajnoj mreži i za sadašnje i za planirano stanje. Tako je moguće unaprijed učinkovito pripremiti rješenja koja će osigurati povoljne uslove za predviđeni rast prometa.

Osim grafičkog prikaza, svi rezultati (mjere učinkovitosti) za pojedine dionice su i u tabličnom obliku sa odgovarajućim statističkim parametrima (srednja vrijednost, standardna devijacija, varijanca, i dr.).

13

Page 14: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Promjene u sistemu (brzina vozila, ubrzanje, stanje svjetlosnog signala itd.) temelje se na diskretizaciji vremena i proračunavaju se za određeni vremenski korak. Model saobraćajne mreže definiše se sistemom čvorova i veza gdje veza (link) predstavlja dionicu ceste ili ulice, a čvor (node) označava eventualnu promjenu geometrijskog oblika, raskrsnica ili ulazno-izlaznu tačku na mreži. Nakon unosa ulaznih podataka i provedene simulacije, kao izlazni rezultati dobiju se različite mjere učinkovitosti kao što su: prosječno kašnjenje, prosječna dužina repa, maksimalna duljina repa, broj zaustavljanja, kašnjenje zbog stajanja, prosječna brzina, količina emisije ispušnih plinova, prosječna potrošnja goriva i dr. Na temelju dobijenih rezultata može se ocijeniti funkcionisanje saobraćajnog sistema, a ujedno dobijeni rezultati mogu poslužiti i kao temelj za daljnju optimalizaciju saobraćajnih tokova tako da se svaka nova ideja i prijedlog rješenja mogu ispitati na modelu prije primjene na terenu.

6.1. Saobraćajno modeliranje i simuliranje saobraćaja

6.1.1. Modeliranje saobraćaja na makroskopskom nivou

Makroskopski saobraćajni modeli (strateški modeli) se obično izrađuju za velika područja (npr. države, regije). Makroskopski modeli su obično 4-stepeni i sastavljeni su iz sledećih nivoa: generacije putovanja, distribucije putovanja, izbora sredstva putovanja i opterećenja. Mogu da uključe sve individualnog (individualni prevoz, javni prevoz putnika, pješačenje i biciklistički prevoz) i sve vrste teretnog saobraćaja.Rezultat makroskopskog modela su napovedi tokova vozila odnosno osoba na saobraćajnoj mreži i njihova brzina i intezitet na sat ili dnevnom nivou.

Slika 6. Modeliranje saobraćaja na makroskopskom nivou

14

Page 15: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

6.1.2. Modeliranje saobraćaja na mezoskopskom nivou

Mezoskopski saobraćajni modeli se obično upotrebljavaju za urbana područja. Ne uključuju modeliranje potražnje, već samo opterećenje, koje je obično simulacijsko-dinamično i posmatra svaku grupu ili jedinicu individualno. Detaljnije opisuje putnu mrežu i uključuje osobine raskrsnice, priključaka i odsjeka (geometrije, semaforski ciklusi, itd.). Rezultat mezoskopskog modela su detaljne putanje i brzine vozila na mreži, kašnjenje na raskrsnicama i njihovu dinamika.

Makroskopski modeli opisuju ponašanje prometnog toka koristeći prosječne vrijednosti brzine, gustoće i intenziteta toka promatrajući ga kao kontinuiranu cjelinu. Pod makroskopskim modeliranjem prometnog toka podrazumijeva se definiranje odnosa između osnovnih parametara toka, a to su: brzina v, gustoća k i intenzitet toka q.

Slika 6. Modeliranje saobraćaja na mezoskopskom nivou

6.1.3. Mikroskopska simulacija

Mikroskopski saobraćajni modeli omogućavaju najpreciznije i najdetaljnije analize saobraćaja. Isto kao mezoskopski saobraćajni model uključuju samo opterećenje, koje je po navici simulacijsko-dinamično i posmatra svako vozilo odnosno osobu individualno. Osim klasičnog modeliranja vozila, može se koristiti takođe za simulaciju pješaka (kretanje pješaka na pješačkim zonama i prelazima, kolovozima i stanicama javnog prevoza putnika, stadionima, trgovskim centrima, raznim prireditvama i pri simulacijama vanrednih događaja (evakuacija). Fizičke osobine saobraćajne mreže su precizno određene, zbog čega je moguće uključiti sve elemente saobraćaja.

Rezultat je vizualna simulacija saobraćaja, koja sadrži brojne podatake o efikasnosti mreže, kao što su brzina i vrijeme putovanja, kašnjenja, zaustavljanja na raskrsnicama i njihovu dinamika.

15

Page 16: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

Slika 7 i 8. Mikroskopska simulacija

____________________Deana Breški, Dražen Cvitanović, Petar Vukušić; Primjena simulacionih modela pri izradi prometne analize

16

Page 17: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

7. ZAKLJUČAK

Bez obzira da li se radi o poboljšanju postojećeg stanja ili projektovanju nove saobraćajnice, postojanje različitih mogućih rješenja dovodi do pitanja koje je od njih najefikasnije. Kao posljedica potrebe za vrjednovanje pojedinih rješenja razvijeni su različiti modeli, za analizu funkcionisanja i ocjenu učinkovitosti djelova cestovnog saobraćaja (dionice gradskih ili izvangradskih cesta, raskrsnica i čvorišta, pješačkih zona i sl.)

Zavisno od načina nastanka i predpostavki na kojima su razvijeni, modeli se mogu podjeliti na empirijske, analitičke i simulacijske. Empirijski modeli predviđaju ponašanje sistema na temelju relacija dobivenih primjenom statističkih metoda na većem uzorku terenskih podataka. Analitički modeli su razvijeni iz teorijskih razmatranja, a parametri modela su kalibrisani i vrednovani na osnovu terenskih podataka.

Za razliku od empirijskih i analitičkih modela koji su deterministički što znaći da za iste ulazne podatke uvijek daju iste izlazne rezultate, simulacijski modeli su stohastičke prirode što znaći da za opisivanje odvijanja prometa koriste slučajne varijable. Simulacijski modeli koriste algoritme pomoću kojih definišu saobraćajni tok u prostoru i vremenu na način da modeliraju kretanje svakog vozila i njihovu međusobnu interakcijute se pokazatelji potrebni za vrednovanje pojedinog rješenja „mjere“ iz simuliranog toka. Korištenjem slučajnih varijabli nastoje se što vjernije prikazati stvarni procesi (brzina pojedinih vozila, koje vozilo će izvršiti manevar skretanja, karakteristike vozaća, saobraćajne nezgode i sl.).

Zakonitosti kretanja vozila zavise od brojnih faktora zbog čega njihovo opisivanje predstavlja složen proces. Najznačajniji faktori su: veličina i karakteristike saobbraćajnog toka, voznodinamičke karakteristike vozila, psihofizičke osobine vozača, karakteristike sistema za upravljanje i kontrolu saobraćaja i uslovi okoline (vidljivost, stanje ceste i sl.).

Istovremeno djelovanje više faktora koji su uz to promjenjivi u prostoru i vremenu utiču na složenost opisivanja toka vozila.

17

Page 18: Seminarski Rad Planiranje Saobracaja

LITERATURA

1 Kulović M., Moštro A.; Planiranje saobraćaja – Skripta; Saobraćajni fakultet Internacionalnog univerziteta u Travniku; Travnik, 20122 Kulović M.; Uvod u saobraćajno inženjerstvo; Saobraćajni fakultet Internacionalnog univerziteta u Travniku; Travnik, 20113 Breški D. Cvitanović D. Vukušić P.; Primjena simulacionih modela pri izradi prometne analize

INTERNET SAJT - IZVOR1 http://www.omegaconsult.si/mne/index.php?id=static&nav1=2&nav2=9

POPIS SLIKA

Slika 1. Razvoj modela u pet fazaSlika 2. Postupak simulacijeSlika 3. Pojednostavljena verzija procesa planiranja saobraćajaSlika 4. Međuzavisnost osnovnih parametara saobraćajnog tokaSlika 5. Dijagram formiranja reda vozila za prekinuti saobraćajni tokSlika 6. Modeliranje saobraćaja na makroskopskom nivouSlika 7. Mikroskopska simulacijaSlika 8. Mikroskopska simulacija

POPIS TABELA

Tabela 1. Međusobni odnos ulaznih i izlaznih jedinicaTabela 2. Osnovni parametri saobraćajnog toka i njihove recipročne vrijednosti

18