دانلود رایگان مقاله شبیه سازی ترافیکی دو تقاطع T مشخص نشده در طی ساعات شلوغی با استفاده از نرم افزار
چکیده
در این مقاله، تمرکز بر روی شبیه سازی ترافیکی دو تقاطع T مجاور در ساعات شلوغی در خیابان دانشگاه در شهرستان Skudai، جوهور، مالزی است. این مطالعه با هدف شبیه سازی ترافیکی در شبکه به منظور درک و تجزیه و تحلیل تنگناها و ارائه راه حل ها برای بهبود آن انجام شده است. مدل شبیه سازی با نرم افزار ARENA توسعه داده شد، و نتیجه اولیه نشان می دهد که یک صف قابل توجهی در یکی از مسیرها وجود دارد، بازوی C. مدل A با چراغ راهنما برای مقابله با این مشکل ارائه شده است. نتایج به دست آمده از مدل بهبودیافته نشان داد که متوسط زمان انتظار در بازوی C تا 67٪ کاهش می یابد. علاوه بر این، متوسط زمان صف های انتظار در کل سیستم تا 53٪ کاهش یافت. علاوه بر این، در این مقاله، نشان داده شد که چگونه می توان نرم افزار Arena را برای شبیه سازی مشکلات ترافیک به طور موثر اتخاذ نمود. روش این تحقیق را می توان برای بررسی حالات ترافیکی مختلف و پیامدهای آنها قبل از اجرای آنها در واقعیت اعمال نمود.
1. مقدمه
1.1. انگیزه کار
کنترل و بهینه سازی ترافیک, توجه ویژه ای را در سال های اخیر دریافت کرده است. این به خاطر افزایش تعداد وسایل نقلیه و تقاضا برای اقامت و هدایت حجم ترافیک است. بدون شک، هر گونه تلاش برای بهینه سازی جریان ترافیک موجب کاهش هزینه از نظر آلودگی، زمان، و غیره خواهد شد.
هنگامی که بحث هزینه به میان می آید، رویکرد بهینه سازی, قابل توجه می شود. بسیاری از پروژه های پر هزینه به منظور بهبود جریان ترافیک وجود داشته است که در نهایت نتایج مورد انتظار را ارائه ننموده اند. بنابراین، انگیزه این تحقیق, حل یک مشکل جریان ترافیک محلی با شناسایی علل آن و پیشنهاد راه حل بدون تحمیل هزینه های عملیاتی قابل توجه است.
بنابراین، نرم افزار Arena برای شبیه سازی وضعیت با توجه به در دسترس بودن آن برای طیف گسترده ای از محققان انتخاب شد. یکی دیگر از دلایل این انتخاب, همه کاره بودن این نرم افزار می باشد به طوری که می توان آن را در حوزه های دیگر غیر از تولید استفاده نمود.
1.2. اهداف
اهداف این مقاله به شرح زیر است:
؟ شبیه سازی ترافیک شبکه به منظور درک و تجزیه و تحلیل مشکلات.
؟ برآورد زمان انتظار صف که می توان به رضایت رانندگان نسبت داد.
؟ بررسی اثر بخشی سیستم فعلی با به دست آوردن و تجزیه و تحلیل داده های آماری مرتبط به دست آمده از شبیه سازی.
؟ مشاهده اثر تغییرات در شبکه کنونی به منظور بهبود آن.
؟ ارائه راه حل هایی برای افزایش اثربخشی شبکه.
؟ نشان دادن نحوه شبیه سازی منطق و رفتار ترافیک مختلف در سطح میکروسکوپی در نرم افزار Arena.
2. بررسی نوشته ها
در سال های اخیر، مقابله با مشکلات مربوط به جریان ترافیک قابل توجه می باشد. این به خاطر این واقعیت است که تعداد زیاد وسایل نقلیه موجب ترافیک، آلودگی هوا، و ضایعات سوخت [1] بیشتر می شود. در تلاش برای تجزیه و تحلیل شبکه های ترافیک و کاهش مشکلات مربوط، همچنین با توجه به پیچیدگی سیستم های ترافیک، روش شبیه سازی تبدیل به یک روش معمول شده است. یکی دیگر از ملاحظات در این رشته, انتخاب نرم افزار مناسب است به طوری که برخی از سازمان ها, تحقیقاتی را برای انتخاب نرم افزار شبیه سازی انجام می دهند. به عنوان مثال، [2] تحقیق و پژوهش برای یک فرودگاه بین المللی در اسپانیا به منظور انتخاب Arena یا witness به عنوان پلت فرم شبیه سازی خود با استفاده روش تحلیل سلسله مراتبی انجام شد.
در میان نرم افزارهای شبیه سازی مختلف، Arena توسط چندین محقق در رشته های مختلف استفاده شده است. به عنوان مثال، [3] یک مدل شبیه سازی با Arena را به منظور تجزیه و تحلیل و طراحی بندر برای مدیریت بندر Kelang مالزی توسعه داد. [4] از مدل شبیه سازی Arena برای اطمینان از اینکه آیا مسیریابی های بارج پیشنهاد شده توسط برنامه های بهینه سازی در طول عملیات رودخانه امکان پذیر است یا خیر, استفاده نمود. یک مدل شبیه سازی یک سیستم هدایت شونده خودکار (AGVs) توسط [5] با توجه فلسفه فقط در زمان ایجاد شد. با داشتن طرح آزمایشی اجرایی، آنها قابلیت کاربرد مفهوم JIT برای AGV ها در محیط های فروشگاه را بررسی نمودند. [6] با استفاده از Arena، یک مشکل فروشگاه کاری چند محصوله را با رشته های صف حمل و نقل به منظور تجزیه و تحلیل اثر تقسیم مقادیر سفارش به تعداد زیادی از دسته ها مورد مطالعه قرار داد. Arena توسط [7] به منظور مدلسازی انسان به عنوان یک سیستم قابلیت اطمینان در صنعت مراقبت های بهداشتی به شیوه ماکروسکوپی استفاده شد.
علاوه بر این، Arena به طور گسترده ای برای شبیه سازی حالات مختلف ترافیک استفاده می شود. [8], یک مدل شبیه سازی Arena ترافیک برای کشتی های در رودخانه Delaware را توسعه داد. آنها حالات مختلف را با توجه به خواص ترمینال و قوانین ناوبری بررسی نمودند. [9] سیستم حمل و نقل در بندر سویل را با استفاده Arena شبیه سازی نمود. محل کار انها شامل اسکله و حوضچه بندر مرتبط با فعالیت های تدارکات بود. با داشتن حالات مختلف اجرا، آنها به این نتیجه رسیدند که زیرساخت های فعلی بندر برای رسیدگی به جریان لجستیک کافی هستند.
Abstract
In this paper, the focus is on simulating the traffic of two adjacent T-junctions during rush hours located at Jalan Universiti in the city of Skudai, Johor, Malaysia. This study was conducted with the objective of simulating the traffic on the network in order to understand and analyze its bottlenecks and propose solutions to improve it. The simulation model was developed with ARENA software, and the initial result shows that there is a substantial queue in one of the routes, arm C. A model with traffic light was proposed to tackle the problem. Results obtained from the improved model revealed that the average waiting time in arm C declined by 67%. Furthermore, the average waiting time of the queues in the entire system decreased by 53%. In addition, in this paper, it was shown how Arena software can be adopted to simulate traffic problems effectively. The method in this research can be applied to investigate various traffic scenarios and their consequences before implementing them in reality.
1. Introduction
1.1. Motivation
Traffic control and optimization have received special attention in recent years. This is due to the increasing number of vehicles and demand for accommodation and handling the traffic volume. Undoubtedly, any attempt to optimize the traffic flow will be rewarded by reduced expenses in terms of pollution, time, etc.
When it comes to expenses, the approach of optimization becomes significant. There have been many costly projects in order to improve the traffic flow, which eventually did not yield expected results. Therefore, the motivation of this research was to solve a local traffic flow problem by identifying its causes and suggesting solutions without incurring considerable operational expenses.
Thus, Arena software was chosen to simulate the situation due to its availability for wide range of researchers. Another reason for this choice is the software versatility so that it can be used in other areas than manufacturing.
1.2. Objectives
The objectives of this paper are as follows:
To simulate the traffic of the network in order to understand and analyze the problems.
To estimate the waiting times of the queues that can be attributed to the drivers satisfaction.
To examine the effectiveness of the current system by obtaining and analyzing the related statistical data obtained from the simulation.
To observe the effect of changes on the current network in order to improve it.
To propose solutions to increase the effectiveness of the network. To show how different logics and behaviors of traffic at the microscopic level can be simulated in Arena software.
2. Literature review
In recent years, tackling the problems regarding traffic flow has received considerable attention. This is because of the fact that the huge number of vehicles makes various problems such as traffic jams, air pollution, and fuel waste [1]. In attempting to analyze traffic networks and mitigate pertaining problems, also due to the complexity of the traffic systems, simulation approach has become a common method. Another consideration in this discipline is the selection of the appropriate software so that some organizations conduct research for selection of their simulation software. For instance, [2] did a research for an international airport in Spain whether to choose between Arena or Witness as their simulation platform using Analytical Hierarchy Process.
Among different simulation software, Arena has been applied by several researchers in various disciplines. For example, [3] developed a simulation model with Arena to analyze and design the seaport for the management of the Malaysian Kelang Port. [4] used Arena simulation model to ensure whether the barge routings proposed by an optimization program are feasible during river operations. A simulation model of an automated guided vehicle system (AGVs) was established by [5] considering Just in Time philosophy. Having run experimental design, they investigated the applicability of the JIT concept to AGVs in job shop environments. [6] by employing Arena, studied a multi-product job shop problem with transportation queue disciplines in order to analyze the effect of splitting order quantities into equal sub-lots. Arena was applied by [7] to model human being as a reliability system in the health care industry in a macroscopic way.
Moreover, Arena has been widely used to simulate various traffic modes. [8] developed an Arena simulation model of traffic for vessels in Delaware River. They investigated different scenarios considering terminal properties and navigational rules. [9] simulated the freight system in Port of Seville using Arena. Their work included docks and basins of the port associated with logistics activities. Having run different scenarios, they concluded that current infrastructures of the port are sufficient to handle the logistic flows.
چکیده
1. مقدمه
1.1. انگیزه کار
1.2. اهداف
2. بررسی نوشته ها
3. شرح مطالعه موردی
4. توسعه مدل
4.1. مفروضات مدل شبیه سازی
4.2. مدل پیشنهادی و عناصر آن
4.2.1. ایجاد ماژول
منابع
Abstract
1. Introduction
1.1. Motivation
1.2. Objectives
2. Literature review
3. Description of the case study
4. Model development
4.1. Assumptions of the simulation model
4.2. The proposed model and its elements
4.2.1. Create modules
References