9 Apendice I Guia Aimsun

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Sistema de control de tráfico mediante simulación

Apéndice I: Guía rápida de Aimsun El simulador Aimsun está dotado con numerosas opciones, herramientas de cálculo de datos, de simulación, estimaciones estadísticas… Así como tres tipos diferentes de simulación: microscópica, macroscópica y mesoscópica. En esta guía rápida va a detallarse de manera simple las herramientas que han sido necesarias en la elaboración de este proyecto. Hemos de tener presente la barra de herramientas situada en la zona izquierda del panel del trabajo, pues en ella nos encontraremos casi todas las opciones que utilizaremos a lo largo de la construcción de una red.

Ilustración 43 - Barra de herramientas del simulador Aimsun.

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Apéndice I: Guía rápida de Aimsun

Construcción de la red El primer paso es crear la red de carreteras, para ello nos referiremos al botón de la barra de herramientas correspondiente a crear una sección.

Ilustración 44 - Botón usado para crear una sección.

Una vez seleccionado haremos click en el punto donde empieza nuestro primer sección de carretera y volveremos a hacer click en el punto donde termine, en ese momento tendremos la opción de hacer otro sección unido al anterior. Cuando terminemos todas las secciones haremos doble click para terminar. El sentido del tráfico tendrá el sentido con el que hayamos diseñado el sección, si hacemos click en él con el botón derecho tendremos la opción de cambiar el sentido de la sección o de generar el sentido contrario.

Ilustración 45 - Ejemplo de una carretera formada por dos secciones.

Para cambiar el número de la carretera tendremos que pulsar la tecla Ctrl y el número de carriles deseados mientras la estamos construyendo. Esto podremos hacerlo también una vez terminada nuestra carretera, para ello solo tendremos que seleccionarla con el icono de herramienta de selección y realizar la combinación de teclas antes comentada. Si tenemos dos carreteras con el mismo número de carriles podemos unirlas seleccionándolas con la tecla Shift y el botón de selección, una vez las tengamos seleccionadas haremos la unión mediante Ctrl + M.

Ilustración 46 - Botón de selección.

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Si ahora queremos crear una curva en algún punto de la carretera tendremos que seleccionar la carrera y luego hacer click en el botón de Crea un nuevo Vértice (Sección Curvo).

Ilustración 47 - Botón para crear un nuevo vértice curvo.

Tras esto trazaremos una línea que corte a la carretera en el punto donde queremos nuestro vértice y nos aparecerá un nuevo punto para identificar dicho vértice, arrastrándolo por el área de trabajo conseguiremos el vértice deseado.

Ilustración 48 - Ejemplo de vértice curvo.

Si lo que queremos es crear un vértice anguloso haremos la misma operación pero con el botón de Crear nuevo Vértice (Sección recto).

Ilustración 49 - Botón para crear un nuevo vértice recto.

Se ha de tener en cuenta que al crearse una carretera combinación de varias secciones se ha creado un vértice en cada unión de secciones, dichos vértices se hacen visibles al seleccionar la carretera y también son ajustables. Ahora vamos a aprender como generar una rotonda, para ello tendremos que crear primero todas las entradas y salidas de la misma, tras esto las seleccionaremos y haremos click en el botón correspondiente de Crear una Rotonda.

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Ilustración 50 - Botón correspondiente a la creación de una rotonda.

Acto seguido haremos click en la zona de trabajo que corresponda al punto central de dicha rotonda y arrastraremos para darle el tamaño deseado, mientras hacemos esto podemos cambiar el número de carriles que tendrá la rotonda de la misma forma que se hacía con los secciones de carretera. Cuando terminemos soltamos el botón y tendremos nuestra rotonda creada.

Ilustración 51 - Ejemplo de una rotonda.

Otro elemento que podemos añadirle a la red es un panel de señalización variable, para ello seleccionamos la opción de Crear un Panel de Señalización Variable y hacemos click en el sección elegido y en el punto deseado.

Ilustración 52 - Botón para crear un panel de señalización variable.

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Ilustración 53 - Sección con un panel de señalización variable.

Haciendo doble click en el icono del panel podremos cambiarle ciertos parámetros como tipo de panel o mensaje por defecto. Es importante tener algún Detector para poder realizar algún tipo de adquisición de datos, para crear un detector simplemente hemos de ir a su correspondiente icono de la barra de herramientas.

Ilustración 54 - Botón para crear un detector

Después hacemos click en el punto concreto de alguna sección en el que queramos instalar nuestro detector. Por defecto el detector abarcará todos los carriles y la longitud mínima posible, esto podemos cambiarlo seleccionándolo y cambiando su tamaño a lo largo y ancho de la vía.

Ilustración 55 - Diferentes tipos de detectores.

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Otro elemento interesante y que puede ayudar en ocasiones a una óptima gestión del tráfico es el Control de acceso, disponible en su correspondiente botón de la barra de herramientas.

Ilustración 56 - Botón para la creación de un control de acceso.

Una vez seleccionado simplemente haremos click en el punto deseado. Este elemento suele ponerse al final de una rampa de acceso que desemboca en una vía de mayor caudal.

Ilustración 57 - Ejemplo de control de acceso.

Si hacemos doble click en este elemento podremos configurar sus parámetros, tales como modelo 3D (semáforo, barrera física, bolardo) o el tipo de control de acceso que realiza. En este proyecto se han empleado controles de acceso de flujo del tipo ALINEA, que funciona de manera más óptima que un control de acceso de flujo simple. Esto no es más que un pequeño sistema de control en bucle cerrado con una serie de parámetros que requiere un detector en la vía de mayor caudal a los pocos metros de la entrada controlada. Para asociar el detector al control de acceso hemos de acceder a sus propiedades, seleccionar el tipo correcto y añadirle el detector haciendo click en la opción de añadir detector y seleccionándolo en el área de trabajo. Para terminar definiremos una serie de cámaras que podremos usar en el momento de la simulación para observar de manera realista el comportamiento de los vehículos en nuestra red. Para ello hacemos click en el botón de Crea una Cámara.

Ilustración 58 - Botón utilizado para la creación de una cámara.

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Tras esto haremos click en el punto del área de trabajo donde queramos instalar dicho elemento.

Ilustración 59 - Ejemplo de una cámara.

Entrada de datos Una vez construida la red tendremos que introducir los parámetros que determinan que caudal de tráfico tendrá según que horas y situaciones, para ello existen dos opciones, matrices y estados de tráfico. Las matrices simplemente definen rutas, es decir, número de vehículos que irán del punto A al punto B en un tiempo determinado. En este proyecto se han usado los estados de tráfico, los cuales definen en un rango de horas determinado el caudal de vehículos entrantes en toda la red, y una vez dentro, cual es el porcentaje o caudal de giro en todas las bifurcaciones existentes. Por último podremos elegir a que tipo de vehículo afectan todos estos valores.

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Ilustración 60 - Flujo de vehículos en las entradas de la red.

Ilustración 61 - Flujo en las bifurcaciones internas de la red.

Para ello hemos de buscar en Proyecto ->Nuevo -> Datos de Demanda -> Nuevo estado de tráfico y una vez creado hacer doble click en el mismo en la parte derecha superior de la pantalla.

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Ilustración 62 - Detalle de la zona derecha superior de la pantalla.

Cuando hayamos creado todos los estados de tráfico deseados para todos los tipos de vehículos considerados hemos de crear una Demanda de tráfico, en la que se especificará a que horas y durante cuanto tiempo se aplicarán cada uno de los diferentes estados de tráfico. Esto lo haremos mediante Proyecto -> Nuevo -> Datos de Demanda -> Demanda de tráfico.

Ilustración 63 - Vista de las propiedades de una demanda de tráfico.

Aquí tendremos que definir la hora de inicio y tiempo que tendrá efecto, así como elegir el tipo, que será por estados de tráfico, los cuales los podremos añadir haciendo click en

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Añadir elemento de demanda y extender a lo largo del tiempo que tendrán efecto o mover hacia otras horas.

Control de la red Ahora que tenemos nuestro sistema real convertido en un modelo ya podemos dar paso a la creación de reglas y políticas de gestión del tráfico. El primer paso es definir una serie de condiciones de tráfico, las cuales pueden ser referentes a las diferentes horas punta que soporta una red, o al horario de apertura de una fábrica cercana, la cual satura de camiones una zona concreta, etc. Para crear una condición de tráfico iremos a Proyecto -> Nuevo -> Gestión de Tráfico -> Condiciones de tráfico, nos apareceré en la zona superior derecha y si hacemos doble click en ella podemos cambiar sus parámetros.

Ilustración 64 - Definición de una condición de tráfico.

El parámetro más importante es la Condición de activación, existiendo varias opciones, pero si se elige la activación mediante Desencadenante habremos de definir estos también. Para ellos iremos a Proyecto -> Nuevo -> Gestión de Tráfico -> Desencadenante, nos aparecerá de nuevo en la zona superior derecha y accediendo a sus propiedades veremos una serie de parámetros a configurar.

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Ilustración 65 - Parámetros de un desencadenante.

Hacemos click en nueva condición y tendremos que elegir del área de trabajo algún detector existente, tras esto podremos configurar la activación del desencadenante en función de los valores leídos por dicho detector. Podremos usar tantos detectores como queramos, o usar el mismo pero usando diferentes variables. Ahora que ya tenemos definida una condición de tráfico y su correspondiente condición de activación tenemos que definir que consecuencias tendrá, es decir, que acciones llevará sobre la red y sobre el tráfico de la misma. Para esto hacemos click con el botón derecho en la condición de tráfico y añadimos una nueva acción entre todas las posibles. Tras esto accedemos a las propiedades de dicha acción para configurarla. La elección de las secciones implicadas se hará seleccionándolo directamente en el área de trabajo y si se quiere configurar algún Panel de Señalización Variable para advertir a los conductores de dicha acción se accederá a la pestaña VMSs y se procederá de la misma manera.

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Ilustración 66 - Configuración de una acción de cierre de carril.

Otra posibilidad es controlar la red mediante los Planes de control, estos afectan a los grupos semafóricos y a los controles de acceso, en este proyecto solo se han utilizado los segundos, pues no existen semáforos en la red. Accedemos a Proyecto -> Nuevo -> Control -> Plan de control y nos aparecerá en la zona superior derecha de nuestro programa, al hacer doble click en el nuevo elemento creado nos aparecerá una ventana con todos los nodos y todos los controles de acceso disponibles en nuestra red.

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Ilustración 67 - Elementos disponibles en un plan de control.

Seleccionamos mediante doble click el control de acceso que queramos configurar y obtendremos una nueva ventana donde podemos introducir todos los parámetros necesarios para configurarlo correctamente.

Ilustración 68 - Configuración de un control de acceso.

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De la misma manera que se hizo con los estados de tráfico ahora crearemos un Plan de control maestro que englobará todos los Planes de control creados, para ellos iremos a Proyecto -> Nuevo -> Control -> Plan de control maestro. Una vez accedido a las propiedades del mismo y de manera muy similar que con la Demanda de tráfico configuraremos el Tiempo Inicial, la Duración del mismo y haciendo click en Añadir Control podremos introducir los Planes de control creados anteriormente y ponerlos en la barra temporal de manera adecuada.

Ilustración 69 - Aspecto de la ventana de configuración de un plan de control maestro.

Simulación y lectura de los datos Para terminar, hemos de simular nuestra red, para ello primero hemos de crear un escenario en Proyecto -> Nuevo -> Escenario Dinámico, luego haremos click con el botón derecho en el elemento recién creado y crearemos un nuevo Experimento que a su vez nos creará de manera automática una nueva Replicación o simulación. Antes de simular hemos de acceder a las propiedades del Escenario Dinámico, en la primera pestaña seleccionaremos la Demanda de tráfico a usar y el Plan de control maestro, después, en la pestaña de Estrategias y Condiciones seleccionaremos que Condiciones de tráfico serán utilizadas en la posterior simulación.

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Ilustración 70 - Pestaña principal de configuración del escenario dinámico.

Ilustración 71 - Condiciones de tráfico que tendrán validez en la simulación.

Ya estamos listos para iniciar la simulación, para ello hacemos click con el botón derecho en nuestra Replicación y elegimos Simulación Animada (Sin pausa tras el calentamiento) si queremos una simulación visual aunque más lenta o Simulación Batch si queremos simplemente los resultados finales. Si elegimos la primera podemos ver el movimiento de vehículos a lo largo de nuestra red en 2D, si queremos una vista en 3D vamos a

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Vista -> Nueva Vista 3D y elegimos del desplegable alguna de las Cámaras creadas anteriormente. Una vez que la simulación termine se nos mostrará una serie de variables globales, entre las cuales cabe destacar el Tiempo total de viaje (Simulación), pues es un referente a la hora de comprobar si nuestro control está siendo efectivo, si este valor es menor que el de la red sin controlar, podemos casi confirmar que vamos por el buen camino. Sin embargo existen otra serie de medidas locales también interesantes. Si accedemos a las propiedades de uno de los detectores o de cualquier sección de carretera y accedemos a la pestaña de Series Temporales podremos acceder a la lectura de todas las variables registradas a lo largo de ese detector o en toda la sección.

Ilustración 72 - Lectura de medidas de un detector.

Si accedemos a Variables podemos elegir los valores que queremos consultar y una ves los tengamos todos podemos representarlos en diferentes tipos de Gráficos o en una Tabla haciendo click en el botón adecuado.

Ilustración 73 - Diferentes formas de representación de los datos.

Otra forma de visualizar los datos es comparándolos entre distintas simulaciones, esto puede resultar muy útil para ver si un sistema controlado se comporta de manera más óptima que uno no controlado, por ejemplo. Para hacer esto hemos de tener cargadas todas las replicaciones que vayamos a comparar y vamos a Análisis de Datos -> Comparación de Datos.

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Ilustración 74 - Ventana de comparación de datos.

En esta ventana podemos elegir el punto de origen de los datos a comparar, Sección o sección de la red, nodo o alguno de los detectores repartidos por la misma. Además podremos elegir si se comparan todos o una selección de ellos. Tras esto hemos de elegir que variable vamos a comparar con cual, a que tipos de vehículos afecta la medida y, lo más importante, a qué simulación pertenecerá esa variable leída. Finalmente y haciendo click en Comparar veremos la comparación de las variables seleccionadas leídas de sus respectivas replicaciones y en cada uno de los nodos, secciones o detectores escogidos. De igual forma esta información podremos verla en forma de tabla o de recta de regresión en función del botón elegido.

Ilustración 75 - Diferentes formas de representar los datos comparados.

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Es importante destacar que este simulador tiene muchas más opciones y herramientas, tales como definir trayectorias de peatones, obstáculos para ellos, pasos de cebra, definición de grupos semafóricos y su funcionamiento… Además en cada una de las ventanas de propiedades de los elementos vistos existen números parámetros que no se han comentado, todos ellos han sido dejados con sus valores por defecto y solo han sido modificados los estrictamente necesarios.

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