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Ergebnisse Simulation eines Verkehrsnetzes mit GPSS/H

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Präsentiert die Ergebniss eines Simulationsprojekts mit GPSS/H.

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  • 1. Simulationeines Verkehrsnetzes mit GPSS/HVon Andreas Lennartz
  • 2. Darstellung einer Kreuzung
  • 3. Zielsetzung(1)Ziel der Simulation war es, einenVerkehrsfluss an zwei aufeinanderfolgenden Kreuzungen darzustellen.Dazu sollen zwei einzelne Kreuzungenerstellt und anschließend aufeinanderabgestimmt werden.
  • 4. Zielsetzung(2)Durch Veränderung der Ampelschaltungsoll die Wartezeit der Autos vor jederAmpel minimiert werden.Es sollte ein reibungsloser Verkehrsflussan beiden Kreuzungen ermöglichtwerden.
  • 5. Darstellung des Teilnetzes
  • 6. Geplante Umsetzung (1)Einholen von Verkehrsdaten(ausgewertete Verkehrszählung:Petersberger Straße)Erstellung der ersten KreuzungOptimierung der ersten KreuzungErstellen der zweiten KreuzungOptimieren der zweiten Kreuzung
  • 7. Geplante Umsetzung(2)Zusammenfassen der beidenKreuzungen zu einem GesamtnetzOptimieren des GesamtnetzesVergleichen mit realistischenAuswertungen
  • 8. Einführung in GPSS/H(1)Spezialisierte Programmiersprache zurErstellung diskret ereignisorientierterSimulationenGrundsätzlicher Ablauf:  Transaktionen werden erzeugt,  werden verarbeitet und  werden terminiert  Statistiken werden erstellt
  • 9. Einführung GPSS/H(2)Beispiel Joe‘s Friseurladen: Kunde betritt Laden Braucht 1min. um Mantel aufzuhängen Wartet auf einen Stuhl, bis Friseur andere Kunden verabschiedet hat Nach 5 Minuten, verlässt er Laden
  • 10. GPSS/H Programm Joe‘s FriseurladenGENERATE 10,2 alle 10 +/- 2 Minuten KundeADVANCE 1 1 Minute Mantel aufhängenSEIZE JOE will Haare geschnitten bek.ADVANCE 5 5 Minuten HaarschnittRELEASE JOE Haarschnitt fertigTERMINATE 1 Kunde verlässt Laden
  • 11. ProblemAufgrund der Einschränkung der StudentVersionauf 125 Block Statements, war es uns nochnicht möglich eine komplette Kreuzung zusimulieren.Uns blieb somit nur eine T-Kreuzung möglich.Theoretisch wäre es denkbar aus denvorhandenen Programmteilen denAnforderungen eine komplette Kreuzung zuerstellen.
  • 12. Vorstellung des Programms
  • 13. Vorstellung des ProgrammsUnterteilung des Programms: - Ampelschaltung - linker Teil der Kreuzung - rechter Teil der Kreuzung - oberer Teil der Kreuzung - Kontrollfunktionen
  • 14. Eingangsdaten(1)Ankunftszeiten: Autos von - links alle 12+/- 3 sec. - rechts alle 10+/-2 sec. - oben alle 17+/-4 sec.Autos von links wollen mit einer W. von 10% links abbiegen.Autos von oben fahren mit einer W. von 50% nach rechts. bzw. links
  • 15. Eingangsdaten(2)Wartezeit bei rot oder Schlange vonmehr als 3 Autos: 4 sec.Wartezeit bei grün und einer Schlangevon weniger als drei Autos: 1 secZusätzliche Wartezeit fürRechtsabbieger: 1 sec.Zusätzliche Wartezeit für Linksabbieger:2 sec.
  • 16. Eingangsdaten(3) Ampelschaltung:Grünphase oben 50 sec, 5 sec. GelbGrünphase links u. rechts 60 sec,5 sec. GelbGrünphase Linksabbieger 20 sec., 5 sec. GelbGesamtdauer Ampelschaltung: 145 sec.Gelbphase wird wie Rotphase behandelt.
  • 17. Simulationszeiten2 Programme: 1x mit nicht optimierterAmpelschaltung, 1x mit optimierterAmpelschaltungBei nicht optimierter: 1 StundeWarmlaufphase, danach 2 Stunden SimulationBei optimierter: 1 Stunde Warmlaufphase, 10Stunden Optimierung, danach 2 StundenSimulation
  • 18. CodevorstellungVorstellung des programmierten CodesVorstellung der Ausgangsdaten
  • 19. Auswertung
  • 20. Auswertung Max. Länge Durschn. Totale Anzahl Bei grün Durschn. Durschn. WZ Anzahl Autos durchgefahrener durchgef. Wartezeit ohne durchegef.Schlange Autos Autos (in %) pro Auto [sec.] Autos pro Auto S1 11 4,483 802 99 (12,3%) 40.2 46 S2 5 0,895 99 7(7,1%) 65,1 70 S3 12 5,511 902 67(7,4%) 44 47,5 S4 7 3,007 483 25(5,2%) 44.8 47,2
  • 21. Verbesserte Auswertung Max. Länge Durschn. Totale Anzahl Bei grün Durschn. Durschn. WZ Anzahl Autos durchgefahrener durchgef. Wartezeit ohne durchegef.Schlange Autos Autos (in %) pro Auto [sec.] Autos pro Auto S1 9 3,22 548 70(12,8%) 42,3 48,5 S2 3 0,36 50 6(12%) 52 59 S3 11 4,87 728 38(5,2%) 48,1 50,8 S4 7 2,71 420 20(4,8%) 46,5 48,8
  • 22. Vergleich der Warteschlangen Anzahl Autos654 Durschn. Anzahl Autos3 veränderte Werte210 Schlange S1 S2 S3 S4
  • 23. Ergebnisse Anzahl Autos140 S1120 S2100 S3 80 S4 60 S1 verändert 40 S2 verändert S3 verändert 20 S4 verändert 0 Wartezeit in sec .9 bi 9 9.9 bis .9 bi .9 bis .9 bis .9 bi .9 eh .9 90 50 49. s9 60 59 29 40 39 70 69 80 79 m 89 s1 lsbi ra s s bi s s bi0 10 20 30
  • 24. Zahlen & Fakten (1)Wartezeit-Intervall S1 S2 S3 S40 bis 9.9 7 99 67 2510 bis 19.9 3 67 68 4720 bis 29.9 9 54 71 4230 bis 39.9 6 72 71 4240 bis 49.9 5 76 72 5250 bis 59.9 5 94 121 5660 bis 69.9 7 103 124 5070 bis 79.9 7 96 128 5280 bis 89.9 3 99 129 55mehr als 90 45 36 42 61
  • 25. Zahlen & Fakten (2)Wartezeit-Intervall S1 S2 S3 S40 bis 9.9 6 70 38 2010 bis 19.9 4 43 51 4620 bis 29.9 2 43 57 3130 bis 39.9 1 46 53 3640 bis 49.9 3 57 75 4250 bis 59.9 5 48 84 4560 bis 69.9 5 56 92 4670 bis 79.9 4 55 83 4280 bis 89.9 7 54 83 37mehr als 90 11 75 111 72
  • 26. Zahlen & Fakten (3)Wartezeit- Wartezeit in %Intervall S1 S2 S3 S40 bis 9.9 7,22% 12,44% 7,50% 5,19%10 bis 19.9 3,09% 8,42% 7,61% 9,75%20 bis 29.9 9,28% 6,78% 7,95% 8,71%30 bis 39.9 6,19% 9,05% 7,95% 8,71%40 bis 49.9 5,15% 9,55% 8,06% 10,79%50 bis 59.9 5,15% 11,81% 13,55% 11,62%60 bis 69.9 7,22% 12,94% 13,89% 10,37%70 bis 79.9 7,22% 12,06% 14,33% 10,79%80 bis 89.9 3,09% 12,44% 14,45% 11,41%mehr als 90 46,39% 4,52% 4,70% 12,66%
  • 27. Zahlen & Fakten (4)Wartezeit- Wartezeit in %Intervall S1 S2 S3 S40 bis 9.9 12,50% 12,80% 5,23% 4,80%10 bis 19.9 8,33% 7,86% 7,02% 11,03%20 bis 29.9 4,17% 7,86% 7,84% 7,43%30 bis 39.9 2,08% 8,41% 7,29% 8,63%40 bis 49.9 6,25% 10,42% 10,32% 10,07%50 bis 59.9 10,42% 8,78% 11,55% 10,80%60 bis 69.9 10,42% 10,24% 12,65% 11,03%70 bis 79.9 8,33% 10,06% 11,42% 10,07%80 bis 89.9 14,58% 9,87% 11,42% 8,87%mehr als 90 22,91% 13,71% 15,27% 17,26%
  • 28. Zahlen & Fakten (5)Anzahl Autosin Schlange S1 S2 S3 S4 0 49,0% 20,1% 13,5% 18,8% 1 33,7% 6,9% 6,3% 12,3% 2 11,2% 7,2% 5,8% 17,3% 3 4,1% 8,2% 6,9% 17,5% 4 2,0% 9,5% 7,5% 15,2% 5 11,7% 10,2% 15,2% 6 10,9% 11,4% 3,5% 7 10,9% 10,9% 8 7,1% 11,8% 9 5,4% 10,6%10 oder mehr 2,1% 5,1%
  • 29. Zahlen & Fakten (6)Anzahl Autosin Schlange S1 S2 S3 S4 0 72,00% 23,71% 12,89% 20,43% 1 24,00% 11,58% 7,34% 17,31% 2 4,00% 11,95% 7,20% 16,83% 3 12,68% 9,56% 17,55% 4 13,60% 11,91% 16,83% 5 11,76% 11,91% 10,81% 6 9,74% 11,21% 0,24% 7 4,41% 11,77% 8 0,55% 11,91% 9 4,15%10 oder mehr 0,14%
  • 30. Verbesserte AmpelschaltungAmpelschaltung:Grünphase oben 46 sec, 5 sec. GelbGrünphase links u. rechts 50 sec,5 sec. GelbGrünphase Linksabbieger 34 sec., 5 sec. Gelb
  • 31. DokumentationBei Interesse Dokumentation erhältlichunter alenn@gmx.net