مقاله شبیه ساز میکروسکوپی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله شبیه ساز میکروسکوپی دارای ۵۳ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله شبیه ساز میکروسکوپی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله شبیه ساز میکروسکوپی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله شبیه ساز میکروسکوپی :

شبیه ساز میکروسکوپی

-معرفی :
AIMSUN (شبیه ساز میکروسکوپی عملکردی برای شبکه های شهری و غیر شهری) [BAR94] ، شبیه ساز ترافیکی میکروسکوپی می باشد که می تواند شامل شبکه های ترافیکی متفاوتی باشد . شبکه های شهری ، آزادراهها ، بزرگراه ها ، کمربندی ها ، راه های شریانی و ترکیبی از آن ها ، به عنوان یک ابزار

برای آنالیز ترافیکی برای کمک به مهندسین ترافیک در سیستم های آنالیز و طراحی ترافیک ، طراحی و ساخته شده است . به اثبات رسیده است که این برنامه برای بسیاری از سیستم های کنترل ترافیک جدید و برنامه های مدیریتی مفید و کارا بوده است که چه بر پایه ی تکنولوژی سنتی و چه بر اساس اجرای سیستم های حمل و نقل هوشمند امتحان شده است .

AIMSUN می تواند سیستم های کنترل ترافیک سازگار مثل SCATS ، VS-PLUS و C-Regelaar را شبیه سازی کند همچنین می تواند در زمینه های حقیقی سازی اتومبیل ها ، سیستم های کنترلی که به حمل و نقل عمومی سرویس می دهد ، سیستم های مدیریتی حمل و نقل پیشرفته (با استفاده از VMS ، استراتژی های کاهش میزان ترافیک ، سیاست های اجرای شبیراهه ها و ; )، سیستم های هدایت و راهنمایی اتومبیل ها ، زمان بندی اتومبیل های حمل ونقل و سیستم های کنترلی و نمایش آن ها بر روی تاثیرات محیطی از لحاظ آلودگی هوا ومنابع انرژی ، مورد استفاده ی گسترده قرار می گیرد .

AIMSUN از شیوه و رویکرد شبیه سازی میکروسکوپی تبعیت می کند . این بدان معناست که رفتار هر وسیله ی نقلیه در شبکه ، به طور پیوسته از دوره ی زمانی شبیه سازی در مدتی که در شبکه ی ترافیکی سفر می کند بر طبق مدل های رفتاری اتومبیل های مختلف مدل سازی شده است (برای مثال ، جریان اتومبیل ها ، تغییرات ردیف ها) . AIMSUN شبیه سازی ترکیبی از مسائل پیوسته و ناپیوسته می باشد . این بدان معناست که تعدادی از عناصر سیستم (اتومبیل ها ، تابلوهای راهنمایی ) که وضعیتشان در طول مدت شبیه سازی به طور پیوسته تغییر می کند به وقفه های زمانی ثابت کوتاه تقسیم بندی می

شوند که به آنها سیکل های شبیه سازی می گویند . عناصر دیگری وجود دارند(سیگنال های ترافیکی ، نقاط ورودی) که وضعیتشان در نقاط خاصی از زمان شبیه سازی به طور ناپیوسته تغییر می کند . سیستم به طور گسترده و در سطح بالایی از شبکه های حمل و نقلی ، تشخیص بین انواع مختلف از اتومبیل ها و راننده ها ، ناتوانی های شبکه ، بازه ی گسترده ای از ژئومتری شبکه و ; مدلسازی می کند . بسیاری از تجهیزات ترافیکی که در یک شبکه ی ترافیکی واقعی موجود می باشند در AIMSUN به صورت مجازی مدلسازی شده اند :

چراغ های راهنمایی ، تابلوهای راهنمایی ، تابلوهای پیغام دهنده ی الکترونیکی ،ابزارهای اندازه گیری شیبراهه ها و ; ، دادههای ورودی که به AIMSUN داده می شود یک سناریوی شبیه سازی و یک سری پارامترهای شبیه سازی که آزمایشات را تشریح می کند ، می باشد . سناریو به چهار نوع داده طبقه بندی می گردد :
توزیعات شبکه ، نقشه های کنترل ترافیکی ،داده های نیاز ترافیکی و نقشه های حمل و نقل عمومی ، پارامترهای شبیه سازی ، مقادیر ثابتی می باشند که آزمایش را تشریح می کنند (زمان شبیه سازی ، دوره ی افزایش گرما ، وقفه های آماری و 😉 و برخی پارامترهای متغیر برای کالیبره کردن مدل ها به کار برده می شوند (زمان های عکس العمل ، مناطق تغییر صف و ردیف و 😉
خروجی ها که به وسیله ی AIMSUN صادر می گردند بازنمایی گرافیکی پیوسته ای از اجرای شبکه ی ترافیکی به صورت های دو و سه بعدی ، داده های خروجی آماری (جریان ، سرعت ، زمان های سفر ، تاخیرات ، زمان های توقف) و داده هایی که با راهنمایی شبیه سازی شده جمع بندی می شوند (شمارشگر ها ، سکونت ها و سرعت ها ) می باشند .
۱-۱- AIMSUN و AIMSUN NG :

این اطلاعات به طور عمده AIMSUN را پوشش می دهند ، شبیه ساز ترافیکی که در محیط های حمل و نقلNG AIMSUN جدید به وسیله ی TSS جمع بندی گردیده است . نکته ی قابل توجه این است که هر دو محصول نام یکسانی دارند . محیط اطراف در شبیه سازی همیشه NG AIMSUN خوانده خواهد شد ولی AIMSUN تنها یک شبیه ساز می باشد .
به راهنمای NG AIMSUN برای اطلاعات در مورد محیط اطراف و دیگر ابزارهای موجود در آن بنگرید . شکل شماره ی ۱ مجموعه ای از AIMSUN با محیط NG AIMSUN را نشان می دهد .

۲-۱- ۰ . ۵ AIMSUN در مقابل ۲ . ۴ AIMSUN :
تفاوت اساسی در این دوسری از GETRAM محیط نرم افزاری آنها می باشد . گرچه در ۰ . ۵ AIMSUN ها برخی اصلاحات و تغییرات را برای مدل های ترافیکی نیز به وجود آورده ایم . در بسیاری از سری های عمده ی شبیه سازی ، یک کالیبراسیون مجدد از شبکه ی GETRAM سری ۲ . ۴ برای دستیابی به نتایج مشابه با سری های پیشین لازم می باشد .

ما پیشنهادی می دهیم که در صورت عدم ایجاد مشکلی در کالیبراسیون مجدد ، از سری جدید AIMSUN استفاده شود (این مشکل می تواند در انتهای پروژه ویا در اولین گام ها از وضعیت های جدید ه وجود آید) .
تغییرات اساسی که در ۰ . ۵ AIMSUN نسبت به ۲ . ۴ AIMSUN موجود می باشد به قرار زیر است .
گام های شبیه سازی جدید :

پارامتر گام های شبیه سازی می تواند پارامتر زمان عکس العمل متفاوت باشد . مقادیر دربازه ی ۱ .۰ تا ۰ .۱ ثانیه قابل قبول خواهند بود .
زمان عکس العمل متغیرها :
پارامتر زمان عکس العمل می تواند ثابت (مساوی با گام های شبیه سازی در سری ۲ . ۴) یا متغیر (ترکیبی از گام های شبیه ساز) باشد . در حالت ثابت ، برای تمامی اتومبیل ها مقادیری برابر خواهد داشت . در حالت متغیر ، کاربر می تواند یک تابع آماری ناپیوسته برای هر نوع اتومبیلی تعریف کند . زمان عکس العمل برای هر اتومبیل جداگانه ای از این توزیعات تبعیت خواهند کرد .

زمان عکس العمل توقف در متغیرها :
پارامتر زمان عکس العمل در توقف می تواند در روش مشابه برای پارامتر زمان عکس العمل ثابت یا متغیر باشد . در بررسی یک فاصله ، نه تنها اتومبیل های موافق جریان بلکه اتومبیل های خلاف جریان نیز در مقاطع موجود می باشند ، حتی در حالتی که تقاطعی بین هر دو مقطع نیز وجود داشته باشد چنین چیزی به چشم می خورد . این برای بالا بردن سطح کیفیت شبیه سازها مفید خواهد بود . این عملکرد در سری ۱ . ۵ AIMSUN تغییر کرده است .
تقاطعات درون منطقه ای :
مناطق مورد بررسی که در میان تقاطعات به وجود آمده اند درمحاسبات مناطق برخورد مسیرها در چهارراه ها به حساب آورده می شوند و بنابراین شبیه سازی در این زمینه نیز اصلاح و سطح آن ارتقاء یافته است . این موضوع در حفاظ های گردش به چپ شبیه سازی شده در AIMSUN مفید واقع شده است .
مدل های برخورد در تقاطعات :
مدلسازی برخورد در تقاطعات به منظور واقعیت بخشیدن به موضوع برخورد اتومبیل ها در تقاطعات اصلاح شده است . این موضوع برای شبیه سازی اتومبیل های بسیار بلند مانند ترامواها و کامیون های بلند مفید می باشد .
استراتژی های جریان :
استراتژی های جریان به عنوان یک میانگین ازداده های آماری بر حسب چرخش در مقاطع محاسبه نمی گردد (مانند سری ۲ . ۴) بلکه با استفاده از داده هایی که از هر اتومبیل که از مقاطع ورودی به مقاطع خروجی حرکت می کنند جمع آوری شده اند و مورد استفاده قرار می گیرند .

۳-۱-تغییرات جدید در ۱ . ۵ AIMSUN :
بعلاوه ی اصلاحاتی که در AIMSUN سری ۰ . ۵ صورت گرفته است ، اصلاحات و تغییرات زیر نیز در AIMSUN سری ۱ . ۵ انجام شده است .
ویرایش گره های پیشرفته :
تجسم ، تغییر و اصلاح ورودیها در چرخش ها و مناطق جریان های خلاف گره ها .
رنگ بندی اتومبیل های در حال چرخش :
اتومبیل های در حال چرخش با رنگ های متفاوت نشان داده شده اند ، حتی زمانی که آنها مایل به یافتن مسیرهای جدیدی باشند رنگشان تغییر می کند .
مدل دید از مقابل :
اینک اتومبیل ها قادر به پیش بینی دو چرخش پیش روی خود برای انتخاب رفتاری ردیف ها خواهند بود که این عمل با حدس میزان مسیر همراه خواهد بود .
مسافت دید برای Give way :
بخش مسافت دید اینک نسبت به بخش های پیشین خود با بررسی حرکت اتومبیل هایی که از جانب مخالف نیز در جریان هستند ، گسترش یافته است .
افزایش دید از مقابل درمدل Give way :
در بررسی یک فاصله ، اتومبیل های درجهت جریان نه تنها در بخش های بررسی جریان موافق بلکه در بررسی جریان های حرکت روبرو نیزبا طول دید از مقابل ۱۰۰ متر بررسی می گردند .
انیمیشن با کیفیت بالاتر :
بااستفاده از ریز وقفه ها و فرکانس های دوره ای –کسری تصویر و انیمیشن ها با کیفیت بالاتری ارائه گردیده اند .

کنترل بهتر بر تولید اتومبیل :
گزینه های مقاصد ورودی بیشتر مثل هر مرکز ثقلی و یا مقطعی با یک مدل توزیع ویژه موجب شده است که ما بتوانیم شرایط ترافیکی بیشتری را شبیه سازی کنیم .
الگوهای تابلوهای آشکار ساز :
الگو تابلوهای آشکار ساز با مهیا کرن شناخت عملکردهای آشکار سازی برای نقشه های کنترل سیگنال ها مفید واقع گردیده اند .
مفاهیم نمایش اتومبیلها :
همینک نمایش انیمیشنی دو بعدی با تابلوهای راهنمایی که در زمان چرخش اتومبیل ها و یا تغییر مسیر آنها فعال می شوند همچنین چراغ های ترمزی که در زمان ترمز اتومبیل ها روشن می گردند ، گسترش یافته اند .
LOS تقاطع ها :
اینک این امکان وجود دارد که سطح سرویس (LOS) در یک تقاطع بر حب متادولوژی ظرفیت بزرگ راه ها نمایش داده شود .
افزایش میزان خطرنماها :
علاوه بر چراغ های راهنمایی ، افزایش تعداد خطر نماها به صورت نمایش سه بعدی صورت گرفته است .
۴-۱-روند شبیه سازی :
منطق روند شبیه سازی در AIMSUN درشکل شماره ی ۲ به نمایش درآمده است . این مساله با روند شبیه سازی دو شاخه ای در ترکیب با جدول زمان بندی با اسکن فعالیت ها قابل توجیه می باشد . درهر وقفه ی زمانی (گام های شبیه سازی) ، دوره ی شبیه سازی لیست جدول زمان بندی اتفاقات غیر شرطی را بازنگری می کند . در فلوچارت موجود ، خانه ی «update control» این گام را اجرا می کند . پس از این روند ، یک سری از حلقه ها شروع به بازنگری ورودی های (مسیرها و تقاطعات)و اتومبیل ها در مدل می کنند . زمانی که آخرین گزینه نیز بازنگری گردید ، شبیه ساز موارد باقیمانده را مانند ورود اتومبیل های جدید ، جمع آوری داده های جدید و ; اجرا خواهد کرد .
بر طبق نوع شبیه سازی ، اتومبیل های جدید بر طبق شیوه ی تولید جریان به درون شبکه وارد می شوند (برای مثال توزیعات بزرگ راهی) . در این حالت ، روند شبیه سازی ، شامل محاسبات اولیه ای از مسیرهای عبوری از هر بخش به هر مقصد بر طبق معیار مقادیر اتصال ارائه شده توسط کاربر خواهد بود .
شکل شماره ی ۳ روند شبیه سازی برای مدل پایه ای مسسیر را نشان می دهد . در این حالت ، مولفه ی کوتاهترین مسیر ، کوتاه ترین مسیر برطبق زمان سفر جدید را به وسیله ی شبیه ساز محاسبه می کند و یک مدل فرض مسیر برای اتومبیل ها در این مسیر در طول وقفه های زمانی معین ارائه می گردد . اتومبیل ها این مسیر فرضی را از مقصد تا مبداء در زمان تولید می پیمایند .
۵-۱-شرایط داده ها ورودی :
شبیه سازی میکروسکوپی با بررسی سطح فوق العاده بالایی از جزئیاتی که سیستم مدل شده است ، مشخص گردیده است .کیفیت مدل به شدت به در دسترس بودن و درستی داده های ورودی وابسته می باشد . بنابراین ، کاربر بایستی آگاه باشد که برای ساخت یک مدل مناسب AIMSUN داده ها با مشخصات زیر فراهم باشند :
۱-۵-۱-
مدل شبکه ی ترافیکی AIMSUN ترکیبی از یک سری از مسیرها می باشد (اتصال یک طرفه) که هر یک به گروههایی اتصال پیدا کرده اند (تقاطعات) که ممکن است حالات مختلفی از رفت و آمدهها را به وجود بیاورند . برای ساخت مدل شبکه ، داده های ورودی زیر مورد نیاز می باشند :
• نقشه ی منطقه ، ترجیحاً نقشه ای دیجیتالی با پسوند DXF .
• جزئیات تعداد ردیف ها برای هر بخش شامل ردیف های موجود و ردیف های جانبی
• حرکات چرخشی ممکن برای هر تقاطع شامل جزئیاتی در مورد ردیف هایی از هر چرخش
• محدودیت های سرعت برای هر بخش و همچنین سرعت های مجاز چرخش در هر تقاطع
• تابلوهای راهنما : ظرفیت اندازه گیری و موقعیتی
• تابلوهای پیغام دهنده متغیر : موقعیت و امکان پیغام های ارائه شده .
۲-۵-۱-داده های نیاز ترافیکی :
داده های نیاز ترافیکی به دو روش مختلف می توانند تعرف شوند :
• با جریان های ترافیکی در بخش های مختلف
• با ماتریس O/D
بسته به نوع مدل انتخاب شده ، داده های ورودی زیربایستی موجود باشد .
۱-جریان های ترافیکی :
• نوع اتومبیل ها و ویژگی های آنها
• طبقه بندی چرخش در تمامی بخش ها برای هر کدام از انواع اتومبیل ها
۲-ماتریس O/D :
• تعریفات مراکز ثقل : منابع ترافیکی و سینک ها
• نوع اتومبیل ها و ویژگی های آنها
• طبقه بندی اتومبیلها (برای ردیف های موجود)
• تعداد سفرهای انجام شده از هر مبداء به هر مقصدی
۳-۵-۱-کنترل ترافیک :
AIMSUN انواع مختلفی از کنترل ترافیک را به حساب می آورد :
سیگنال های ترافیکی ، تابلوهای راهنمای مسیر و نمایانگر شیبراهه ها .
اولین و دومین نوع برای گره های تقاطعات مورد استفاده قرار می گیرند . در حالی که سومین نوع برای مقاطعی است که در گره ها خاتمه پیدا می کنند . داده های ورودی که برای کنترل ترافیک به کار می روند به قرار زیراند :
• تقاطعات مجهز به سیگنال : مکان سیگنال ها ، گروه سیگنال هایی که حرکات چرخشی دسته بندی شده دارند ، توالی فازها و برای هر یک از گروههای سیگنال که مسیری مستقیم دارند ، امنیت برای تقاطع و مدت زمان هر فاز :
• تقاطعات بدون سیگنال : تعریف قوانین ضروری و مکان قرار گیری تابلوهای حرکت یا ایست .
• اندازه گیری شیبراهه ها : مکان یابی ، انواع اندازه گیری ، پارامترهای کنترل (زمان سبز ، زمان جریان یا تاخیر)
۴-۵-۱-حمل و نقل عمومی :
کاربر ممکن است که AIMSUN را برای محاسبه ی حمل و نقل عمومی انتخاب کند . داده ی ورودی نیازمند تعریف حمل ونقل عمومی به قرار زیر می باشد :
• خطوط حمل و نقل عمومی : یک سری از بخش های متوالی در خصوص ردیف های اتوبوس های ویژه
• ردیف های موجود
• ایستگاههای اتوبوس : مکان یابی ، طول و نوع ایستگاه اتوبوس در شبکه
• توزیع ایستگاه های اتوبوس برای خطوط حمل و نقل عمومی
• جدول زمانی : جدول زمان بندی ساعت حرکت (زمان های ثابت و یا متناوب) ، نوع اتومبیل ها و زمان توقف (میانگین تشخیص وانحراف ) برای هر ایستگاه اتوبوس.

۶-۱-تذکر در مورد واحد ها :
در این مقاله ، واحد ها برای طول ، سرعت ، شتاب و ; به فرم متریک ارائه شده اند . درجایی که کاربر به تبدیل واحدهای شبکه به فرم انگلیسی باشد (برخی اوقات سلطنتی نامیده می شود) ورودی ها ، به و خروجی ها ، از شبیه ساز بایستی به این گونه وارد می شوند (برای مثال مدل های محیطی به صورت واحدهای متریک ارائه می گردند ) . محاسبات همیشه به صورت واحدهای متریک انجام می شوند به طوری که در تبدیل آنها به واحدهای انگلیسی ، این بخش به صورت تیره نمایش داده خواهد شد .
۲-مدلسازی ترافیکی :
۱-۲-داده ای نیاز ترافیکی :
بسته به داده های نیاز ترافیکی موجود ، دو نوع متفاوت از شبیه سازی در AIMSUN موجود می باشد یکی بر پایه ی جریان های ترافیکی ورودی و درصدهای چرخش می باشد و دیگری بر پایه ی ماتریس های O/D ومسیرها یا راه ها می باشند . یک مجموعه از حالات ترافیکی یا ماتریس های O/D درون گزینه ی نیازهای ترافیکی دسته بندی شده اند . برای اطلاعات بیشتر در مورد تعاریف یک نیاز ترافیکی به AIMSUN user Manval مراجعه شود .
۱-۱-۲-دسته بندی اتومبیل ها :
براساس نوع شبیه سازی اتومبیل ها می توانند در دو سطح مختلف گروه بندی شوند : کلاس اتومبیل ها و نوع اتومبیل ها. کلاس اتومبیلها تنها برای تعرییف ردیف های موجود به کار می روند . برای مثال اینها می توانند کلاس های عمومی ، خصوصی ، اورژانس و HOV (اتومبیل های بزرگن و جاگیر) به منظور تعریف ردیف های موجود در مدل شبکه برای کلاس های عمومی و اورژانسی در مقابل ردیف های HOV می باشند . استفاده از کلاس ها اختیاری می باشد و تنها زمانی که ردیف های موجود در مدل شبکه فعال باشند به کار برده می شوند .
نوع اتومبیل به انواع مختلفی از اتومبیل ها براساس دادههای نیاز ترافیکی تعریف شده اند . بنابراین جریان های ورودی و خصوصیات چرخش ، مانند تعداد سفرها در ماتریس O/D برای هر نوع اتومبیل مشخص شده و تفکیک داده شده می باشد . برای مثال نوع اتومبیل می تواند اتومبیل شخصی ، تاکسی ، اتومبیل شخصی ، اتومبیل عمومی ، HGV (اتومبیل های سنگین وزن) ، کامیون ، آمبولانس ، اتومبیل پلیس و اتومبیل HOV باشد . استفاده از گزینه ی نوع اتومبیل همیشه در مدل سازی لازم و ضروری می باشد . در غیر این صورت تعریف داده های نیاز ترافیکی امکان پذیر نخواهد بود . خصوصیات فیزیکی یا ویژگی های اتومبیل ها مانند عرض ، طول ، شتاب ، شتاب توقف و ; برای هر نوعی تعریف می شوند .