معرفی بهترین نرم افزارهای شبیه سازی ترافیک

از جمله مهمترین راهکارهای مدیریت و تحلیل ترافیکی مناطق، شبیه سازی ترافیک است. به طور کلی، شبیه‌سازی ترافیک و یا شبیه‌سازی سیستم‌های حمل‌ونقل، مدل‌سازی ریاضی این سیستم‌ها است.

شبیه سازی ترافیک چیست؟

از جمله مهمترین راهکارهای مدیریت و تحلیل ترافیکی مناطق، شبیه سازی ترافیک است. در حقیقت، با ایجاد مدل، آنالیز و تحلیل ترافیکی در یک فضای مجازی، می‌توان شرایط ترافیکی و حمل‌ونقلی را مورد بررسی قرار داد. به‌طور کلی، شبیه‌سازی ترافیک و یا شبیه‌سازی سیستم‌های حمل‌ونقل، مدل‌سازی ریاضی این سیستم‌ها است؛ که به کمک نرم‌افزارهای رایانه‌ای و با هدف افزایش بهره‌‌وری سیستم‌های حمل و نقل انجام می‌گیرد. به کمک این تحلیل‌ها و مطالعات، می‌توان سیستم‌های شبکه‌ای مراکز شهرها، آزادراه‌ها، دوربرگردان‌ها و مسیرهای شریانی و… را مورد بررسی قرار داد.

به کمک بررسی و شبیه سازی ترافیک به وسیله مدل‌سازی ریاضی و با استفاده از نرم‌افزارها، می‌توان شبکه‌های جدیدی را طراحی و اجرا نمود. متخصصان حوزه‌ حمل و نقل، می‌توانند با ارزیابی شرایط حاکم بر منطقه مورد مطالعه، تصمیمات جدیدی را در طراحی شبکه‌های جدید حمل و نقل اتخاذ کنند. مدیریت صحیح ترافیک، مستلزم درک کاملی از پدیده‌های ترافیکی است که با استفاده از نرم افزارهای شبیه‌سازی حاصل می‌شود.

با نگاهی کلی به تاریخچه شبیه‌سازی ترافیک، می‌توان دریافت این فرایند، از حدود چهل سال پیش در کشورها آغاز گردید. امروزه، علم مهندسی ترافیک و حمل‌ و نقل به کمک مدیریت بهتر شبکه‌های حمل و نقل شتافته‌اند.

دریافتیم شبیه‌سازی ترافیک در مهندسی حمل‌ونقل نقش مهم و به‌سزایی دارد. علت این امر، آن است که می‌توان به کمک آن، به مطالعه مدل‌های بسیار پیچیده در راستای پردازش تحلیلی و عددی آنها پرداخت.

برای استنتاج درست از روند شبیه سازی ترافیک، باید مجموعه‌ای از متغیرها را در نظر گرفت. به این منظور، می‌بایست یک مدل ترافیکی بر مبنای وضعیت سیستم طراحی نمود. مدلسازی بر اساس نوع مکان (گسسته یا پیوسته) زمان، حالت و … متفاوت و منحصر به فرد خواهد بود. در ادامه به توصیف مدل‌های شبیه‌سازی می‌پردازیم.

مدل‌های شبیه سازی ترافیک

در حالت کلی، می‌توان مدل‌های شبیه‌سازی را به دو دسته مدل‌های ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم‌بندی نمود. در مدل میکروسکوپی جریان ترافیک، فرض بر این است که جریان‌های ترافیکی به واحدهای مستقل و متحرک وابسته هستند. منظور از این واحدها، خودروهایی هستند که در نرم‌افزارها مدل‌سازی می‌شوند.

در مقابل، مدل ماکروسکوپی جریان ترافیک قرار دارد که به بررسی روابط ریاضی بین ویژگی‌های جریان ترافیک می‌پردازد. از جمله این ویژگی‌ها، می‌توان به سرعت متوسط جریان ترافیک، چگالی و … اشاره کرد. مدل‌های ماکروسکوپی، با استفاده از در هم آمیختن مدل‌های میکروسکوپی حاصل می‌شوند. در حقیقت در این مدل، ویژگی‌های آماری تعداد زیادی از واحدهای مستقل، تحلیل می‌گردد. این روش، در ابتدا با این فرض که جریان‌های ترافیک را می‌توان با جریان‌های سیال مقایسه نمود، آغاز گردید.

روش‌های مختلفی جهت مدلسازی ترافیک کاربرد دارند که در زیر به آنها اشاره شده است:

• مدل Cellular automata
• روش مونت کارلو
• مدل‌های پیرو خودرو
• حالت گسسته و شبیه‌سازی پیوسته زمان

نرم افزارهای شبیه سازی ترافیک

حال که به اهمیت استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی ترافیک به منظور طراحی و مدیریت شبکه ترافیک شهری پی ‌بردیم، به معرفی بهترین نرم‌افزارها در این حوزه می‌پردازیم.

نرم‌افزار Synchro studio:

نرم افزار Synchro studio از قدرتمندترین نرم‌افزارهای شبیه‌سازی ترافیک است. این نرم‌افزار دارای خروجی‌های دوبعدی و سه بعدی بوده و تحلیل و آنالیز ترافیکی را آسان می‌نماید. این نرم‌افزار دارای قابلیت های زیر می‌باشد:

– بررسی و زمانبندی چراغ‌های راهنمایی

– فازبندی چراغ‌های راهنمایی و رانندگی

– بررسی کیفی تقاطع‌ها

– تحلیل و بررسی سطح سرویس معابر در شهرها

نرم افزار ویسیم (VISSIM):

VISSIM  از جمله نرم‌افزارهای شبیه سازی ترافیک می‌باشد که توسط یک شرکت آلمانی به نام PTV Planung Transport Verkehr AG  طراحی و تولید شده‌است. مهندسان حمل‌‌ و نقل و ترافیک به کمک این نرم افزار، می‌توانند موارد زیر را شبیه‌سازی نمایند:

– محورهای دو طرفه با امکان سبقت از طرف مقابل

– ایستگاه‌های اتوبوس و قطار

– میادین و تقاطع‌های دارای چراغ ثابت یا چراغ هوشمند

– خطوط ویژه

– آزادراه‌ها و محورها با امکان پارک در حاشیه آنها

– معابر و…

نرم‌افزار Trans Cad:

از دیگر نرم‌افزارهای حوزه حمل ونقل و ترافیک نرم‌افزار Trans Cad است. این نرم‌افزار با دارا بودن ویژگی‌هایی از جمله قابلیت ذخیره، نمایش، مدیریت و تجزیه و تحلیل داده‌های حمل و نقل از کارآمدترین نرم‌افزارهای این عرصه محسوب می‌گردد. مزایای بسیار استفاده از این نرم‌افزار، سبب گردیده تا مهندسان این حوزه برای پیش‌بینی و برنامه‌ریزی شبکه‌های حمل و نقل از آن بهره جویند.

نرم‌افزار AnyLogic:

نرم‌افزار AnyLogic از دیگر نرم‌افزارهای شبیه‌سازی ترافیک می‌باشد. این نرم‌افزارعلاوه بر دارا بودن زبان مدل‌سازی به صورت گرافیکی، قابلیت توسعه با زبان جاوا را نیز دارد. متخصصین این حوزه، می‌توانند با استفاده از کدنویسی به زبان جاوا، مدل شبیه‌سازی سیستم مد نظر را مورد مطالعه قرار دهند. این نرم‌افزار دارای قابلیت شبیه‌سازی، نمایش میزان کارایی سیستم و همچنین رفتار سیستم‌ها و افزایش بهره‌وری آنهاست. سه وظیفه اصلی این نرم افزار، شامل شبیه‌سازی گسسته پیشامد (Discrete Event Simulation)، مطالعه سامانه‌های پویا (System Dynamics) و مدل‌سازی عامل بنیان (Agent-Based Modeling) می‌باشد.

نرم افزار ایمسان (Aimsun)

بدون شک می‌توان گفت از پرکاربردترین و قدرتمندترین نرم‌افزارها در حوزه مهندسی حمل و نقل و شبیه سازی ترافیک ، نرم‌افزار ایمسان می‌باشد. این نرم‌افزار، به منظور شبیه‌سازی سیستم‌های ترافیکی و حمل و نقل میکروسکوپیک، ماکروسکوپیک و … طراحی و ساخته شده است.

به کمک نرم افزار ایمسان، می‌توان به صورت مستقیم به نقشه منطقه از محیط گوگل مپ دسترسی داشت و آن را به راحتی مدلسازی نمود. این نرم‌افزار قابلیت تبادل اطلاعات با سایر نرم‌افزارهای شبیه‌سازی را نیز دارا می‌باشد. این نرم‌افزار با وجود پیچیدگی‌ها و ابعاد مختلف شبکه‌های ترافیک، مدلسازی را به آسان‌ترین نحو ممکن برای کاربران میسر می‌سازد. این ویژگی‌ها و بسیاری دیگر بر دامنه کاربرد نرم‌افزار ایمسان افزوده است. در ادامه به بررسی مزایای استفاده از این نرم‌افزار می‌پردازیم:

– مديريت آنلاین و هوشمند ترافيک با استفاده از گزینه Aimsun Online

– تحلیل محدودیت‌های ترافیکی از طریق اعمال طرح زوج و فرد و …

– بررسی و کنترل سوخت قابل احتراق توسط خودروها و آلاينده‌هاي جوی

– زمانبندي چراغ‌های راهنمایی و اولويت‌بندی به کمک آن

– بررسی احداث پل‌ عابر پیاده، مسیرهای ویژه اتوبوس، دوچرخه سواری و …

– مدلسازی و بررسی سیستم از طریق مطالعات در زمینه اصلاحات هندسی، احداث زیرساخت‌ها و …

– بررسی و تحلیل سيستم‌هاي ITS پیش از اجرای آنها

– محیط کاربری آسان و در عین حال پیشرفته

– تحلیل ظرفیت راه‌ها و زمان‌بندی تقاطع‌ها

امروزه بیشتر متخصصین حوزه حمل و نقل، از نرم‌افزار ایمسان جهت آنالیز شبکه‌های ترافیک بهره می‌برند.