دانشگاه تهران

دانشكده علوم و فنون نوين  

مهندسي فناوري اطالعات رشته   اي هاي شبكه سامانه گرايش

 NetLogoسازي تحليل ترافيك با گزارش مدل

 

استادهيانلدكتر عبدال  

 

 

نگارندهكرهروديرضا حبيبي

 

93-94نيمسال اول

  1 

مقدمه

. ها و پيچيدگي روز افزون آنها نياز است آنها را تحليل نموده و نقاط ضعف و قوت آنها را شناسايي نمائيم با توجه به گسترش شبكه

افزار با استفاده از نرم. برخوردار است زياديدر شهرها مديريت ترافيك از اهميت امروزه با توجه به تردد حجم عظيم وسائل نقليه

NetLogo ،نمائيم سازي مي مدلرا ها در بزرگراه حركت ماشينبه عنوان نمونه و استفاده از كتابخانه قوي كه دارد .

ي را برگزيده و در آنجا از پوشه "Models Library"گزينه "File"افزار را اجرا كرده و از منوي كار ابتدا نرم براي اين

Social Science مورد ،Traffic Basic گشائيم را انتخاب نموده و مي.

سرعتش را به آهستگي ود، ش اگر ببيند به خودرويي نزديك مي: نمايد اي ساده از قوانين را دنبال مي هر ماشين مجموعهدر اين مدل

). accelerates(گيرد اش نباشد، شتاب مي نزديكي اگر ماشيني درو ) decelerates(دهد كاهش مي

. ها شكل گيرد ها، يا واژگون شدن كاميون بندان حتي بدون هرگونه تصادف، خرابي پل تواند راه دهد كه چگونه مي مي مدل نشان

.بندان نياز نيست براي تشكيل راه "متمركزي دليل"

چگونگي استفاده از اين مدل

توانيد لغزاننده ها در جاده مي براي تغيير تعداد ماشين. كليك كنيد Setupها بر روي دكمه تنظيم اوليه ماشين به منظور

Number را تنظيم نمائيد .

نمايند، دور جهان آنها همانطور كه حركت ميتوجه داشته باشيد كه . كليك كنيد goها بر روي دكمه شروع حركت ماشين براي

.باشد اي پيوسته مي گردند، بنابراين جاده شبيه حلقه مي )سازي فضاي شبيه(

. گردد كنترل مي Accelerationلغزاننده هنگامي كه ماشيني نزديكشان نيست توسط ) افزايش سرعت(ها نرخ شتاب ماشين

.رسد هرچه اين پارامتر بيشتر باشد ماشين با شتاب بيشتري به سرعت بيشينه مي

توسط لغزاننده زمان كاهش سرعت. كند سرعت ماشين را كم ميبيند، بهنگامي كه ماشيني، ماشين ديگري را درست در مقابلش

Deceleration تري سرعت را كاهش داده و هرچه اين پارامتر كمتر باشد ماشين با عكس العمل مناسب. قابل كنترل است

.گردد ميو ايجاد ترافيك كم احتمال تصادف

  2 

فرض نمايي از مدل ايجاد شده به صورت پيش - 1شكل شماره

فرض از مدل ايجاد شده به صورت پيشبعدي سهنمايي - 2شكل شماره

  3 

مدل راجع بهموارد قابل توجه

هاي تصادفي شروع به حركت ها و مكان ها با سرعت ماشينسازي در اين شبيه. كوچك شروع شود "هاي هسته"تواند از بندان مي راه

ر آنها نيز با هاي پشت س باعث شوند كه ماشين نند وكند حركت كاي تشكيل داده و با يكديگر خوشهها، اگر برخي ماشين. كنند مي

. گيرد ميبندان شكل راهسرعت كم حركت كنند،

:دهد ا نمايش ميگردد، نمودار سه مقدار ر كه مدل اجرا مي هنگامي

.)از حد مجاز تجاوز نمايدتواند نمي( ها بيشترين سرعت ماشين*

ها كمترين سرعت ماشين*

باشد سرعت يك ماشين، كه براي درك بيشتر به رنگ قرمز مي*

. تر از نرخ افزايش سرعت است سريعخيلي كاهش سرعت ،توجه داشته باشيد كه در تنظيمات پيش فرض

خواهيد ديد كه حتي اگر نرخ افزايش سرعت و كاهش سرعت خيلي كم باشد، با توجه به اينكه در هر بازه زماني مقادير در ادامه

.توانند به باالترين سرعت برسند ها مي شود، ماشين سرعت كم و زياد مي

و تحليل آنها اجراي مدل با متغيرهاي متفاوت

فرضاجراي مدل با پارامترهاي پيش - 3شكل شماره

. نمايد فراتر از نصف حد مجاز افزايش پيدا نميهيچگاه ها سرعت ماشينحداكثر دهد، نشان مي 3شماره همانطور كه نمودار شكل

با ريتمي مشخص افزايش يافته و پس از رسيدن به سرعت تقريباً نصف حد مجاز متوقف ) مورد مطالعه(سرعت ماشين قرمز رنگ

  4 

باشد، باعث ها و زمان كاهش سرعت مي ها كه حاصل شتاب متوسط ماشين اين توقف. نمايد شده و دوباره شروع به حركت مي

)البته با اين تعداد ماشين و اين طول مسير( .ها به سرعت حد مجاز نرسند شود كه هيچگاه ماشين مي

پيش فرض شتاب و ثابت ماندن زمان كاهش سرعت با مقدارنرخ افزايش اجراي مدل با - 4شكل شماره

سرعت ماشين قرمز . نمايد تا حد مجاز افزايش پيدا مي ها سرعت ماشيندهد، حداكثر نشان مي 4شكل شماره همانطور كه نمودار

، براي جلوگيري از هاي ديگر بيشنه ماشيننيز با ريتمي مشخص افزايش يافته و پس از رسيدن به سرعت ) مورد مطالعه(رنگ

ها به سرعت بيشينه مجاز رسيده و شود كه تمام ماشين در ادامه مشاهده مي. گردد ي متوقف نميدهد ول تصادف كاهش سرعت مي

.دهند گونه توقفي به راه خود ادامه مي بدون هيچ

شتاب و ثابت ماندن زمان كاهش سرعت با مقدار پيش فرضنرخ افزايش اجراي مدل با - 5شكل شماره

ها نيز كاهش يافته و بعد از چندين دهد، با افزايش شتاب نرخ كاهش سرعت ماشين مينشان 5شكل شماره همانطور كه نمودار

.رسد تقريباً به صفر ميبازه زماني كاهش سرعت

  5 

شتاب با مقدار پيش فرضنرخ افزايش زمان كاهش سرعت و ثابت ماندن اجراي مدل با -6شكل شماره

با ريتمي مشخص افزايش يافته و پس از ) مورد مطالعه(سرعت ماشين قرمز رنگ دهد، نشان مي 6شكل شماره همانطور كه نمودار

هاي زماني خيلي طوالني سرعت در تيك. نمايد رسيدن به سرعت تقريباً نصف حد مجاز متوقف شده و دوباره شروع به حركت مي

.است وقتيم يابد ولي همين سرعت كم عامل ايجاد راه بندان ها به كندي افزايش مي تمام ماشين

شتاب با مقدار پيش فرضنرخ افزايش زمان كاهش سرعت و ثابت ماندن اجراي مدل با - 7شكل شماره

با ريتمي مشخص افزايش يافته و پس از ) مورد مطالعه(دهد، سرعت ماشين قرمز رنگ نشان مي 7شكل شماره همانطور كه نمودار

هاي زماني خيلي طوالني سرعت در تيك. نمايد دوباره شروع به حركت مي رسيدن به سرعت تقريباً نصف حد مجاز متوقف شده و

. است رسد و همين سرعت كم عامل ايجاد راه بندان بيشينه به نصف حد مجاز هم نمي

  6 

شتاب با مقدار پيش فرضنرخ كم كردن زمان كاهش سرعت و ثابت ماندن اجراي مدل با - 8شكل شماره

از با ريتمي مشخص افزايش يافته و بعد ) مورد مطالعه(دهد، سرعت ماشين قرمز رنگ نشان مي 8شكل شماره همانطور كه نمودار

هاي زماني طوالني سرعت بيشينه به حد مجاز رسيده و ديگر شاهد در تيك. رسد چندين بازه زماني به حد مجاز سرعت مي

اشين روبرويي سريعاً واكنش نشان داده و سرعت خود را كم نمايند، ها در مواجه با م يعني اگر ماشين. بندان نخواهيم بود راه

.دهد بندان رخ نمي راه

شتابنرخ كم كردن تواماً زمان كاهش سرعت و اجراي مدل با - 9شكل شماره

  7 

و پس از با ريتمي مشخص افزايش يافته) مورد مطالعه(دهد، سرعت ماشين قرمز رنگ نشان مي 9شكل شماره همانطور كه نمودار

هاي در تيك. دهد ها متوقف شده و با كاهش سرعت تا سرعت كمينه به حركت خود ادامه مي رسيدن به سرعت بيشينه ماشين

.باشيم و شاهد جريان روان ترافيكي مي رسد و حتي به حد مجاز هم مي يابد ها افزايش مي زماني طوالني سرعت تمام ماشين

كم كردن زمان كاهش سرعت و افزايش نرخ شتاباجراي مدل با - 10شكل شماره

با ريتمي مشخص افزايش يافته و بعد ) مورد مطالعه(دهد، سرعت ماشين قرمز رنگ نشان مي 10شكل شماره همانطور كه نمودار

شاهد هاي زماني سريعي سرعت بيشينه به حد مجاز رسيده و ديگر در تيك. رسد از چندين بازه زماني به حد مجاز سرعت مي

ها در مواجه با ماشين روبرويي سريعاً واكنش نشان داده و سرعت خود را كم نمايند، يعني اگر ماشين. بندان نخواهيم بود راه

.رسند ها زياد است سريعاً به سرعت حد مجاز مي همچنين چون شتاب ماشين. دهد بندان رخ نمي راه

كاهش سرعت و نرخ شتابافزايش تواماً زمان اجراي مدل با - 11شكل شماره

  8 

با ريتمي مشخص افزايش يافته و پس ) مورد مطالعه(دهد، سرعت ماشين قرمز رنگ نشان مي 11شكل شماره همانطور كه نمودار

هاي زماني خيلي طوالني سرعت در تيك. نمايد از رسيدن به سرعت تقريباً نصف حد مجاز متوقف شده و دوباره شروع به حركت مي

شتاب ماشين بسيار باالست و شتاب باعث . است رسد و همين سرعت كم عامل ايجاد راه بندان صف حد مجاز هم نميبيشينه به ن

.بندان موقتي است باشد بلكه كندي در كاهش سرعت در برابر ماشين روبرويي عامل راه كندي حركت نمي

  9 

Traffic Basic سازي كد برنامه مدل –پيوست

globals [ sample-car ] turtles-own [ speed speed-limit speed-min ] to setup clear-all ask patches [ setup-road ] setup-cars watch sample-car reset-ticks end to setup-road ;; patch procedure if (pycor < 2) and (pycor > -2) [ set pcolor white ] end to setup-cars if number-of-cars > world-width [ user-message (word "There are too many cars for the amount of road. Please decrease the NUMBER-OF-CARS slider to below " (world-width + 1) " and press the SETUP button again. The setup has stopped".) stop ] set-default-shape turtles "car" crt number-of-cars [ set color blue set xcor random-xcor set heading 90

;;; set initial speed to be in range 0.1 to 1.0 set speed 0.1 + random-float .9 set speed-limit 1 set speed-min 0 separate-cars ] set sample-car one-of turtles ask sample-car [ set color red ] end ; this procedure is needed so when we click "Setup" we ; don't end up with any two cars on the same patch to separate-cars ;; turtle procedure if any? other turtles-here [ fd 1 separate-cars ] end to go

;; if there is a car right ahead of you, match its speed then slow down ask turtles [ let car-ahead one-of turtles-on patch-ahead 1 ifelse car-ahead != nobody

  10 

[ slow-down-car car-ahead ] ;; otherwise, speed up

[ speed-up-car ] ;;; don't slow down below speed minimum or speed up beyond speed limit

if speed < speed-min [ set speed speed-min ] if speed > speed-limit [ set speed speed-limit ] fd speed ] tick end ;;turtle (car) procedure to slow-down-car [car-ahead]

;; slow down so you are driving more slowly than the car ahead of you set speed [speed] of car-ahead - deceleration end ;;turtle (car) procedure to speed-up-car set speed speed + acceleration end ;Copyright 1997 Uri Wilensky. ;See Info tab for full copyright and license.