Calibration and validation of macroscopic traffic flow models using the innovative validation tool CALISTO
(EN)
Κατερινης Κωνσταντινος
(EL)
Katerinis Konstantinos
(EN)
Παπαμιχαηλ Ιωαννης
(EL)
Παπαγεωργιου Μαρκος
(EL)
Πολυτεχνείο Κρήτης
(EL)
Νικολος Ιωαννης
(EL)
Technical University of Crete
(EN)
Papageorgiou Markos
(EN)
Nikolos Ioannis
(EN)
Papamichail Ioannis
(EN)
Τις τελευταίες δεκαετίες, έχουν προταθεί πολλά μαθηματικά μοντέλα κυκλοφοριακής ροής. Τα μοντέλα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά το σχεδιασμό νέων ή τη βελτίωση ήδη υπαρχόντων οδικών υποδομών, για την ανάπτυξη και δοκιμή αλγορίθμων πρόβλεψης, για το σχεδιασμό στρατηγικών ελέγχου κυκλοφορίας, καθώς και για πολλές άλλες εφαρμογές. Τα μοντέλα περιλαμβάνουν παραμέτρους των οποίων οι τιμές είναι άγνωστες και μάλιστα μπορεί να διαφέρουν για διαφορετικούς αυτοκινητοδρόμους. Επομένως, πριν από τη χρήση των μοντέλων σε πραγματικές εφαρμογές, είναι απαραίτητη η επικύρωση των μοντέλων χρησιμοποιώντας πραγματικά δεδομένα κυκλοφορίας.
Η διαδικασία της επικύρωσης, αποσκοπεί στον κατάλληλο προσδιορισμό των τιμών των παραμέτρων των μοντέλων έτσι ώστε η αναπαράσταση των κυκλοφοριακών συνθηκών ενός οδικού δικτύου να είναι όσο το δυνατόν ακριβής. Η πιο συνηθισμένη προσέγγιση είναι η ελαχιστοποίηση της απόκλισης μεταξύ των εκτιμήσεων του μοντέλου και των πραγματικών δεδομένων, χρησιμοποιώντας κατάλληλους αλγορίθμους βελτιστοποίησης. Το μη-γραμμικό, μη-κυρτό πρόβλημα εκτίμησης των παραμέτρων είναι γνωστό ότι έχει πολλά τοπικά ελάχιστα και ως εκ τούτου είναι κατάλληλο να χρησιμοποιούνται μόνο αλγόριθμοι που δεν κάνουν χρήση παραγώγων.
Στη βιβλιογραφία υπάρχει περιορισμένος αριθμός εργασιών που πραγματοποιούν επικύρωση μακροσκοπικών μοντέλων κυκλοφοριακής ροής είτε λόγω του γεγονότος ότι είναι σχετικά δύσκολο να αποκτήσει κάποιος πρόσβαση σε πραγματικά δεδομένα κυκλοφορίας, είτε επειδή δεν είναι διαθέσιμο, έως τώρα, κάποιο εργαλείο που να μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για να επιλύσει το πρόβλημα εκτίμησης των παραμέτρων. Σε αυτή την εργασία ένα καινοτόμο λογισμικό-εργαλείο έχει αναπτυχθεί για την επικύρωση μακροσκοπικών μοντέλων κυκλοφοριακής ροής με μία εύχρηστη διεπιφάνεια εργασίας.
Το εργαλείο αυτό χρησιμοποιήθηκε για την σύγκριση διαφόρων μοντέλων κυκλοφοριακής ροής κάνοντας χρήση πραγματικών δεδομένων από έναν αυτοκινητόδρομο στο Ηνωμένο Βασίλειο. Συγκεκριμένα εξετάστηκαν τέσσερις εκδοχές ενός μακροσκοπικού μοντέλου πρώτης τάξης καθώς και ένα μακροσκοπικό μοντέλο δεύτερης τάξης, για λόγους σύγκρισης. Τα αποτελέσματα που λάβαμε ήταν ικανοποιητικά για όλα τα μοντέλα και ιδιαίτερα κάποια από αυτά αναπαριστούν τις συνθήκες κυκλοφορίας με μεγαλύτερη ακρίβεια. Τα εξεταζόμενα μοντέλα αξιολογήθηκαν συγκριτικά κάνοντας χρήση πραγματικών δεδομένων από διαφορετικές ημέρες από τον ίδιο αυτοκινητόδρομο.
(EL)
