Design and implementation of traffic flow simulation

Abstract

La simulación del flujo de tráfico se ha vuelto un campo de estudio importante en los últimos años. Es una alternativa para evaluar las condiciones del tráfico de varios escenarios para crear infraestructura de transporte. Existe una amplia gama de modelos que intentan describir el movimiento del vehículo en condiciones de tráfico. Sin embargo, los modelos microscópicos han prevalecido como los más utilizados en el campo de la simulación, especialmente los modelos de seguimiento de coches. Por lo general, los simuladores de tráfico se componen de tres relaciones: seguimiento del coche, cambio de carril y aceptación de espacios. Los modelos de seguimiento de vehículos pueden reproducir varios fenómenos microscópicos del tráfico. Estos modelos son los representantes más importantes entre los simuladores microscópicos utilizados actualmente. Estos modelos se basan en la idea de que los vehículos ajustan sus parámetros (por ejemplo, velocidad, aceleración) en función del vehículo precedente. Por otro lado, cuando el vehículo no esta impedido por un vehículo al frente, este vehículo acelerara libremente hasta alcanzar su velocidad deseada. El modelo estudiado en este trabajo es el modelo de seguimiento de coches de Gipps el cual se desarrolló en 1981. Aunque se han desarrollado varios modelos desde entonces, el modelo de Gipps sigue siendo uno de los modelos más utilizados y relevantes en la actualidad. Tanto el modelo original como sus modificaciones, siguen siendo el núcleo de varios simuladores de tráfico académicos y comerciales. Este también puede ser usado en conjunto con el modelo de cambio de carril de Gipps u otros modelos de cambio de carril para construir simuladores de tráfico más complejos. Además, el modelo de seguimiento de automóviles de Gipps puede imitar las características reales del flujo de tráfico, como la heterogeneidad del tráfico, la congestión del tráfico y la prevención de colisiones. Por ello, consideramos importante realizar una implementación y evaluación de este modelo para actualizar resultados de trabajos anteriores. Nuestra implementación del modelo fue bidimensional y se realizó en el lenguaje de programación Python. Los experimentos presentados en este trabajo muestran que nuestra implementación del modelo se comporta como el modelo original de Gipps. Además, los experimentos muestran que podemos replicar varios fenómenos de tráfico, como la congestión del tráfico y el tráfico heterogéneo. Por lo tanto, nuestra implementación del modelo se puede utilizar en trabajos futuros como un modelo confiable para la simulación de tráfico.