Online calibration of microscopic traffic simulation— with integration of intersection-based near real-time floating cardata
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
91
Series
Abstract
Microscopic traffic simulations can model the current traffic situation when combined with real-time traffic data. Although advanced methods and frameworks have been extensively studied in international literature, the development of up-to-date and real-life reflective traffic simulation remains unfinished. One potential approach is online calibration, which enables the updating and optimization of simulation parameters during running simulation. Intelligent Transport Systems (ITS), emerging at a fast pace, are increasingly dependent on real-time traffic data and simulations for achieving accurate and responsive traffic models. In Finland, the topic of calibrating simulations online with real-time traffic data has not had many dedicated studies, even though national ITS development could benefit from it. Floating Car Data (FCD) collected from driving vehicles is a particularly interesting and commercially available traffic data. This thesis examines the usability and performance of commercial FCD in online calibration of microscopic traffic simulations, with a particular focus on urban intersections. In addition, the study evaluates the role and opportunities of microscopic traffic simulation within ITS. A two-phased approach combining offline and online calibration was used in this study to reflect traffic within two intersections in the City of Helsinki’s Ruoholahti district. First, historical FCD was used for manual parameter tuning and providing reference performance. Next, an online calibration framework was designed and tested with near real-time FCD. For the simulation environment, open-source Simulation of Urban MObility (SUMO) was leveraged from simulation model building to real-time traffic integration. The online calibration results were varied, indicating that the online calibration framework designed in this study could not produce stable enhancement. However, supported by literature but within the limitations of the designed framework, results suggest that microscopic traffic simulation could achieve enhanced calibration results and reflective simulation models when combined with real-time FCD and online calibration. In addition, commercial FCD can be used as an independent calibration data source, but with caution due to coverage variability. Finally, microscopic traffic simulation can have a dedicated role in ITS development as an experimental tool or a source for modeling current traffic situations.Liikenteen mikrosimulaatiot tarjoavat mahdollisuuden mallintaa liikenteen tilannekuvaa, kun niihin yhdistetään reaaliaikaista liikennedataa. Vaikka kehittyneitä menetelmiä ja viitekehyksiä on tutkittu laajasti kansainvälisessä kirjallisuudessa, ajantasaisen ja todellisuutta heijastavan liikennesimulaation kehitys on edelleen kesken. Tähän eräs kiinnostava metodi on online-kalibrointi, joka mahdollistaa simulaatioparametrien päivittämisen ja optimoinnin simuloinnin aikana. Nopeasti kehittyvät älykkäät liikennejärjestelmät ovat yhä riippuvaisempia reaaliaikaisesta liikennedatasta sekä simuloinneista tarkkojen ja reagoivien mallien saavuttamiseksi. Suomessa online-kalibrointia reaaliaikaisella liikennedatalla ei ole tutkittu paljon, vaikka kansallinen ITS-kehitys voisi hyötyä siitä. Ajossa olevista ajoneuvoista kerätty kelluva autodata on erityisen kiinnostava ja kaupallisesti saatavilla oleva liikennedatan lähde, jonka soveltuvuutta tarkastellaan tässä tutkielmassa online-kalibrointilähteeksi. Lisäksi tutkimuksessa arvioidaan liikenteen mikrosimulaatioiden roolia ja mahdollisuuksia älykkäiden liikennejärjestelmien kehityksessä. Tässä tutkimuksessa hyödynnettiin kaksivaiheista lähestymistapaa, jossa yhdistettiin offline- ja online-kalibrointi, liikenteen tilannekuvan mallintamiseksi kahdessa risteyksessä Helsingin Ruoholahdessa. Ensiksi historiallista kelluvaa autodataa käytettiin manuaaliseen simulaatioparametrien säätämiseen ja vertailukelpoisten kalibrointitulosten tuottamiseen. Seuraavaksi suunniteltua online-kalibrointikehystä testattiin lähes reaaliaikaista kelluvaa autodataa integroimalla. Simulointiympäristönä hyödynnettiin avoimen lähdekoodin Simulation of Urban MObility (SUMO) -simulointiohjelmistoa. Online-kalibrointia hyödyntäneet simulaatiot tuottivat vaihtelevia tuloksia, mikä viittaa siihen, että online-kalibrointi ei pystynyt tuottamaan luotettavia parannuksia. Kokonaisuudessaan tulokset viittaavat kuitenkin mahdollisuuteen saavuttaa parempia kalibrointituloksia ja todellisuutta heijastavia simulointimalleja, mikä on yhdenmukaista kirjallisuudesta löydettyjen tulosten kanssa. Yhteenvetona voidaan todeta, että kaupallinen kelluva autodata voisi soveltua itsenäiseksi kalibrointidatalähteeksi, mutta sitä on syytä hyödyntää varoen kattavuuden vaihtelun vuoksi. Lisäksi, liikenteen mikrosimulaatiot soveluvat älykkäiden liikennejärjestelmien osaksi todennäköisimmin kokeellisena työkaluna tai liikenteen tilannekuvan mallinnukseen.Description
Supervisor
Partanen, JenniThesis advisor
Virtanen, Juho-PekkaKosonen, Iisakki