Figura 1: Diagramas de espaço-tempo representando a velocidade média durante o pico PM em 2 rodovias diferentes (Yuan et al., 2015)

Nesses gráficos, o eixo x é o tempo e o eixo y é a localização ao longo do corredor das estações detectoras subsequentes. A cor em cada célula representa a velocidade média naquele momento e local. Tons de verde denotam condições não congestionadas, enquanto tons de amarelo e vermelho representam condições cada vez mais congestionadas.

Nesta nota técnica vamos explicar como criar um gráfico de contorno de velocidade no Aimsun Next.

Conjunto de dados históricos e padrão de tráfego diário típico

Recebemos medições de velocidade do detector durante vários dias da semana em uma rodovia. Percebemos que quase todos os dias da semana durante o pico da manhã dois eventos de congestionamento ocorriam nos mesmos  locais. A Figura 2 representa toda a rede onde estão instalados vários detectores na auto-estrada (sentido Sudeste) e as localizações dos dois eventos, bem como o comprimento máximo da fila de espera de cada um.

Figura 2: Detetores de autoestrada e localização dos dois eventos, bem como o comprimento máximo da fila.

As medições de velocidade foram obtidas a partir de vários detectores espaçados uniformemente ao longo da auto-estrada (1 detector a cada 300m) e com duração das 04h00 às 11h00 com uma frequência de 5 minutos. Um gráfico de contorno de velocidade (Figura 3 abaixo) nos permitiu visualizar e entender melhor os dados, identificando imediatamente os dois gargalos e o correspondente comprimento máximo da fila

Figura 3: Diagrama de espaço-tempo representando a velocidade média durante o pico da manhã em uma rodovia para o padrão de dia da semana.

Para ambos os eventos, a célula inferior direita (fila da seta) indica o início do segmento no início do congestionamento, enquanto a célula superior esquerda (cabeça da seta) indica o final do congestionamento. Os dois gargalos (a grande região vermelha escura) são claramente visíveis, assim como a propagação da fila que é indicada pelas setas azuis. O primeiro evento começou às 06h00 no detector D+3,9 e a fila atingiu o detector D+1,5 (2,4 km de comprimento da fila) às 08h15. O segundo evento teve início às 07h10 no detector D+1,2 e o tráfego foi recuperado em D+0,6 às 08h15.

Incidente de trânsito em dia de semana

Um dos dias do conjunto de dados que recebemos não apresentou o mesmo padrão de congestionamento (Figura 4). Ocorreu um incidente que contribuiu para o congestionamento anormal (não recorrente) no sentido sudeste da viagem durante a manhã iniciado às 06h00 no detector D+5.7 com duração de 30 minutos onde causou o fechamento de 2 faixas fora da as 4 faixas neste local e, portanto, um retrocesso de fila significativamente grande. A Figura 4 mostra a queda de velocidade usando um mapa de calor espaço-tempo (velocidade). O trânsito foi recuperado por volta das 08h40 na autoestrada.

Figura 4: Diagrama espaço-temporal representando a velocidade média durante o pico da manhã em uma rodovia para um dia da semana com um incidente.

Simulando o dia típico e o incidente no Aimsun Next

Ao construir um modelo de tráfego, calibrar e validar um gráfico de contorno de velocidade é uma prática valiosa, pois garante não apenas que o horário e o local do congestionamento estão corretos, mas também a extensão da fila, a velocidade com que ela se propaga rio acima e a velocidade com que se recupera. Neste estudo de caso, reproduzimos dois gargalos menores na rodovia para o cenário típico do dia e um grande gargalo para o cenário do incidente.

No Aimsun Next você pode criar um diagrama espaço-tempo mostrando todas as saídas coletadas pelos detectores (Contagem, Densidade, Intervalo, Ocupação, Velocidade), basta seguir as etapas descritas abaixo:

1. Ative o diagrama de espaço-tempo selecionando  Análise de dados na barra de menus e, em seguida, clique em Diagrama de espaço-tempo.
   
2. Crie um conjunto de detectores. Um conjunto de detectores é uma coleção ordenada de detectores. Para criar um conjunto de detectores , clique na guia Conjuntos de detectores e, em seguida, clique em Adicionar conjunto . Em seguida, adicione detectores nesse conjunto de detectores selecionando os detectores desejados (ou estações de detectores, se você tiver um detector por faixa) começando pelo mais a montante e indo a jusante.
   

   Figura 6: Diagrama de Espaço-Tempo Aimsun Next – Guia Conjuntos de Detectores

3. Volte para a guia principal e selecione o conjunto de detectores que você acabou de criar, a coluna correspondente à saída que deseja plotar (neste caso, velocidade para o cenário típico do dia) e a representação como espaço/tempo .

A Figura 7 representa o gráfico de contorno de velocidade da simulação de um dia típico; você pode notar que ele corresponde aos dados de velocidade média real para o padrão do dia da semana.

Figura 7: Aimsun Next Space Time Diagram – Principal para o padrão de dia da semana

A Figura 8 mostra a densidade de tráfego às 08h00 na autoestrada para o padrão de dia útil.

Figura 8: Densidade de tráfego às 08h00 na autoestrada para o padrão de dias úteis.

Agora selecione como Coluna a velocidade relacionada à simulação executada com o incidente. A Figura 9 representa o gráfico de contorno de velocidade do cenário com incidente; você pode notar que ele também corresponde muito bem aos dados reais correspondentes.

Figura 9: Aimsun Next Space Time Diagram – Principal para um dia da semana com um incidente.

A Figura 10 mostra a densidade de tráfego às 06h35 na autoestrada para um dia de semana com incidente.

Figura 10: Densidade de tráfego às 06h35 na autoestrada para um dia de semana com ocorrência.