1

17-11-2015

Challenge the future

DelftUniversity ofTechnology

OpenTrafficSimEen innovatief platform voor verkeersmodellen en dataverrijking

Guus Tamminga, GrontmijAlexander Verbraeck, TU Delft

2

Veel (onderzoeks)simulatoren voor verkeer en transport

• Commercieel weg: VISSIM, Paramics, AIMSUN, ...• Commercieel rail: Friso, ...• Commercieel ...

• Onderzoek weg: Motus, SUMO, e.v.a.• Voetgangers: NOMAD• Light Rail: LIBROS• Scheepvaart: CTS• Binnenvaart: IDVV

• Voor onderzoek: voor elk project en tool – modellen zelden in staat vraag te beantwoorden buiten het project

Alleen al binnen TU Delft

2

3

Modellen in het DiTTLAB plaatje

Strategisch, tactisch en operationeel gedragModellen, maatregelen, beleidData: invoer en uitvoer

4

OpenTrafficSim visie: bibliotheek

• Meer modaliteiten in één bibliotheek• Meer niveaus voor transportmodellering in één bibliotheek• Meer algoritmes voor modelleren van gedrag in één bibliotheek

• Meer modaliteiten in één model• Meer niveaus voor transportmodellering in één model• Meer algoritmes voor modelleren van gedrag in één model

• Modellen baseren op data, dus assimilatie en modelgeneratie• Modellen produceren data, dus visualisatie en interpretatie

• Gedrag, perceptie en mentale belasting van de mens• Mogelijkheden en onmogelijkheden van de voertuigen

3

5

Basis: DDDAS/Data-Driven Simulation

Data-driven simulation: de enige manier waarop grootschalige simulatiemodellen met complexe (infra)structuur gebouwd kunnen worden

Data

Model Building Factory

Component

LibraryMetamodel

Specifi-cation

Simulation Model

Experi-ment /

ScenarioSimulator

Output

6

Uitgangspunten voor OpenTrafficSim

• Simpele modellen van complexe systemen• hiërarchisch modelleren, gebruik meer formalismen

• Snelle uitvoer• parallelle executie, web-gebaseerd

• Meer ontwikkelpartijen• ondersteunen gedistribueerde ontwikkeling, cloud

• Diverse algoritmes en modellen, focus op gedrag• bibliotheken van herbruikbare componenten

• Koppeling met externe systemen en databronnen• open invoer, open uitvoer, DDDAS

• Open ontwikkelomgeving• BSD-licentie, alleen gebruik van open bibliotheken

4

7

OpenTrafficSim visie: modelleren

• Java als ontwikkelplatform:• maximaliseer gebruik van bestaande bibliotheken• meer ontwikkelplatforms (Windows, Mac, Linux)• meer uitvoeringsplatforms

(stand-alone op elke computer, browser, telefoon, embedded)

• Software-engineering technieken voor:• integratie (Apache Maven)• testen (JUnit, Surefire, CheckStyle, FindBugs, CPD, Sonar, ...)• codeerstijlen (CheckStyle, PMD)• coverage (Cobertura, JaCoCo)• profiling (JVisualVM)• versiemanagement, samenwerken en distributie (SVN)

8

Centrale componenten: GTU & Network

• GTU = Generalized Travel Unit• 1-dimensionaal, b.v. trein, tram• 1.5-dimensionaal, b.v. strookgebaseerde auto's, fietsen, motoren• 2-dimensionaal, b.v. voetgangers• 3-dimensionaal, b.v. vliegtuigen• De bibliotheek staat gemengd gebruik van GTU's toe

• Het netwerk wordt hiërarchisch opgezet:• O/D op het hoogste niveau• Graaf met knopen en takken• Stroken met richting• Zogenaamde 'node expansion' voor complexe kruisingen

5

9

Netwerk

Import/Export- OpenDrive- XML- ...

10

Modellen baseren op data: OpenStreetMap model van Beijing• 19.5 miljoen actieve agenten met doelgericht gedrag• Alle dagelijkse activiteiten en transportactiviteiten gemodelleerd• meer dan 1000 buslijnen en alle metrolijnen• individuele bewegingen (lopen, rijden, transfers) afgebeeld

6

11

Koppeling rijsimulatoren en automatische voertuigen

12

Status en plannen

• Eerste versie bibliotheek gereed voor intern gebruik• eerste projecten met diverse partners (o.a. Grontmij)

• Januari eerste versie voor extern gebruik in onderwijs / onderzoek

• Geplande functionaliteiten in januari• uitgebreide set netwerkmodellen, voertuigmodellen, gedragsmodellen• auto's, voetgangers, fietsers, motoren, vrachtwagens, bussen• interactie tussen weggebruikers, interactie met VRI's en verkeersborden• snelwegen, hoofdwegen, stad, diverse kruispunttypen• import/export diverse formaten; eerste data-assimilatie• koppeling met rijsimulatoren en automatische voertuigen• agentgedrag in samenwerking met Universiteit Utrecht• parallelle uitvoering van modellen in samenwerking met CWI• eerste versie netwerkeditor en modeleditor via het Web