Original title: Kalibrace vysokorychlostní mikrosimulace dopravy
Translated title: Calibration of the high-speed traffic microsimulation
Authors: Korček, Pavol ; Apeltauer, Tomáš (referee) ; Pospíchal, Jiří (referee) ; Sekanina, Lukáš (advisor)
Document type: Doctoral theses
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Tato disertační práce je zaměřena na vysokorychlostní simulace dopravy a jejich přesnou kalibraci pomocí různých typů dopravních dat. Práce se po úvodním popisu motivace pro samotný výzkum nejdříve věnuje současnému stavu poznání, a dále rozdělení simulátorů dopravy, zejména podle typu dat, se kterými se v nich pracuje. Úpravou existujícího řešení je navržen vlastní mikrosimulační model, který je založen na principu celulárního automatu. S tímto novým modelem je pak experimentováno, zpočátku z pohledu rychlosti simulace a další rozšiřitelnosti. Je navržena a popsána technika, kterou je možné navržený model významně akcelerovat a následně provádět simulace rychleji než v reálném čase i pro rozsáhlá území. Práce dále přistupuje k samotné kalibraci modelu, ke které byl využit evoluční přístup. Je představena metoda pro efektivní způsob optimalizace parametrů mikrosimulačního modelu, která nevyžaduje citlivostní analýzu a je schopná nalézt jinak obtížně nastavitelné parametry modelu. Kvalita získaných optimalizovaných modelů byla analyzována jak pomocí makroskopických, tak i mikroskopických dopravních dat, a to i s ohledem na jejich reálné vlastnosti, tj. chybějící vzorky. Dále jsou zhodnoceny výkonnostní a jiné kvalitativní parametry vlastního přístupu v porovnání s existujícími řešeními, přičemž bylo dosaženo významného zlepšení. Nakonec jsou představeny nástroje, které v rámci řešení vznikly. Na závěr je uvedeno další zaměření výzkumu, a to zejména s ohledem na využití výsledků práce v praxi. This dissertation thesis is focused on the high-speed simulation of road traffic and its precise calibration with different types of traffic data. The thesis surveys the state of the art in traffic simulation, with a special focus on traffic simulators and the data they utilize. A new traffic microsimulation model inspired by existing cellular automaton-based model is proposed and its features and parameters are discussed. The proposed acceleration techniques allowed the utilization our microsimulation model beyond the real-time simulation even for large scale systems. The complex process of quality assurance is tightly associated with the model calibration. A brand new calibration methodology that is based on the evolutionary algorithms is proposed. It was found that the proposed method does not require a sensitivity analysis. The method is also capable of determining the parameters that are hard to estimate with other well know techniques. The quality of the resulting optimized models was experimentally analyzed and discussed at both the macroscopic and microscopic traffic levels. The method is robust enough to deal with missing samples and other imperfections of the real data. Properties of the proposed model such as the scalability and accuracy were evaluated with respect to the existing solutions, showing a considerable improvement of the state of the art. The software tools that were created within the research are briefly presented. Finally, the thesis also outlines further steps of research and development, especially the use of the proposed tools in practice.
Keywords: celulární automat; doprava; evoluční algoritmus.; kalibrace; mikrosimlulace; calibration; cellular automaton; evolutionary algorithm.; microsimulation; traffic

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/187244

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-412548


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses