Visuell simuleringsmiljö för trafik

Abstract

Examensarbetet gick ut på att skapa en simuleringsmiljö för trafik som klarar av att anpassa sig till olika upplägg samt mäta bränsleförbrukning i systemet. Simuleringen har byggts upp i programmet Unity.

Syftet med detta arbete var att skapa en simuleringsmiljö där det ska vara möjligt att utveckla nya lösningar för att förbättra flödet i trafiken, samt konstatera vilka utmaningar som finns i mera krävande trafiksituationer såsom inne i centrum i större städer. För att trafikflödets effektivitet ska vara mätbart har det beräknats ett medeltal av bränsleförbrukningen. Simuleringen krävde ett visuellt användargränssnitt för att ge en bättre förståelse för vilka delar av trafiken som trafiken mindre effektiv.

Arbetet bestod till största del av programmering och av att skapa funktionerande koncept som skapar en grund för hur resten av simuleringen ska fungera. En återkommande utmaning under arbetet var att hitta på metoder och implementera metoderna för att kunna skapa så litet behov av förhandsinställningar som möjligt, men samtidigt också undvika att ta ner på simuleringens dynamiska kapacitet. En stor del av konceptet baserar sig på att göra så få beräkningar som möjligt medan simuleringen kör och i stället göra beräkningarna i början av simuleringen.

Förverkligandet från koncept till fungerande simulering lyckades och de viktiga detaljerna blev implementerade enligt plan. Simuleringen är inte validerad, vilket betyder att det inte finns några bevis på att den motsvarar verkligheten.

Opinnäytetyön tarkoitus oli luoda liikenteelle simulaatioympäristö, joka sekä pystyy sopeutumaan eri järjestelmiin että mittaamaan liikenteen polttoainekulutuksen. Simulaatio on tehty Unityohjelmassa.

Tämän työn tarkoituksena oli luoda simulaatioympäristö, jossa on mahdollista kehittää uusia ratkaisuja liikenteen sujuvuuden parantamiseksi ja selvittää, mitä haasteita voi esiintyä vaativammissa liikennetilanteissa, kuten kaupunkien keskustassa isommissa kaupungeissa. Liikennetehokkuuden mittaamiseksi laskettiin polttoaineen kulutuksen keskiarvo. Simulointi vaati visuaalisen käyttöliittymän, jotta saataisiin parempi käsitys siitä, mitkä liikenteen osat aiheuttavat yleisen tehokkuuden heikkenemistä.

Työ koostui pitkälti ohjelmoinnista ja toiminnallisten konseptien luomisesta. Tällä luotiin pohja sille, miten muun simulaation pitäisi toimia. Työn aikana toistuva haaste oli keksiä menetelmiä ja toteuttaa niitä siten, että esiasetettuja arvoja tarvitaan mahdollisimman vähän, mutta samalla vältetään simulaation dynaamisen kapasiteetin pieneneminen. Suuri osa konseptista perustuu siihen, että laskelmia tehdään mahdollisimman vähän simulaation ollessa käynnissä ja sen sijaan tehdään laskelmat simulaation alussa.

Toteutus konseptista toiminnalliseen simulaatioon onnistui ja tärkeät yksityiskohdat toteutettiin suunnitelmien mukaan. Simulaatiota ei ole validoitu, mikä tarkoittaa, että ei ole näyttöä siitä, että se vastaa todellisuutta.

In this thesis, the respondent has chosen to devote his thesis work to creating a simulation environment for traffic that is able to adapt to different layouts and measure fuel consumption in the system. The respondent has made the simulation with the program Unity.

The purpose of this thesis is to create a simulation environment where it is possible to develop new solutions to improve traffic flow, and to establish which challenges may exist in more demanding traffic situations such as in the city center in larger cities. In order to measure how effective the traffic flow is, an average of the fuel consumption is calculated. The simulation required a visual user interface to provide a better understanding of which parts of the traffic are causing a reduction in the overall efficiency.

The work consisted largely of programming and of creating functional concepts to create a basis for how the rest of the simulation should work. A recurring challenge during the work was to invent methods and implement the methods to create as little need for preset values as possible, but at the same time avoid reducing the dynamic capacity of the simulation. A large part of the concept is based on making as few calculations as possible while the simulation is running and instead of doing the calculations at the beginning of the simulation.

The realization from concept to functional simulation was successful and the important details were implemented according to plan. The simulation is not validated, which means that there is no evidence that it corresponds to reality.