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Importieren von SCATS-Signalgruppendaten in Aimsun Next

Technischer Hinweis Nr. 66

Von Dimitris Triantafyllos

Februar 2022

SCATS ist ein intelligentes, adaptives Verkehrskontrollsystem, das in über 55.000 Knotenpunkten in 187 Städten und 28 Ländern weltweit installiert ist. Das adaptive Verkehrsmanagementsystem SCATS synchronisiert Signalgruppen, um den Verkehrsfluss in einer ganzen Stadt, Region oder einem Korridor zu optimieren. Intelligente Algorithmen verarbeiten Echtzeitdaten, um die Signalgruppen an unerwartete Bedingungen anzupassen, Verkehrsmuster vorherzusagen und den Verkehr flüssig zu halten. Das Simulationsergebnis ist eine Verringerung der Staus, kürzere Fahrzeiten und eine erhöhte Sicherheit und Produktivität.

Die SCATS ITS-Anwendung dient vor allem dazu, Daten über den Zustand des Servers und Geometrieinformationen über jeden SCATS Ort zur Visualisierung bereitzustellen. Diese Informationen können auch verwendet werden, um das Layout von SCATS-Knotenpunkten, Signalgruppen und Detektoren in einen neuen SCATS-Layer in Aimsun Next zu importieren. Diese Daten können automatisch mit einer bestehenden Netzgeometrie in Next abgeglichen werden, so dass SCATS-Signalgruppen und -Detektoren auf einem bestehenden Netz erstellt werden. Der Nutzer sollte jedoch überprüfen, ob die in den neuen SCATS-Layer importierten Daten korrekt mit dem bestehenden Netz-Layer übereinstimmen. Sobald die Signalgruppen im Aimsun Next Netz auf ihre Richtigkeit überprüft wurden, können die Kontrollpläne, die mit den in SCATS definierten übereinstimmen, importiert werden. Wenn die Detektoren wie in der SCATS-Ebene beschriftet sind, können auch die Anzahl-Messungen aus den SCATS-Protokollen importiert werden.

Beachte die folgenden wichtigen Anforderungen:

  • Eine Lizenz für beide Aimsun Next + Externe Signalsteuerung-Schnittstellen
  • Eine Lizenz für SCATS ITS Port (2 USB-Dongles)
  • Zugriff auf die SCATS-Datenbank und die Daten der SCATS-Region
  • Anwendungen: SCATS Central Manager, SCATS Central Manager Konfiguration, SCATS Access
  • Die Exe-Anwendung

Hinweis: Für diese Kurzanleitung haben wir Informationen aus SCATS Central Manager Configuration user manual.pdf und SCATS Central Manager user manual.pdfverwendet. Der folgende Graph zeigt die Konfiguration der verschiedenen benötigten Server und die Standard-Ports, über die sie miteinander kommunizieren, um die SCATS ITS Benutzeroberfläche im SCATS Terminal auszuführen.

1. Erforderliche Daten

Um den SCATS Central Manager einzurichten, brauchst du die folgenden Daten:

  1. SCATS Central Manager Ordner: Der Ordner SCATS Central Manager enthält die folgenden Ordner/Dateien:

Du kannst diese Daten bei Verkehr für Neu-Süd-Wales oder dem lokalen SCATS-Händler anfordern.

  1. SCATS Central Manager Lizenzdatei: Die SCATS Central Manager Lizenzdatei (.txt). Die Informationen zu „Name“ und „Lizenz“ werden später zum Einrichten des SCATS Central Managers verwendet.

Du kannst diese Daten bei Verkehr für Neu-Süd-Wales oder dem lokalen SCATS-Händler anfordern.

  1. SCATS-Datenbank: Die SCATS-Datenbankdatei sollte vorzugsweise das Format „.mdb“ haben. Wenn der Typ der Datenbank „.sql“ ist, musst du die Software SQL Express installieren, um die Datenbank zu lesen. Weitere Informationen findest du im SCATS Central Manager Benutzerhandbuch. Die Datenbank sollte sich im Ordner „Central Manager“ befinden:

  1. SCATS-Regionen-Ordner: Der SCATS-Regionen-Ordner enthält normalerweise einen Ordner pro Region mit den Dateien .tc, .lx, .ram .hist und .vs für jede Region. Der Ordner SCATS Region kann auch weitere Dateien wie Handbücher und ausführbare Anwendungen enthalten.

An dieser Stelle müssen wir klarstellen, dass der Ordner: SCATS_ITS_Setup \ Region erforderlich ist, um Aimsun Next mit SCATSim zu verbinden. Der Ordner SCATS_ITS_Setup\Central Manager\ Region wird benötigt, um Aimsun Next mit SCATS ITS zu verbinden.

Die Dateien .tc, .lx und .ram pro Region werden benötigt, um Aimsun Next mit der SCATSim-Anwendung zu verbinden. Die Dateien .hist und .vs pro Region werden für SCATS ITS benötigt, wenn Nutzer historische Signalgruppen und historische Anzahlmessungen importieren möchten.

Unten siehst du ein Beispiel für den Ordner der SCATS-Region:

Der Ordner „Region“ sollte auch in den Ordner „SCATS Central Manager“ kopiert werden; die Ordnerstruktur ist jedoch anders. Die erforderliche Ordnerstruktur wird im folgenden Screenshot angezeigt:

2. Ausführen der ODBC 32-Bit-Anwendung

Damit sich die SCATS-Anwendungen mit der SCATS-Datenbank verbinden können, müssen wir eine ODBC-Datenquelle mit dem 32-Bit-ODBC-Administrator in %windir%\SysWOW64\odbcad32.exe erstellen.

  1. Ausführen der Exe
  2. Gehe zum Tab „System DSN“ -> „Hinzufügen…“ ->

  1. Füge „Name der Datenquelle“ und „Beschreibung“ hinzu. Drücke dann auf „Auswählen…“ -> gehe in das Verzeichnis der .mdb Datei und wähle diese Datei aus. Wähle dann in allen geöffneten Fenstern OK.

3. Konfigurieren des SCATS Central Manager

  1. Doppelklicke auf die Datei Central Manager/ScatsCentralManagerConfiguration.exe, um das Konfigurationsfenster von SCATS Central Manager zu öffnen. Überprüfe, ob der „SCATS System Name“, der „License Name“ und die „License Details“ mit den Angaben in der SCATS Central Manager Lizenzdatei (.txt) übereinstimmen.

  1. Starte die SCATS Central Manager-Anwendung durch einen Doppelklick auf Central Manager/ScatsCms.exe:

  1. Nach dem Start wird ein Kommandozeilenfenster mit dem Namen „SCATS CMS Debug“ geöffnet. Nachdem du ein paar Minuten gewartet hast, sollten die folgenden Meldungen angezeigt werden: „Einstellungsdienst läuft…“ – „Startup complete“:

1. Vorbereiten der Benutzeroberfläche von Aimsun Next SCATS ITS

  1. Aimsun Next starten
  2. Öffne die .ang Datei
  3. Wähle in der Hauptmenüleiste „Bearbeiten“ und dann „Einstellungen“. Wähle Externe Signalsteuerung-Schnittstellen, dann SCATS ITS-Schnittstelle und bearbeite diese Felder:
    • SCATS Central Manager IP-Adresse: 127.0.0.1 (behalte diese IP-Adresse bei, wenn SCATS Central Manager auf demselben Computer läuft)
    • SCATS Central Manager ITS Port: 2012
  1. Um die SCATS-Daten zu importieren, sollten wir zunächst prüfen, auf welchem Basislayer in Aimsun Next sich die aktuellen Knoten des Netzes befinden, da wir diesen nach dem Start des Importvorgangs auswählen müssen (d.h.: Test SCATSim).

2. Verwendung der SCATS ITS Benutzeroberfläche

Um die SCATS-Daten in ein Aimsun Next Verkehrsnetz zu importieren, muss die Beziehung zwischen den Objekten in Aimsun Next und in SCATS ITS hergestellt werden. Die SCATS-Datenbank hat interne Teilstrecken für die Objekte, die der Server verwaltet:

  • SCATS-Orte (Knotenpunkte) haben eine eindeutige ID in der SCATS-Datenbank,
  • Die Detektoren und Signalgruppen in jedem SCATS Ort haben auch eine ID, die sie innerhalb des Ortes, zu dem sie gehören, identifiziert.

Die Zuordnung zwischen SCATS Orten und den Aimsun Next Objekten kann manuell über eine externe Spalte oder mit Hilfe der SCATS ITS Benutzeroberfläche erfolgen, indem die Geometrie aus SCATS ITS importiert und ein Matching über das Basisnetz durchgeführt wird (eine manuelle Überprüfung des Matchings ist erforderlich). In den folgenden Beispielen werden wir beide Modi beschreiben:

Um die Benutzeroberfläche von SCATS ITS zu starten, gehst du zum Hauptmenü, wählst Tools und dann SCATS ITS Benutzeroberfläche, wie unten dargestellt:

Zeitschritt 1: Geometrie der SCATS-Orte importieren

Die Benutzeroberfläche von SCATS ITS kann Geometrieinformationen der SCATS-Orte vom SCATS ITS abfragen und eine Darstellung in Aimsun Next erstellen. Die importierte Geometrie wird auf einer separaten Ebene über dem Basisnetz gespeichert, um die Überprüfung der Anzahl der Fahrstreifen, die Platzierung der Detektoren, die Benennung der Signalgruppen usw. zu erleichtern.

Wähle im Dialog der SCATS ITS Benutzeroberfläche auf der Registerkarte „Geometrie“ das bestehende Netz in der Basisschicht aus, dem die Aimsun Next Knoten umgelegt werden. Die Benutzeroberfläche von SCATS ITS bietet zwei Hauptmodi für den Start des Imports der Geometrie der SCATS-Orte, je nachdem, welche Informationen bereits im Basisnetz vorhanden sind:

A. Falls die Knoten des Basisnetzes keine SCATS Ort ID in einem der externen Attribute gespeichert haben, wähle den Modus: Verwendung eines Knotens als Referenz.

  1. Lege die Knoten-ID des Aimsun Next Netzes und die entsprechende SCATS-Standort-ID fest (die Straßenverkehrsbehörden sollten dir den Standort von mindestens einer SCATS-Standort-ID mitteilen (z. B.: 2693)).
  2. Um alle SCATS-Ort-IDs in der Datenbank zu importieren, wähle unter „Quelle der Orte“ die Option „Aus Referenz erweitern“. Bei der „Anzahl der Orte“ stellst du „Alle“ ein.

Um eine bestimmte Liste von SCATS-Standort-IDs auf der Grundlage der Referenz-SCATS-Standort-ID zu importieren, wähle in der „Quelle der Orte“ die Option „Liste der Orte verwenden“ und gib die SCATS-Standort-IDs durch Komma getrennt ein, wie im folgenden Screenshot dargestellt:

Mit diesem Importmodus kann ein Knoten als Referenz für den Import der übrigen SCATS-Orte im Aimsun Next Netz festgelegt werden. In diesem Fall werden zunächst Informationen über diesen SCATS Ort gesammelt, dann werden auch Informationen über benachbarte SCATS Orte abgefragt. Auf diese Weise werden die SCATS-Orte in der Umgebung des Referenzortes importiert.

Hinweis:

  • Der Schwachpunkt dieser Methode ist, dass die importierten SCATS Orte von der Kontinuität der benachbarten SCATS Orte abhängen. Wenn ein SCATS Ort in der SCATS Datenbank vorhanden ist, aber isoliert ist (d.h. es gibt keine Referenz auf diesen SCATS Ort für seine benachbarten SCATS Orte), dann wird er nicht in den Aimsun Next SCATS Layer importiert.
  • Wir empfehlen, diesen Modus zu verwenden, wenn du eine große Anzahl von SCATS-Orten in großen Aimsun Next Netzen importierst. Anschließend kannst du die importierten SCATS-Orte manuell überprüfen, indem du die Basis- und die SCATS-Ebene aktivierst, Ansichtsmodi erstellst oder die Tabellenansicht zum Filtern und Vergleichen verwendest.

B. Wenn die SCATS-Orte bereits (manuell oder durch einen früheren Import) in Aimsun Next-Knoten über ein externes Knoten-Attribut identifiziert wurden, kann dieses externe Attribut verwendet werden, um die SCATS-Geometrie über die identifizierten Knoten zu importieren. Wähle den Modus: Attribut auf Knoten als SCATS Ort ID verwenden. Wähle das Attribut aus, in dem die SCATS-Ort-IDs gespeichert sind.

Hinweis:

  • Wenn du die Geometrie erneut importieren möchtest, müssen wir als externes Attribut die „SCATS ITS Matched Site ID“ verwenden, die beim ersten Import automatisch erstellt wurde.
  • Wenn du nur eine bestimmte (bekannte) Liste von SCATS-Orten aus der SCATS-Datenbank importieren möchtest, verwende die Option „Liste der Orte importieren“ und gib die SCATS-Ort-IDs durch Komma getrennt ein.

Sobald der Importprozess der SCATS Ort-Geometrie abgeschlossen ist, kannst du

  1. Ein neuer Layer mit dem Namen „SCATS ITS Netz“ wurde erstellt, der die neuen Strecken, Knoten, Abbiegebeziehungen und Detektoren enthält, die aus der SCATS Datenbank importiert wurden. Ein Beispiel für diese Ebene mit ihren Objekten siehst du im Screenshot unten:
  1. Neue externe Attribute, die im Knoten erstellt wurden. Doppelklicke auf den Knoten der Basisschicht und überprüfe die „SCATS ITS Matched Site ID“, die korrekt mit der Externe ID des Knotens in der Schicht „SCATS ITS Netz“ übereinstimmen sollte.
  1. Doppelklicke auf den aus der SCATS-Datenbank importierten Knoten und überprüfe die erstellten externen Spalten:
    • SCATS ITS Import – Next SCATS Sites: Er enthält die Informationen der benachbarten SCATS-Orte
    • SCATS ITS Importer – Phasen & Signale: Enthält Informationen über Phasen und Signalgruppen
    • SCATS ITS Wurde beim Import mit der Basis abgeglichen: Sie enthält die Anzahl der Knoten der Basisschicht, mit denen dieser SCATS ITS übereinstimmte
    • SCATS_PHASE_LIST: Sie enthält Informationen über die Phasenlage
  1. Detektoren und Signalgruppen, die in den SCATS-Knoten erstellt wurden, werden importiert. Der Name des Detektors setzt sich aus SCATS_SITE_ID + SCATS_DETECTOR_ID zusammen, z.B.: 2693_11
  1. Um Signalprogrammdaten aus SCATS (.hist-Dateien) importieren zu können, müssen die Signalgruppen an jedem Knotenpunkt identifiziert werden. In diesem Fall wird der „Name“ der Signalgruppen verwendet (1,2,3,4…8). SCATS gibt nur die ID der aktivierten Phase für jeden Zeiteintrag in den Protokollen an. Daher wird eine Beziehung zwischen SCATS-Phasen und Signalgruppen über ein neues Attribut namens „SCATS ITS Import – Phases & Signals“ hergestellt. Der Wert dieses Attributs ist eine Zeichenkette mit den IDs der Signalgruppen für jede SCATS-Phase. Im folgenden Beispiel werden in der SCATS-Phase „A“ die Signalgruppen „1“, „2“, „9“, „10“ auf Grün gesetzt. In der Phase „B“ werden die Signale „1“, „3“ und „9“ verwendet, und so weiter.

Zeitschritt 2: Abgleich von importierten SCATS Knoten und Aimsun Knoten

Die SCATS ITS Benutzeroberfläche kann einen automatischen Abgleich zwischen den beiden Schichten vornehmen: dem „SCATS ITS Netz“ und der Basisnetzschicht.

  1. Wähle in der SCATS ITS-Ebene die Ebene aus, in die die SCATS-Geometrie importiert wurde.
  2. Wähle im Feld Basisnetzschichtdie Basisschicht des Basisnetzes aus.
  3. In der Option Knoten wählst du aus, ob du alle Knoten, die als SCATS-Standorte im Netz identifiziert wurden, abgleichen möchtest, oder ob du eine Teilmenge auswählen möchtest, indem du die Standortkennungen durch Komma getrennt in das Textfeld einträgst.
  4. Im Feld Knoten an Basis anpassen wählst du aus, welche Maßnahmen das Tool beim Abgleich durchführen soll
    • Signalgruppen kopieren. Abbiegebeziehungen im Basisnetz werden mit Abbiegebeziehungen im SCATS Ort abgeglichen. Signalgruppen, die vom SCATS Ort definiert wurden, werden im Basisnetz erstellt. Die erstellten Signalgruppen haben die gleichen Namen (in der Regel eine Nummer) wie ihre SCATS-Gegenstücke.
    • Löschen von Signalgruppen. Wenn diese Option gewählt wird, werden die Signalgruppen in den Knoten des Basisnetzes gelöscht, bevor der Abgleich durchgeführt wird.
    • Kopierdetektoren. Wenn diese Option aktiviert ist, versucht das Plug-in, neue Detektoren im Basisnetz zu erstellen, die mit denen in den SCATS-Orten übereinstimmen. In diesem Fall werden die Detektoren durch ihre „Externe ID“ identifiziert.
    • Aggregierte Detektoren erstellen. Wenn diese Option aktiviert ist, werden neue Detektoren für alle Fahrstreifen der Strecke erstellt, um die im nächsten Schritt importierten Anzahlen zu aggregieren.
  1. In den Objekten des Netzes kannst du auch ein Festzeit Signalprogramm erstellen. Dieses Signalprogramm enthält die Phasen und Signalgruppen, die von SCATS definiert wurden. Da keine Zeitrahmeninformationen verfügbar sind, werden Dummy-Zeitrahmen verwendet (Grünzeit = 12 Sek. für jede Phase und Phasenübergang = 5 Sek.).

Im Folgenden findest du ein Beispiel für die definierten Parameter:

Hier siehst du ein Beispiel für ein Signalprogramm, das du erstellt hast:

  1. Detektoren, die von der SCATS-Ebene in die Basisnetz-Ebene kopiert wurden. Das Verfahren identifizierte erfolgreich die Fahrstreifen (getrennte Strecken) und kopierte die richtigen SCATS Detektoren in die Geometrie der Basisschicht. In jedem Fall muss der Benutzer überprüfen, ob die Detektoren korrekt kopiert wurden.
  2. Das Controller-Objekt wurde erstellt und die zugehörigen Parameter wurden korrekt importiert; Detektoren wurden als Verbindungen umgelegt; Signalgruppen wurden zugewiesen; Detektoren haben ihre IDs zugeordnet. Beachte, dass der Controller manuell vom Benutzer entweder per SCATS-Controller-Objekt oder automatisch über die Tabellenansicht aktiviert werden muss.

Wir empfehlen, den Abgleich für jeden Objekttyp separat durchzuführen (erstens Signalgruppen, zweitens Detektoren, drittens Kontrollpläne und Controller), damit du überprüfen kannst, ob alle Daten für alle Knoten korrekt importiert wurden.

Zeitschritt 3:Importieren von SCATS-Signalgruppen und Anzahl der Daten

Verifizierungsprüfungen:

  • Um die Anzahl der Detektoren aus den SCATS-Logdateien (.vs) zu importieren, musst du sicherstellen, dass die Detektoren korrekt aus der SCATS-Datenbank importiert und dann erfolgreich in die Basisebene kopiert wurden.
  • Um Signalprogramm-Informationen aus SCATS-Logdateien (.hist) zu importieren, musst du sicherstellen, dass die Aimsun-Signalgruppen und die SCATS-Kennungen sowie die für jede Phase aktivierten Signalgruppen richtig eingestellt sind.
  • Beide Überprüfungen müssen manuell oder per Skript für jeden SCATS Ort durchgeführt werden.

Vorbereitung:

Legen Sie die SCATS-Protokolldateien (Detektoranzahldaten: .vs, Signalgruppen: .hist) in den /Central Manager/Region/REGIONNAME/SCATSData/History/ and /Central Manager/Region/REGIONNAME/SCATSData/Vs/ folders. Dies sind Dateien, die tägliche Daten enthalten und deren Name auf dem entsprechenden Datum basiert (z.B.: 20170601.hist oder 20170601.vs)

  1. Um Daten von SCATS-Servern zu importieren, gehst du auf die Registerkarte „Daten“ des Dialogs der SCATS ITS Benutzeroberfläche
  2. Wähle im Feld Basis-Netz-Ebene die Basis-Ebene aus.
  3. Wähle in der SCATS ITS-Ebene SCATS ITS Netz.
  4. Um Signalprogrammdaten zu importieren, wähle „Signalprogramm aus HIST-Datei“.
  5. Markiere dann die „Regionen, für die Daten gesucht werden sollen:“ WEN. Mit der Schaltfläche „Umschalten“ kannst du mehrere Regionen zum Abrufen von Daten auswählen.
  6. Der Zeitintervall kann durch Auswahl eines Start- und Enddatums sowie einer Start- und Endzeit definiert werden. Es können bestimmte Wochentage ausgewählt werden, um Abfragen zu erstellen, wie z.B.: „Alle Montags eines Juli, von 6 Uhr bis 11 Uhr“.
  1. Ein Signalprogramm wird erstellt. Es verweist auf die Signalgruppen in allen Knoten, die mit SCATS-Orten im Netz verbunden sind. Die auf jedem Kontrollplan erstellten Phasen enthalten die durchschnittliche grüne Zeit, die für den angegebenen Zeitaum berechnet wurde. Du kannst die Option „Mehrere Signalprogramme erstellen“ aktivieren und das Intervall auf eine benutzerdefinierte Dauer einstellen.
  1. Um die Anzahl der Detektoren als Empirischen Datensatz zu importieren, wähle die Option „Empirischer Datensatz aus VS-Datei“, wähle die zu importierenden Regionen aus und drücke auf „Importieren“.
  1. Die Dateien für jeden Tag und jede Region werden vom Server angefordert und eingelesen. Es wird ein Empirischer Datensatz mit mittlerer, minimaler und maximaler Anzahl und Verkehrsstärke erstellt. Dies verweist auf eine Reihe von „CSV“-Dateien, die vom Plug-in erstellt werden und alle von den Servern gesammelten Daten enthalten.

Schau dir ein Video an, das den Import von SCATS-Daten Schritt für Schritt mit der Benutzeroberfläche von SCATS ITS zeigt.

Um eine solche Überprüfung durchzuführen, können wir die Anwendung SCATS Access verwenden.

  1. Doppelklicke in den Central Manager/ScatsAccess.exe, um die SCATS Access-Anwendung zu öffnen.

  1. Stelle unter Ort ID die gewünschte SCATS Ort ID (z.B. 2693) ein, die angezeigt werden soll. Das Feld Region wird automatisch ausgefüllt (z. B.: WEN).
  2. Suche auswählen
  3. An dieser Stelle kannst du überprüfen, ob die Detektoren korrekt aus der SCATS-Datenbank importiert wurden, indem du ihre IDs mit der Externen ID der importierten Detektoren in Aimsun Next vergleichst. Du kannst auch überprüfen, ob die Signalgruppen mit den richtigen Phasen im Aimsun Next Netz verbunden sind.

Weitere technische Hinweise

Ausführen einer Simulation in Aimsun Next verbunden mit SCATSim

Dimitris Triantafyllos zeigt Ihnen, wie Sie eine Simulation in Aimsun Next durchführen, die mit SCATSim verbunden ist. Intelligente Algorithmen verarbeiten Echtzeitdaten, um die Zeitsteuerung von Verkehrssignalen anzupassen, die auf unerwartete Bedingungen reagieren, Verkehrsmuster vorhersagen und den Verkehr flüssig halten. Das Simulationsergebnis ist eine Verringerung der Staus, kürzere Fahrzeiten und eine erhöhte Sicherheit und Produktivität.

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