Fotgjengersimulering med Pedestrian Simulator i Aimsun Next 22

Abstract

Denne masteroppgaven omhandler simulering av konflikt mellom fotgjengere og kjøretøy i uregulerte gangfelt ved bruk av Aimsun Next 22. For å simulere fotgjengere har fotgjengersimulatoren i Aimsun Next, Pedestrian Simulator, blitt brukt. Formålet med oppgaven har vært å undersøke om fotgjengersimulatoren gir realistiske beskrivelser av slike konflikter og hvordan man kan forbedre modellens eventuelle svakheter.

Oppgaven ble gjennomført i tre deler. En litteraturstudie ble utført for å forstå hvordan trafikkmodeller bygges og fungerer. Litteratur for å få bedre innsikt i Aimsun Next sin fotgjengermodell og fotgjengersimulator ble også innhentet. I denne delen av masteroppgaven ble også grunnlaget for utvikling av forbedringsforslag lagt. Litteratur rundt utvikling av modeller peker blant annet på viktigheten av en modell sin troverdighet ovenfor de som benytter den. Dette prinsippet er også anvendt i analysen av fotgjengersimulatoren.

Deretter ble det gjennomført en analysestudie av fotgjengersimulatoren gjennom bygging av modeller og eksperimentering med disse. Kvantitative undersøkelser av modellene som ble laget i Aimsun Next ble gjennomført for å kartelegge om fotgjengersimulatoren gir realistiske simuleringer. Fra resultatene fra denne delen av oppgaven ble det konkludert med at fotgjengersimulatoren virker å ha svakheter knyttet til fotgjenger sin synlighet ovenfor kjøretøy. Dette fører til at et relativt stort antall konflikter oppleves som urealistisk sammenlignet med virkeligheten. Derimot viste ikke disse undersøkelsene hvorvidt dette påvirker resultatene Aimsun Next gir ut ved simulering eller om det kun er et visuelt problem som oppleves som unaturlig adferd for den som studerer animasjonen.

Siste del besto av å utvikle et forbedringsforslag. Dette ble gjort gjennom utvikling av en konseptuell teoretisk modell som tok sikte på å gjøre fotgjengere synlig for kjøretøy tidligere enn det dagens modell gjør. Det ble innhentet erfaringer fra virkeligheten, og sammen med relevant teori ble det utviklet et influensområde i form av en halvsirkel med radius på 3.8 meter hvor fotgjengere er synlig for kjørertøy. Det ble også bestemt grenseverdier for når et kjøretøy må reagere for å kunne bremse på en realistisk, og aller helst komfortabel, måte. Forbedringsforslaget anses som det første steget i en forbedringsprosess og det forventes en prosess med flere runder validering, justering og kalibrering før modellen kan kodes og er klar til testing i Aimsun Next. For videre utvikling av modellen bør større mengder og mer nøyaktig data samles inn, slik at modellen kan utvikles videre og valideres basert på hvordan det fungerer i uregulerte gangfelt i virkeligheten.

This master's thesis has examined the simulation of conflicts between pedestrians and vehicles in unregulated crosswalks using Aimsun Next 22. To simulate pedestrians in Aimsun Next, Pedestrian Simulator, has been used. The purpose of the thesis has been to investigate whether the pedestrian simulator provides a realistic description of the mentioned conflicts and how to improve the model's potential weaknesses.

The thesis was conducted in three parts. A literature review was conducted to understand how traffic models are built and function, as well as to gain better insight into Aimsun Next's pedestrian model and pedestrian simulator. The foundation for developing improvement suggestions was also established in this phase. The literature review on model development emphasizes the importance of a model's credibility to its users. This principle was also applied in the analysis of the pedestrian simulator.

Further, an analysis study of the pedestrian simulator was conducted by building models and experimenting with them. Quantitative investigations of the models were performed to assess whether the pedestrian simulator provides realistic simulations. In this part of the thesis, it was concluded that the pedestrian simulator appears to have weaknesses related to when pedestrians become visible to vehicles. This leads to a relatively large number of conflicts that are perceived as unrealistic compared to reality. However, these studies did not indicate whether this affects the results produced by simulations in Aimsun Next or if it is merely a visual issue that appears as unnatural behavior to the observer studying the animation.

The final part involved developing an improvement proposal. This was conducted by creating a conceptual theoretical model aimed at making pedestrians visible to vehicles earlier. Real-world experiences were collected, and together with relevant theory, an influence area in the form of a semicircle with a radius of 3.8 meters, where pedestrians are visible to drivers, was developed. Threshold values were also determined for when a vehicle needs to react in order to brake in a realistic and preferably comfortable manner. The improvement proposal is considered the first step in an improvement process and is expected to undergo multiple rounds of validation, adjustment, and calibration before the model is ready to be tested in Aimsun Next. For further development of the model, larger quantities of more accurate data should be collected so that the model can be further refined and validated based on its performance in unregulated crosswalks in reality.