Wat zijn verkeersstroomsimulaties?
In het verkeer van vandaag wordt autorijden sterk beïnvloed door wat andere weggebruikers om ons heen doen. Elke bestuurder wordt beïnvloed wanneer de andere voertuigen sneller achteraan rijden, of langzamer vooraan, of van rijstrook veranderen. De hele verkeersstroom komt voort uit de som van acties van individuele gebruikers.
In de auto-industrie en in onderzoeken is het gebruikelijk om virtuele verkeersmicrosimulaties te creëren. Ze creëren de verkeersstroom door het genereren van de bewegingen van voertuigen, net als in de werkelijkheid.
Het resultaat is een veelvoud aan scenario’s met verschillende aantallen voertuigen en realistisch rijgedrag. Daarom wordt met de verkeersstroomsimulatie de noodzaak om dergelijke scenario’s te “verbeelden” vervangen door een generieke methodologie.
Wat zijn de uitdagingen van verkeersstroomsimulaties?
Simulaties – het opnieuw creëren van de werkelijkheid door middel van modellen – wordt op grote schaal gebruikt in vele technische en fysieke domeinen: multi-body fysica, CFD, ontwikkeling van besturingssystemen en andere.
De belangrijkste reden hiervoor is de besparing van tijd en geld. Fysiek testen in de praktijk wordt steeds duurder wanneer grote verkeerssystemen moeten worden getest. Een simulatie kan ook omstandigheden modelleren die nog niet bestaan.
Experimenten met echte voertuigen zijn bijzonder duur en vergen veel tijd en menselijke inspanning. Als dergelijke prototypes moeten worden getest in een echte verkeersomgeving, kunnen tijd en kosten explosief toenemen.
Bovendien kunnen omgevingscondities, zoals ijzige wegen of slecht zicht, worden meegenomen in virtuele tests – ongeacht het seizoen en de locatie.
Een ander sterk argument voor simulatie is veiligheid: zelfs in het geval van storingen die tot ongevallen leiden, zal niemand gewond raken in de simulaties.
Hoe worden verkeersstroomsimulaties gebruikt?
Om al deze redenen worden simulaties toegepast. Er wordt “gespeeld met” het te testen systeem in een computeromgeving.
In het begin starten de ingenieurs vaak ‘klein’ – ze simuleren een kruispunt, een rijstrookwissel of een voetgangersoversteekplaats. Bij dit soort simulaties ligt de omgeving min of meer vast, zijn de bewegingen van andere voertuigen voor-gedefinieerd, maar zijn de parameters gevarieerd.
Daarentegen creëert verkeersstroomsimulatie automatisch alle relevante scenario’s voor een vooraf gedefinieerde verkeerssituatie, zoals piekuren op een driebaans snelweg of een andere invoer.
Wat zijn de voordelen van verkeerssimulatie in de automotive-ontwikkeling?
Moderne voertuigen bevatten systemen die de bestuurder ondersteunen bij dagelijkse rij-taken. Ze staan gezamenlijk bekend als ADAS – Advanced Driver Assistance Systems. En dat doen ze door rekening te houden met de omgeving van het voertuig.
Belangrijke voorbeelden van ADAS zijn Adaptive Cruise Control (ACC) die de auto op de juiste afstand van de voorligger houdt; en Lane Change Assist, dat de bestuurder waarschuwt voor voertuigen die in de buurt komen van naburige rijstroken.
Om ADAS te ontwikkelen die correct reageren op andere voertuigen, is het noodzakelijk om het gedrag van de omringende voertuigen realistisch te simuleren. Microscopische verkeersstroomsimulatie zorgt hiervoor, wat resulteert in een sneller ontwikkelingsproces en dus een kortere time-to-market.
Andere toepassingen voor verkeersstroomsimulatie zijn onder andere de ontwikkeling van aandrijflijnen. Realistische belastingprofielen zijn afhankelijk van de mogelijkheden voor voertuigbewegingen en dit kan worden bepaald door verkeersstroomsimulatie. Realistische belastingprofielen kunnen worden gemaakt met behulp van verkeersstroomsimulatie, voor aandrijflijnbesturing, RDE-tests of andere ontwikkelingsstappen.
Wat zijn de beste manieren om tijd en geld te besparen bij autosimulaties?
De beste manier om een maximaal aantal relevante scenario’s uit het echte verkeer te dekken, is door gebruik te maken van een verkeerssimulatie.
Verkeerssimulaties, die modelleren hoe voertuigen en bestuurders zich gedragen, creëren meerdere realistische scenario’s. Ze creëren automatisch situaties, variaties en combinaties.
Met een snelle simulatie, en op parallelle machines (HPC), kan het miljoenen testkilometers ‘s nachts simuleren. Dit zorgt voor een veilige en korte time-to-market.