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validación y puesta en marcha del algoritmo de control de tráfico

1. Ec Ec Er Ec E E EHE EH EH UST EET TC TE TESTI Los planes id neos son almacenados en una lista denominada planes sugeridos la cual peri dicamente debe ser validada y si se desea programada en el controlador para que esta estrategia de control pueda ser elegida a partir de ese momento Con el tiempo se aprovecha la capacidad del controlador de hasta 128 planes de sefiales y se posee una amplia variedad de estrategias para escoger preservando la seguridad de los peatones d d d d d d d d d d INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 1COM TEC 2 F 01 02 Ww MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD NIT No 800 195 522 1 Actuar La aplicaci n permite la visualizaci n de sus procesos de c lculo y selecci n sin incidir directamente en las intersecciones en campo cuando la aplicaci n se inicia la condici n por defecto esta deshabilitada y debe activarse desde el men como se muestra en la imagen Configuracion Actuar Par metros Una vez ejecut ndose es posible saber si est actuando si cuando la pantalla se refresca cada 30 segundos el primer item indica el xito o fracaso en la transmisi n de los pl
2. 3 53 P8 6 P56 4 54 P11 6 2 5 5 55 P8 5 P5 5 6 56 P11 5 P2 4 P8 4 P5 4 8 58 P11 4 P2 3 9 59 P8 3 P5 3 10 60 P11 3 p2 2 11 61 P8 2 P52 12 62 P11 2 P21 13 63 P8 1 P531 14 64 P11 1 P20 15 65 P8 0 P5 0 t6 66 P11 0 1 7 P77 P47 18 68 P107 16 19 69 P7 6 P46 20 70 P10 6 pis 21 71 P75 P45 22 72 P105 P1 4 23 73 P7 4 P4 4 P10 4 P1 3 25 75 P7 3 pas 26 76 P103 1 2 P72 P4 2 28 78 P102 1 1 29 79 P7 1 P4 1 30 80 P10 1 P1 0 31 81 P7 0 P4 0 32 82 P100 Po 33 83 P67 P37 34 84 P9 7 Poe 35 85 P6 6 P36 36 86 P9 6 P0 5 P6 5 P35 38 88 P9 5 Po 4 39 89 P6 4 P34 40 90 P9 4 Po3 41 91 P63 P33 42 92 P9 3 Po2 43 93 P6 2 P32 44 94 P9 2 Po 1 45 95 P6 1 P3 46 96 P9 1 0 P6 0 P30 48 98 P9 0 5 49 99 5v GND 50 100 GND 99 Pin Assignments for the NI USB 6509 using the SH100 100 F Positions 1 through 50 Positions 51 through 100 P2 7 112 P8 7 ERES 5 V 49 50 GND 45V v 49 50 GND Anexo C Manual de usuario MOGUT TEC 2 F 01 02 MATIC DEGESTION E INGENIERIA LTDA DE TA CALIDAD NIT No 800 195 522 1 M DULO OPTIMIZADOR MULTINODAL PARA MALLAS DE TR FICO URBANO MOGUT MULTINODAL OPTIMIZATION FOR GRIDS OF URBAN TRAFF
3. 77 78 80 82 85 LISTA DE CUADROS p g Cuadro 1 Variables para el solucionador de ecuaciones diferenciales 48 Cuadro 2 Condiciones para determinar tiempo total de verde para la Red 50 Cuadro 3 Caracter sticas prueba de Simulaci n HIL para configuraci n de tres intersecciones 71 Cuadro 4 Caracter sticas prueba de Simulaci n HIL para configuraci n de tres intersecciones 72 Cuadro 5 Resultados de pruebas de simulaci n HIL con 3 intersecciones 76 Cuadro 6 Resultados pruebas de simulaci n HIL con 6 intersecciones 77 10 LISTA DE FIGURAS p g Figura 1 Funcionamiento sistema SCOOT 27 Figura 2 Sistema de control en lazo abierto 33 Figura 3 Sistema de control en lazo cerrado 34 Figura 4 Distancia de Hamming tomadas para la secuencia correspondiente al s mbolo B 36 Figura 5 Diagrama esquem tico de un modelo de Microsimulaci n 37 Figura 6 Comunicaci n entre el simulador de tr fico y el generador de estados de se ales 40 Figura 7 Sensor de detecci n de video PICO de ITERIS INC 44 Figura 8 Especificaciones T cnicas del Sensor PICO de ITERIS INC 44 Figura 9 Diagrama de Control en Lazo Cerrado para Control de Tr fico 47 Figura 10 Plan de Se ales con dos grupos de se ales vehiculares 51 Figura 11 Diagrama de Implementaci n MOGUT 54 Figura 12 Sensores de detecci n a ITERIS b VISSIM 56 Figura 13 Base de Datos Tabla Hist rico Colas 57 11 Figura 14 Diagrama Entidad
4. 8003 flus 6 indice ETT 0 56 saturado 0 0 2013 02 12 12 02 54 Ocupacion Flujo 2013 02 12 12 03 27 4 ruce 8003 flujo 5 indice Desempeno 0 06 saturado NO Ocupacion Flujo 2013 02 12 12 03 27 ruce 8002 flujo 4 indice Desempeno 0 11 saturado NO Ocupacion Flujo 2013 02 12 12 03 27 ruce 8002 flujo 3 indice Desempeno 0 06 saturado NO cupacion Flujo 2013 02 12 12 03 27 feruce 8001 flujo 2 indice Desempeno 0 06 saturado NO j 2013 02 12 12 03 27 ruce 8001 1 indice Desempeno 0 39 saturado NO INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SE ALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 2 F 01 02 CERTIFICADO MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD Codigo No 3615 1 KENet m NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 GLOSARIO Malla Arreglo rectangular de intersecciones viales Planes sugeridos Planes no compatibles con los cargados en el equipo m s all del valor del umbral quedan latentes en el sistema para ser aprobados por un operador y transmitidos al controlador de tr fico Espacio hibrido Espacio en el que son comparados los planes de senales generados contra cargados se denomina hibrido ya que posee elementos tanto
5. Online Product Certification Refer to the product Declaration of Conformity DoC for additional regulatory compliance information To obtain product certifications and the DoC for this product visitni com certification search by module number or product line and click the appropriate link in the Certification column Environmental Management National Instruments is committed to designing and manufacturing products in an environmentally responsible manner NI recognizes that eliminating certain hazardous substances from our products is beneficial not only to the environment but also to NI customers For additional environmental information refer to and the Environment Web page at ni com environment This page contains the environmental regulations and directives with which NI complies as well as other environmental information not included in this document 97 Waste Electrical and Electronic Equipment WEEE EU Customers At the end of their life cycle all products must be sent to a WEEE recycling center For more information about WEEE recycling centers and National Instruments WEEE initiatives visit ni com environment weee htm BF SSRI ChE ROHS RARA National Instruments 4AE HAF R3 BR al AE ef e GR XT National Instruments IN RoHS AREER WEER ni com environment For Information about China RoHS compliance go to ni com environment 98 Pinouts Front Panel Connections 1 P5 7 2 52 P11 7 P2 6
6. T es el periodo de muestreo actualmente configurado en 10 segundos y e es el valor de extrapolaci n que indica el estimado de veh culos que se suman a la cola 61 por carril por segundo Este ndice es configurable de acuerdo al an lisis previo que haya hecho el usuario para la red 6 7 ALMACENAMIENTO Y DEPURACI N DE PLANES DE SENALES SUGERIDOS Los planes de se ales generados por el algoritmo de control no son directamente ejecutados en el equipo de control sino que son comparados con los ya almacenados en ste para ejecutar el m s apropiado de acuerdo a los diferentes modos de selecci n Ver secci n 6 5 Por esta raz n es necesario desarrollar un m todo de almacenamiento de los planes sugeridos por el algoritmo de modo que puedan ser tenidos en cuenta para una posible inclusi n de los mismos en la memoria del equipo de control As mismo se debe dise ar un m todo de depuraci n de la base de datos de planes sugeridos para evitar una sobrecarga que colapsar a el programa 6 7 1 Almacenamiento de Planes de Se ales Sugeridos Puesto que almacenar todos los planes de se ales sugeridos por el algoritmo en cada iteraci n cada 30 segundos significar a un gasto de tiempo de ejecuci n y de la memoria de la central para decidir si un plan se almacena se revisa si el valor o distancia e resultante de la comparaci n del plan sugerido con el existente a ejecutar es mayor o menor que un valor predeterminado Si la distanci
7. OGATA Katsuhiko Ingenier a de Control Moderna 4 ed Madrid Pearson Educaci n S A 2003 p 6 7 ISBN 84 205 3678 4 33 Figura 3 Sistema de control en lazo cerrado REFERENCIA SALIDA gt cowrRoLADOR gt AcTUADOR gt PLANTA gt sensor Una ventaja importante de los sistemas de control en lazo cerrado es que el uso de la realimentaci n hace que el sistema sea casi insensible a cualquier perturbaci n externa que se pueda presentar o a cambios en los par metros internos del sistema Adem s es posible realizar un control adecuado de este tipo para una planta determinada con componentes poco precisos y por lo tanto baratos Pero desde el punto de vista de la estabilidad un sistema de control en lazo abierto es mucho m s f cil de desarrollar ya que ste no es un aspecto tan importante en estos casos mientras que en el lazo cerrado es m s complicado e importante obtener la estabilidad de un sistema porque pequenas variaciones en los par metros internos pueden causar la presencia de grandes oscilaciones en la respuesta del sistema Adem s al utilizarse m s componentes para la construcci n del lazo cerrado la potencia consumida por el sistema es mayor por lo cual su costo podr a ser muy grande Por lo tanto si se desea disminuir la potencia requerida por un determinado sistema o se requiere alta estabilidad es m s recomendab
8. cleo VISSIM les permite a sus usuarios encontrar una soluci n que toma en cuenta tanto la calidad del tr fico y del transporte como la seguridad y los costos que dicha soluci n implica El programa puede analizar operaciones de transporte p blico y privado bajo ciertas condiciones tales como configuraci n de carriles composici n de veh culo se ales de tr fico paradas de transporte p blico etc lo que la convierte en una herramienta util para la evaluaci n de varias alternativas basadas en ingenier a de transporte y la planeaci n de medidas de efectividad Por consiguiente los flujos de peatones tambi n pueden ser modelados ya sea de manera exclusiva o combinados con tr fico privado y o transporte publico VISSIM puede ser aplicada como una herramienta til en una variedad de ajustes en problemas de transporte La siguiente lista provee una selectiva muestra de aplicaciones previas de VISSIM e Desarrollo evaluaci n y calibraci n de l gicas de prioridad de sefiales VISSIM puede usar varios tipos de l gica de control de sefiales Adem s de la funcionalidad incorporada de tiempos fijos hay varios sistemas de control de se ales por sensado de veh culos id nticos a los paquetes de software de control de sefiales instalados en el campo En VISSIM algunos de ellos est n incorporados otros pueden ser acoplados utilizando componentes adicionales y otros m s pueden ser simulados a trav s de generadores de estados de
9. es el efecto de buscar la mejor manera de realizar una actividad PLAN DE SENALES define los intervalos de tiempo de la secuencia de cambios de los grupos de un cruce PLAN SUGERIDO plan no compatible con los cargados en el equipo de control m s all del valor umbral Quedan latentes en el sistema para ser aprobados por un operador y transmitidos al controlador de tr fico SIMULACI N es una t cnica num rica para realizar experimentos en una computadora digital Estos experimentos involucran ciertos tipos de modelos matem ticos y l gicos que describen el comportamiento de sistemas de negocios econ micos sociales biol gicos f sicos o qu micos a trav s de largos per odos de tiempo COSS Raul Simulaci n Un enfoque pr ctico M xico Editorial LIMUSA 2003 157 p ISBN 968 18 1506 8 consultado 12 de Enero de 2013 Disponible en Internet http books google com co books id iY 6dIZEOFNUC amp printsec frontcover amp hl es amp source gbs ge summary r amp cad 0 16 RESUMEN Con el prop sito de contribuir al mejoramiento del flujo del tr fico vehicular en una red de tr fico de la ciudad de Barranquilla el Ingeniero Pablo Nafiez de la Universidad de los Andes dise un algoritmo en la Universidad de los Andes de Control de tr fico vehicular basado en inteligencia computacional y posteriormente se realiz la Validaci n del mismo y su Integraci n a la Central de Tr fico para su funcionamiento los cuales s
10. se ales externos VAP que permiten el dise o de una l gica de control de sefiales definida por el usuario As todos los controles de senales pueden ser modelados y simulados virtualmente dentro de VISSIM ya sea que los detalles 12 PTV AG VISSIM 5 40 User Manual Alemania 2012 1 archivo de computador 38 del controlador se encuentren disponibles o que haya una interfaz directamente de VISSIM e Evaluaci n y optimizaci n de operaciones de tr fico en una red combinada de se ales de tr fico actuadas y coordinadas e Estudios de factibilidad e impacto del tr fico al integrar el tren ligero a redes de calles urbanas e Analisis de reas de baja velocidad e Facil comparaci n de alternativas de dise o incluyendo intersecciones se alizadas y controladas por se ales de detenci n rotondas e An lisis de capacidad y operaciones de complejos dise os de estaciones para el tren ligero y sistemas de buses han sido analizados con VISSIM e Soluciones de tratamiento preferencial para buses por ejemplo saltos de colas carriles solo para buses han sido evaluadas con VISSIM e Con su modelo incorporado de Tareas Din micas VISSIM puede responder preguntas sobre selecci n de rutas como los impactos de las se ales de mensajes variables o la posibilidad de desviaci n del tr fico a los barrios de redes con tama os de hasta una ciudad mediana e El modelado y simulaci n de flujos de peatones en calles y edificios p
11. 1 1 Sensor de detecci n de video PICO de ITERIS INC 26 28 29 29 30 30 30 31 31 32 33 33 33 35 36 36 38 39 42 42 42 4 2 9 Lenguaje de Programaci n C CSharp 5 AN LISIS DEL ALGORITMO DE CONTROL DE TR FICO MULTINODAL BASADO EN INTELIGENCIA COMPUTACIONAL 5 1 ALGORITMO DE CONTROL 5 1 1 Modo de funcionamiento del algoritmo 5 1 2 Tiempo total de verde para la red P 5 1 3 Generaci n del plan de se ales 6 DESARROLLO DE LA APLICACI N MOGUT Y CONVERSI N DEL ALGORITMO DE CONTROL MULTINODAL AL LENGUAJE DE PROGRAMACION C CSHARP 6 1 CLASES DE LA APLICACI N EN C 6 1 1 Clase principal 6 1 2 Clase calcular 6 1 3 Clase controlador mallas 6 1 4 Clase intergratorRK4V 6 1 5 Clase configuraci n 6 2 MEDICION DE LAS COLAS 6 3 ALGORITMO DE CONTROL 6 4 COMPARACI N DE PLANES DE SENALES 6 5 SELECCI N DE PLANES A EJECUTAR 6 5 1 Modo ego sta 6 5 2 Modo compartir duraci n de ciclo 45 47 47 48 49 50 52 53 53 53 53 55 55 55 56 57 59 59 59 6 5 2 1 Modo Compartir Duraci n de Ciclo y Reparto de Verde 6 5 3 Modos de ponderaci n 6 5 3 1 Un veh culo un voto 6 5 3 2 Un cruce un voto 6 6 EXTRAPOLACI N DEL VALOR DE LA COLA EN ESTADO DE SATURACION 6 7 ALMACENAMIENTO Y DEPURACI N DE PLANES DE SENALES SUGERIDOS 6 7 1 Almacenamiento de Planes de Senales Sugeridos 6 7 2 Depura
12. 2 Lazo Abierto 1530 421 Plan de Sefiales Fijo Prueba 2 1590 51 Lazo Cerrado MOGUT 60 089 Diferencia 3 9 Lazo Abierto 1387 558 Plan de Sefiales Fijo 1361 959 Prueba 3 Cerrado MOGUT 25 599 Diferencia 1 8 Por otro lado el indice que indica la velocidad promedio de cada vehiculo tambi n cumpli con las expectativas planteadas en la secci n 8 2 1 En los tres experimentos se presenta un desempe o mejor con el control del MOGUT Aunque en algunos casos como la prueba No 3 los ndices DTV y TTV disminuyen lo que har a pensar que hubo un menor desempe o como resultado a la acci n de control del MOGUT al observar bien se puede identificar que el decremento en el DTV fue muy m nimo comparado con el decremento del ndice TTV y por esta raz n al relacionarse resulta una VP mayor Por esta raz n es importante identificar el significado de cada ndice de desempefio y determinar cu les tienen mayor relevancia de acuerdo a lo que se desee medir 76 8 2 2 2 An lisis de resultados para pruebas con red de 6 intersecciones El Cuadro 6 registra los resultados obtenidos para el experimento con la red de 6 intersecciones implementando cada controlador MOGUT y control con tiempos fijos Cuadro 6 Resultados pruebas de simulaci n HIL con 6 intersecciones Sistema de Indices de Desempe o Control TRPV s TTR h NPPV DTV
13. 61010 1 EN 61010 1 UL 61010 1 CSA 61010 1 control and laboratory use Note For UL and other safety certifications refer to the product label or the Online Product Certification section 96 Hazardous Locations This device is not certified for use in hazardous locations Environmental The NI USB 6509 device is intended for indoor use only Operating temperature IEC 60068 2 1 2 60068 2 2 Operating humidity IEC 60068 2 56 10 to 90 RH noncondensing Maximum altitude 2 000 m at 25 C ambient temperature Storage temperature IEC 60068 2 1 and IEC 60068 2 2 Storage humidity IEC 60068 2 56 5 to 90 RH noncondensing Pollution Degree IEC 60664 2 Electromagnetic Compatibility This product is designed to meet the requirements of the following standards of EMC for electrical equipment for measurement control and laboratory use EN 61326 EMC requirements Minimum Immunity EN 55011 Emissions Group 1 Class A CE C Tick ICES and FCC Part 15 Emissions Class A Note For EMC compliance operate this device with double shielded cables CE Compliance This product meets the essential requirements of applicable European Directives as amended for CE marking as follows 2006 95 EC Low Voltage Directive safety 2004 108 EC Electromagnetic Compatibility Directive EMC Note For the standards applied to assess the EMC of this product refer to the Online Product Certification section
14. B a ois ud LLL Lid one A AA 4 Duraci n Seg Plan Equitativo INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 1COM TEC 2 F 01 02 ww MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 DESCRIPCION DE LA INTERFAZ Central de Trafico Imatic RTS Plan a Enviar 2013 02 12 11 56 56 ruce 004 Estructura 2 Plan 4 indice 46 Plan a Enviar 2013 02 12 11 56 56 RS 8003 Estructura 2 Plan 4 indice 46 0 2013 02 12 11 56 45 0 2013 02 12 11 56 45 d ILES RE 013 02 12 11 56 56 0 2013 02 12 11 56 45 8002 Estructura 2 Flan 4 indice 46 2013 02 12 11 56 45 2013 02 12 11 56 45 2013 02 12 11 56 45 2013 02 12 11 56 45 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 34 2013 02 12 11 56 24 20130212 11 56 24 2013 02 12 11 56 24 2013 02 12 11 56 24 2013 02 12 11 56 24 2013 02 12 11 56 24 I 2003 02 12 11 56 24 _ m Plan a Enviar 013 02 12 11 56 56 8001 Estructura 2 Plan 4 indice 46
15. Relaci n 63 Figura 15 Malla para simulaci n HIL 3 intersecciones Calle 82 Carreras 51 51B y 52 67 Figura 16 Malla para simulaci n HIL 6 intersecciones Calle 82 y Calle 84 con Carreras 51 51B y 52 68 Figura 17 Acople de senales 120 VAC a 5 VDC 68 Figura 18 Acople de senales 120 VAC a 5 VDC 69 Figura 19 Diagrama de Interconexi n 70 Figura 20 Interfaz de usuario MOGUT CENTRAL DE TR FICO 78 12 LISTA DE ECUACIONES p g Ecuaci n 1 Replicator equation 32 Ecuaci n 2 Replicator Equation modificada para el caso de estudio 47 Ecuaci n 3 Sistema matricial de ecuaciones diferenciales para definir reparto de tiempo total de verde 48 Ecuaci n 4 Sistema matricial de ecuaciones diferenciales para definir reparto de tiempo de verde en una intersecci n 49 Ecuaci n 5 Ocupaci n de un flujo o fila de una intersecci n 50 Ecuaci n 6 Ocupaci n promedio de la Malla 50 Ecuaci n 7 C lculo del ndice b para grupos de planes de se ales ganadores para cada intersecci n 60 Ecuaci n 8 C lculo del valor de ponderaci n p para el modo un veh culo un voto 61 Ecuaci n 9 C lculo de extrapolaci n del valor de la cola 61 Ecuaci n 10 Criterio para depuraci n de la base de datos de planes sugeridos 63 13 LISTA DE ANEXOS p g Anexo A Diagrama de clases MOGUT 85 Anexo B Datasheet Tarjeta de adquisici n de datos NI USB 6509 86 Anexo C Manual de usuario MOGUT 101 14 GLOSARIO ALGORITM
16. contributed technical content with users like you Repair While you may never need your hardware repaired NI understands that unexpected events may lead to necessary repairs NI offers repair services performed by highly trained technicians who quickly return your device with the guarantee that it will perform to factory specifications For more information visit ni com repair Training and Certifications The NI training and certification program delivers the fastest most certain route to increased proficiency and productivity using NI software and hardware Training builds the skills to more efficiently develop robust maintainable applications while certification validates your knowledge and ability Classroom training in cities worldwide the most comprehensive hands on training taught by engineers On site training at your facility an excellent option to train multiple employees at the same time Online instructor led training lower cost remote training if classroom or on site courses are not possible 93 Course kits lowest cost self paced training that you can use as reference guides Training memberships and training credits to buy now and schedule training later Visit ni com training for more information Extended Warranty NI offers options for extending the standard product warranty to meet the life cycle requirements of your project In addition because NI understands that your requirements may change the extended
17. control del tr fico vehicular En Revista Colombiana de Telecomunicaciones Agosto Octubre 2010 vol 17 no 57 p 38 41 26 Mientras coordina todas las sefiales responde inteligente y continuamente a los cambios del flujo de tr fico y var a durante el d a Remueve la dependencia de sistemas menos sofisticados de planes de se ales para los cuales resulta muy costosa su actualizaci n SCOOT detecta veh culos al inicio de una zona inmediatamente anterior a cada intersecci n controlada Modela el progreso del tr fico desde el detector hasta la l nea de parada tomando en cuenta el estado de las se ales y cualquier cola de veh culos que se pueda presentar como consecuencia SCOOT obtiene informaci n sobre los flujos del tr fico desde los detectores Como sistema adaptativo SCOOT depende de buena informaci n acerca del tr fico para poder responder a cambios en el flujo Normalmente se requieren detectores en cada conexi n Su ubicaci n es importante y normalmente se encuentran en la parte superior del final de cada conexi n Normalmente se usan buclas magn ticas pero tambi n se encuentran disponibles otros m todos Figura 1 Funcionamiento sistema SCOOT A Vehicle detector e gt Signal Queue enn optimiser estimates gt CERE Operator I O x EA On line computer Fuente How Scoot Works en l nea Inglaterra Peek Traffic Limited Siemens Traffic Controls y TRL Limited 2008 Disponible en Inte
18. de las partes que conforman el montaje para la realizaci n de las pruebas de simulaci n 7 1 1 1 Equipo de control Equipo desarrollado por IMATIC INGENIERIA Ltda que cuenta con un sistema operativo con microprocesador Es el encargado de administrar las funciones de los diferentes grupos o sem foros en las intersecciones Algunas de sus caracter sticas son e Permite configurar desde 2 hasta 32 grupos vehiculares o peatonales e Administra 4 intersecciones totalmente de manera independientes e la capacidad de comunicaci n ha sido incrementada con la adici n de multiprocesamientos haciendo posible el desarrollo de tareas en tiempo real e Permite configurar hasta 32 entradas para sensores Estas y otras caracter sticas hacen que el quipo sea muy flexible y le permiten adaptarse a diferentes configuraciones 7 1 1 2 MOGUT Aplicaci n desarrollada y descrita en el cap tulo 6 sta se encuentra instalada en el mismo servidor donde est la central de tr fico El servidor y el equipo de control se comunican por GPRS 65 7 1 1 3 Central de tr fico IMATIC 6 La aplicaci n Central de Tr fico IMATIC RTS es una herramienta de administraci n y gesti n del tr fico que permite la programaci n y la supervisi n de los equipos de semaforizaci n La configuraci n de los equipos est compuesta de una jerarqu a que debe definirse en un orden estricto Dicha jerarqu a se define a continuaci n e Equipo Define las car
19. de las colas en cada cruce reduciendo el tiempo promedio de espera en el sem foro 3 2 OBJETIVOS ESPEC FICOS e Comprender el algoritmo de control multinodal realizado por la Universidad de los Andes en Matlab basado en el modelo de inteligencia computacional Replicator Dynamics e Convertir el algoritmo de control multinodal realizado por la Universidad de los Andes en Matlab al lenguaje de programaci n C CSharp e Validar el algoritmo por medio de pruebas con ayuda del software de simulaci n de tr fico VISSIM e Realizar la interface para la integraci n del algoritmo y la informaci n de cada cruce a la Central de tr fico 23 4 MARCO DE REFERENCIA 4 1 ANTECEDENTES 4 1 1 Estrategias de control de tr fico vehicular urbano En el mundo entero de manera global existen dos grandes estrategias de control de tr fico urbano comunmente utilizadas control a partir de tiempos fijos y control adaptativo a partir de buclas magn ticas Estas estrategias de control se pueden entender como un control en Lazo Abierto y en Lazo Cerrado respectivamente En esta secci n se abordan ambas estrategias de control as como sus ventajas y desventajas 4 1 1 1 Control a partir de tiempos fijos Es el control comunmente m s utilizado en control de tr fico urbano para el funcionamiento de los sem foros como herramienta principal para la regulaci n de tr fico es una estrategia de control del tipo LAZO ABIERTO la cual se basa en l
20. de los planes que gobernaran cada cruce por separado o la malla en general INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SE ALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 2 F 01 02 w MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD m E3Net TT bw 1 NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 1 Ego sta Cada cruce escoge el plan que lo gobernar sin considerar las selecciones realizadas por los dem s cruces es ideal para cruces que poseen distancias considerables entre s superiores a 600m o con significativas influencias sobre su din mica i e pasos peatonales de alto flujo pendientes significativas que dificulten el arranque entre otras 2 Comparten DC Los cruces realizan un proceso de votaci n en el que ponderan y deciden que duraci n de ciclo es mejor para la mayor a de ellos pero escogen de forma independiente el reparto 3 Comparten DC y Reparto Los cruces realizan un proceso de votaci n en el que ponderan y deciden qu valores de duraci n de ciclo y reparto son m s convenientes para la red para ello es necesario que los planes cargados en el equipo tengan identificaciones equivalentes ver Configuraci n de Planes Para Uso de Mallas Modo de ponderaci n Al momento de la votaci n existen dos m
21. de sefiales vehiculares enemigos y ning n grupo de sefiales peatonal Cuando se habla de amistad o enemistad de dos o m s grupos de sefiales se refiere a la posibilidad que tienen stos de estar en estado o luz verde al mismo tiempo 50 Teniendo esto en cuenta para cada grupo se toma el tiempo de verde entregado por el algoritmo y se a aden el tiempo de amarillo y rojo amarillo estandarizados para este tipo de configuraci n en tres y dos segundos respectivamente Figura 10 Plan de Senales con dos grupos de senales vehiculares PRA AAA PLUR PRU PP TP PNT PT PRU PP PP PUT PUPPI PIA 1 a RE Fuente Software Cronos para dise o de planes de se ales La figura 10 muestra un plan de se ales con Duraci n de Ciclo de 75 segundos dise ado para una intersecci n compuesta por dos flujos enemigos Adem s se observan dos se ales de conexi n y de sincronismo La se al de conexi n es el instante en que comienza a ejecutarse un plan de se ales predeterminado despu s de pasar por un plan de destello cuando un Equipo de Control ha sido reiniciado Por otra parte la se al de sincronismo es el instante en el que se genera el cambio de un plan a otro 51 6 DESARROLLO DE LA APLICACI N MOGUT Y CONVERSI N DEL ALGORITMO DE CONTROL MULTINODAL AL LENGUAJE DE PROGRAMACI N C CSharp El optimizador de mallas de tr fico vehicular basado en inteligencia computacional rec
22. de tiempo discreto como de tiempo continuo INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle
23. desarrollado por la empresa IMATIC INGENIERIA LTDA el cual interact a con el simulador de tr fico y su implementaci n en la Central de tr fico donde se contar con informaci n del comportamiento del tr fico en toda la malla vehicular Es en esta ltima fase que se centrar el desarrollo de esta pasant a y para lo cual surge la siguiente problem tica C mo validar e implementar el algoritmo de control de tr fico multinodal dise ado por la Universidad de los Andes en la central de tr fico de Barranquilla para 19 extender la capacidad de control que tienen los equipos al flexibilizar la selecci n entre diferentes diagramas de tiempo previamente configurados en los mismos con el fin de minimizar el largo de las colas en cada cruce es decir la cantidad de veh culos en espera de luz verde reduciendo el tiempo promedio de espera en el sem foro 20 2 JUSTIFICACI N Son muchos los factores sociales que han contribuido a que el tr fico vehicular dentro de las ciudades sea cada vez mayor y como consecuencia al incremento de la inseguridad vial tanto para peatones como para los conductores de los veh culos y de la dificultad para desplazarse de un lugar a otro sin encontrarse envuelto en una situaci n de congesti n vehicular haciendo as el flujo m s lento y el alcance de su destino mucho m s demorado Con la realizaci n de este proyecto se ver an beneficiados tanto los usuarios de los diferentes veh culos te
24. hora de inclusi n del plan a la base de datos y la Fecha hora actual Esta diferencia entrega un valor entero que indica el n mero de horas que han transcurrido desde que se cre el plan en la base de datos Se adiciona un 1 a esta diferencia para eliminar el error que puede surgir cuando la diferencia sea O As este criterio indica el n mero promedio de veces que un dicho plan ha resultado ganador por hora al ser comparado con un nuevo plan de se ales sugerido frente a los dem s que se encuentran en la base de datos De esta manera se eliminan los planes con menor valor de criterio de modo que se mantengan siempre 32 planes por cada cruce 64 7 VALIDACI N DEL ALGORITMO DE CONTROL POR MEDIO DE SIMULACION HARDWARE IN THE LOOP HIL Se realizaron pruebas de simulaci n con la ayuda del software VISSIM para micro simulaci n de tr fico de la PTV Vision con el fin de medir el desempe o del algoritmo de control Se utiliza este software por las facilidades que posee de interconexi n con el equipo de control sus variadas herramientas de configuraci n de simulaci n como flujo vehicular tipo de veh culos tamafio de la red velocidad simulaci n de los sensores inductivos etc adem s de la facilidad en la medici n de los diferentes indices de desempe o lo que permite hacer un acercamiento bastante acertado a la realidad 7 1 MONTAJE PARA LAS PRUEBAS 7 1 1 Descripci n de las partes A continuaci n se presentan cada una
25. igmpo de Verde para la Red 2013 02 12 11 56 56 Ae aa co ro eo a ej n i co ro e en i ne cupacion Fluj 2013 02 12 11 56 56 cupacion Flujo 2013 02 12 11 56 56 8003 flujo 6 indice Desempeno 0 saturado NO cupacion Flu 2013 02 12 11 56 56 ruce 8003 flujo 5 indice Desempeno 0 saturado NO ojojojojojojojoljojojojojojojojojoja ajojojojojojojojojojojojojojojojojojojojojo 013 02 12 11 56 56 ruce 8002 flujo 4 indice Desempeno 0 saturado NO Ocupacion Flujo 2013 02 12 11 56 56 2013 02 12 11 56 56 ruce 8001 flujo 2 indice Desempeno 0 saturado NO Ocupacion Flujo 2013 02 12 11 56 56 ruce 8001 flujo 1 indice Desempeno 0 saturado NO La aplicaci n est dise ada para demandar un m nimo de interacci n con el usuario a parte de las configuraciones iniciales la principal funci n de la interfaz es permitir la supervisi n de la operaci n en la cual se imprime continuamente los valores calculados y los resultados de la interacci n con la central de tr fico e indirectamente con los controladores INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SE ALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imat
26. km TTV h VP km h Lazo Abierto Control de 93 331 162 862 1 904 8822 928 303 977 29 025 Tiempos Fijos Experimento 1 Lazo Cerrado MOGUT 77 048 147 354 1 661 9767 378 303 744 32 157 7 16 283 15 508 0 243 944 45 0 233 3 132 Diferencia 17 4 9 5 12 8 10 7 0 1 10 8 Se obtuvieron los resultados esperados para todos los indices de desempeno medidos En comparaci n con los resultados para las pruebas con una red de tres intersecciones ver Cuadro 5 stos presentan mejoras mayores del control realizado por el MOGUT con respecto al realizado con tiempos fijos lo que permite concluir que el MOGUT reacciona bastante bien tanto a la din mica que se presenta en un corredor que atraviesa varias intersecciones como ante el comportamiento de una malla de tr fico urbano m s compleja donde las decisiones de movimiento de los veh culos son menos predecibles 77 9 INTERFAZ DE INTEGRACI N DEL MOGUT CON LA CENTRAL DE TRAFICO La interfaz es una herramienta que integra el sistema de control MOGUT con la informaci n de la central de tr fico Le permite al usuario configurar el funcionamiento del MOGUT seleccionando los diferentes modos de operaci n y par metros necesarios Adem s tiene una ventana de visualizaci n que le permite al usuario monitorear los diferentes evento del programa como los datos de las colas en cada flujo de la malla los cambios de planes a ejecutar los
27. la intersecci n i ste es un sistema de tantas ecuaciones como n mero de flujos haya en cada intersecci n m s la ecuaci n de restricci n Y xij x 5 1 2 Tiempo total de verde para la red P El tiempo total de verde para la red P es el que se asigna a toda la red para que sea repartido entre las intersecciones de la misma El tiempo P es definido a partir de un promedio de la ocupaci n de la red teniendo en cuenta datos tomados en el ltimo ciclo o duraci n del ltimo plan de sefiales ejecutado en la red La ocupaci n de cada flujo se define de la siguiente manera 49 Ecuaci n 5 Ocupaci n de un flujo o fila de una intersecci n pai 7 max i Para lo cual maxAj es el valor m ximo de la cola o valor de saturaci n del flujo j en el cruce i As el valor de ocupaci n de la red es Ecuaci n 6 Ocupaci n promedio de la Malla m n 1 Oj m n 0 Donde m y n son el n mero de cruces en la red y el n mero de flujos para cada cruce respectivamente As las condiciones tenidas en cuenta para determinar el tiempo P son las siguientes Cuadro 2 Condiciones para determinar tiempo total de verde para la Red SiO entonces P gt 0 y 0 25 gt 0 25 y lt 0 50 gt 0 50 y lt 0 75 5 1 3 Generaci n del plan de senales El Plan de Senales se genera de acuerdo a la configuraci n o composici n del cruce Para este caso todos los cruces tienen la configuraci n m s sencilla 2 grupos
28. las colas en la red Sumatoria de las colas de los flujos de la intersecci n Ecuaci n 3 Sistema matricial de ecuaciones diferenciales para definir reparto de tiempo total de verde 1 0 0 4 E ENS s 1 00 0 48 0 alPO 0 X 0 0 X A 0 X 0 0 Kies 1 1 0 0 X o X B alP 0 X 4 1 P 0 ste es un sistema de tantas ecuaciones como n mero de cruces haya en la red m s la ecuaci n de restricci n x La soluci n de este sistema de ecuaciones es decir los valores de xi para los valores iniciales de x y los cuales son 0 y a respectivamente para la primera iteraci n representan los tiempos de verde que se deben asignar a cada intersecci n En el nivel de jerarqu a menor del algoritmo se repite el proceso para encontrar el tiempo de verde para cada flujo del asignado a la intersecci n a la que pertenece El sistema de ecuaciones es de la misma forma que para el caso anterior y viene representado matricialmente en la Ecuaci n 4 Ecuaci n 4 Sistema matricial de ecuaciones diferenciales para definir reparto de tiempo de verde en una intersecci n 4 B sis 0 Xi ailxi 0 eee ttt t n n 0 Xi 0 0 Xi O 2aiXi 0 Xi ai E o X e X B 00 10 X ij o 0 aixi 0 Xij 7 00 00 ii 4 17 104 x 0 donde j representa el ndice del flujo en
29. malla puede generar otros inconvenientes como el represamiento de veh culos en un corredor mientras otro quede completamente vac o y se desperdicie su tiempo de verde debido a las diferencias en los repartos en el plan de se ales Por este motivo para asegurar que los cruces se encuentren completamente en fase y que se cumpla la premisa de la ola verde en el corredor principal se ejecuta exactamente el mismo plan de se ales en cada una de las intersecciones Ese plan comun a ejecutar se escoge de igual forma utilizando uno de los m todos de ponderaci n definidos Ver secci n 6 5 3 Para que este modo pueda funcionar se requiere que la base de datos de planes de se ales de cada cruce sea una copia exacta de las bases de datos de los dem s cruces de la malla Esto quiere decir que no solo deben ser los mismos planes de se ales en composici n y configuraci n sino que tambi n deben estar almacenados en la misma estructura y con el mismo n mero en cada intersecci n 6 5 3 Modos de ponderaci n Para seleccionar el plan a ejecutar para cada intersecci n el plan ganador por cada duraci n de ciclo Modo Compartir Duraci n 59 de Ciclo o cada nico plan almacenado en el controlador de campo Compartir Duraci n de Ciclo y Reparto de Verde se agrupa con sus equivalentes de las dem s intersecciones de la red Finalmente se realiza una comparaci n entre estos diferentes grupos o configuraciones de planes de senales y segun el gru
30. planes de sefiales que se encuentra ejecutando el equipo en ese momento y adicional a eso una ventana donde visualiza los planes que continuamente sugiere el MOGUT para que sean analizados por una persona encargada y posiblemente almacenados en la memoria del equipo de control de tr fico Figura 20 Interfaz de usuario MOGUT CENTRAL DE TR FICO FimPrincipal ion Monitoreo Colas y Planes Actuales Monitores Planes Sugeridos Registra de eventos Plan a Enviar 2013 02 07 13 28 21 8003 Estructura 1 Plan 1 indice 4 Plan a Enviar gt 2013 02 07 13 28 21 8002 Estructura 1 Plan 4 indice 5 Plan a Enviar ruce 8001 Estructura 2 Plan Ge de Verde para la Red 150 Ocupacion Flujo 2013 02 07 13 28 21 p m kruce 8003 flujo 6 indice Desempeno 0 11 saturado NO L 2013 02 07 13 28 06 5 2013 02 07 13 28 06 loe n Flujo 2013 02 07 13 28 21 2013 02 07 13 28 06 8003 flujo 5 indice Desempenc 0 39 saturado NO 2013 02 07 13 27 55 a Fl 013 02 07 13 28 21 DUCI menear 2229723128 2013 02 07 1327 5 kruce 8002 flujo 4 indice Desempeno 0 22 saturado NO p 20130207 1327 58 cupacion Flujo 2013 02 07 13 28 21 2013 02 07 13 27 55 cruce 8002 flujo 3 indice Desempeno 0 5 saturado NO 2013 02 0
31. signal processing statistics and curve fitting Simplified cross platform communication with network variables Measurement Studio NET tools included in LabWindows C VI Full only The mark LabWindows is used under a license from Microsoft Corporation Customizable Windows Forms and Web Forms controls for test and measurement user interface design Hardware integration support with data acquisition and instrument control libraries Automatic code generation with data acquisition instrument control and parameter assistants LabWindows CVI ANSI C development environment Advanced analysis and cross platform communication libraries Support and Services System Assurance Programs NI system assurance programs are designed to make it even easier for you to own an NI system These programs include configuration and deployment services for your NI PXI CompactRIO or Compact FieldPoint 92 system The NI Basic System Assurance Program provides a simple integration test and ensures that your system is delivered completely assembled in one box When you configure your system with the NI Standard System Assurance Program you can select from available NI system driver sets and application development environments to create customized reorderable software configurations Your system arrives fully assembled and tested in one box with your software preinstalled When you order your system wit
32. un tipo espec fico de objetos pero cada objeto que se construya de esa clase tiene sus propios datos Un objeto de una clase se crea cuando se define una variable de dicha clase Cuando se escribe un programa en un lenguaje orientado a objetos no se definen objetos sino clases de objetos las cuales se convierten en el modelo para muchos objetos con caracter sticas similares 4 2 1 2 Mensajes y m todos Los objetos son entidades que tienen propiedades y caracter sticas particulares conocidas como atributos y la forma de operar sobre ellos se conoce como m todo En la ejecuci n de un programa orientado a objetos estos responden todo el tiempo a interacciones entre ellos mismos Este tipo de comunicaci n entre objetos se conoce como mensajes Un m todo en una clase define cual debe ser la acci n a tomar por parte de un objeto como respuesta al mensaje asociado con dicho m todo Pero tambi n un m todo puede enviar mensajes a otros objetos solicitando alg n tipo de informaci n 4 2 1 3 Atributos Los atributos son las caracter sticas que diferencian un objeto de otro Generalmente los atributos de un objeto de una clase se ocultan de los CEBALLOS Francisco J Microsoft C Curso de Programaci n M xico Alfaomega Grupo Editor 2007 p 33 38 ISBN 978 970 15 1222 7 30 usuarios del mismo con el fin de que solo se pueda acceder a ellos utilizando los m todos que implementa la clase para tal fin 4 2 2 Programaci
33. warranty is flexible in length and easily renewed For more information visit ni com warranty OEM NI offers design in consulting and product integration assistance if you need NI products for OEM applications For information about special pricing and services for OEM customers visit ni com oem Alliance Our Professional Services Team is comprised of NI applications engineers NI Consulting Services and a worldwide National Instruments Alliance Partner program of more than 700 independent consultants and integrators Services range from start up assistance to turnkey system integration Visit ni com alliance Detailed Specifications These specifications are typical at 25 C unless otherwise state 96 input output TTL CMOS single ended GND referenced Number of channels Compatibility Configured as inputs pull up pull down selectable on the back panel Switch Pull up pull down resistor 100 5 Programmed Power on state Data transfers 94 Digital Input Characteristics Input voltage Input low voltage Input high voltage Input low current Vin 0 V Input high current Vin 5 V Digital Output Characteristics Level Output low voltage VoL at 100 yA at2 mA at 12 mA at 24 mA at 2mA at 12 mA at 24 mA 95 The total current sinking sourcing from one port cannot exceed 100 mA Total current sourced by all DO lines simultaneously should not exceed 215 mA for bu
34. 11e1 851d Sccalf3bcb4b 2972 3 0 0 2012 07 28 20 42 51 c4fb2923 d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2972 4 0 0 2012 07 28 20 42 51 c504ac52 d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2973 5 0 0 2012 07 28 20 42 51 c5 e338b d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2973 5 0 0 2012 07 28 20 42 51 b 244f83 d3e7 1161 851d 3ccalf3bcb4b 2865 1 0 0 2012 07 29 20 42 41 b 2dd57a d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2865 2 0 0 2012 07 28 20 42 41 bf3757d2 d9e7 11e1 861d 9ccalf3bcb4b 2972 3 0 0 2012 07 28 20 42 41 bf40dcb3 d93e7 1161 861d Sccalf3bcb4b 2972 4 0 0 2012 07 28 20 42 41 6 4 COMPARACI N DE PLANES DE SENALES Con el prop sito de medir la similitud de dos soluciones planes de sefiales se plantea la distancia epsilon Esta m trica desarrollada por el Ingeniero Pablo Nafiez Ojeda de la Universidad de los Andes en convenio con IMATIC INGENIERIA LTDA tiene el objetivo de medir la similitud de dos planes con respecto a Estructura Duraci n de las fases Secuencia Duraci n del ciclo El plan de un grupo de se ales puede ser analizado como un arco h brido es decir una soluci n cuyo dominio del tiempo est compuesto por dos componentes el primero hace referencia al tiempo continuo en el cual el sistema evoluciona y el segundo hace referencia a los saltos discretos del sistema Es decir q t j en donde f hace referencia al tiempo continuo j hace referencia al tiempo discreto y es el valor de la se al en el tiempo tj Para poder cuantificar la 57 distancia de l
35. 2 48 201302471 15 18 20 x 8002 101 2013 01 31 17 57 12 seguridad de los peatones pero que har an muy costoso desde el punto de vista computacional la ejecuci n del algoritmo 8001 100 2013 02 07 13 27 24 8001 93 2013 02 01 10 28 20 8001 92 2013 02 01 11 16 22 8001 86 2013 02 01 15 18 20 8004 2013 02 12 12 17 45 5003 20 IE 44 2013 02 04 14 45 22 El numerogrupo tiral tiv t v tfal 5 o 2 a 22 6 22 24 41 44 64 2013 02 04 17 00 01 44 2013 02 04 14 45 11 100 2013 01 31 18 01 13 74 2013 02 01 10 32 51 57 2013 02 07 13 29 50 38 2013 02 07 13 27 43 44 2013 02 04 14 45 11 122 2013 02 01 16 19 39 18 2013 02 12 12 21 46 50 2013 01 31 17 57 42 41 2013 02 04 15 39 59 95 2013 01 31 17 59 42 41 2013 02 04 15 44 31 47 2013 02 11 17 20 19 60 2013 02 12 13 33 51 69 2013 02 01 10 50 21 41 2013 02 07 13 30 51 41 2013 02 07 13 28 19 El sistema calcula el plan id nea y realiza dos 82 2013 0201 10 53 22 comparaciones una contra los planes en el equipo como se explic previamente y otra contra los planes sugeridos creados con anterioridad Si la m trica arroja un valor menor que el umbral para alguno de los planes sugeridos este se considera ganador y se toma nota del n mero de veces que ese plan hubiese sido la mejor estrategia en caso de estar programado dando as una gu a a los ingenieros de tr fico sobre su conveniencia de procesarse y cargarse en la memoria del controlador
36. 509 puesto que el Equipo de Control tiene salidas a un nivel de voltaje de 120 VAC y entradas a 24 VDC mientras que las entradas y salidas de la DAQ trabajan a 5V DC 67 Figura 16 Malla para simulaci n HIL 6 intersecciones Calle 82 y Calle 84 con Carreras 51 51B y 52 Figura 17 Acople de se ales 120 VAC a 5 VDC 68 Figura 18 Acople de senales 120 VAC a 5 VDC 7 1 1 6 Tarjeta de adquisici n de datos NI USB 6509 El NI USB 6509 es un dispositivo de adquisici n de datos industrial y portable con 96 canales de E S digitales Es compatible con TTL CMOS y niveles l gicos digitales de 5V Cada puerto de 8 l neas es configurable individualmente como entradas o salidas Puedes manejar dispositivos digitales externos como relevadores de estado s lido SSRs con corriente de hasta 24 mA por l nea usando la potencia disponible por USB En el modo de alimentaci n por bus de datos la USB 6509 puede proporcionar hasta 215mA en total para todas las l neas de salida digitales Utiliza la fuente opcional de 12 VDC para proporcionar corriente adicional Una USB 6509 es ideal para aplicaciones de adquisici n de datos de prop sito general as como para control industrial y pruebas de manufactura automatizadas Ver Datasheet en Anexo B 7 1 2 Descripci n del montaje El software de simulaci n VISSIM env a los pulsos generados por los sensores inductivos simulados en la red que indican presencia de veh culo El equipo re
37. 7 13 27 55 Ocupacion Flujo 013 02 07 13 28 21 kruce 8001 flujo 2 indice Desempenc 0 22 saturado NO Ocupacion Flujo 2013 02 07 13 28 21 8001 flujo 1 indice Desempeno 0 82 saturado NO Plan a Enviar 8002 Estructura 1 Plan 2023 02 07 13 27 51 3 indice 7 Plan a Enviar cruce 8002 Estructura 1 Plan 2 07 13 27 51 4 78 La figura 20 muestra la interfaz en funcionamiento donde se pueden identificar las diferentes partes la ventana de visualizaci n ubicada al costado izquierdo de la imagen es la ventana de monitoreo de eventos como cambios de plan estado de cada flujo etc la ventana superior derecha muestra los datos de las colas muestreados cada diez segundos y finalmente la ventana inferior izquierda despliega los planes que actualmente ejecuta el equipo de control La marca m ximo permite visualizar la cola m xima transmitida durante el ciclo del ltimo plan de se ales ejecutado en lugar del valor de la cola instant neo La pesta a configuraci n despliega diferentes opciones para la parametrizaci n del programa En el Anexo C se puede apreciar m s a detalle la descripci n de cada una de las funciones de la interfaz gr fica 79 10 CONCLUSIONES Se hizo un an lisis detallado de las partes que comprend a el algoritmo de control multinodal realizado por el person
38. B 6509 requires 1 94 100 F Cable 2m 02 Cable 1 Connector Block Also available Unshielded Connector Block Screw 776990 Terminals SCB 100 01 90 Software Recommendations LabVIEW Professional Development System for Windows NI LabWindows CVI Windows for Advanced software tools for large project development Automatic code generation DAQ and using Assistant Instrument Assistant Tight integration with a wide range of hardware Advanced measurement analysis and digital signal processing Open connectivity with DLLs Activex and NET objects Capability to build DLLs executables and MSI installers Real time advanced 2D graphs and NI LabVIEW SignalExpress for Windows NI Measurement Enterprise Edition 91 Studio Quickly projects programming configure without Control over 400 PC based stand alone instruments Log data from more than 250 data acquisition devices Perform basic signal processing analysis and file I O Scale your application with automatic LabVIEW code generation Create custom reports or easily export data to LabVIEW DIAdem or Microsoft Excel Support for Microsoft Visual Studio NET 2010 2008 2005 E Y TH EE weya x a charts Complete hardware compatibility with IVI VISA DAQ GPIB i j P serial Analysis tools for array manipulation
39. Gerardo Triana y Mar a del Carmen Rubio porque sin sus ensefianzas formaci n amor y continuo apoyo tal vez no hubiese podido llegar a ser quien soy ahora Este t tulo m s que m o es de ellos porque esto es solo el resultado de lo que ellos han sembrado A mis hermanas Carolina Triana y Daniela Triana porque han sido un apoyo fundamental a lo largo de mi vida Su compa a confianza en m y en mis capacidades me han impulsado a seguir adelante en la b squeda de nuevos logros y el alcance de mis sue os A mis dem s familiares amigos amigas compa eros y todos los que de una u otra manera han hecho parte de este suefio y han aportado de s para cada d a poder escalar un pelda o m s AGRADECIMIENTOS Al Ingeniero Drago Dussich y la Ingeniera Jenny Chaves Gerente General y Jefe del Departamento de Electr nica de RT Solutions LTDA respectivamente por su constante apoyo y direcci n en el desarrollo de este proyecto Al Ingeniero Juan Carlos Mena Moreno por su direcci n para un buen desarrollo del proyecto y alcance de los objetivos Al Ingeniero Juan Carlos Ruiz Director de Tr fico Vial en Imatic Ingenier a Ltda y su equipo de trabajo por su colaboraci n y tiempo dedicado a este proyecto Al Ingeniero Pablo Nafiez y dem s personal de la Universidad de los Andes por su importante aporte y dedicaci n A mis compafieros de Universidad Jhan Hendry Pineda Maby Lorena Maldonado Christian Soto Paula Alexa Janssen Ju
40. IC CENTRAL DE TR FICO IMATIC RTS MANUAL DE USUARIO SERVIDOR INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle TEC 2 F 01 02 bed MATIC DEGESTION E INGENIERIA LTDA DEIA CALIDAD Mm KNet m CTI bw NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 DESCRIPCI N EI M dulo de Gesti n para Control de Corredores y Mallas es un sistema adaptable auto regulable de distribuci n de tiempos de paso en una intersecci n Semaforizada bas ndose en informaci n suministrada por sistemas de video detecci n c maras especializadas y un algoritmo de inteligencia computacional INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 1COM TEC 2 F 01 02 ww MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DELA CALIDAD Nee a bw NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 REQUERIMIENTOS SENSORES Instalaci n de sensores en cada uno de los flujos que hagan parte de la malla Independiente de la tecnolog a empleada en la detecci n radar espiras magn ticas video etc la mayor a de l
41. NTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SE ALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 2 F 01 02 ww MATIC DEGESTION E INGENIERIA LTDA DEIA CALIDAD Mm KNet m CTI bw NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 METODO DE OPTIMIZACI N o Uso del m todo de algoritmo de optimizaci n basado en inteligencia computacional o Busca la minimizaci n de la cola global o Afecta en forma sucesiva tres par metros Repartici n Desfase Duraci n del ciclo INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SE ALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle ICOMTEC 2 F 01 02 c MATIC DE GESTION E INGENIERIA LTDA CALIDAD Nete NY NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 CONFIGURACI N DE PLANES PARA USO DE MALLAS Se deben crear 3 planes por cada duraci n de ciclo disponible de los cuales uno debe tener un reparto equitativo y los otros un reparto que beneficia a cada una de las fases por separado Ejemplo 5s Plan de se ales del plan 1 Plan 1 del cruce 1 calle 82 carrera 51 h Ponens OQ ovo O E Ha ld Dass
42. O procedimiento de c lculo que consiste en cumplir una serie o conjunto ordenado y finito de instrucciones que conduce una vez especificados los datos a la soluci n que el problema gen rico en cuesti n tiene para los datos considerados COLA cantidad de veh culos en una calle a la espera del derecho a la v a en una intersecci n CRUCE sin nimo de intersecci n DURACION DE CICLO tiempo que dura una ejecuci n completa de un plan de se ales EQUIPO DE CONTROL dispositivo desarrollado por IMATIC INGENIERIA LTDA que administra las diferentes funciones y herramientas propias del control de tr fico Puede gestionar desde una hasta cuatro intersecciones simult neamente GRUPO DE SENALES constituye un sem foro entendido como el conjunto de luces para el control de tr fico HARDWARE IN THE LOOP es una forma de simulaci n en tiempo real Debe incluir la simulaci n el ctrica de sensores y actuadores Esta simulaci n sirve de interfaz entre el modelo de la planta y el sistema integrado bajo testeo INTERSECCI N hace referencia a aquellos elementos de la infraestructura vial donde se cruzan dos o m s caminos 1 VANCELLS Joan Algoritmos y Programas Editorial UOC p 7 P01 79008 00053 en l nea consultado 12 de Enero de 2013 Disponible en Internet http books google com co books id O55qXjsDinY C amp printsec frontcover amp hl es 15 MALLA arreglo rectangular de intersecciones viales OPTIMIZACI N
43. Prueba de simulaci n HIL para configuraci n de 6 intersecciones En esta configuraci n Ver Figura 16 se disefi un solo experimento suficiente para modelar la din mica que presenta com nmente una malla de este tipo en un rea urbana El Cuadro 4 describe las caracter sticas del experimento Cuadro 4 Caracter sticas prueba de Simulaci n HIL para configuraci n de tres intersecciones Intervalo de Flujos de Entrada Veh h Experimentos Tiem po Corredor 1 Corredor 2 Corredor 3 Corredor 4 Corredor 5 mins Calle 82 Calle84 Cra51 Cra51B Cra 52 Experimento 1 2200 2200 1300 1300 1300 72 Para esta prueba se configuran flujos de entrada de veh culos altos de modo que puedan saturar la red simulando de esta manera el estado m s cr tico en el que se puede encontrar la misma e Caracter sticas generales del experimento en lazo abierto e Duraci n 45 minutos e Duraci n de ciclo del plan de se ales 60 segundos e Reparto de Verde 50 del tiempo de verde del ciclo para cada via e Caracter sticas generales del experimento en lazo cerrado Duraci n 45 minutos Modo Ponderaci n de Planes Un veh culo un voto Modo de Selecci n de Planes Comparten DC y Reparto Extrapolaci n 0 5 veh c s Umbral de comparaci n 15 73 8 RESULTADOS Y AN LISIS En este cap tulo se presentan los resultados obtenidos a partir de las pruebas realizadas con cada siste
44. Resultados obtenidos Despu s de realizadas las pruebas tanto con la red de 3 cruces como con la red de 6 se obtuvieron los siguientes resultados para cada uno de los ndices de desempe o descritos en la secci n 8 1 8 2 2 1 An lisis de resultados para pruebas con red de 3 intersecciones En el cuadro 5 se observa la comparaci n de los resultados arrojados para cada prueba de simulaci n HIL para los dos sistemas de control implementados En las tres pruebas se identifican los efectos esperados descritos en la secci n 8 2 1 Los ndices de desempe o TRPV NPPV y TTR presentan un decremento de la prueba en lazo abierto a la prueba en lazo cerrado lo que indica que el MOGUT tiene una mayor efectividad al momento de controlar el tr fico en las diferentes condiciones a las que fue sometida la malla Aunque los dos primeros indices no presenten una variaci n muy grande cuando se ven en sus unidades originales y no en porcentajes debe considerarse que estos valores son un 75 promedio por veh culo pero al sumar esta ganancia para cada veh culo se puede notar que el desempe o que tiene la malla en general es bastante bueno Cuadro 5 Resultados de pruebas de simulaci n HIL con 3 intersecciones Indices de Desempe o Sistema de Control TRPV s TTR h NPPV DTV km TTV h VP km h Lazo Abierto 1343 377 Plan de Sefiales Fijo 1479 767 Prueba 1 970 Cerrado MOGUT 136 390 Diferencia 10
45. Tr fico y sus bases de datos para el monitoreo de eventos obtenci n de datos de las colas y transmisi n de rdenes de cambio de Plan de Sefiales a los Equipos de Control por GPRS Palabras Claves control red urbana de tr fico mogut simulaci n algoritmo programaci n validaci n central 17 INTRODUCCI N En reas urbanas donde los grupos de sefiales o sem foros que regulan el tr nsito vehicular se encuentran a corta distancia m ximo 200 m unos de otros la coordinaci n de dichas sefiales entre cruces adyacentes es muy importante y provee grandes beneficios a los usuarios de los corredores que hacen parte de la red Coordinar sefiales en toda una red urbana de tr fico es mucho m s complejo que hacerlo para una sola intersecci n Por esta raz n este proyecto se desarroll con el fin de extender la capacidad existente en los equipos de control de tr fico de seleccionar entre los diferentes planes de se ales previamente configurados a partir de los conteos vehiculares hechos con sensores de video iteris validando y poniendo en marcha un algoritmo que permita combinar esta informaci n con la de cruces adyacentes En los cap tulos 1 y 2 se presentan el problema al cual busca proponer una posible soluci n este proyecto y la justificaci n o razones por las cuales se considera es importante atender esta necesidad y el impacto que generar en el grupo de beneficiados por los resultados que se obtengan que en este caso
46. VALIDACI N Y PUESTA EN MARCHA DEL ALGORITMO DE CONTROL DE TRAFICO MULTINODAL BASADO EN INTELIGENCIA COMPUTACIONAL Y SU INTEGRACION ALA CENTRAL DE TRAFICO CARLOS EDUARDO TRIANA RUBIO UNIVERSIDAD AUT NOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIER A DEPARTAMENTO DE AUTOM TICA Y ELECTR NICA PROGRAMA DE INGENIER A MECATR NICA SANTIAGO DE CALI 2013 VALIDACI N Y PUESTA EN MARCHA DEL ALGORITMO DE CONTROL DE TRAFICO MULTINODAL BASADO EN INTELIGENCIA COMPUTACIONAL Y SU INTEGRACION A LA CENTRAL DE TRAFICO CARLOS EDUARDO TRIANA RUBIO Pasant a Institucional para optar al t tulo de Ingeniero Mecatr nico Director JUAN CARLOS MENA MORENO Ingeniero Electricista UNIVERSIDAD AUT NOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIER A DEPARTAMENTO DE AUTOM TICA Y ELECTR NICA PROGRAMA DE INGENIER A MECATR NICA SANTIAGO DE CALI 2013 Marzo 21 de 2013 Nota de Aceptaci n Aprobado por el comit de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Aut noma de Occidente para optar al t tulo de Ingeniero Mecatr nico JESUS ALFONSO L PEZ SOTELO Jurado JIMMY TOMB ANDRADE Jurado Dedico mi Trabajo de Grado a Dios porque ha sido quien me ha guiado a lo largo de toda mi carrera y me ha dado las herramientas capacidades sabidur a e inteligencia para saber afrontar cada reto y situaci n que se presentaron en el camino y hoy poder culminarla con xito Suya es toda la gloria y suyos todos mis triunfos A mis padres
47. a din mica de este bucle de retroalimentaci n es el objeto de estudio de la teor a de juegos evolutiva Uno de los modelos m s destacados que hace parte de la teor a evolutiva de juegos es el de Replicator Dynamics 4 2 3 1 Replicator dynamics Consideremos una poblaci n que consiste de n tipos y que x sea la frecuencia de tipo i Luego el estado de la poblaci n esta dado por x S conjunto de n estrategias Ahora debemos asumir que todos los x son funciones diferenciables en el tiempo t y postular una ley de movimiento para x t Si los individuos se encuentran al azar y luego participan en un juego sim trico con funci n de rentabilidad f luego f x es la rentabilidad esperada para un individuo de tipo i y f x es la rentabilidad promedio de la poblaci n en el estado x Asumamos que la tasa de crecimiento per capita es decir la derivada logaritmica logx x x est dada por la diferencia entre la rentabilidad para el tipo i y la rentabilidad promedio de la poblaci n Esto produce la conocida Replicator Equation Ecuaci n 1 Replicator equation X f Para i 1 n y f x definida por el usuario de acuerdo al caso de estudio 8 HOFBAUER Josef Evolutionary Game Dynamics En Bulletin of the American Mathematical Society en l nea Vol 40 Number 4 Electronically published 2003 p 479 482 consultado 21 de Junio de 2012 Disponible Internet http homepage univie ac at josef hofbau
48. a configuraci n de planes de sefiales de tiempo fijo para diferentes rangos horarios del d a a partir de estimaciones realizadas del comportamiento del flujo vehicular resultantes de un estudio preliminar conocido como aforos en el que se observ dicho comportamiento durante una determinada cantidad de d as en diferentes horarios con el fin de predecir cuantos autom viles circulan por ciertas rutas en esos horarios y las posibilidades de formaci n de congesti n vehicular teniendo en cuenta datos como el n mero de carriles de la v a circulaci n en dos o un solo sentido capacidad vehicular de la v a etc Estos planes de tiempo se dise an e implementan en las estaciones de control Ventajas e No requiere de interacci n continua entre el equipo de control y la central de tr fico e Nonecesita instalaci n de costosos sensores e Es basado en un modelo definido experimentalmente del comportamiento del tr fico 24 Desventajas e Es insensible a las perturbaciones inesperadas en el comportamiento normal del tr fico 4 1 1 2 Control Adaptativo a partir de buclas magn ticas Esta una estrategia de control local para cada intersecci n individualmente que utiliza informaci n sensada lazo cerrado de las condiciones del tr fico para modificar los tiempos de duraci n de ciclo reparto de verdes o desfases de los planes de sefales en el equipo de control Normalmente se usan como sensores buclas magn ticas que son ins
49. a de juegos es la aplicaci n de m todos din micos poblacionales a la teor a de juegos Esto requiere ciertas modificaciones en el acercamiento conceptual b sico A riesgo de sobre simplificaci n se puede decir que la teor a de juegos cl sica trata con un individuo racional o jugador el cual se dedica a una determinada interacci n o juego con otros jugadores y tiene que decidir entre diferentes opciones o estrategias con el fin de maximizar una rentabilidad que depende de las 7 SHOHAM Yoav Agent oriented Programming En Artificial Intelligence 60 Standford Elsevier 1993 p 51 52 consultado 24 de Noviembre de 2011 Disponible en Internet http 123seminarsonly com Seminar Reports 050 62112045 Agent Oriented Programming pdf 31 estrategias de los dem s jugadores los cuales a su vez intentan maximizar su rentabilidad Por el contrario la teor a de de juegos evolutiva trata con poblaciones enteras de jugadores todos programados para usar alguna estrategia o tipo de comportamiento Las estrategias con una alta rentabilidad se extender n dentro de la poblaci n esto puede alcanzarse aprendiendo copiando o heredando estrategias o incluso por infecci n Las rentabilidades dependen de las acciones de los dem s jugadores y por lo tanto en las frecuencias de las estrategias dentro de la poblaci n Puesto que estas frecuencias cambian de acuerdo a las rentabilidades se produce un bucle de retroalimentaci n L
50. a es menor a ste el plan existente se considera lo suficientemente parecido al sugerido como para generar el impacto que se desea en la malla vial y por lo tanto no se almacena pero si la distancia es mayor a este valor se decide almacenarlo para revisi n y posible inclusi n en el equipo puesto que se considera que ninguno de los planes existentes para dicho cruce crear el comportamiento tal y como se desea en la malla Adicional al criterio anteriormente mencionado los planes de se ales sugeridos por el algoritmo se comparan tambi n con los almacenados en la base de datos de planes sugeridos para revisi n de su mismo cruce y utilizando el mismo valor predeterminado si el nuevo plan sugerido es muy similar a alguno de los all almacenados utiliza m trica de comparaci n se incrementa un contador llamado vecesganador para dicho plan almacenado y no se almacena el nuevo As en una posterior revisi n por una persona encargada se analiza la fecha de creaci n de cada plan de se ales sugerido en la base de datos y el valor del contador vecesganador con el fin de determinar si debe ser incluido en el equipo puesto que un valor alto de dicho contador significar a que un mismo comportamiento se est repitiendo en la malla vial que requiere ese plan 62 Esta estrategia de almacenamiento refleja una retroalimentaci n del sistema y permite que la selecci n de planes con el tiempo sea m s ptima y flexible 6 7 2 Depura
51. acter sticas generales del equipo de semaforizaci n con informaci n referente a la identificaci n del equipo al interior de la red de datos e Cruce Define un conjunto de grupos que est n asociados a una intersecci n e Grupo Constituye un sem foro entendido como el conjunto de luces e Estructura Define el conjunto de caracter sticas de los flujos vehiculares en el cruce secuencia de verdes de los grupos e Plan Define los intervalos de tiempo de la secuencia de cambios de los grupos de un cruce e Horario del plan Indica el horario en el que se encuentra activo un plan e Horarios del ventilador Indica el horario de encendido del ventilador del equipo Permite adem s configurar cada flujo de la red asign ndolos a sus respectivos grupos de se ales e indicando cuales sensores pertenecer n a cada uno de ellos Desde la Central se pueden enviar diferentes tipos de comandos a los equipos de control que se encuentran en la red entre los que se encuentra el comando de Programaci n del Equipo por medio del cual se da una orden de reprogramaci n con toda la informaci n de configuraci n anteriormente descrita La comunicaci n es completamente inal mbrica y utiliza la red celular as que no es necesario estar cerca del equipo para este fin 7 1 1 4 VISSIM 5 40 Es una herramienta importante de simulaci n microsc pica para el modelado de flujos de tr fico multimodal Proporciona las condiciones 16 Soluciones en Tie
52. al de la Universidad de los Andes en convenio con la empresa IMATIC INGENIERIA LTDA basado en un modelo de inteligencia computacional llamado Replicator Dynamics Se hizo una descripci n del an lisis matem tico y conceptual de dicho modelo y como ste se puede aplicar al desarrollo de aplicaciones de control de tr fico Se expone tambi n la m trica de comparaci n utilizada para determinar la similitud entre dos planes de se ales la cual hace parte del trabajo desarrollado por la Universidad de los Andes Se realiz el proceso de conversi n del algoritmo basado en Replicator Dynamics del lenguaje de programaci n propio de Matlab al lenguaje CSharp que hace parte del paquete de programaci n de Microsoft Visual Studio Se hizo una conversi n conceptual y funcional del algoritmo puesto que hacer una conversi n literal comprend a el uso de funciones de Matlab lo cual no era factible por las condiciones que requer a Al mismo tiempo de la conversi n del algoritmo y la m trica de comparaci n se desarrollaron otras etapas de procesamiento que juntos a estas dos conformaban la aplicaci n de software MOGUT Multinodal Optimization for Grids of Urban Traffic Se realizaron pruebas de simulaci n Hardware in the loop con el fin de validar el correcto funcionamiento y desempeno del MOGUT y por consiguiente del algoritmo de control Fueron disenados dos tipos de pruebas una para un corredor con tres intersecciones y otra para una malla con se
53. anes de senales BOGUT Central de Trafico PEP RTS Al x pe sies Monitoreo Planes Sugeridos 2013 02 12 12 ulataneo ha sido en Plan a Enviar 013 02 12 12 03 27 8004 Estructura 1 Plan 1 indice 12 1 0 201302121203 14 1 0 2013 02 1212 03 14 p a Enviar 2013 02 12 12 03 27 0 2013 02 12 12 03 14 ruce 8002 Estructura 1 Plan 1 indice 22 1 0 2013 02 12 12 03 14 3 0 2013 02 12 12 03 14 Plan a Enviar 013 02 12 12 03 27 2 0 2013 02 12 12 03 14 ruce 002 Estructura 1 Plan 1 indice 20 2 0 2013 02 12 12 03 14 Plana Enviar 013 02 12 12 03 27 A Di 20130232 12 08 04 ruce 8001 Estructura 1 Plan 1 indice 12 1 0 2013 02 12 12 03 04 0 D 2013 02 12 12 03 04 iempo de Verde para la Red 2013 02 12 12 02 27 2 D 2013 02 12 12 03 04 240 1 Dj 2013 02 12 12 03 04 TIE ETEC 4 0 2013 02 12 12 03 04 cupacion Flujo 02 103 TE Gane ruce 8004 flujo 8 indice Desempeno 0 36 saturado NO 1 2 2130212120310 cupacion Flujo 2013 02 12 12 03 27 2 0 2013 02 12 12 02 54 8004 flujo 7 indice Desempeno 0 18 saturado NO 0 0 2013 02 12 12 02 54 0 2013 02 12 12 02 54 ol O 2013 02 12 12 02 54 ruce
54. ara alcanzar sus destinos en la menor cantidad de tiempo posible Actualmente los planes de tiempo que se configuran en los controladores que generan los mandos de cambios de sefiales en los sem foros son disefiados a partir de estimaciones del comportamiento del tr fico en las diferentes horas del d a Pero el comportamiento del tr fico en un punto definido de la ciudad es un sistema muy complejo y din mico por lo cual no se puede asegurar que ser el mismo para exactamente el mismo instante de tiempo en dos d as diferentes Por esa raz n se ha propuesto un proyecto para la ciudad de Barranquilla el cual se encuentra dividido en dos fases La primera es el dise o de un algoritmo para control de tr fico en una malla vehicular multinodal basado en la t cnica de Inteligencia Computacional conocida como Replicator Dynamics utilizando la herramienta de Matlab a cargo de la empresa IMATIC Ingenier a Ltda en convenio con la Universidad de los Andes de Bogot por medio de un acuerdo existente entre IMATIC y la Universidad de los Andes para utilizar el conocimiento y resultados obtenidos en dicha Universidad En esta etapa se realizaron pruebas con el software para simulaci n de tr fico VISSIM en la Universidad de los Andes La segunda fase del proyecto comprende la validaci n del algoritmo con el desarrollo de pruebas de simulaci n Hardware in the loop nuevamente con el software VISSIM y utilizando el Equipo para control de tr fico
55. as sefiales es necesario asignar un n mero para cada estado del plan de sefiales de la siguiente manera 1 cuando el estado es Rojo Amarillo 2 cuando el estado es Verde cuando el estado es Verde Intermitente Q 4 cuando el estado es Amarillo 5 cuando el estado es Rojo La cercania asi como la distancia de Hamming mide el cambio necesario para hacer una sefial id ntica a la otra Es decir cual es el envolvente que alrededor de la se al inicial contiene la se al a medir Entre menor sea la envolvente necesaria m s similares son las sefiales entre mayor sea la envolvente m s difieren una de otra Es importante aclarar que esta envolvente tiene que considerar tanto el tiempo continuo como el tiempo discreto Para todo tj e dom q1 4 s 5 e dom q2 tal que It s 1 p2 s j El valor asignado a e depende de cu l de las dos opciones sea la mayor ya que describe la mayor envolvente o distancia necesaria para que las dos sefiales sean id nticas Este proceso de comparaci n se aplica entre el plan generado tanto con los almacenados en la memoria del Equipo como con los planes almacenados en la base de datos de planes sugeridos De los planes almacenados en el equipo se considera el plan de sefiales ganador aquel que sea m s similar al nuevo plan generado por el algoritmo es decir el que tenga el menor valor e al ser comparado con ste Este es el plan que se propo
56. babilidad de error En efecto cuanto mayor sea la distancia m nima entre los s mbolos de un c digo dado menor ser la probabilidad de cometer errores Sin embargo aumentar la distancia de Hamming m nima entre s mbolos significa codificar menos s mbolos con igual n mero de bits En otras palabras aumentando la redundancia se logra disminuir la probabilidad de cometer errores 10 CASTRO Antonio y FUSARIO Ruben Teleinform tica para ingenieros en sistemas de informaci n 2 ed Espa a Editorial REVERT S A 1999 396 p ISBN 84 291 4391 consultado 17 de Mayo de 2012 Disponible en Internet http books google com co books id ZOZp72uL GMwC amp printsec frontcover amp hl es amp sourc e gbs ge summary r amp cad 0 35 Figura 4 Distancia de Hamming tomadas para la secuencia correspondiente al s mbolo B Secuencia Distancia de Conjunto Representa t la Hamming 4 0100001 5 b 1100001 1 0010001 2 P cs t 1010001 3 4 4 1010101 4 Fuente CASTRO Antonio y FUSARIO Ruben Teleinformatica para ingenieros en sistemas de informaci n 2 ed Espa a Editorial REVERTE S p 419 Disponible en Internet http books google com co books id ZOZp72uLGMwC amp pg PA419 amp dq distancia hamming amp hl es amp sa X amp ei yFl3Ue cllno9QASCjYHAAQ amp ved 0CC4Q6AEwAA v onepage amp g distancia 20hamming amp f false 4 2 6 Conexi n GPRS General Packet Radio Servic
57. cambios positivos anteriormente planteados se puede considerar una contribuci n importante a la disminuci n de la contaminaci n en el Medio Ambiente 21 Adicionalmente para la Universidad Aut noma de Occidente es un aporte significativo en la aplicaci n de t cnicas de Inteligencia Artificial como soluci n a problemas de control a gran escala puesto que es un tema que con el paso del tiempo cobra fuerza por ser moderno y una herramienta util para solucionar problemas complejos y no lineales los cuales no pueden ser resueltos con t cnicas de control tradicional Es una buena fuente de informaci n para un grupo de investigaci n que desee basar su trabajo en este campo o simplemente personas de la comunidad educativa que se interesen en el tema Finalmente para RTSolutions Ltda es tambi n un avance en cuanto al trabajo que han desarrollado en t rminos de semaforizaci n a lo largo de su historia Este proyecto presenta nuevas oportunidades para la empresa y abre el panorama de proyectos objetivos a realizar en el futuro Adem s aporta experiencia para la misma en el desarrollo de trabajos basados en inteligencia artificial y manejo de mallas o redes de v as urbanas de transporte para control de tr fico vehicular 22 3 OBJETIVOS 3 1 OBJETIVO GENERAL Validar por medio de simulaci n el algoritmo de control de tr fico multinodal para extender la capacidad de control que tienen los equipos con el fin de minimizar el largo
58. ci n de la base de datos de planes de senales sugeridos Es necesario depurar continuamente la base de datos para evitar que se sature y ocasione que el programa se vuelva muy lento y no le permita ver al usuario los datos de ejecuci n en tiempo real o que en el peor de los casos colapse Figura 14 Diagrama Entidad Relaci n Te k_estadossugerido numerogrupo id_historicocola k plansugerido codcruce i dc k plansugerido numeroflujo vecesganador cola datecreated tiv saturado activo tfv datecreated codcruce tira tfa datecreated activo Puesto que la memoria del equipo de control soporta hasta 128 planes de senales almacenados se busca mantener este mismo numero de planes en esta base de datos para cada cruce o intersecci n en la malla vial El proceso de actualizaci n de la base de datos se hace cada 30 segundos cuando se ejecuta el algoritmo de control pero el proceso de depuraci n se hace solo cada 2 horas con el fin de darle tiempo al algoritmo de tener una buena cantidad de planes almacenados Si hay m s de 32 planes almacenados por cada cruce se procede a la depuraci n para la cual se ordenan los datos de la base de datos de acuerdo al siguiente criterio Ecuaci n 10 Criterio para depuraci n de la base de datos de planes sugeridos 0 g C 1 Diff Hr 63 Donde c es el valor del criterio de ordenamiento v g es el valor de la variable vecesganador y Diff Hr es la diferencia entre la Fecha
59. cibe los datos del software y calcula el valor de la cola el cual es enviado cada diez segundos a la central de tr fico donde es almacenado en una base de datos A su vez el MOGUT haciendo uso de la informaci n almacenada en la central calcula cada 30 segundos el plan m s ptimo que se debe ejecutar para cada intersecci n de la red y lo env a al Equipo utilizando los comandos del servicio web instalado tambi n en la Central de Tr fico Las salidas del equipo de control que van normalmente conectadas a los sem foros se conectan al computador a trav s de un sistema electr nico que 69 convierte los niveles de voltaje y la Tarjeta de Adquisici n de Datos NI USB 6509 Estos datos son interpretados por el VISSIM y ejecutados en la red simulada Figura 19 Diagrama de Interconexi n DIAGRAMA DE FLUJO DE DATOS Simulaci n VISSIM Z colas A y lt e Solicitud Cambio de Plan S 9 MOGUT Central de Tr fico Cambio de p Plan colas dis Estados Grupos de Sefiales Rojo Amarillo Verde lt gt 4 DAQ NI USE 6509 dC MA Ees y Acople de Senales Valores 1 o 0 Sensores virtuales CONTROLADORES DE TRAFICO 7 2 DISENO DE LAS PRUEBAS Con el prop sito de medir el desempe o de la aplicaci n software de optimizaci n MOGUT se dise an dos tipos de pruebas una con una con un corredor de 3 intersecciones y otra con una malla de 6 intersecciones El primer
60. cion de la base de datos de planes de senales sugeridos T VALIDACI N DEL ALGORITMO DE CONTROL POR MEDIO DE SIMULACION HARDWARE IN THE LOOP HIL 7 1 MONTAJE PARA LAS PRUEBAS 7 1 1 Descripci n de las partes 7 1 1 1 Equipo de control 7 1 1 2 MOGUT 7 1 1 3 Central de tr fico IMATIC 7 1 1 4 VISSIM 5 40 7 1 1 5 Hardware de acople 7 1 1 6 Tarjeta de adquisici n de datos NI USB 6509 7 1 2 Descripci n del montaje 7 2 DISENO DE LAS PRUEBAS 59 59 60 61 61 62 62 63 65 65 65 65 65 66 66 67 69 69 70 7 2 1 Prueba de simulaci n HIL para configuraci n de tres intersecciones 71 7 2 2 Prueba de simulaci n HIL para configuraci n de 6 intersecciones 8 RESULTADOS Y AN LISIS 8 1 INDICES DE DESEMPENO 8 1 1 Tiempo de retraso promedio por veh culo TRPV 8 1 2 N mero promedio de paradas por veh culo NPPV 8 1 3 Distancia total viajada DTV 8 1 4 Tiempo total de viaje TTV 8 1 5 Tiempo total de retraso TTR 8 1 6 Velocidad promedio VP 8 2 RESULTADOS 8 2 1 Resultados esperados 8 2 2 Resultados obtenidos 8 2 2 1 An lisis de resultados para pruebas con red de 3 intersecciones 8 2 2 2 An lisis de resultados para pruebas con red de 6 intersecciones 9 INTERFAZ DE INTEGRACI N DEL MOGUT CON LA CENTRAL DE TRAFICO 10 CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS 72 74 74 74 74 74 74 75 75 75 75 75 75
61. darias carreras 51 51B y 52 presentan flujo constante tambi n pero muy por debajo del l mite de saturaci n que de acuerdo a datos entregados por Barranquilla se encuentra en aproximadamente 1300 veh h Experimento 2 El corredor principal se encuentra saturado a un flujo de entrada de veh culos constante mientras los corredores 1 y 3 presentan un flujo constante no saturado la primera mitad de la prueba y uno de saturaci n la segunda mitad 71 Experimento 3 Se presentan din micas diferentes en cada uno de los corredores en cuanto al flujo de entrada de los veh culos Esto se hace con el fin de representar variaciones inesperadas que pueden ocurrir en la din mica del tr fico y que son casi imposibles de modelar puesto que no hacen parte del comportamiento com n del tr fico en esa zona Este tipo de comportamientos se pueden presentar por diferentes motivos cierres de v as alternas accidentes dafios en la carretera eventos especiales en la ciudad etc e Caracter sticas generales de los experimentos en lazo abierto e Duraci n 60 minutos e Duraci n de ciclo del plan de se ales 60 segundos e Reparto de Verde 50 del tiempo de verde del ciclo para cada v a e Caracter sticas Generales de los experimentos en lazo cerrado Duraci n 60 minutos Modo Ponderaci n de Planes Un veh culo un voto Modo de Selecci n de Planes Comparten DC y Reparto Extrapolaci n 0 5 veh c s Umbral de comparaci n 15 7 2 2
62. dependencia de las unidades veh culo conductor como por ejemplo e Referencia a liderar y seguir veh culos en su propio carril y en los adyacentes e Referencia al corredor actual y la siguiente intersecci n e Referencia a la siguiente se al de tr fico 41 4 2 8 Sensores Virtuales Los sensores virtuales mejor conocidos como Observadores o Estimadores de Estado son programas de computadora que a partir de las mediciones obtenidas por sensores reales realiza una estimaci n de las variables de proceso que no cuentan con un sensor real asociado a ellas 4 2 8 1 Sensores de detecci n de video para carreteras ITERIS Iteris utiliza la aplicaci n de video en una amplia gama de aplicaciones en gesti n de tr fico incluyendo sistemas tanto de control de intersecciones como de gesti n de autopistas Su avanzada tecnolog a en procesamiento de im genes es usada en sus productos para detectar la presencia de veh culos contar medir velocidad y otros datos de tr fico utilizados en los sistemas de control de tr fico Esto le da a quienes trabajan en el control de tr fico un kit de herramientas poderoso para mitigar la congesti n en las carreteras modificando el tiempo de las sefiales para el tr fico o detectando incidentes r pidamente Los beneficios que brinda la Detecci n de video en contraste a los sensores inductivos ubicados bajo tierra son e detecci n de video es muy flexible en cuanto la ubicaci n en la zo
63. e desarrollan a lo largo de este proyecto Inicialmente se llev a cabo un proceso de familiarizaci n y estudio del algoritmo desarrollado por la Universidad de los Andes y el lenguaje de programaci n C C Sharp en el cual se validar a dicho algoritmo Para dicho proceso se tuvo en cuenta conceptos de tr fico utilizados tales como planes de senales duraci n de ciclo grupos de se ales estados de los grupos etc Despu s se realiz la conversi n del Algoritmo de Control por etapas al lenguaje C para su posible integraci n a la Central de Tr fico iniciando con la m trica de comparaci n desarrollada en este algoritmo para determinar la similitud existente entre el plan de se ales arrojado por ste y los ya programados en los equipos de control instalados en la red tr fico para el control de cada intersecci n continuando con el algoritmo de control central y una posterior integraci n de estas dos partes Para verificar la funcionalidad del algoritmo convertido y la obtenci n de ptimos resultados se hicieron pruebas utilizando el software de simulaci n de tr fico VISSIM en el cual se configur una red de tr fico con caracter sticas similares a la red real y tambi n los sensores de conteo de colas en cada intersecci n los cuales cumpl an con la misma funci n de las c maras de detecci n virtual a instalar en la realidad Finalmente se desarroll la interfaz que integra el algoritmo de control con la Central de
64. e es una extensi n del sistema GSM para la transmisi n de datos no conmutada o por paquetes Con GPRS se pueden utilizar servicios como Wireless Application Protocol WAP servicio SMS MMS Internet y para servicios de comunicaci n como el correo electr nico y la World Wide Web La transferencia de datos por GPRS se cobra por unidad de volumen transmitida y no por tiempo como lo hacen los sistemas tradicionales de conmutaci n Esto le da un valor agregado importante puesto que no se cobra mientras el usuario se encuentre en estado de inactividad 4 2 7 Microsimulaci n de tr fico Los modelos de microsimulaci n de tr fico buscan representar la interacci n de los sistemas t picos por ejemplo la oferta calles intersecciones control de tr fico etc y los usuarios por ejemplo la demanda rutas caracter sticas del conductor etc Se refiere a estos modelos 36 como micro porque operan a un nivel individual por ejemplo los veh culos las personas Se refiere a ellos como simulaci n porque buscan modelar los procesos internos del sistema por ejemplo las decisiones de los conductores caracter sticas del veh culo operaciones de se ales de tr fico etc y no simplemente la salida del sistema Estos modelos de microsimulaci n son populares porque los sistemas que ellos representan son tan complejos que los modelos macrosc picos son insuficientes para hacerlo La mayor a de los desarrolladores de modelos de transp
65. ecanismos para ponderar la selecci n de los planes que afectaran a la red en rar Tief xi general estos s lo se aplican para Modas modos de selecci n diferentes del Selecci n Comparten DC y Reparto y Ego sta N Ponderaci n Un auto un voto Un cruce un voto 1 Un auto un voto En la b squeda de un optimo social Valores i se selecciona este mecanismo Umbral 50 z de tal manera que las decisiones tengan en cuenta a Estrapolaci n 0 5 cuantos usuario de red benefician Una selecci n m s cercana al optimo social Cancelar consistir a en beneficiar a los veh culos que transporten m s personas ver M dulo de Priorizaci n Imatic RTS en nuestro sitio web 2 Un cruce un voto Aqu se ponderan las decisiones sin tener en cuenta cuantos veh culos est n en las colas es til si los cruces en la malla difieren mucho en sus capacidades i e ancho de la v a longitud m xima de la cola entre otros INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SE ALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 1C OWT EC 2 F 01 02 w MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DELACALIDAD Codigo No 3615 1 NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 Umbral Determina la tolerancia de
66. en este proyecto porque el comportamiento del tr fico ya no es tan predecible como en otras pocas Los recientes cambios tecnol gicos y sociales han ocasionado que ya no sea tan f cil crear un patr n com n de tr fico por los diferentes horarios laborales que existen Adem s eventos especiales como accidentes manifestaciones y dafios en las v as pueden alterar ese patr n o comportamiento en el tr fico y el control en tiempo de real puede brindar una soluci n adem s de que permite que dichos inconvenientes sean detectados 81 BIBLIOGRAFIA CASTRO Antonio y FUSARIO Ruben Teleinform tica para ingenieros en sistemas de informaci n 2 ed Espa a Editorial REVERT S A 1999 396 p ISBN 84 291 4391 consultado 17 de Mayo de 2012 Disponible en Internet http books google com co books id ZOZp72uL GMwC amp printsec frontcover amp hl e s amp source gbs ge summary r amp cad 0 CEBALLOS Francisco J Microsoft C Curso de Programaci n M xico Alfaomega Grupo Editor 2007 833 p ISBN 978 970 15 1222 7 COSS Raul Simulaci n Un enfoque pr ctico M xico Editorial LIMUSA 2003 157 p ISBN 968 18 1506 8 consultado 12 de Enero de 2013 Disponible en Internet http books google com co books id iY6dI3EOQFNUC amp printsec frontcover amp hl es amp source gbs ge summary r amp cad 0 DUSSICH Drago Comunicaciones inal mbricas para el control del tr fico vehicular En Revista Colombiana de Telecomunicaciones Ag
67. er O3bams pdf 32 4 2 4 Control en lazo abierto vs Lazo cerrado 4 2 4 1 Sistemas de control en lazo abierto Son aquellos sistemas en los cuales la salida no tiene efecto sobre la acci n de control es decir no se mide la salida ni se realimenta para hacer una comparaci n con la entrada En cualquier sistema de control en lazo abierto la salida no se compara con la entrada de referencia As a cada entrada de referencia le corresponde una condici n de operaci n fija como resultado de ello la precisi n del sistema depende de la calibraci n Puesto que ante la presencia de perturbaciones el sistema de control en lazo abierto no realiza la tarea deseada en la pr ctica solo se usa este tipo de control si no hay perturbaciones internas ni externas Una caracter stica importante para reconocer que un sistema de control est en lazo abierto es que opere con una base de tiempo como por ejemplo el sistema de tradicional utilizado en el control de tr fico Figura 2 Sistema de control en lazo abierto REFERENCIA Ed m 4 2 4 2 Sistemas de control en lazo cerrado Son aquellos sistemas de control realimentados En este tipo de sistemas se alimenta el controlador con la se al de error de actuaci n que es la diferencia entre la entrada de referencia del sistema y la se al de realimentaci n con el fin de reducir el error y llevar la salida a un nivel o valor deseado SALIDA ACTUADOR gt PLANTA
68. ermiten una amplia gama de nuevas aplicaciones VISSIM puede tambi n simular y visualizar las interacciones entre el tr fico vehicular y los peatones 4 2 7 1 1 El modelo de simulaci n de tr fico El paquete de simulaci n VISSIM consiste internamente de dos partes diferentes intercambiando llamadas de detectores y el estado de sefiales a trav s de una interfaz La simulaci n genera una visualizaci n en l nea de operaciones de tr fico y fuera de l nea la generaci n de archivos de salida que recopilan informaci n estad stica como los tiempos de viaje y longitud de las colas El simulador de tr fico es un modelo de simulaci n microsc pica del flujo del tr fico que incluye el movimiento de los carros y la l gica de cambio de carril El generador de estado de se ales es un software de control de se ales que lee la informaci n de los detectores sensores desde el simulador de tr fico en una base de tiempo discreta hasta un m nimo de 1 10 seg Luego ste determina el estado de las se ales para el siguiente instante de tiempo y devuelve esta informaci n al simulador de tr fico 39 Figura 6 Comunicaci n entre el simulador de tr fico y el generador de estados de senales detector values traffic flow model microscopic following model for cars trucks and buses in a network signal controller p 2 harc TL signal aspects of N each signal group E a analysis cross section measu
69. ersona y su n mero celular que puede ser de cualquier operador disponible en el pa s En la secci n de Reportes se consultan y analizan los reportes detallados de los eventos recibidos en la central se pueden generar por fecha por equipo o por cruce Tambi n posee una secci n llamada Mapa en la que se controla monitorea y configura los objetos o componentes de la Central de Tr fico en un mapa geo referenciado a la ciudad controlada utilizando la herramienta desarrollada por GOOGLE conocida como Google Maps Adicionalmente en la opci n de Video Wall se ajustan los par metros que el Video Wall manejar por defecto como el per odo de actualizaci n y el nivel de zoom donde se deben configurar las opciones de paso offset X y Y visibilidad de objetos en el mapa y Centro Finalmente en el men Administrar Usuarios se crean editan y administran los usuarios que tienen acceso a la Central de Tr fico 4 2 9 Lenguaje de Programaci n C CSharp C es un lenguaje orientado a objetos elegante y con seguridad de tipos que permite a los desarrolladores compilar diversas aplicaciones s lidas y seguras que se ejecutan en NET Framework Se puede utilizar C para crear aplicaciones cliente de Windows tradicionales servicios Web XML componentes distribuidos aplicaciones cliente servidor aplicaciones de base de datos y mucho m s Visual C 2010 proporciona un editor de c digo avanzado c modos dise adores de interfaz de
70. es de seguridad marca de sincronismo Adem s se describen m s adelante en este capitulo las etapas de Almacenamiento y Depuraci n de la base de datos de planes sugeridos Esta es una base de datos que almacena planes que posiblemente podr an ser almacenados en la memoria del controlador de campo si as lo considera un operario 6 1 CLASES DE LA APLICACI N EN C En el desarrollo de la aplicaci n en C se pueden identificar las siguientes clases Ver Anexo A 6 1 1 Clase principal Esta es la clase main que despliega la ventana principal de la interfaz gr fica ver cap tulo 9 En esta clase se ejecuta cada 30 segundos la rutina principal que actualiza los datos para el c lculo instancia la clase Calcular y accede a ella para determinar los planes de se ales a ejecutar env a los cambios de planes a los equipos y depura la base de datos de planes sugeridos 6 1 2 Clase calcular Genera las matrices y par metros necesarios para pas rselos al modelo de Replicator Dynamics con los datos recibidos de la Clase Principal Adem s tiene m todos para calcular los nuevos planes de sefiales y aplica la m trica de comparaci n con los planes almacenados en el equipo para definir un ganador y actualiza la base de datos de planes sugeridos con nuevos planes si as lo determina el algoritmo 6 1 3 Clase controlador mallas En esta clase se modela el controlador basado en Replicator Dynamics 53 Figura 11 Diagrama de Imple
71. h lens Easy terminations 16 fail safe open collector outputs 30 VDC 50 ma max Enclosure Molded polycarbonate housing IP67 rating n a Size Weight 203 2mm x 101 6mm x 101 6mm 0 68 kg 76 2mm x 152 4mm x 63 5mm 0 2 kg Environmental Operating Temperature 34 C to 74 C 34 C to 74 C Humidity 100 relative 90 relative non condensing Vibration 0 5G 3 axes 5 30 Hz 0 5G 3 axes 5 30 Hz Shock 10G 3 axes 10G 3 axes Power 24 VDC 0 5 amps 12 VDC 0 3 amps 12 watts 3 6 watts Fuente Ibid p 2 14 Iteris Inc Pico Compacto easy to use video detection for optimisedsignal actuation 2011 consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http www iteris com upload datasheets Pico web pdf 44 Esta herramienta permite tambi n administrar los corredores que se manejan en el sistema Dentro de esa configuraci n permite asignar un nombre al corredor un color que permite diferenciar el corredor al visualizarlo en el mapa la ubicaci n del corredor definido por el Departamento y la ciudad visibilidad del corredor donde se define si se desea visualizarlo en el mapa o no y la velocidad m xima permitida en el corredor en Km h Adem s la Central permite gestionar tambi n la herramienta de mensajes de texto donde se definen los destinatarios de los mensajes SMS para el env o de los eventos transmitidos por los equipos se ingresa el nombre de la p
72. h the standard program you also receive system specific documentation including a bill of materials an integration test report a recommended maintenance plan and frequently asked question documents Finally the standard program reduces the total cost of owning an NI system by providing three years of warranty coverage and calibration service Use the online product advisors at ni com advisor to find a system assurance program to meet your needs Calibration NI measurement hardware is calibrated to ensure measurement accuracy and verify that the device meets its published specifications To ensure the ongoing accuracy of your measurement hardware NI offers basic or detailed recalibration service that provides ongoing ISO 9001 audit compliance and confidence in your measurements To learn more about NI calibration services or to locate a qualified service center near you contact your local sales office or visit ni com calibration Technical Support Get answers to your technical questions using the following National Instruments resources Support Visit ni com support to access the NI KnowledgeBase example programs and tutorials or to contact our applications engineers who are located in NI sales offices around the world and speak the local language Discussion Forums Visit forums ni com for a diverse set of discussion boards on topics you care about Online Community Visit community ni com to find contribute or collaborate on customer
73. ibe el nombre de MOGUT por sus siglas en ingl s Multinodal Optimization for Grids of Urban Traffic El MOGUT es una aplicaci n de software que busca optimizar el comportamiento del tr fico vehicular en una determinada red o malla urbana modificando continuamente el tiempo de verde para cada intersecci n y el reparto del mismo entre sus flujos con el fin de reducir las colas en modo global dentro de la red logrando as que los usuarios experimenten un viaje m s c modo realizando menos paradas y o esperando menor cantidad de tiempo en los sem foros El algoritmo de control desarrollado inicialmente por el Ingeniero Pablo a ez Ojeda de la Universidad de los Andes est escrito en el lenguaje de programaci n del software Matlab Por esta raz n es necesario realizar la conversi n del algoritmo al lenguaje de programaci n C utilizando el programa Microsoft Visual Studio bajo la plataforma NET por dos razones e Compatibilidad con la Central de Tr fico IMATIC RTS puesto que sta y sus comandos para comunicaci n con el equipo de control se encuentran desarrollados en dicho lenguaje e Todos los desarrollos de la empresa RTSotions est n hechos sobre la plataforma NET Matlab es un software sujeto a su propietario The Mathworks y cuenta con su propio entorno de desarrollo y aunque posee la herramienta Application Deployment para que sus funciones puedan ser utilizadas en ambientes de construcci n NET y Java presenta una limita
74. icingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 1C OT EC 2 F 01 02 w MATIC DEGESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD ToNet Codigo No 3615 1 NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 CONFIGURACI N DEL OPTIMIZADOR Una vez configurados adecuadamente los planes de sefiales el usuario s lo debe configurar pocos par metros para iniciar el proceso de optimizaci n Em Configuracion Mados Selecci n Comparten DC y Reparto y Ponderaci n fun auto un voto Valores Umbral 122 0 Estrapolaci n n 5 Dada la intenci n de que el proceso posea un alto nivel de automatismo y adaptabilidad a los cambios en los vol menes de tr fico Modo de Selecci n Para cada cruce y condici n de tr fico existe un plan ideal que cumpla con las mejores condiciones de duraci n de ciclo que se determina a partir del n mero de veh culos EN Configuracion miis Es a la espera y el reparto que se determina a Modes partir de las proporciones relativas de Jl i i goista veh culos a la espera en cada flujo del Ponderaci n EEE Comparten DC cruce Comparten DC y Reparto Las condiciones en cada cruce son diferentes y por tanto el plan con el mejor ndice de desempe o es decir el de mayor conveniencia para arbitrar la din mica instant nea ser diferente en cada cruce por ello se han establecido 3 modos de selecci n
75. ificar estos valores para optimizar la operaci n de forma que se adapte a las condiciones de tr fico dominante Alternativamente puede manejar las intersecciones en modo de tiempo fijo en el cual tiene la posibilidad de cambiar los planes por hora del d a y d a de la semana Est disenado para coordinar sefiales de tr fico para redes o para carreteras principales Las conexiones de las intersecciones a un equipo de control de tr fico regional puede ser permanente o de acuerdo a la demanda presente utilizando las opciones de dial in o dial out Cada equipo regional puede gestionar hasta 250 intersecciones Un sistema SCATS puede tener un m ximo de 64 equipos regionales La supervisi n es proporcionada por una interfaz gr fica de usuario Hasta 100 usuarios se pueden conectar a un gestor central SCATS al mismo tiempo Hasta 30 usuarios pueden conectarse a un solo equipo regional simult neamente Se encuentran incluidas las opciones de monitoreo del desempe o notificaci n de condici n de alarma y configuraci n de los datos SCATS autom ticamente recoge informaci n de alarmas y eventos datos operacionales y de desempe o y datos hist ricos SCATS opera autom ticamente pero se provee intervenci n de operaci n en caso de emergencia What is Scoot en l nea Peek Traffic Limited Siemens Traffic Controls y TRL Limited consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http www scoot utc com WhatlsSCOOT php men
76. is intersecciones En la primera se hicieron 3 experimentos variando los flujos de entrada vehiculares y en la segunda un solo experimento con giros permitidos en todas las intersecciones lo que hac a la movilidad dentro de la red m s din mica e impredecible En todos los casos se evalu el desempeno de un control en lazo abierto o control de tiempos fijos y el de un control en lazo cerrado que en este caso es representado por el MOGUT En el 100 de las pruebas el MOGUT result como el mejor controlador teniendo en cuenta los ndices de desempeno medidos El desarrollo de proyectos cuyo objetivo principal sea mejorar el desempe o de la movilidad vial en el mundo entero es muy importante puesto que se presenta un crecimiento constante en el parque automotor a nivel mundial as como un crecimiento poblacional lo que hace m s complicado movilizarse por las calles de las diferentes ciudades Un documento investigativo realizado por la Universidad de los Andes especula a partir de diferentes estudios econ micos y de transporte que para el 2040 el numero de autom viles habr pasado de 3 millones a 10 4 millones y el n mero de motocicletas de 2 4 a 12 9 millones Con estas cifras y un crecimiento mucho menor en la capacidad 80 instalada en el pa s para transporte es necesario pensar en un mayor control del tr fico cada d a En el control de tr fico es necesario evolucionar a un tipo de control en tiempo real como el presentado
77. ivo de computador PTV Group What Keeps traffic flowing en l nea Alemania consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http vision traffic ptvgroup com fileadmin files ptvvision Downloads N O General 2 Products 2 PTV Vissim EN UK PTV Vissim Brochure pdf SCATS en l nea Australia Transport roads and maritime services NSW Government consultado 05 de Diciembre de 2011 Dsiponible en Internet http www scats com au product base packg compnts html SHOHAM Yoav Agent oriented Programming En Artificial Intelligence 60 Standford Elsevier 1993 p 51 92 consultado 24 de Noviembre de 2011 Disponible en Internet http 123seminarsonly com Seminar Reports 050 621 12045 Agent Oriented Programming pdf SPIEGELMAN Clifford H PARK Eun S RILETT Laurence R Transportation Statistics and Microsimulation Boca Rat n FL Chapman amp Hall CRC Press 2011 355 p ISBN 978 1 4398 0023 2 Soluciones en Tiempo Real Limitada Central de Tr fico IMATIC RTS Manual de Usuario consultado 24 de Noviembre de 2011 Disponible en internet http www rts com co Central Manual Central V2 pdf 83 STIDHAM Shaler Jr Optimal Design of Queueing Systems Boca Raton FL Chapman amp Hall CRC Press 2009 VANCELLS Joan Algoritmos Programas Editorial UOC 21 P01 79008 00053 consultado 12 de Enero de 2013 Disponible en Internet http books google com co books id O55qXjsDjnY C amp printsec fr
78. l valor obtenido en la m trica en el cual dos planes se consideran iguales su funci n es determinar si un nuevo plan se agregara a la lista de planes sugeridos Aunque el c lculo de dicho valor requiere un entendimiento pleno de la comparaci n de los planes en el espacio hibrido puede sintonizarse dependiendo de la frecuencia con la que se actualizaran los planes en el controlador en campo a mayor frecuencia de actualizaci n mayor generaci n de planes y por tanto menor el umbral Extrapolaci n La mayor a de los sensores existentes en el mercado registran s lo una fracci n de la cola la m s cercana a la intersecci n dejando siempre una cantidad de veh culos sin contar Esto se debe principalmente a las limitaciones pticas de los videodetectores o a los cotos de cableado y canalizaci n de sensores en el suelo que deber an ser instalados muy lejos del equipo controlador El algoritmo incrementa artificialmente el valor de la cola la extrapola con base en este par metro y si se dan las siguientes condiciones 1 El sem foro debe encontrarse en rojo 2 El valor de extrapolaci n debe ser mayor a 0 3 Los contadores positivos los que incrementan el valor de la cola al estar ubicados en su entrada lejos del cruce deben estar presionados todos a la vez indicando que la cola est llena hasta donde es posible medirla El valor por defecto de esta extrapolaci n es 0 5 que representa la cantidad media de veh culos
79. lass F Form 4 5 Fields Fields ja Fields E Fields Wa x m_Extrapolacion a acercableToolStipMenultem Y aProm af m ModoPondera P RAT StipMenultem 9 criterioE psilon 71 m ModoSeleccion a9 xi 3 y cuces ct m_Umbral LE Methods a chkb maximo sf cruces clivos Properties ControladorMallas a colaMensajes a DC A Extrapolaci Determina 52 Extrapolacion eterminar iB ucciso 59 diSugeridos E nada DeterminarPtotal x ModoSeleccion a crucesActivasAnterior duracionesCiclos E DESI dt delegar ctualizarT rafica duracionesCiclosPorCruce S Nested T a ejecutando a duracionFasesA MESS IntegratoRKAV 9 extrapolacion aP duracionFasesB ModosPonde_ 5 Class FechaHora 29 epsList En A flujosPorCruce g estados i la Fields forzarDuracionCiclolguales e estadoB aa UnCarroUnVoto 80 fimConfiguracion s forzarDuracionesCiclolguales sf derivative 9 infoPlanes ID TiporupcA UnCruceUnVoto y dx0 s m Configuracion 29 ID TipoGrupcB L h a masLargoCola Tonto ModosSelec_ 12 A a infoPlanes 4 osi 9 masNumercPlanesSugeridos 2 m_estadosEnCadaFase 5 Method 2 planes ctuales 9 m estadosEnCadaFaseB Egoi ja Neither a planesE quivalentes 9 m tablaEstadosPorFaseA owe 79 IntegratorRK4V sf primeraVez s m tablaEstadosPorFaseB gua gt Step E Plolal Y mies IgualDCyReparto StepTotal de s mtf 9 ultimasC
80. le utilizar un sistema de control en lazo abierto siempre y cuando sea posible implementarlo pero si lo que se requiere es inmunidad del sistema en medio de perturbaciones tanto internas como externas lo mejor es implementar un sistema de control en lazo cerrado La estrategia de control propuesta en los Antecedentes de este documento plantea un sistema de Control en Lazo cerrado puesto que existe una realimentaci n del sistema reflejada en la medici n de las colas utilizando sensores de video y su procesamiento para la aplicaci n de una nueva acci n de control 34 4 2 5 Distancia de Hamming La distancia de Hamming se define como el n mero de bits en que difieren dos secuencias binarias S1 y S2 de la misma longitud Sea por ejemplo la secuencia S1 que corresponde a la letra B en el Alfabeto Internacional N 5 de la UIT T y sean tambi n las secuencias S2 S3 S4 y S5 correspondientes a otras letras del mismo alfabeto Si comparamos bit a bit de igual peso la primera de las secuencias con las restantes la distancia de Hamming estar dada por la cantidad de bits en que difieren uno a uno los respectivos conjuntos Los resultados de este ejemplo se muestran en la figura 4 A efectos de la comparaci n y del c lculo de la distancia de Hamming se ha tomado como referencia la secuencia S1 Como se puede observar en este ejemplo la distancia de Hamming var a de 1 a 4 La distancia de Hamming est relacionada con la pro
81. li n Ussa y Andrea Franco por sus valiosos aportes tanto a mi vida personal como acad mica y profesional CONTENIDO p g GLOSARIO 15 RESUMEN 17 INTRODUCCI N 18 1 PROBLEMA DE INVESTIGACI N 19 1 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 19 2 JUSTIFICACI N 21 3 OBJETIVOS 23 3 1 OBJETIVO GENERAL 23 3 2 OBJETIVOS ESPEC FICOS 23 4 MARCO DE REFERENCIA 24 4 1 ANTECEDENTES 24 4 1 1 Estrategias de control de tr fico vehicular urbano 24 4 1 1 1 Control a partir de tiempos fijos 24 4 1 1 2 Control Adaptativo a partir de buclas magn ticas 25 4 1 2 Comunicaci n con la central de tr fico para control adaptativo global 26 4 1 3 Sistemas de control de tr fico adaptativo existentes en el mercado internacional 26 4 1 3 1 SCOOT 4 1 3 2 SCATS 4 2 MARCO TE RICO 4 2 1 Programaci n orientada a objetos 4 2 1 1 Clases y objetos 4 2 1 2 Mensajes y m todos 4 2 1 3 Atributos 4 2 2 Programaci n orientada a agentes 4 2 3 Teor a evolutiva de juegos 4 2 3 1 Replicator dynamics 4 2 4 Control en lazo abierto vs Lazo cerrado 4 2 4 1 Sistemas de control en lazo abierto 4 2 4 2 Sistemas de control en lazo cerrado 4 2 5 Distancia de Hamming 4 2 6 Conexi n GPRS 4 2 7 Microsimulaci n de tr fico 4 2 7 1 Software para microsimulaci n de tr fico VISSIM 4 2 7 1 1 El modelo de simulaci n de tr fico 4 2 8 Sensores Virtuales 4 2 8 1 Sensores de detecci n de video para carreteras ITERIS 4 2 8
82. lication and Technology Hardware Industrial Feature Set NI industrial digital I O devices offer a set of high reliability features designed to automate even the most demanding applications Programmable power up states provide safe operation when connected to pumps valves motors relays Digital I O watchdogs detect computer or application crashes and ensure safe recovery 87 Change detection triggers your application and performs a read operation after a digital event with minimal processor usage Programmable input filters eliminate glitches spikes and remove noise Glitch Free Startup with Programmable Power Up States Using programmable power up states you can configure the initial USB 6509 output states in software to ensure consistent reliable operation when connected to industrial actuators such as pumps valves motors and relays A USB 6509 holds these output states after receiving power so your computer can boot and your software application can begin running Programmable power up states are glitch free meaning the outputs never go through an incorrect state during power up You can configure each digital line as high impedance input high output or low output A USB 6509 stores the settings in onboard nonvolatile memory and implements the power up states instantaneously after power is applied to the device Detect and Recover with Digital I O Watchdogs Digital I O watchdogs are an innovative technology that can detect a varie
83. ma de control y la evaluaci n de los ndices de desempeno Esto se convierte en el argumento que permite decidir cu l de los dos sistemas de control evaluados es el m s efectivo 8 1 INDICES DE DESEMPENO Un ndice de desempe o es una variable cuyo valor permite hacer una comparaci n de la respuesta de dos o m s controladores al enfrentarse a una misma prueba Al mismo tiempo esta comparaci n permite identificar la efectividad de un sistema de control sobre otro Es necesario tener en cuenta varios ndices de desempe o dependiendo del tipo de planta o sistema que se est controlando con el fin de minimizar el error al momento de decidir cu l controlador usar finalmente a partir de los resultados arrojados por la prueba En este caso en particular el software de simulaci n arroja los resultados del desempeno de la red y el valor de cada uno de los ndices de desempeno lo que hace estas mediciones mucho m s confiables Los ndices escogidos a medir para esta prueba son los siguientes 8 1 1 Tiempo de retraso promedio por veh culo TRPV Este ndice indica en promedio cuantos segundos tuvo de retraso cada veh culo al cruzar la malla a partir del tiempo que VISSIM calcula deber a demorarse un veh culo en hacer dicho recorrido bajo condiciones ideales sin congestiones sin paradas por sem foros etc 8 1 2 N mero promedio de paradas por veh culo NPPV Informa en promedio cuantas veces se detuvo cada veh culo durante
84. mejanza de la organizaci n de los objetos en el mundo real En un determinado problema que se desea resolver se pueden identificar entidades de inter s las cuales pueden ser objetos potenciales que poseen un conjunto de propiedades o atributos y un conjunto de m todos mediante los cuales muestran su comportamiento Adem s se pueden ver un conjunto de interrelaciones entre ellos conducidas por mensajes a los que responden mediante m todos Estas entidades para el fin de la programaci n se pueden considerar como objetos SCATS en l nea Australia Transport roads and maritime services NSW Government consultado 05 de Diciembre de 2011 Dsiponible en Internet http www scats com au product base packg compnts html 29 As desde el punto de vista de la POO un programa es un conjunto de objetos que dialogan entre s para realizar las distintas tareas programadas A continuaci n se describen las partes de un programa orientado a objetos La POO se basa en la observaci n de que en el mundo real los objetos se construyen a partir de otros objetos La combinaci n de estos objetos es un aspecto de dicha programaci n pero tambi n incluye mecanismos y caracter sticas que hacen que la creaci n y el uso de objetos sea sencillo y flexible Un mecanismo importante es la clase y el encapsulamiento y la herencia son dos propiedades o caracter sticas poderosas 4 2 1 1 Clases y objetos Una clase es la generalizaci n de
85. mentaci n MOGUT TOTAL CYCLE TIMI Queues 10 seconds um um 30 seconds Index Signal Plans om pees Fuente NANEZ Pablo TRIANA Carlos Technical Report 3 Descripci n M dulo MOGUT para la Central de Tr fico Santiago de Cali 2013 1 archivo de computador 54 6 1 4 Clase intergratorRK4V En esta clase se aplica el m todo de Runge Kutta de cuarto orden para la soluci n de ecuaciones diferenciales 6 1 5 Clase configuraci n All se definen todos los par metros de configuraci n del algoritmo como modo de selecci n de planes ponderaci n extrapolaci n y el umbral de comparaci n para inclusi n de un plan a la base de datos de planes sugeridos 6 1 6 Clases mensaje y tipo Estas clases se utilizan para definir cu l ser la apariencia de los mensajes a desplegar en la ventana principal de monitoreo 6 2 MEDICION DE LAS COLAS La medici n de las colas en la red se hace por medio de los sensores de detecci n de video PICO de ITERIS INC instalados en cada flujo de las intersecciones En VISSIM se dibujan directamente los sensores sobre la calle En ambos casos se configuran tantos sensores virtuales a la salida y entrada de la cola como carriles tenga la v a En este caso son dos de entrada a la cola y dos de salida de la cola uno por cada carril Los sensores de entrada que son los ubicados lejos de la l nea de parada detectan la presencia de un veh culo al pasar sobre l y l
86. mpo Real Limitada Central de Tr fico IMATIC RTS Manual de Usuario consultado 24 de Noviembre de 2011 Disponible en internet http www rts com co Central Manual Central V2 pdf 66 ideales para probar diferentes escenarios de tr fico de una manera realista y muy detallada antes de la implementaci n final Para un primer tipo de prueba se simul en VISSIM una red de 3 intersecciones ver figura 15 Esta red permite probar el desempeno de la red bajo el efecto del control del MOGUT bajo condiciones ideales de tr fico donde el flujo vehicular sobre un corredor depende nica y exclusivamente del flujo de entrada configurado para dicho corredor y no de los veh culos provenientes de otros cruces Las intersecciones seleccionadas hacen parte de la malla sobre la cual se implementar el nuevo sistema de control en la ciudad de Barranquilla siendo estas intersecciones la calle 82 con carreras 51 51B y 52 Para el segundo tipo de prueba se simul en VISSIM una red de 6 intersecciones ver figura 16 con la misma geometr a de la red real de Barranquilla sobre la cual ser implementado el MOGUT Esta red corresponde a las calles 82 y 84 con carreras 51 51B y 52 Figura 15 Malla para simulaci n HIL 3 intersecciones Calle 82 Carreras 51 51B y 52 7 1 1 5 Hardware de acople Sistema electr nico dise ado para convertir los niveles de voltaje de las se ales entre el Equipo de Control y la tarjeta de adquisici n de datos NI 6
87. n orientada a agentes La Programaci n Orientada a Agentes es una nueva estructura computacional que puede ser vista como una especializaci n de la Programaci n Orientada a Objetos A diferencia de esta ltima donde los objetos tienen muchos m todos con par metros de variables asignados a ellos com nmente los agentes tienen un solo m todo con un solo par metro Este par metro es un tipo de mensaje que es interpretado por el agente receptor de una forma espec fica para dicho agente o clase de agentes En Inteligencia Artificial cuando se utiliza el t rmino agente se refiere a una entidad que funciona continua y aut nomamente en un ambiente en el cual toman lugar otros procesos y existen otros agentes El sentido de autonom a no es preciso pero se utiliza el t rmino para expresar que las actividades de los agentes no requieren intervenci n humana constante El estado de un agente consiste en componentes tales como creencias decisiones capacidades y obligaciones por esta raz n el estado de un agente es conocido como su estado mental Cualquier hardware o software se puede considerar un agente si opera bajo estos t rminos mentales 4 2 3 Teor a evolutiva de juegos La teor a evolutiva de juegos trata din micas de juego evolutivas y determin sticas las cuales describen la manera como las frecuencias de estrategias dentro de una poblaci n cambian en el tiempo de acuerdo al xito de las estrategias La din mica evolutiv
88. na de detecci n puesto que no es fijo como lo son los sensores inductivos e La fiabilidad de los sensores inductivos se basa en gran manera a las condiciones en las que se encuentra la superficie de la carretera Esta superficie se ve impactada por el paso de camiones pesados temperaturas extremas y el mantenimiento que recibe e La detecci n de video no se ve afectada por la repavimentaci n vial e detecci n de video es rentable con costos iniciales comparables a los de los bucles de inducci n y costos de ciclo de vida muy superiores e La detecci n de video provee beneficios adicionales a quien trabaja con tr fico las im genes de video para vigilancia verificaci n de incidentes y seguridad 4 2 8 1 1 Sensor de detecci n de video PICO de ITERIS INC Pico es un pequefio sistema de detecci n de huellas en video adaptado a una gran variedad de necesidades en la regulaci n de tr fico Est espec ficamente disenado para mercados mundiales Contiene el beneficio adicional de video en vivo lo cual hace 13 Iteris Inc Roadway Sensors 2010 consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http www iteris com vvd aspx 42 la instalaci n configuraci n y verificaci n de zona mucho m s f cil Pico es el producto perfecto para aplicaciones pequefias a medianas en intersecciones que requieren hasta ocho zonas de detecci n El sistema integrado provee el sensor de detecci n de video en un paquete robu
89. ne para ser ejecutado teniendo en cuenta los criterios expuestos en la secci n 6 5 58 6 5 SELECCI N DE PLANES A EJECUTAR Con el prop sito de satisfacer las diferentes necesidades que se puedan presentar en la malla o la flexibilidad que exista gracias a la geometr a de las intersecciones individualmente y de la malla como un conjunto se han definido distintas opciones al momento de que un plan sea escogido para ser ejecutado en el equipo de control 6 5 1 Modo ego sta En este modo la aplicaci n escoge el mejor plan de los almacenados en el equipo de control para cada cruce individualmente sin darle importancia a la decisi n tomada para las dem s intersecciones 6 5 2 Modo compartir duraci n de ciclo Para cada una de las intersecciones se define un plan ganador por cada grupo de planes que presenten la misma duraci n de ciclo Posteriormente se procede a agrupar el plan ganador por cada duraci n de ciclo en cada intersecci n con los ganadores de las dem s intersecciones que tengan igual duraci n de ciclo a ste Utilizando uno de los m todos de ponderaci n descritos en la secci n 6 5 3 se definen los planes que ser n ejecutados en el equipo asegurando de esta manera que todos los ciclos en la malla presenten la misma duraci n y no se genere un desfase inesperado 6 5 2 1 Modo Compartir Duraci n de Ciclo y Reparto de Verde Aunque el modo compartir duraci n de ciclo evita problemas como el desfase permanente en la
90. niendo en cuenta que al realizar un tipo de control realimentado que utiliza la informaci n recibida de cruces adyacentes se puede garantizar el flujo continuo y a una velocidad constante durante un tramo de distancia considerable realizando la menor cantidad de paradas posibles facilitando as que todas las personas puedan alcanzar sus destinos de una manera m s eficiente r pida y segura Adem s se realiza una contribuci n importante desde el punto de vista tecnol gico en la utilizaci n de sensores modernos en la detecci n y conteo de veh culos a partir de la toma de im genes de video en cada uno de los cruces Se suma a esto que la conversi n de datos de las im genes tomadas por los sensores se hace localmente en cada una de las estaciones de control y posteriormente se transmite la informaci n v a GPRS un sistema inal mbrico para la transmisi n de datos no conmutada a la Central de Tr fico Tambi n se presenta una alternativa al mejorar la situaci n de contaminaci n del aire con el desarrollo del proyecto puesto que el disminuir el tiempo que tarda un veh culo en llegar a su destino normalmente implica tambi n una reducci n en la contaminaci n que genera dicho veh culo durante el tiempo que deja de estar encendido y circulando en la ciudad Teniendo en cuenta que el 196 del proceso de combusti n del motor de un autom vil se convierte en contaminaci n y que ser a grande el numero de veh culos que sufrir an los
91. nsados en cada intersecci n son transmitidos desde la estaci n de control local hacia la Central a la cual se accede para obtener informaci n de toda la malla a urbana a controlar La central de tr fico se comunica con los controladores por medio de un protocolo abierto que funciona sobre TCP IP de forma que la transmisi n de datos puede hacerse a trav s de diversos medios como cable coaxial fibra ptica GPRS WIMAX etc Debido a que la comunicaci n debe hacerse a grandes distancias las cuales oscilan alrededor de los 22 km la comunicaci n se hace por GPRS y utiliza el operador CLARO Esto presenta las siguientes ventajas con respecto a las dem s opciones de sistemas de transmisi n de datos e Disminuci n de costos de obra civil al usar transmisi n inal mbrica e El cliente GPRS puede estar conectado todo el tiempo ya que no se hace uso de los recursos de red mientras no haya transmisi n de datos e Tarificaci n por volumen de datos transferidos en lugar de tiempo e Excelente velocidad de transmisi n e Cobertura geogr fica muy amplia 4 1 3 Sistemas de control de tr fico adaptativo existentes en el mercado internacional 4 1 3 1 SCOOT Es un Sistema de Control de Tr fico Adaptativo desarrollado en Inglaterra que coordina la operaci n de de todas las se ales de tr fico en un rea para dar buen progreso a los veh culos a trav s de la red de tr fico Y DUSSICH Drago Comunicaciones inal mbricas para el
92. nte y es que el computador o servidor donde se ejecute la aplicaci n necesita el MATLAB Component Runtime para que sus archivos funcionen bien La aplicaci n obedece al diagrama de implementaci n que se presenta en la figura 11 Los datos de las colas son enviados cada 10 segundos desde los controladores de campo FC Field Controller que representan a cada intersecci n hacia la Central En la Central como ya se explic en la secci n 5 1 1 se identifican dos jerarqu as de control una mayor en la que una instancia del controlador llamada RDiota Replicator Dynamics hace un reparto del tiempo de verde total entre cada uno de los cruces de la malla recibiendo como entradas los indices de rentabilidad PI Profitability Index de cada cruce y una jerarqu a menor 52 en la que se instancia un controlador RD para cada controlador de campo que calcula el reparto de verde entre los flujos o filas de la intersecci n Posteriormente se genera un plan de se ales que es comparado con los grabados en la base de datos SpDB Signal Plan Data Base que es una copia de la base de datos de la memoria del equipo de campo y se escoge el plan m s ptimo para ser ejecutado en cada controlador de acuerdo a un modo de selecci n Este c lculo se hace cada 30 segundos y se env a el comando de cambio de plan con el ndice del plan a ejecutar para cada cruce a los correspondientes controladores de campo los cuales lo cumplen teniendo en cuenta condicion
93. ntes 40 de los par metros del modelo aseguran que son tenidos en cuenta los cambios en el comportamiento del conductor y las mejoras de los veh culos EI simulador de tr fico de VISSIM no solo les permite a los conductores en autopistas de varios carriles reaccionar ante veh culos que los preceden 4 por defecto sino tambi n ante veh culos vecinos en los carriles adyacentes Adem s al acercarse a las senales de tr fico resulta un estado de alerta m s alto para los conductores que se encuentran a una distancia de 100 metros de la l nea de parada VISSIM simula el flujo del tr fico moviendo unidades de veh culo conductor a trav s de la red Cada conductor con sus caracter sticas de comportamiento espec fico es asignado a un veh culo espec fico Como consecuencia el comportamiento del conductor corresponde a las capacidades t cnicas de su veh culo Los atributos que caracterizan a cada unidad veh culo conductor pueden ser divididos en tres categor as Especificaciones t cnicas del veh culo como por ejemplo Longitud Velocidad m xima Aceleraci n potencial Posici n actual en la red Velocidad y aceleraci n actuales Comportamiento de las unidades veh culo conductor como por ejemplo e Umbrales de sensibilidad psico f sica del conductor habilidad para estimar agresividad e Memoria del conductor e Aceleraci n basada en la velocidad actual y la velocidad deseada por el conductor e Inter
94. numero de flujos o entradas que tiene la intersecci n y q es el valor de la cola 6 5 3 2 Un cruce un voto Para este modo cada cruce entrega un voto por el plan de sefiales que m s le conviene a l Por consiguiente el valor de ponderaci n p 1 puesto que cada plan ha sido elegido para un unico cruce 6 6 EXTRAPOLACI N DEL VALOR DE LA COLA EN ESTADO DE SATURACION Una v a para este proceso de optimizaci n se considera saturada cuando se ha alcanzado el m ximo de cola posible En software esto se mide detectando cuando el estado de la sefial de control de encuentra en rojo y todos los sensores que est n ubicados a la entrada de la cola est n enviando un pulso constante al equipo indicando que hay veh culos siendo detectados y estos no avanzan Cuando esto ocurre es posible que la cola siga creciendo tanto como el largo de la v a lo permita pero por restricciones f sicas en la ubicaci n de los sensores es imposible medirla Por esta raz n se desarrolla un m todo que permite estimar cual es el valor de la cola en el siguiente instante de muestreo al que se detect una saturaci n Este m todo es llamado extrapolaci n As el valor de la cola en un instante de muestreo cuando la anterior muestra arroj saturaci n se define por la ecuaci n 9 Ecuaci n 9 C lculo de extrapolaci n del valor de la cola Qn 9 1 e nc T Donde h es el numero de la muestra nc es el numero de carriles que tiene la calle
95. o adiciona a la cola mientras que los de salida que se encuentran justo antes de la l nea de parada los sustraen del valor de la cola En la figura 12 a se puede apreciar una imagen de una de las c maras instaladas sobre la calle 82 en Barranquilla donde se distinguen los cuatro sensores P1 y P3 son los sensores de salida y P2 y P4 son los de entrada Estos mismos sensores se pueden visualizar en la figura 12b dibujados a la entrada y salida del flujo La transmisi n de los valores de las colas se hace a trav s de comunicaci n GPRS a la Central de Tr fico cada diez segundos En la Central se almacenan las transmisiones en una base de datos desde la cual se extraen posteriormente para su utilizaci n en el proceso de c lculos La figura 13 muestra un ejemplo de la tabla en la que se almacenan dichos datos La columna id historicocola muestra un n mero de identificaci n nico que se crea para cada transmisi n la columna codcruce despliega el c digo de cada cruce o intersecci n el cual es nico para la ciudad numeroflujo es el n mero que identifica el flujo de una intersecci n dentro del equipo Para el caso que se observa en la figura el cual fue una prueba de simulaci n realizada para tres cruces un solo equipo controla 55 los tres cruces 2865 2972 2973 y cada cruce tiene dos flujos por lo que se ven seis flujos transmitiendo La columna cola muestra el valor de la cola para cada flujo de cada una de las inter
96. olas e m tias E PE TE 3 9 ultimasColasCalculo aD MEAE Tipo a m tiraB Class Enum unCarounVoto 49 so ag i m Fi ste 19 Me E 5 iy oi m fechaHora noSaturado a sFlupCruce e m e TRU edd E Methods m fih a a m textoMensaje 3 Abrirchivo m lira d m lipoM kso u 9 acercaDeToolStripMenultem Click z m_tiraB M Ure 3 ActualizarD BplanesSugeridos 39 m E Properties 5 ActualizarT rafico a m tiv FechaHora o 9 AumentarColas Q mtivB a mpl 1 p Se ConsultarDBPlanes 49 mp2 A TextoMensaje E ConsultarDBplanesSugeridos e nsal TipoMensaje 3 ConsultarPlanesActuales J nsg2 E Methods 37 DepurarDBplanesSugeridos 3f numeraCruces Mensaje 5 descargarManualT oolStripMenultem_Click a Anexo B Datasheet Tarjeta de adquisici n de datos NI USB 6509 High Density Industrial Digital I O for USB 96 Channel 5 V TTL CMOS Portable digital I O device 96 bidirectional I O channels 5 V TTL CMOS High current drive up to 24 sink or source Optional power supply for additional sourcing current Overview 86 Built in selectable pull up pull down resistors Direct connection to 5 V logic devices and most solid state relays Low cost solution with superior features for data acquisition manufacturing test and industrial control applications Per channel selectable debounce filters for digital in
97. ontcover amp hl es What is Scoot en linea Peek Traffic Limited Siemens Traffic Controls y TRL Limited consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http www scoot utc com WhatlsSCOOT php menu Overview 84 ANEXOS Anexo A Diagrama de clases MOGUT g9 Dispose 3 EnlazarControles FimPrincipal 3 FrmPrincipal Load 3 FimPrincipal_ Shown 9 Guardar rchivo 21 InicializarConfiguraciones 57 InicializarGrilla 39 IniciarConexionDB_central_bquilla a IniciarConexionDB Mogut E Initialise Component g ModificarFormatoGrilla 37 mostrarM ximosToolStripMenultem_CheckedChanged ObtenerCrucesConReporte 9 btenerCrucesConReportePrimeraV ez 37 btenerFlujsPorCruce a ObtenerLIlimasColas aY par metrosToolStripMenultem Click 57 timer amp ctualizarColas Tick o M timerActualizarPlanesActuales_Tick El Nested Types I ActualizarT raficoDelegado gate a planesEquivalentes planesGanadoresCadaCruce a p meraVez a e toolsDB a tsim g ultimasColas xCruce sFlujCruce a Properties DriterioE psilon DsSugeridos Methods Calcular 1 overload 9 CalcularPlanes 3 CargarPlanB 1 overload ew CompararPlanes aY DefiniPlanesGanadores 3 BenerarNuevoPlan a GuardarPlanSugerido 85 FrnPrincipal E Calcular B Configuracion fs ControladorMallas Class Class Blass C
98. orte consideran m s til tratar el componente f sico de la oferta como una representaci n matem tica de nodos y conexiones cada una con sus propios atributos En esencia las conexiones unen los nodos y por consiguiente tienen una direcci n asociada a ellos es decir de un nodo a a un nodo b Se refiere a la red entera como un gr fico dirigido Figura 5 Diagrama esquem tico de un modelo de Microsimulaci n Oferta Demanda Entrada Entrada V Fuente SPIEGELMAN Clifford H PARK Eun S RILETT Laurence R Transportation Statistics and Microsimulation Boca Rat n FL Chapman amp Hall CRC Press 2011 355 p ISBN 978 1 4398 0023 2 11 SPIEGELMAN Clifford PARK Eun S RILETT Laurence R Transportation Statistics and Microsimulation Boca Rat n FL Chapman amp Hall CRC Press 2011 355 p ISBN 978 1 4398 0023 2 37 4 2 7 1 Software para microsimulaci n de tr fico VISSIM VISSIM es un software de simulaci n de tr fico a nivel microsc pico transporte publico y peatones Este software pertenece a la PTV Vision suite Es una de las herramientas m s poderosas disponible para la simulaci n del flujo de tr fico multimodal incluyendo autom viles camiones autobuses pesados trenes tranv as metro ligero motocicletas bicicletas y peatones A trav s de la implementaci n de multihilos VISSIM funciona de manera ptima computadoras con multiprocesador y multin
99. os sensores disponibles en el mercado entregan una salida por cada detector en la forma de un contacto seco de rel lo que permite su implementaci n de forma transparente en el sistema 1006 07 191423 INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 2 F 01 02 CERTIFICADO MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD m Net m Codigo No 3615 1 NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 COMUNICACI N El sistema hace uso intensivo de transmisiones de datos para conocer los valores de los contadores en campo y enviar los ajustes MS ai __ uo gt lt Centro de e e e e B 59 INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle Servidor Red Mant datos celular 1COM TEC 2 F 01 02 ww MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD NIT No 800 195 522 1 DIAGRAMA DE FLUJO DE DATOS m vas de 8 Central de MOGUT Tr fico CONTROLADORES DE TRAFICO INSTRUMENTACI N MO
100. osto Octubre 2010 vol 17 no 57 p 38 41 GARBER Nicholas J y HOEL Lester A Ingenier a de Tr nsito y Carreteras 4 ed Traducido del libro Traffic and Highway Engineering M xico D F Thomson Editores S A 2005 1150 p consultado 12 de Enero de 2013 Disponible en Internet http books google com co books id G9zxVrbzctcC amp printsec frontcover amp hl es amp s ource gbs ge summary r amp cad 0 HOFBAUER Josef Evolutionary Game Dynamics En Bulletin of the American Mathematical Society en l nea Volume 40 Numer 4 Electronically published 2003 p 479 519 consultado 21 de Junio de 2012 Disponible en Internet http homepage univie ac at josef hofbauer O3bams pdf Introducci n al lenguaje C y NET Framework en l nea Estados Unidos Microsoft 2010 consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http msdn microsoft com es ES library z1zx9t92 v vs 100 82 Iteris Inc Pico Compacto easy to use video detection for optimisedsignal actuation 2011 consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http www iteris com upload datasheets Pico web pdf MOLLER Rolf La Alternativa para el Transporte P blico Colectivo en Colombia Cali Valle Programa y Editorial Universidad del Valle 2004 OGATA Katsuhiko Ingenier a de Control Moderna 4 ed Madrid Pearson Educaci n S A 2003 984 p ISBN 84 205 3678 4 PTV AG VISSIM 5 40 User Manual Alemania 2012 1 arch
101. po de planes que sea considerado como el mejor se env a al equipo la solicitud de cambio de planes Esto se hace con el fin de lograr el mayor beneficio para la red en general Para agrupar los planes de cada intersecci n se calcula el valor b que est dado por la sumatoria de los ndices obtenidos para cada uno de ellos en la etapa de comparaci n de planes de se ales multiplicados por un valor de ponderaci n p La agrupaci n se realiza como lo muestra la ecuaci n 7 donde el valor p est definido por uno de los dos modos de ponderaci n descritos en esta secci n Ecuaci n 7 C lculo del ndice b para grupos de planes de se ales ganadores para cada intersecci n m b j 0 En esta ecuaci n es el numero del plan de senales en el equipo de control y es el ndice del cruce en la malla Nuevamente el conjunto de planes para cada intersecci n que tenga el menor valor para b ser el escogido como ganador 6 5 3 1 Un veh culo un voto En este modo cada veh culo de la malla representa un voto a favor de la intersecci n en la que se encuentra El n mero de veh culos en el cruce se multiplica por el valor e del plan para dicho cruce para indicar la prioridad o el peso que ste tiene al momento de tomar la decisi n de los planes a ejecutar De esta manera el valor p de ponderaci n est dado por 60 Ecuaci n 8 C lculo del valor de ponderaci n p para el modo un veh culo un voto Donde n es el
102. put lines The NI USB 6509 is a portable industrial data acquisition device with 96 channels of digital I O It is compatible with TTL CMOS and 5 V digital logic levels You can individually configure each port of eight lines for input or output You can drive external digital devices such as solid state relays SSRs with current up to 24 mA per line using power available over USB In bus powered mode the USB 6509 can source up to 215 mA total across all digital output lines Use the optional 12 VDC power supply for additional sourcing current A USB 6509 is ideal for general purpose data acquisition applications as well as industrial control and automated manufacturing test With high current drive you can connect the digital I O device directly to a wide array of 5 V electronic devices sensors and actuators Industrial digital I O devices are designed to incorporate the latest hardware technologies for applications requiring ease of use high reliability and performance The USB 6509 takes advantage of NI DAQmx measurement services software to speed up application development with features such as the DAQ Assistant automatic code generation and high performance multithreaded streaming technology Requirements and Compatibility OS Information Driver Information Software Compatibility Windows 2000 XP NI DAQmx ANSI C C Windows Vista x64 x86 LabVIEW LabVIEW SignalExpress LabWindows CVI Measurement Studio Visual Studio NET App
103. que acceden a un carril por segundo en hora pico pero debe ajustarse si los aforos resultan ser mucho mayores que los valores registrados en el sistema INSTRUMENTACI N MONTAJE AUTOMATIZACI N TRAFICO VIAL SENALES TECNICAS INDUSTRIALES DE CONTROL 23 57 49 PBX 2 3709300 3704770 e mail proyectos traficovial imaticingenieria com www imaticingenieria com Cali Valle 1 COT EC 2 F 01 02 w MATIC DE GESTION INGENIERIA LTDA DE LA CALIDAD E3Net Codigo No 3615 1 NIT No 800 195 522 1 NTC ISO 9001 2000 Planes Sugeridos El algoritmo calcula el plan id neo para cada momento pero por seguridad act a transmitiendo un cambio de plan que dirige el controlador hacia la estrategia m s parecida a la calculada que ya se encuentre en memoria Esto obedece a dos prop sitos muy importantes MOGUT Central de Trafico Imatic RTS Configuracion Ayuda 1 Los planes presentes en el equipo han sido Monitoreo Colas y Planes Actuales Monitoreo Planes Sugeridos validados por al menos dos personas que Planes Sugeridos poseen la responsabilidad sobre el sistema EA esdenuce vecesganado dc datecreated 8003 154 2013 02 01 10 28 50 2 Los planes generados no contemplan las 8003 148 44 20130201 102820 ini i i i 3111 126 2013 02 12 12 19 47 condiciones de matriz de conflictos y tiempos un LIBE EE intermedios indispensables para garantizar la 8003 10
104. r Dynamics una din mica de juegos usada en la Teor a Evolutiva de Juegos Ver secci n 4 2 3 1 El modelo viene dado por la ecuaci n 1 Para el caso en estudio las variables representan lo descrito en el cuadro 1 Reemplazando estas condiciones en la Ecuaci n 1 obtenemos Ecuaci n 2 Replicator Equation modificada para el caso de estudio a Xi a el 47 5 1 1 Modo de funcionamiento del algoritmo En el algoritmo se identifican dos niveles de jerarqu a El nivel de jerarqu a mayor define qu cantidad de tiempo de verde del total asignado a la Red le corresponde a cada cruce Para ello obtenemos un sistema de Ecuaciones Diferenciales Ordinarias o de Primer Orden que parte del modelo descrito en esta secci n de la forma EX AX B y representado matricialmente en la Ecuaci n 3 Cuadro 1 Variables para el solucionador de ecuaciones diferenciales Variable En toda la ted En cada intersecci n i ndice de cada intersecci n ndice de cada flujo Xj de peus caga Tiempo de verde para cada flujo intersecci n f x a Funcion de rentabilidad Funcion de rentabilidad para cada t x para cada intersecci n flujo Suma de las colas en la Cola del flujo i en cada l intersecci n i intersecci n f x Rentabilidad promedio de la Red Rentabilidad promedio de la intersecci n Tiempo Total de Verde para la Red Tiempo total de verde para la intersecci n Sumatoria de todas
105. reiniciar las zonas as como proporcionar las actualizaciones de firmware La interfaz amigable con el usuario les permite a los t cnicos de campo configurar y verificar las zonas de detecci n en solo unos pocos minutos con el m nimo de entrenamiento PICO utiliza los algoritmos de ITERIS de detecci n de video probados en campo los cuales operan en m s de 80 mil sistemas de c mara desplegados en todo el mundo La configuraci n de los sensores de detecci n de video requiere mucho menos mano de obra que los sensores convencionales bajo tierra y es m s seguro para los instaladores puesto que no est n en medio de la carretera durante la 43 mayor parte del tiempo de instalaci n La detecci n de video es una inversi n de alto rendimiento que se puede expandir para satisfacer las crecientes necesidades tales como el conteo de veh culos bicicletas y detecci n de incidentes Figura 7 Sensor de detecci n de video PICO de ITERIS INC Fuente teris Inc Pico Compacto optimisedsignal actuation 2011 p 1 consultado 05 de Diciembre de 2011 Disponible en Internet http www iteris com upload datasheets Pico web pdf easy to use video detection for Figura 8 Especificaciones T cnicas del Sensor PICO de ITERIS INC SENSOR INTERFACE CONTROLLER Features 6mm diagonal colour imager 400 TVL DIN rail mount Compact design Mechanical 0 5 lux gt 46 dB S N ratio 3mm or 8mm fixed focal lengt
106. rements travel time analysis queuing analysis time space diagrams Fuente PTV AG VISSIM 5 40 User Manual Alemania 2012 1 archivo de computador La precisi n del modelo de simulaci n de tr fico depende principalmente de la calidad del modelado de los veh culos por ejemplo la metodolog a de movimiento de los veh culos a trav s de la red En contraste con modelos menos complejos que usan velocidades constantes y l gica de movimiento de los carros determin stica VISSIM usa el modelo del comportamiento psico f sico del conductor desarrollado por WIEDEMANN 1974 El concepto b sico de este modelo es que el conductor de un veh culo movi ndose m s r pido comienza a desacelerar al alcanzar su umbral de percepci n individual de un veh culo que se mueve m s lento Puesto que no puede determinar exactamente la velocidad de dicho su velocidad caer debajo de la misma hasta que empieza a acelerar ligeramente de nuevo despu s de alcanzar otro umbral de percepci n Finalmente resulta en un proceso iterativo de aceleraci n y desaceleraci n Las distribuciones estoc sticas de velocidad y el separado de umbrales replican las caracter sticas del comportamiento de un conductor El modelo ha sido calibrado por medio de m ltiples mediciones de campo en The Technical University of Karlsruhe desde 2009 KIT Karlsruher Institut f r Technologie Alemania Las mediciones peri dicas de campo y las actualizaciones resulta
107. rnet http www scoot utc com HowSCOOTWorks php menu Overview Cuando los veh culos pasan por el detector SCOOT recibe la informaci n y convierte los datos en sus unidades internas y los usa para construir perfiles de flujo c clicos para cada una de las conexiones Los datos de este modelo son usados por SCOOT en tres optimizadores los cuales est n continuamente adaptando tres par metros claves en el control de tr fico la cantidad de verde para cada conexi n el tiempo entre grupos adyacentes desfase y el tiempo permitido para cada conexi n en una intersecci n sefializada tiempo del ciclo Estos tres optimizadores son usados continuamente para adaptar dichos 27 par metros en todas las intersecciones del rea controlada por SCOOT minimizando el tiempo de verde desperdiciado en las intersecciones y reduciendo las paradas y retrasos al sincronizar grupos de senales adyacentes Esto significa que los tiempos de las sefiales evolucionan mientras la situaci n del tr fico cambia sin ninguna de las disrupciones causadas por los cambios de los planes de tiempo fijos en los sistemas de control de tr fico urbano m s tradicionales 4 1 3 2 SCATS Es un Sistema de Gesti n de Tr fico de Area Amplia que opera bajo el ambiente de Windows Este sistema controla el ciclo de tiempo repartos de verde y desfases en las intersecciones de control de tr fico y cruces peatonales Con la inclusi n de detectores de veh culos puede mod
108. s powered configuration If more sourcing current is required use an optional external power supply Total current sourced by all DO lines simultaneously should not exceed 215 mA for bus powered configuration If more sourcing current is required use an optional external power supply 5V power available at I O connector pins 49 and 99 4 1 to 5 2 V 215 mA maximum Bus powered 0 5 A maximum with external power supply Note The I O connector power has a fuse for overcurrent protection This fuse is not customer replaceable If the fuse is blown return the device to NI for repair Bus Interface USB Power Requirement USB Input voltage No load current Maximum load current Suspend current External DC supply Input voltage range Maximum input current Power input connector Power input mating connector Physical Dimensions 1 0 connector Weight Safety USB 2 0 Hi Speed or full speed 4 5 to 5 25 V in configured state 150 mA max 500 mA max 250 WA typical no external supply 12 20 1 DC input jack with threaded locking ring 0 08 in 2 mm center pin Switchcraft S760K 17 78 x 10 30 x 3 34 cm 7 0 x 4 1 x 1 3 in 100 pin female 0 050 series SCSI Approx 239 g 8 4 oz If you need to clean the module wipe it with a dry towel Safety Standards This product is designed to meet the requirements of the following standards of safety for electrical equipment for measurement IEC
109. secciones en el instante de la transmisi n Luego se encuentra la columna saturado la cual indica con un 1 si el flujo se encuentra saturado o un 0 si no lo est La condici n de saturaci n se determina cuando los sensores de entrada a la cola se encuentren en 1 es decir que haya presencia de veh culos sobre los sensores y que el sem foro de ese flujo se encuentre en rojo Por ltimo la columna datecreated indica la fecha y hora en la que se realiz la transmisi n de los datos Figura 12 Sensores de detecci n a ITERIS b VISSIM 6 3 ALGORITMO DE CONTROL El algoritmo es convertido al lenguaje C para ser integrado a las dem s etapas de la aplicaci n Ver el cap tulo 5 para la descripci n del algoritmo de control basado en Replicator Dynamics 56 Figura 13 Base de Datos Tabla Hist rico Colas id historicocola codcruce numeroflujo cola saturado datecreated cae51b31 d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2865 1 0 0 2012 07 29 20 43 01 caee3215 d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2855 2 0 0 2012 07 29 20 43 01 caf817be d3e7 11e1 861d 3ccalf3bcb4b 2972 3 0 0 2012 07 29 20 43 01 cb 1Scfc d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2972 4 0 0 2012 07 29 20 43 01 cb b250f d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2973 5 0 0 2012 07 29 20 43 01 cb14a302 d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2973 5 0 0 2012 07 29 20 43 01 c4deSac d3e7 1161 861d Sccalf3bcb4b 2865 1 0 0 2012 07 28 20 42 51 c4e81c25 d3e7 1161 861d 3ccalf3bcb4b 2855 2 0 0 2012 07 28 20 42 51 c4f1a24f d9e7
110. son todos los ciudadanos de Barranquilla EI cap tulo 3 comprende los antecedentes del presente proyecto es decir aquellos trabajos realizados previamente que permiten o dan pie para la correcta ejecuci n de ste como las estrategias de control utilizadas actualmente para la regulaci n del tr fico y el protocolo y medio usado de comunicaci n entre las estaciones de control en campo y la central de tr fico El cap tulo 4 expresa claramente el objetivo general del proyecto y las tareas que se realizaron para alcanzarlo En el cap tulo 5 se describen los diferentes conocimientos te ricos y t cnicos que se deben poseer para la comprensi n y realizaci n del trabajo planteado en este documento Finalmente los cap tulos 6 al 9 describen los pasos realizados para alcanzar el objetivo general y presentan los resultados obtenidos y c mo estos representan un desarrollo exitoso del proyecto 18 1 PROBLEMA DE INVESTIGACI N 1 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El control de tr fico se ha convertido en un tema de inter s general para la sociedad y las empresas que trabajan en el campo puesto que la congesti n vehicular en las ciudades es cada vez mayor y los controles desarrollados hasta este momento para regular esta situaci n y el tr nsito peatonal no son lo suficientemente ptimos para lograr el desempefio que se desea de manera que tanto los veh culos como los peatones puedan desplazarse dentro de la ciudad de forma r pida p
111. sto y discreto reduciendo las posibilidades de robo y vandalismo El sensor se puede montar a una baja altura lo cual elimina la necesidad de postes adicionales o costosos accesorios de montaje El sistema PICO incluye un sensor de c mara de baja potencia bajo voltaje y resistente a la intemperie con un procesador de detecci n incorporado y un controlador de interfaz que reside en el gabinete de tr fico El dise o robusto del compacto y ligero sensor de c mara PICO hace que ste sea tolerante a diferentes alturas de montaje en la intersecci n proporcionando una configuraci n r pida para los t cnicos El controlador de interfaz esta compuesto por la Cabina de Comunicaci n Pico PCC m dulo que soporta hasta cuatro c maras y dispone de 16 salidas de colector abierto para el controlador de se ales de tr fico para su uso como indicadores de presencia de veh culos Esto permite que se ejecute una acci n de se al optimizada para el eficiente flujo del tr fico PICO tambi n est disenado para reducir el tiempo necesario para la configuraci n de las zonas de detecci n de veh culos Las zonas virtuales de detecci n se pueden determinar ya sea con una computadora port til convencional con la herramienta de configuraci n de PICO o simplemente con un mouse y un monitor de video La herramienta de configuraci n permite que los ajustes realizados se guarden offline para facilitar el reemplazo r pido de la c mara sin necesidad de
112. su paso por la malla 8 1 3 Distancia total viajada DTV Es la suma en kil metros de las distancias viajadas por cada uno de los veh culos que cruz la red durante el tiempo de simulaci n 8 1 4 Tiempo total de viaje TTV Indica la suma en horas del tiempo que le tom a cada veh culo cruzar la red durante el tiempo de simulaci n 74 8 1 5 Tiempo total de retraso TTR Es la suma de los retrasos experimentados por cada uno de los veh culos que cruz la red durante el periodo de simulaci n 8 1 6 Velocidad promedio VP Es la relaci n entre los ndices DTV y TTV que indica la velocidad promedio a la que viaj cada veh culo 8 2 RESULTADOS 8 2 1 Resultados esperados De los resultados de las pruebas HIL se espera que los ndices de desempeno TRPV y NPPV presenten un decremento para la prueba con el MOGUT con respecto a la prueba en lazo abierto puesto que esto indicar a que los veh culos cruzaron m s r pido la red y adem s el hecho de hacer menos cantidad de paradas indica que la experiencia en la malla fue mejor Se espera tambi n que el ndice VP incremente es decir que que el flujo de los veh culo en la malla fue m s veloz Los ndices DTV y TTV podr an variar pero en este caso es la combinaci n de ambos VP la que tiene mayor inter s Se presentan como resultados ya que justifican el valor de la Velocidad Promedio y pueden dar una idea del comportamiento experimentado en la red 8 2 2
113. taladas debajo del pavimento para medir las colas en dicho corredor Cuando un veh culo pasa por encima del sensor ste env a un pulso que es interpretado por la estaci n de control como un ingreso a la cola o una salida de la misma de acuerdo a la ubicaci n del sensor en el corredor Ventajas e Retroalimentaci n permanente de las condiciones del tr fico e No necesita comunicaci n permanente con la Central de Tr fico puesto que el control es local e Responde a las necesidades de la intersecci n Desventajas e Altos costos de mantenimiento puesto que se debe levantar el pavimento para reparar los sensores e Posibles limitaciones f sicas de instalaci n por el cableado e Las vibraciones producidas por los veh culos muy grandes que circulan por el corredor causan con el tiempo que los sensores se empiecen a levantar y a romper la carretera e Se puede implementar solamente en intersecciones aisladas porque al ser un control local su constante variaci n generar a un desfase con las dem s intersecciones 25 4 1 2 Comunicaci n con la central de tr fico para control adaptativo global Para realizar un sistema de control adaptativo global el proceso debe hacerse desde un sitio donde se tenga informaci n de todas las intersecciones de la malla Puesto que todos los equipos tienen la capacidad de transmitir y recibir informaci n para y de la Central de Tr fico sta es la mejor herramienta a utilizar Los datos se
114. te Noise with Programmable Input Filters Programmable input filters remove noise glitches and spikes on inputs as well as provide debouncing for digital switches and relays These features are important for applications in industrial environments to prevent false readings caused by noise You can configure the programmable input filter for each digital line by setting the filter time The USB 6509 blocks any digital noise glitch or spike that is shorter than half of the specified filter time preventing invalid readings and false triggers for change detection events Recommended Software National Instruments measurement services software built around NI DAQmx driver software includes intuitive application programming interfaces configuration tools I O assistants and other tools designed to reduce system setup configuration and development time National Instruments recommends using the latest version of NI DAQmx driver software for application development in NI LabVIEW LabWindows CVI and Measurement Studio To obtain the latest version of NI DAQmx visit ni com support dag versions NI measurement services software speeds up your development with features including the following A guide to create fast and accurate measurements with no programming using the DAQ Assistant Free LabVIEW SignalExpress LE data logging software Automatic code generation to create your application in LabVIEW LabWindows CVI LabVIEW SignalExpress and Visual S
115. th screw terminals and a general breadboard area for 100 pin digital 1 0 devices SEBA OO rr ias ia pte ehe mime 776990 01 CB 50 Unshielded I O connector block with DIN rail mounting and screw terminals Includes 50 pin header for direct connection to 50 pin cables CB 50 fencer nek po wie gr a ead eA 776164 90 CB 50LP Unshielded termination board with 50 screw terminals Includes a 50 pin header for direct connection to 50 pin cables CB 50EP boc bee bebe oe aos 777101 01 CB 100 Connector Kit Includes two CB 50 I O connector blocks and a 1 m R1005050 ribbon cable CB 100 with 1 m R1005050 cable 777812 01 PCB Mounting Connectors PCB connectors for use in building custom accessories that connect to 100 conductor shielded and ribbon cables 100 pin female rightangle mounting T7TTTT8 01 100 pin female vertical mounting 777779 01 12 VDC Power Supply Optional 12 VDC 1 0 A power supply and cable for up to 24 mA current drive per channel 12 VDC power 780308 0X 89 IZ 81005050 SH100 100 F SCB 100 CB 50 501 100 Mounting Connectors Ordering Information For a complete list of accessories visit the product page on ni com Products Part Recommended Accessories Part Number Number NI USB 6509 NI USB 6509 779975 Cable Shielded SH100 185095 Each NI US
116. tipo de prueba busca medir el efecto de la optimizaci n en una configuraci n simple de un solo corredor principal que es atravesado por tres calles y donde los veh culos viajan solamente en l nea recta simulando condiciones ideales del tr fico urbano El segundo tipo de prueba pretende identificar qu efecto tiene el MOGUT directamente sobre una malla con caracter sticas geom tricas y configuraciones 70 iguales a las de la malla real sobre la cual ser implementado el MOGUT en Barranquilla 7 2 1 Prueba de simulaci n HIL para configuraci n de tres intersecciones Para esta configuraci n Ver Figura 15 se disenaron 3 experimentos que se ejecutan tanto en lazo abierto sistema de control con plan de Sefiales fijo como en lazo cerrado Sistema de control MOGUT A continuaci n se describen las pruebas a realizar Cuadro 3 Caracter sticas prueba de Simulaci n HIL para configuraci n de tres intersecciones Flujos de Entrada Veh h Intervalos de Tiempo mins Corredor 1 Corredor 2 Corredor 3 Corredor 4 calle 82 Cra 51 Cra 51B Cra 52 Experimento 1 0 60 2200 900 900 900 0 30 2200 900 1500 900 Experimentos Experimento 2 30 60 2200 1500 900 1500 Experimento 3 Experimento 1 Para esta prueba el Corredor 1 que representa la calle 82 de la ciudad de Barranquilla se encuentra saturado con un flujo de entrada de veh culos constante Las tres v as secun
117. tudio NET ANSI C C C or Visual Basic 6 0 Multithreaded technology for 1 000 times performance improvements over basic DAQ driver software More than 3 000 free software downloads to jump start your project at ni com zone 88 The USB 6509 is compatible with the following versions or later of NI application software LabVIEW LabWindows CVI or Measurement Studio versions 7 x or LabVIEW SignalExpress 2 5 The USB 6509 is not compatible with the Traditional NI DAQ Legacy driver Digital I O Cables and Accessories The 100 pin high density SCSI connector on the USB 6509 interfaces to 100 pin ribbon cables or shielded cables For low cost unshielded connectivity use the R1005050 ribbon cable with two CB 50LP or CB 50 connector blocks a CB 100 kit For shielded connectivity use the SH100 100 F shielded digital I O cable with the SCB 100 connector block R1005050 Unshielded ribbon cable that terminates with two 50 pin IDC connectors 0 5 EM A okt Seer APR EH RE RR Sa a Ae Ps pe A 182762 0R5 WME nuu Bk ak hak Ak eth Ah Mir Bt a s NUR ee Beh ate Behe Kee kG 182762 01 QA oe A ISI SUAS coe oe ied 182762 02 SH100 100 F Shielded 100 conductor cable that terminates with a 100 pin 0 050 series D type connector that attaches to 100 pin accessories Tom ux Soe See es ee Se orn OE on eee Oe E Od 185095 01 185095 02 SCB 100 Shielded I O connector block wi
118. ty of fault conditions such as an application crash and automatically respond by setting the outputs to a user configured safe state Watchdogs are important whenever the module is connected to actuators such as pumps valves motors and relays A USB 6509 monitors the software application if the application fails to respond within a preset time limit the device automatically sets the output lines to a user defined safe state A USB 6509 remains in the watchdog state until the watchdog timer is disarmed the device is reset or the computer is restarted Trigger Your Application with Change Detection With change detection you can automatically trigger your software application to perform a digital read operation upon a digital change of state A digital change of state is defined as the rising edge 0 to 1 transition or falling edge 1 to O transition on one or more digital lines Using change detection you can monitor for digital events with minimal processor usage No polling is necessary because the digital I O module generates an interrupt to automatically wake up your application Using NI DAQmx software technology the USB 6509 notifies the software application when it detects an event causing the application to automatically perform a read operation To minimize the effects of noisy input lines use programmable input filters in combination with change detection to eliminate spurious change detection events caused by noise or glitches Elimina
119. u Overview 28 Este software incluye utilidades para el soporte en la configuraci n de los equipos creaci n de gr ficas producci n de reportes del desempe o del tr fico y reportes de incidentes eventos o alarmas 4 2 MARCO TE RICO A continuaci n se presentan los soportes te ricos y conocimientos previos necesarios para el desarrollo de este proyecto como la programaci n orientada a Objetos y Agentes para la escritura y traducci n del algoritmo de control control en lazo abierto y lazo cerrado para entender las diferencias y las ventajas que presentan el uno sobre el otro dependiendo de los sistemas a controlar teniendo en cuenta que en este caso se utiliza el modelo de control en lazo cerrado la microsimulaci n de tr fico puesto que es la herramienta utilizada para realizar pruebas virtuales del funcionamiento del modelo de control planteado la comunicaci n GPRS la cual se utiliza para compartir informaci n entre los controladores instalados en diferentes cruces y la central de tr fico Finalmente detalles t cnicos y de funcionamiento de los sensores de v deo ITERIS a utilizar para el conteo de veh culos en la implementaci n final de la aplicaci n de control 4 2 1 Programaci n orientada a objetos La Programaci n Orientada a Objetos POO es un modelo de programaci n que utiliza objetos ligados mediante mensajes para la soluci n de problemas La idea central es simple organizar los programas a imagen y se
120. usuario depurador integrado y numerosas herramientas m s para facilitar el 45 desarrollo de aplicaciones basadas en la versi n 4 0 del lenguaje C y la versi n 4 de NET Framework i http msdn microsoft com library z1zx9t92 46 5 AN LISIS DEL ALGORITMO DE CONTROL DE TR FICO MULTINODAL BASADO EN INTELIGENCIA COMPUTACIONAL En este cap tulo se explicar y describir el algoritmo de control basado en el modelo de Replicator Dynamics y que ha sido desarrollado por el Ingeniero Pablo Nafiez Ojeda de la Universidad de los Andes en convenio con IMATIC INGENIERIA LTDA y que se puede identificar en la Figura 9 Figura 9 Diagrama de Control en Lazo Cerrado para Control de Tr fico VALOR M XIMO DE VALORES COLA POR FLUJO PLAN DE SE ALES LUCES DE ANTERIORES DE LTIMO CICLO DE EJECUCI N CONTROLADOR AACTIVAR ACTUADOR SEM FOROS COLAS SENSADAS m ximo gt ALGORITMO DE CONTROL gt gt EQUIPO DE CONTROL EN EL LTIMO MOGUT DE TR FICO CICLO DE EJECUCI N SALIDA PLANTA TR FICO VEHICULAR RED VEHICULAR gt RED VISSIM VALOR ACTUAL DE LA COLA C MARAS ITERIS EQUIPO DETECTORES VISSIM EQUIPO Se utiliza en la realidad Se utiliza en simulaci n 5 1 ALGORITMO DE CONTROL El algoritmo desarrollado para el procesamiento de la informaci n y generaci n de un nuevo plan de se ales est basado en un modelo conocido como Replicato

validación y puesta en marcha del algoritmo de control de tráfico

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