Bachelor's Thesis

Macroscopic traffic flow modelling

Final Thesis 1.6 MB Appendix 13.87 MB

Author of thesis: Ing. Kateřina Pidrová

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: doc. Ing. Tomáš Kisela, Ph.D.

Reviewer: doc. Mgr. Zdeněk Opluštil, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis is focused on macroscopic traffic flow modelling. First, we present a short introduction into the topic and basic model classification. Then we derive the continuity equation for macroscopic models and outline possible constitutive relations for a flux which determine the key features of the model. The main part of this work is focused on LWR model and its solution by the method of characteristic curves, with emphasize on shockwave creation. The thesis is concluded by an example and experiment comparing of the LWR model with real traffic on highway.

Keywords:

modeling of traffic flow, macroscopic model, model LWR, shockwave

Date of defence

19.06.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Mathematical Engineering (B-MAI)

Composition of Committee

doc. RNDr. Miroslav Kureš, Ph.D. (předseda)
Ing. Josef Bednář, Ph.D. (místopředseda)
Mgr. Irena Hlavičková, Ph.D. (člen)
Mgr. Jana Hoderová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Zdeněk Opluštil, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Tomáš Kisela, Ph.D.

Hlavními cíli práce bylo shrnout některé problémy makroskopického modelování dopravního toku, u vybraných modelů diskutovat možnost vzniku dopravních kolapsů a nastínit teoretické možnosti, jak kolapsům předcházet. V souvislosti s problémy makroskopického modelování se práce soustředí na odvození rovnice kontinuity a následnou diskusi volby vztahu mezi rychlostí a hustotou provozu. Jako hlavní předmět rozboru v navazujících kapitolách zvolen LWR model. Jde jeden z jednodušších základních modelů, který je však v krátkém časovém horizontu schopen dosahovat zajímavého souladu se skutečností, jak je demonstrováno v kapitole 5. V rámci tohoto modelu byla podrobněji studována situace popsaná nespojitostí v rozložení hustoty provozu v počátečním čase, která má za následek vznik dopravního kolapsu. Všechny tři cíle byly tedy splněny v míře odpovídající délce textu a obvyklé úrovni bakalářských prací.

Studentka pracovala samostatně, aktivně vyhledávala vlastní zdroje informací a zařazovala je do textu. V rámci přípravy práce studentka též absolvovala stáž u doc. Ing. Brandnera, Ph.D. na ZČU.

Bakalářskou práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Grade proposed by supervisor: C

  Tématem bakalářská práce je "Makroskopické modelování dopravního toku". Je rozdělena do sedmi kapitol, v nich autorka postupně zavádí matematický aparát týkající se dané problematiky, dále odvozuje rovnici kontinuity pro dopravní tok a zavádí Lighthill - Whitham - Richardsonův (LWR) model na kterém pak aplikuje experiment reálného provozu. Součástí bakalářské práce je také video soubor používaný v experimentu.
  Těžiště práce je ve zkoumání a rozboru LWR modelu. Jedná se o jeden z jednoduší základních modelů, přesto je na experimentu ukázána zajímavá shoda s reálnou situací.
  Studentka splnila požadavky a cíle bakalářské práce. Práce je velmi dobře členěná a přehledná. Text je ucelený a srozumitelný. Počet pravopisných chyb resp. překlepů nepřesahuje obvyklou míru u textu takového rozsahu. Autorce bych speciálně vytkl, že uvedená literatura [3], [7] není v textu nikde citována.
  Naopak na práci oceňuji především závěrečný experiment na kterém studentka ukázala aplikaci popsaného LWR modelu.
  Bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou "dobře".
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. 1. Ve druhé kapitole je odvozena metoda charakteristik pro řešení homogenní lineární parciální diferenciální rovnice prvního řádu (2.3). Tato metoda je dále autorkou používána pro rozbor odvozeného LWR modelu a aplikována, dle autorky, na nelineární PDR. V kapitole 2 (týkající se právě výše uvedené metodě charakteristik) se píše cituji: " Princip řešení nelineární rovnice je ale v podstatě stejný." Mohla by tedy autorka pro ilustraci uvést konkrétní příklad nelineární PDR prvního řádu a její obecné řešení pomocí metody charakteristik?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová