Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การจำลองพร้อมการจินตทัศน์สภาพจราจรบนถนนในระดับจุลภาคแบบกระจายด้วยกลุ่มสถานีงาน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Distributed microscopic traffic simulation with visualization using workstation clusters

Year (A.D.)

2001

Document Type

Thesis

First Advisor

สืบสกุล พิภพมงคล

Second Advisor

สรวิศ นฤปิติ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์

DOI

10.58837/CHULA.THE.2001.1345

Abstract

การจำลองในระดับจุลภาคเป็นวิธีการที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์และออกแบบระบบทางจราจร อย่างไรก็ตาม แบบจำลองที่มีอยู่มักจะมีข้อจำกัดในด้านการจินตทัศน์แบบทันกาล ในด้านความสามารถในการปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมในการจราจร และในด้านประสิทธิภาพเชิงความเร็วเมื่อประมวลผลปริมาณรถจำนวนมาก ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเสนอการพัฒนาต้นแบบจำลองการจราจรในระดับจุลภาค พร้อมแสดงการจินตทัศน์แบบทันกาล โดยใช้หลักการประมวลผลแบบกระจายด้วยกลุ่มสถานีงาน ในการทดลองได้ใช้สถานีงานจำนวน 3 เครื่องเชื่อมต่อกันบนเครือข่ายท้องถิ่นความเร็ว 100 Mbps การแบ่งภาระในการประมวลผลใช้หลักการแบ่งเชิงพื้นที่ในลักษณะที่มีการติดต่อข้ามพื้นที่ให้น้อยที่สุดเพื่อลดเวลาที่สูญเสียสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลรถระหว่างสถานีงานลง ซึ่งจะเหมาะกับการประมวลผลแบบขนานในลักษณะกระจายลักษณะทางกายภาพของถนนสามารถกำหนดให้จำลองได้ถึงในระดับช่องทางจราจร การเคลื่อนที่ของรถแต่ละคันใช้หลักการเคลื่อนที่ตามกัน การเปลี่ยนช่องทางจราจร การเร่งและการชะลอตามสัญญาณไฟจราจรทุกสถานีงานในระบบทำงานแบบประสานเวลาโดยใช้หลักการกีดขวางเพื่อกำหนดให้สถานีงานที่ประมวลผลเสร็จแล้วหยุดรอจนกว่าสถานีงานในระบบจะประมวลผลเสร็จทุกเครื่อง จึงทำงานในรอบถัดไปได้ โดยมีสถานีงานหนึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องหัวหน้าเพื่อควบคุมการประสานเวลาภายในระบบ ส่วนสถานีงานที่เหลือเป็นเครื่องผู้ช่วย อย่างไรก็ตามทั้งเครื่องหัวหน้าและเครื่องผู้ช่วย ต่างมีหน้าที่ในการประมวลผลโครงข่ายย่อยที่แต่ละเครื่องได้รับผิดชอบเช่นกัน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า การประมวลผลด้วยสถานีงานเพียงเครื่องเดียวสามารถประมวลผลรถได้ในปริมาณที่จำกัดเรื่องจากสาเหตุด้านทรัพยากรของระบบ และประสิทธิภาพของระบบจะลดลงเมื่อประมวลผลปริมาณรถใกล้จำนวนจำกัดดังกล่าว การกระจายการประมวลผลด้วยกลุ่มสถานีงานจะช่วยลดเวลาในการประมวลผลเมื่อปริมาณรถในระบบมีมาก ขณะที่ประสิทธิภาพเชิงความเร็วของระบบดีขึ้น ประสิทธิภาพการทำงานของระบบจะดีที่สุดเมื่อสถานีงานแต่ละสถานีมีการกระจากภาระการประมวลผลด้วยปริมาณรถจำนวนใกล้เคียงกันโดยที่สถานีงานแต่ละสถานีมีความสามารถในการประมวลผลเท่ากัน

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Microscopic simulation is a method for analysis and design of a traffic system. However, an existing model has the limitation of a real-time visualization, capability to change the traffic environment of the traffic system, and speeding up performance when the model processes a large amount of vehicles. This research proposes a traffic simulation prototype that uses loosely coupled distributed workstation clusters with real-time visualization. In this research experiment, a road network resides in three workstations connected by a LAN of 100 Mbps data transfer rate. The large network is divided into smaller subnetworks by means of the spatial characteristic of the network to minimize communication overhead for vehicles transferring among the clusters of workstations. The traffic network is represented at the lane level, and the movements of individual vehicles are represented by a car following, lane changing and traffic signal controlling model. The time synchronization of the whole network employs the barrier concept that disallows the progress of time, until the barrier is executed by all systems involved. Before the execution, one of the subnetworks is assigned as the master machine, which handles not only the subnetwork simulation, but also the responsibility for providing the outgoing synchronized inormation to other slave machines. The result of the simulation demonstrated that one workstation can process up to a finite number of vehicles according to the limitation of system resource. The process on clustered workstations gives better performance as the number of vehicles in the simulated system increases. The performance of the system achieves the best when each workstation, which has an equal performance, is allocated with an approximately the same number of vehicles.

Link to Full Text

Share

COinS