Modelos de simulação em MATSim aplicados à análise de sistemas de transporte

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

A simulação com base em agentes inteligentes tem sido cada vez mais utilizada ao longo dos tempos, não só pelas suas características, mas também pelas potencialidades do seu uso quando aplicado nas diferentes áreas em que é possível a sua inclusão. Nesta dissertação foi utilizado o MATSim, uma ferramenta de simulação por agentes que permite realizar análises de sistemas de transportes com base em modelos de atividades (activity-based modelling), disponibilizada de forma gratuita e que pode representar uma alteração substancial da forma de análise dos sistemas de transporte no futuro. O MATSim é uma ferramenta desenvolvida em linguagem java e é disponibilizada na forma open-source. Trata-se de uma ferramenta desenvolvida segundo a arquitetura das linguagens orientadas por objetos, baseada na simulação por agentes e atividades, em que é possível a modelação de grandes cenários recorrendo a um nível de detalhe “microscópico”. É possível também a captura de fenómenos emergentes a quando da implementação de mudanças na rede ou das características dos agentes intervenientes na simulação. Para comprovar a aplicabilidade deste tipo de ferramentas à modelação e análise de sistemas de transportes em meio urbano foi construído um modelo em MATSim para uma zona da cidade de Lisboa, constituída pelas freguesias de Alvalade, Nossa Senhora de Fátima, São João de Deus, São Sebastião da Pedreira e São Jorge de Arroios. Por fim, foi efetuada a calibração do modelo, bem como da validação dos resultados obtidos, considerando para tal a obtenção de uma curva de tráfego em que exista o menor número possível de veículos em circulação entre as horas de ponta da manhã e da tarde, visto que se tratam apenas de viagens casa-trabalho e trabalho-casa (não compatibilizando as viagens efetuadas no período laboral), um fator de hora de ponta equiparável aos registados pelos postos de contagem da CML (Câmara Municipal de Lisboa). A utilização de dados reais de contagens de tráfego foi também tida em conta nestes processos de calibração e validação.

Abstract: The agent-based simulation have been increasingly used over the past years, not only due to the features of this kind of simulation, but also for the potential of its use when applied to different fields where is possible to consider its inclusion. In this dissertation, it was used the MATSim, an agent-based simulation tool that which allows you to perform analyses of activity-based models transport systems, open-source available and that can represent a substantial change in the form of transport analysis system in the future.MATSim is a tool that is based on this kind of simulation. It is developed in java language and is open-source. It is an object-oriented tool based on agent-based and activity-based simulationand is capable of model large scenarios using a “microscopic” level of detail. It can also capture emergent phenomena upon the implantation of different network characteristics or agents attributes involved in the simulation. To demonstrate the applicability of this kind of tools for modeling and analysis of transport systems in urban areas, a model for an area of Lisbon, composed by the civil parishes ofAlvalade, Nossa Senhora de Fátima, São João de Deus, São Sebastião da Pedreira e São Jorge de Arroios was built using the tool MATSim, which was described above. Finally, a model calibration as well as the validation was done, of the results obtained. For the purpose, a traffic curve in which there is as low number of vehicles in circulation between rush hours as possible was considered, since only travel from home to work and work-home was implemented, not matching the trips made in the work period, a peak hour factor comparable to those recorded by the counters of CML (Câmara Municipal de Lisboa) and the comparison of the model output’s with real data traffic counts tip.