El propósito de este Trabajo de Fin de Grado es la creación, implementación y análisis de un modelo de simulación de tráfico que represente y modele el comportamiento del flujo vehicular en condiciones de inestabilidad de la red vial de la zona centro de Madrid. Durante la realización del presente trabajo, se utiliza un modelo de simulación basado en eventos discretos, (DES), para la representación de flujos dinámicos de tráfico. Este modelo representa el sistema de tráfico como una secuencia de eventos, donde los cambios significativos en las variables de estado del sistema, están asociados con los eventos que ocurren solo en instantes de tiempo discretos. El sistema implementado simula la llegada aleatoria de vehículos, su paso por intersecciones reguladas por semáforos y la interacción entre los distintos tipos de vehículos en un entorno vial dinámico que facilita el análisis de la evolución del sistema. Para representar matemáticamente el comportamiento del tráfico, se ha hecho uso de la teoría de los procesos estocásticos, concretamente el de Poisson para modelar las llegadas de vehículos a la red vial y la teoría de colas para gestionar el flujo vehicular en las intersecciones. Se ha desarrollado una interfaz gráfica en Python que permite configurar los parámetros del sistema, visualizar el tráfico en tiempo real y exportar los resultados para el análisis que se lleva a cabo posteriormente. Además, se ha implementado un sistema de generación y gestión de eventos en Python mediante colas de prioridad, garantizando eficiencia y orden en la ejecución del modelo.
ABSTRACT
The purpose of this Final Degree Project is the design, implementation, and analysis of a traffic simulation model that represents and reproduces the behavior of vehicle flow under conditions of network instability in the central area of Madrid. Throughout the development of this work, a Discrete Event Simulation (DES) model has been used, for representing dynamic traffic flows. This model treats the traffic system as a sequence of discrete events, where significant changes in the system’s state variables occur only at specific points in time. The implemented system simulates the random arrival of vehicles, their movement through intersections controlled by traffic lights, and the interaction between different types of vehicles in a dynamic road environment, facilitating the analysis of system behavior. To mathematically represent traffic dynamics, the model relies on stochastic process theory, specifically, the Poisson process for modeling vehicle arrivals and queuing theory to manage flow at intersections. A Graphical User Interface (GUI) has been developed in Python, enabling users to configure system parameters, visualize traffic in real time, and export simulation results for subsequent analysis. Furthermore, the simulation includes a robust event generation and management system implemented via priority queues, ensuring both efficiency and order in the execution of the model.
El propósito de este Trabajo de Fin de Grado es la creación, implementación y análisis de un modelo de simulación de tráfico que represente y modele el comportamiento del flujo vehicular en condiciones de inestabilidad de la red vial de la zona centro de Madrid. Durante la realización del presente trabajo, se utiliza un modelo de simulación basado en eventos discretos, (DES), para la representación de flujos dinámicos de tráfico. Este modelo representa el sistema de tráfico como una secuencia de eventos, donde los cambios significativos en las variables de estado del sistema, están asociados con los eventos que ocurren solo en instantes de tiempo discretos. El sistema implementado simula la llegada aleatoria de vehículos, su paso por intersecciones reguladas por semáforos y la interacción entre los distintos tipos de vehículos en un entorno vial dinámico que facilita el análisis de la evolución del sistema. Para representar matemáticamente el comportamiento del tráfico, se ha hecho uso de la teoría de los procesos estocásticos, concretamente el de Poisson para modelar las llegadas de vehículos a la red vial y la teoría de colas para gestionar el flujo vehicular en las intersecciones. Se ha desarrollado una interfaz gráfica en Python que permite configurar los parámetros del sistema, visualizar el tráfico en tiempo real y exportar los resultados para el análisis que se lleva a cabo posteriormente. Además, se ha implementado un sistema de generación y gestión de eventos en Python mediante colas de prioridad, garantizando eficiencia y orden en la ejecución del modelo.
ABSTRACT
The purpose of this Final Degree Project is the design, implementation, and analysis of a traffic simulation model that represents and reproduces the behavior of vehicle flow under conditions of network instability in the central area of Madrid. Throughout the development of this work, a Discrete Event Simulation (DES) model has been used, for representing dynamic traffic flows. This model treats the traffic system as a sequence of discrete events, where significant changes in the system’s state variables occur only at specific points in time. The implemented system simulates the random arrival of vehicles, their movement through intersections controlled by traffic lights, and the interaction between different types of vehicles in a dynamic road environment, facilitating the analysis of system behavior. To mathematically represent traffic dynamics, the model relies on stochastic process theory, specifically, the Poisson process for modeling vehicle arrivals and queuing theory to manage flow at intersections. A Graphical User Interface (GUI) has been developed in Python, enabling users to configure system parameters, visualize traffic in real time, and export simulation results for subsequent analysis. Furthermore, the simulation includes a robust event generation and management system implemented via priority queues, ensuring both efficiency and order in the execution of the model. Read More
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