Der im Rahmen der Projektgruppe STOP (PG 502) implementierte Verkehrssimulator "TrafficSimulator", soll bei der Evaluation des ebenfalls durch die Projektgruppe entwickelten Routingalgorithmus BeeJamA-Projektes helfen. Allerdings unterliegt der TrafficSimulator verschiedenen Einschränkungen, die der langfristigen Verwendung während der Weiterentwicklung des BeeJamA-Routingalgorithmus’ entgegenstehen.
Die Simulation wird in einem Java-Prozess durchgeführt, in welchem auf die benötigten Datenstrukturen direkt zugegriffen wird. Die maximale Größe durchführbarer Simulationen ist somit auf die Ressourcen des Rechners beschränkt, auf dem die Simulation durchgeführt wird.
Die verschiedenen Komponenten des Simulators (der Routingalgorithmus, das Regelwerk zur Steuerung der Bewegungen der Fahrzeuge und die zeitdiskrete Simulationseinheit) sind eng miteinander verwoben. Ein Austauschen bzw. Erweitern einzelner Komponenten ist somit nicht möglich, ohne schwerwiegende Veränderungen am Gesamtsystem vornehmen zu müssen. So wäre es wünschenswert, das Regelwerk des Zellularautomaten auszuwechseln, um Simulationen mit unterschiedlichen Fahrerver halten durchführen und miteinander vergleichen zu können. Ebenfalls sind die simulierten Entitäten eng miteinander gekoppelt. Der TrafficSimulator definiert keine klaren Schnittstellen zwischen den simulierten Entitäten (z.B. dem Auto, dem Navigationsgerät im Auto und dem Navigator, mit dem die Navigationsgeräte im BeeJamA kommunizieren). Dadurch ist es nicht möglich, mit Hilfe des Simulators entwickelte Systemkomponenten in anderen Umgebungen wiederzuverwenden. So wäre ein experimenteller Versuchsaufbau zur Kommunikation der Endgeräte mit dem Navigator über das Mobilfunknetz wünschenswert.
Die Weiterentwicklung des Verkehrssimulators zu einem modular aufgebauten, skalierbaren Simulationsframework und die Erweiterung um zusätzliche Funktionen stellt daher einen unerlässlichen Schritt bei der Weiterentwicklung des BeeJamA-Routingalgorithmus dar. In dieser Diplomarbeit soll nun eine verteilte Simulationsumgebung zur Analyse dezentraler Routingalgorithmen in dynamischen Verkehrsszenarien modelliert und implementiert werden. Dafür ist eine Untersuchung notwendig, in wie weit der vorhandene monolithische Verkehrssimulator wiederverwendet werden kann. Nötigenfalls muss eine Neuentwicklung eines modular aufgebauten, skalierbaren Simulationsframework stattfinden. Unter Beachtung eines sowohl realitätsnahen als auch effizienten Designs, soll das entwickelte Simulationsframework folgende Anforderung erfüllen:
Durch Parallelverarbeitung sollen rechenintensive Operationen auf mehrere Computer aufgeteilt werden, mit dem Ziel die Gesamtausführungszeit zu verkleinern. Um die in der Realität auftretende Kommunikations- und Koordinationskomplexität analysieren und so getreu wie möglich abzubilden zu können, sollte die verteilte Simulation möglichst realistisch nachgebildet werden. In einer solchen Nachbildung soll die Partitionierung des Verkehrsnetzes in Bereiche im dezentralen Routingalgorithmus BeeJamA Beachtung finden. Damit sollte eine Analyse des Kommunikationsaufwands zur Verwaltung der Bereiche ermöglicht werden. Allerdings wird eine effiziente Bereichsbildung derzeit in einer verwandten Arbeit untersucht. Daher soll die realistische Bereichsbildung im Design beachtet, aber eine Konzentration auf die effiziente Parallelverarbeitung der Simulation stattfinden.
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