CityFlow

Projekt dyplomowy, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, 2019/2020

Temat

Modelowanie i symulacja przepływu powietrza w obszarach zurbanizowanych na przykładzie Krakowa.

Cel pracy

Celem pracy jest opracowanie uproszczonych modeli przepływu powietrza w obszarach miejskich oraz symulacja przepływu powietrza („przewietrzanie”) z wykorzystaniem danych o topografii i zabudowie terenu. W ramach opracowanych modeli powinien zostać zbadany wpływ zabudowy tzw. „korytarzy przewietrzania” na przepływ powietrza w poszczególnych rejonach miasta i na propagację zanieczyszczeń.

Instrukcja uruchomienia

Program uruchamia się poleceniem python cityflow.py <config>, gdzie to ścieżka do pliku konfiguracyjnego. Jeżeli nic nie zostanie podane jako argument wywołany zostanie domyślny plik konfiguracyjny (config.txt). W projekcie jest już zaimplementowany przykładowy plik konfiguracyjny, po pobraniu projektu wystarczy tylko uruchomić polecenie python cityflow.py.

Moduły potrzebne do uruchomienia

Program pisany był na wersji Pythona 3.7.4

Potrzebne moduły:

json
sys
numpy
math
shapely
datetime
xml
geopy
osmium
matplotlib
descartes

Plik konfiguracyjny

Wszystkie ustawienia programu definiuje się w pliku konfiguracyjnym.

Parametry:

"name" - nazwa projektu
"raydenspermeter" - ilość promieni na metr, im wyższa wartość, tym wyższa dokładność, ale też wydłużony czas wykonania symulacji
"osmmap" - śnieżka do mapy OSM (w folderze resources znajduje się kilpa przykładowych map). W programie zaimplementowane zostały przypadki testowe, można je uruchomić ustawiając wartość parametru na jedną z poniższych:
- "cube" - pojedynczy prostopadłościan
- "cubeRow" - 2 prostopadłościany w rzędzie
- "cubeCol" - 2 prostopadłościany obok siebie
- "cylinder" - cylinder
"visualize" - lista widoków do wizualizacji. Każdy element skłąda się z 2 części pierwsza to pozycja ("top", "side"), druga to odległość od początku osi współżędnych w metrach ("0", "6"). Przykład poprawnego argumentu: ["top6", "side10", "top0", "side0"]
"outbuildingname" - nazwa pliku wyjściowego z budynkami
"outrayname" - nazwa pliku wyjściowego z promieniami
"savebuildings" - flaga czy plik z budynkami ma być zapisany, jeżeli "True" to tak, każda inna wartość to nie
"saverays" - flaga czy plik z promieniami ma być zapisany, jeżeli "True" to tak, każda inna wartość to nie
"withoutstraightrays" - flaga czy w zapisanym pliku powinny znajdować się promienie któe nie napotkały żadnej przeszkody, jeżeli "True" to nie pojawią się, każda inna wartość to wszystkie promienie zostaną zapisane
"everynray" - parametr informujący co który promień będzie zapisany, np. jeżeli 2 to co 2 promień będzie zapisany, jeżeli 1 to każdy promień będzie zapisany

Wizualizacja 3D

Do wizualizacji 3D potrzebny jest program Blender.

Aby przedstawić wizualizację należy uruchomic 2 skrypty blender\city.py i blender\rays.py. W obu skryptach należy podać ścieżki do wygenerowanych wcześniej plików.

W projekcie są dołączone przykładowe, wcześniej wygenerowane pliki z budynkami i promieniami.

W skrypcie city.py należy podać ścieżkę do pliku building_2.txt, a w skrypcie rays.py należy podać ścieżkę do pliku ray_2_0.5_2.txt.

Rejurhf / CityFlow