85 Commits

Author SHA1 Message Date
bce15fe90f Merge branch 'dev' into cleanup 2025-12-07 23:21:44 +00:00
542ce9c8c0 Merge pull request #37 from davidalves04/javadoc
Javadoc
2025-12-07 23:18:41 +00:00
926245986f finish 1st javadoc round 2025-12-07 22:39:21 +00:00
3a3756f701 Translate graph labels and titles to PT 2025-12-07 20:12:43 +00:00
83c3d65e38 more javadoc - dashboard, des, logging 2025-12-07 19:57:40 +00:00
a8ce95e08c Refactor and enhance documentation across multiple classes (Analysis through DashboardStatistics) 2025-12-07 19:33:40 +00:00
Gaa56
b624cfe11e Documentation 2025-12-07 15:51:50 +00:00
a2f9e725de feat: Implement batch performance analysis dialog and routing policies
- Added BatchAnalysisDialog for running multiple simulations and generating reports.
- Implemented LeastCongestedRouteSelector for dynamic routing based on congestion levels.
- Created RandomRouteSelector for baseline random routing strategy.
- Developed ShortestPathRouteSelector to select routes based on the shortest path.
- Defined RouteSelector interface to standardize routing policy implementations.
- Introduced RoutingPolicy enum to manage available routing strategies.
2025-12-07 00:35:06 +00:00
92ff883d4c fixed dash formatting 2025-12-06 00:59:09 +00:00
ea33d61a9e removed tests 2025-12-05 02:42:31 +00:00
240563419b removed empty impl test files 2025-12-05 02:38:11 +00:00
90db380f61 Dash editor and DES impl 2025-12-05 02:29:33 +00:00
d28a77b6a4 small fixes + debug 2025-11-29 00:07:53 +00:00
1b6ad03057 Merge pull request #35 from davidalves04/cleanup
Refactor Simulation Core & Enhance Dashboard UI
2025-11-27 20:20:34 +00:00
173d9e54ce test: Reduce traffic light coordination test monitoring duration from 60s to 10s 2025-11-23 23:06:08 +00:00
5202032471 feat: Dynamically set simulation log file path using OS temporary directory and remove isSimulationRunning method. 2025-11-23 23:03:07 +00:00
46d148c9d5 Allow manual trigger for publish-release job 2025-11-23 22:23:13 +00:00
0d85d010bf Sync CI with main branch 2025-11-23 22:14:10 +00:00
906e958729 feat: Introduce Launcher class as the application entry point and update pom.xml to use it. 2025-11-23 21:53:52 +00:00
19709f0d7a feat: update main class to sd.dashboard.DashboardUI in pom.xml configurations. 2025-11-23 21:29:38 +00:00
13fa2f877d refactor: improve traffic light queue processing, add graceful intersection shutdown, and remove obsolete event and serialization classes. 2025-11-23 21:23:33 +00:00
96c5680f41 moved start to dashboard + fixed holding queue - looped sleep might be fine in this case + better customization via CSS file 2025-11-22 23:52:51 +00:00
d74517a27b starting the codebase cleanup for final delivery- single process prototype removal 2025-11-22 22:52:01 +00:00
ce7f642246 slight sim change and engine code fomat 2025-11-22 21:45:16 +00:00
8f97aab836 Merge pull request #34 from davidalves04/dev
testing
2025-11-22 21:43:33 +00:00
David Alves
86c0c4b5b3 Add configurable travel times by vehicle type
@0x1eo can u check this pls
2025-11-22 16:18:02 +00:00
6fdcf376b2 i might kms 2025-11-22 00:13:19 +00:00
David Alves
ecb70fa6a2 Merge pull request #33 from davidalves04/17-create-dashboardserver-process
Dashboard Server Implementation
2025-11-19 19:16:50 +00:00
06f079ce5b fix intersections starting independently with no coordination 2025-11-18 14:29:11 +00:00
72893f87ae added dashboard server and built an example implementation for the message protocol 2025-11-14 02:01:51 +00:00
6b94d727e2 shutdown and teardown fixes + incoming connection handler 2025-11-11 17:28:44 +00:00
84cba39597 bullshit fixes 2025-11-06 20:31:59 +00:00
5dc1b40c88 Merge pull request #32 from davidalves04/14-create-trafficlightthread-class
14 create trafficlightthread class
2025-11-06 13:53:12 +00:00
3117bdf332 Merge branch 'dev' into 14-create-trafficlightthread-class 2025-11-06 13:53:01 +00:00
1140c3ca48 Merge pull request #30 from davidalves04/13-create-exit-node-process
13 create exit node process
2025-11-06 13:49:21 +00:00
Gaa56
484cba1eee Update TrafficLightThread 2025-11-05 13:21:10 +00:00
Gaa56
0e5526c3f6 Merge pull request #31 from davidalves04/dev
Dev
2025-11-05 12:37:48 +00:00
David Alves
cf88db4297 Add traffic light coordination and tests
Sorry to add this on this branch ahah
2025-11-05 12:09:32 +00:00
David Alves
0960a7a141 Add ExitNodeProcess and unit tests 2025-11-05 11:54:34 +00:00
David Alves
3b4f968a59 Merge pull request #29 from davidalves04/12-implement-coordinatorgenerator-process
Coordinator Process Implementation
2025-11-03 00:02:56 +00:00
0c256ad6f5 Fix Intersection Destination - Doubled Advance 2025-11-02 23:56:54 +00:00
340e436063 Merge branch 'dev' into 12-implement-coordinatorgenerator-process 2025-11-02 23:21:36 +00:00
1684a6713e Implementation of the Coordinator Process 2025-11-02 23:17:15 +00:00
22a7081ade Merge pull request #28 from davidalves04/10-create-network-communication-classes
Fix Serialization
2025-11-02 22:39:38 +00:00
3b699556db Merge branch 'dev' into 10-create-network-communication-classes 2025-11-02 22:39:26 +00:00
Gaa56
d078808486 Update SocketConnection 2025-10-30 19:25:27 +00:00
Gaa56
98581b562d Merge pull request #27 from davidalves04/9-design-message-protocol-specification
#10 Req
2025-10-30 18:44:54 +00:00
Gaa56
4710c96450 Create TrafficLightThread Class 2025-10-30 18:06:02 +00:00
f9644bd18c Merge pull request #26 from davidalves04/dev
#12 Req.
2025-10-30 16:09:04 +00:00
David Alves
c6b710ac52 Merge pull request #25 from davidalves04/11-convert-intersection-to-standalone-process
11 convert intersection to standalone process
2025-10-30 16:00:05 +00:00
David Alves
dc4f567e1f Move vehicle route advancement to intersection arrival 2025-10-30 15:57:58 +00:00
David Alves
db5e01021a Refactor IntersectionProcess and add unit tests 2025-10-30 10:41:17 +00:00
David Alves
dab0651dbd Corrected directions 2025-10-29 22:36:58 +00:00
David Alves
4772add574 Merge pull request #24 from davidalves04/dev
Dev
2025-10-27 23:04:15 +00:00
David Alves
ae27115791 Merge pull request #23 from davidalves04/11-convert-intersection-to-standalone-process
Create IntersectionProcess main class
2025-10-27 22:58:55 +00:00
David Alves
684fb408ef Create IntersectionProcess main class 2025-10-27 22:53:37 +00:00
David Alves
d057adeab3 Revert "Enunciado uploaded"
This reverts commit be4e7f66d6.
2025-10-27 22:52:19 +00:00
David Alves
be4e7f66d6 Enunciado uploaded 2025-10-27 18:03:17 +00:00
fd26063f6e Merge pull request #22 from davidalves04/10-create-network-communication-classes
Create network communication classes
2025-10-27 12:29:22 +00:00
Gaa56
d8b59cc502 Deleted MessageSerializer 2025-10-27 09:18:33 +00:00
Gaa56
06c34a198a Removed MessageSerializer 2025-10-27 09:15:33 +00:00
Gaa56
1524188b29 Add connection retry logic 2025-10-26 17:00:34 +00:00
Gaa56
bc1a8da160 Create MessageSerializer utility 2025-10-25 18:00:58 +01:00
Gaa56
96903e4b7c SocketConnection 2025-10-25 17:43:25 +01:00
Gaa56
6c5eab0e72 Create SocketConnection wrapper class 2025-10-25 17:41:55 +01:00
23f7a74798 Add dependency build to CI job 2025-10-24 20:20:15 +01:00
d7dec0d73e Merge pull request #21 from davidalves04/9-design-message-protocol-specification
Mmessage protocol specification
2025-10-24 20:12:18 +01:00
David Alves
534a880e3e Remove unused supports method from MessageSerializer 2025-10-24 12:02:03 +01:00
David Alves
ba3233eae1 Java serialization removed 2025-10-23 22:44:25 +01:00
David Alves
d20040835c README 2025-10-23 20:28:43 +01:00
David Alves
2399b4b472 Delete main/docs directory 2025-10-23 20:22:53 +01:00
David Alves
974debf7db Design serialization format
JSON
2025-10-23 20:08:26 +01:00
8e95bc4c01 Testing job 2025-10-23 00:46:52 +01:00
33ed84b0c2 Enhance Maven workflow with release publishing
Added a publish-release job to create a GitHub release with the built JAR file when a tag is pushed.
2025-10-23 00:36:13 +01:00
9093b13c5d Rollback
Oops
2025-10-23 00:27:37 +01:00
12b7aabe87 Enhance CI workflow with security and dependency checks
Added security scan and dependency review jobs to the workflow.
2025-10-23 00:21:36 +01:00
c30aa25de0 Update Maven workflow to use JDK 17 and improve steps 2025-10-23 00:14:34 +01:00
3689f7a207 Set working directory for dependency graph update
Specify working directory for dependency graph update
2025-10-23 00:08:16 +01:00
bb18c1119e Update Maven build file path to main/pom.xml 2025-10-23 00:02:55 +01:00
f0dbdb551d Add GitHub Actions workflow for Java CI with Maven
This workflow builds a Java project using Maven, caches dependencies, and updates the dependency graph for improved Dependabot alerts.
2025-10-23 00:01:55 +01:00
f519c9aba7 Merge pull request #20 from davidalves04/8-single-process-prototype
Step 2: Single-Process Prototype
2025-10-22 23:51:19 +01:00
1216089e80 Step 2 - Finishing touches 2025-10-22 23:37:27 +01:00
211ea25ca5 Step 2 - Finishing touches 2025-10-22 23:36:41 +01:00
Gaa56
3fe467a2a3 Create MessageProtocol interface 2025-10-22 19:19:28 +01:00
David Alves
af9b091e76 Define message types 2025-10-22 18:43:49 +01:00
74 changed files with 11129 additions and 2310 deletions

104
.github/workflows/maven.yml vendored Normal file
View File

@@ -0,0 +1,104 @@
name: Java CI with Maven
on:
workflow_dispatch:
push:
branches: [ "dev", "cleanup" ]
tags:
- 'v*.*.*'
pull_request:
branches: [ "main" ]
jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v4
- name: Set up JDK 17
uses: actions/setup-java@v4
with:
java-version: '17'
distribution: 'temurin'
cache: maven
- name: Build with Maven
run: mvn -B package
working-directory: main
- name: Upload built JAR
uses: actions/upload-artifact@v4
with:
name: package
path: main/target/*.jar
- name: Generate dependency graph
run: mvn -B -f main/pom.xml com.github.ferstl:depgraph-maven-plugin:4.0.1:graph
- name: Upload dependency graph artifact
uses: actions/upload-artifact@v4
with:
name: dependency-graph
path: main/target/**
build-windows:
runs-on: windows-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v4
- name: Set up JDK 17
uses: actions/setup-java@v4
with:
java-version: '17'
distribution: 'temurin'
cache: maven
- name: Build with Maven (Skip Tests)
run: mvn -B package -DskipTests
working-directory: main
- name: Create JPackage App Image
shell: pwsh
run: |
New-Item -ItemType Directory -Force -Path "dist"
jpackage --name "DTSS" `
--input main/target `
--main-jar main-1.0-SNAPSHOT.jar `
--dest dist `
--type app-image `
--win-console
- name: Inject java.exe
shell: pwsh
run: |
$javaPath = (Get-Command java).Source
Copy-Item -Path $javaPath -Destination "dist/DTSS/runtime/bin/"
- name: Zip Windows Release
shell: pwsh
run: |
Compress-Archive -Path "dist/DTSS" -DestinationPath "dist/DTSS-Windows.zip"
- name: Upload Windows Artifact
uses: actions/upload-artifact@v4
with:
name: windows-package
path: dist/DTSS-Windows.zip
publish-release:
runs-on: ubuntu-latest
needs: [build, build-windows]
if: startsWith(github.ref, 'refs/tags/') || github.event_name == 'workflow_dispatch'
permissions:
contents: write
steps:
- name: Download Linux JAR
uses: actions/download-artifact@v4
with:
name: package
path: main/target/
- name: Download Windows Zip
uses: actions/download-artifact@v4
with:
name: windows-package
path: windows-dist/
- name: Create GitHub Release
uses: softprops/action-gh-release@v2
with:
tag_name: ${{ startsWith(github.ref, 'refs/tags/') && github.ref_name || 'snapshot-build' }}
name: ${{ startsWith(github.ref, 'refs/tags/') && github.ref_name || 'Manual Snapshot Build' }}
draft: false
prerelease: true
make_latest: false
files: |
main/target/*.jar
windows-dist/*.zip

9
.gitignore vendored
View File

@@ -3,6 +3,9 @@
# Log files
*.log
*.trace
logs
*.md
# BlueJ files
*.ctxt
@@ -48,3 +51,9 @@ build/
# Other
*.swp
*.pdf
# JAR built pom file
dependency-reduced-pom.xml
# Python env
venv/

175
TODO.md
View File

@@ -1,175 +0,0 @@
### Compreender os Conceitos Fundamentais
Primeiro, as tecnologias e paradigmas chave necessários para este projeto devem ser totalmente compreendidos.
- **Processos vs. Threads:** O projeto especifica o uso de ambos.
- **Processos (para Cruzamentos)** são programas independentes, cada um com o seu próprio espaço de memória. Em Java, cada cruzamento será provavelmente executado como uma aplicação Java separada (uma instância distinta da JVM).
- **Threads (para Semáforos)** existem _dentro_ de um processo e partilham memória. Isto é adequado para os semáforos, pois eles precisam de ser coordenados e partilhar dados (como filas de veículos) dentro do mesmo cruzamento.
- **Comunicação Entre Processos (IPC - Inter-Process Communication):** Como os cruzamentos são processos separados, é necessário um método para que eles comuniquem. **Sockets** são o método especificado. Quando um veículo sai de um cruzamento (ex: `Cr1`) e vai para outro (ex: `Cr2`), o processo `Cr1` precisa de enviar uma mensagem contendo os dados do veículo para o processo `Cr2` através de uma conexão por socket.
- **Simulação de Eventos Discretos (DES - Discrete-Event Simulation):** Este é o paradigma de simulação que deve ser utilizado. Em vez de o tempo fluir continuamente, o relógio da simulação salta de um evento para o seguinte.
- Um **evento** é um objeto que representa algo que acontece num ponto específico no tempo (ex: "Veículo A chega ao Cr2 no tempo 15.7s").
- Uma **lista de eventos** central, frequentemente uma fila de prioridades, será necessária para armazenar eventos futuros, ordenados pelo seu timestamp. O ciclo principal da simulação retira o próximo evento da lista, processa-o e adiciona quaisquer novos eventos que resultem dele.
- **Processo de Poisson:** Para o modelo "mais realista" de chegadas de veículos, é especificado um processo de Poisson. A principal conclusão é que o tempo _entre_ chegadas consecutivas de veículos segue uma **distribuição exponencial**. Em Java, este intervalo pode ser gerado usando `Math.log(1 - Math.random()) / -lambda`, onde `lambda` (λi) é a taxa de chegada especificada.
---
### Uma Sugestão de Arquitetura de Alto Nível
Abaixo, é apresentada uma possível estrutura para a aplicação distribuída. Pode ser vista como um conjunto de programas independentes que comunicam através de uma rede.
1. **Processo Coordenador/Gerador (1 Processo):**
- **Propósito:** Iniciar a simulação, gerar veículos e gerir o relógio global da simulação ou os critérios de paragem.
- **Responsabilidades:**
- Lê a configuração da simulação (ex: carga de tráfego λi, tempos dos semáforos).
- Gera veículos de acordo com o modelo selecionado (intervalo fixo ou processo de Poisson).
- Atribui a cada novo veículo um percurso com base na distribuição uniforme especificada.
- Injeta o veículo no sistema enviando uma mensagem para o primeiro processo de cruzamento no seu percurso (ex: de um ponto de entrada E1 para Cr1).
2. **Processos de Cruzamento (5 Processos):**
- **Propósito:** Simular cada cruzamento (`Cr1` a `Cr5`) como um processo distinto.
- **Responsabilidades:**
- Escuta por veículos a chegar de outros processos.
- Gere as filas de veículos para os seus semáforos.
- Executa múltiplas **threads de Semáforo** internamente.
- Coordena estas threads para garantir que apenas uma direção de tráfego está aberta a cada momento.
- Quando um veículo atravessa, é encaminhado para o processo seguinte no seu percurso.
- Envia periodicamente as suas estatísticas (ex: comprimentos atuais das filas) para o Servidor do Dashboard.
3. **Processo de Nó de Saída (1 Processo):**
- **Propósito:** Representar o ponto de saída `S` e atuar como um coletor de dados para estatísticas globais.
- **Responsabilidades:**
- Recebe veículos que completaram o seu percurso.
- Calcula métricas globais como o tempo total de viagem (tempo de permanência) para cada veículo.
- Agrega e calcula as estatísticas finais (ex: tempo de viagem mínimo, máximo e médio por tipo de veículo).
- Envia estas estatísticas globais para o Servidor do Dashboard.
4. **Processo do Servidor do Dashboard (1 Processo):**
- **Propósito:** Agregar e exibir todos os dados da simulação em tempo real.
- **Responsabilidades:**
- Abre um socket de servidor e escuta por dados a chegar de todos os processos de Cruzamento e de Saída.
- Armazena e atualiza as estatísticas à medida que chegam.
- Apresenta os dados numa interface de utilizador, que deve exibir métricas e ser atualizada durante a simulação.
---
### Plano
Nem tudo deve ser construído de uma só vez. Os seguintes passos incrementais são recomendados.
#### **Passo 1: Modelação e Classes Principais (Não-distribuído)**
Antes de escrever qualquer lógica complexa, as estruturas de dados devem ser definidas. Devem ser criados Plain Old Java Objects (POJOs) para:
- `Veiculo`: Com atributos como um identificador único, tipo, tempo de entrada e o percurso realizado. Deve ser tornado `Serializable` para que possa ser enviado através de sockets.
- `Evento`: Com atributos como um timestamp e o tipo de evento (ex: `VEHICLE_ARRIVAL`), bem como dados associados.
- `Semaforo`: Para conter o seu estado (`VERDE`/`VERMELHO`) e a fila de veículos.
- `Cruzamento`: Para conter os seus semáforos e a lógica operacional.
#### **Passo 2: Construir um Protótipo de Processo Único**
Este é um passo crucial. Sockets e processos devem ser deixados de lado por agora para construir toda a simulação numa única aplicação Java.
- Deve ser criado um ciclo de simulação central baseado numa fila de prioridades para objetos `Evento`.
- Todos os objetos `Cruzamento` e `Semaforo` devem ser instanciados.
- A lógica principal deve ser tornada funcional: veículos a moverem-se entre filas, semáforos a mudar de estado e estatísticas básicas a serem recolhidas.
- **Objetivo:** Uma simulação totalmente funcional e não-distribuída. Isto torna a depuração significativamente mais fácil.
#### **Passo 3: Distribuir os Cruzamentos**
O protótipo pode agora ser convertido num sistema distribuído.
- A classe `Cruzamento` deve ser tornada executável como uma aplicação Java autónoma (com um método `main`). Serão lançadas cinco instâncias, uma para cada cruzamento.
- Devem ser configurados sockets TCP para comunicação. Cada processo de cruzamento precisa de saber o endereço/porta dos vizinhos para os quais pode enviar veículos.
- Um **protocolo de comunicação** claro deve ser definido. Por exemplo, quando `Cr1` envia um veículo para `Cr2`, o objeto `Veiculo` é serializado e escrito no socket conectado a `Cr2`. O processo `Cr2` terá uma thread dedicada para escutar estas conexões de entrada.
#### **Passo 4: Implementar as Threads dos Semáforos**
Dentro de cada processo `Cruzamento`, os semáforos devem ser implementados como threads.
- O principal desafio aqui é a **sincronização**. As threads dos semáforos num único cruzamento partilham as filas de veículos.
- As ferramentas de concorrência do Java (como `synchronized`, `ReentrantLock`, `Semaphore`) devem ser usadas para garantir que apenas um semáforo pode estar verde para um percurso conflituante e que o acesso às filas partilhadas é seguro (thread-safe).
#### **Passo 5: Implementar o Dashboard**
- O processo `DashboardServer` deve ser criado. Ele irá escutar numa porta específica por estatísticas a chegar.
- Nos processos `Cruzamento` e `Saida`, deve ser adicionado um mecanismo para enviar periodicamente um resumo das suas estatísticas atuais para o Servidor do Dashboard.
- A UI deve ser construída para exibir estes dados em tempo real.
#### **Passo 6: Testes e Análise**
Assim que o sistema completo estiver a funcionar, as experiências exigidas pela descrição do projeto podem ser realizadas.
- A simulação deve ser executada com diferentes taxas de chegada de veículos para simular cargas baixas, médias e altas.
- Diferentes políticas de temporização dos semáforos devem ser testadas para medir o seu impacto no congestionamento.
- Diferentes algoritmos de seleção de percurso e o seu impacto no desempenho do sistema devem ser avaliados.
- Para cada cenário, a simulação deve ser executada várias vezes para recolher estatísticas fiáveis (médias, desvios padrão, intervalos de confiança), conforme solicitado.
#### **Passo 7: Escrever o Relatório**
À medida que cada passo é concluído, deve ser documentado. Isto tornará a escrita do relatório final muito mais fácil. Todos os pontos mencionados nas secções "Entrega" e "Critérios de Avaliação" devem ser abordados.
---
### OBS:
- **Começar de Forma Simples:** O protótipo de processo único (Passo 2) evitará grandes dificuldades mais tarde.
- **Protocolo de Comunicação:** O protocolo de mensagens deve ser definido o mais cedo possível. A informação exata que um processo envia para outro deve ser clara//simples//consistente.
- **Debugging:** Debugging de sistemas distribuídos podem ser difíceis. Uma framework de logging (como Log4j 2 ou SLF4J) pode ser usada para registar eventos//alterações de estado nos diferentes processos.
- **Configuração:** Valores como endereços IP, números de porta ou parâmetros da simulação não devem ser "hardcoded". Um ficheiro de configuração (ex: um ficheiro `.properties` ou `.json`) torna a aplicação mais fácil de executar e testar.

View File

@@ -0,0 +1,6 @@
Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão,TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema
1,1784,877,49.16,64.58,61.43,32.29,129.16
2,1782,363,20.37,53.77,51.01,26.88,107.53
3,1786,883,49.44,53.09,50.08,26.54,106.17
4,1845,179,9.70,63.92,60.27,31.96,127.84
5,1872,953,50.91,65.41,62.16,32.70,130.81
1 Execução VeículosGerados VeículosCompletados TaxaConclusão TempoMédioSistema TempoMédioEspera TempoMínimoSistema TempoMáximoSistema
2 1 1784 877 49.16 64.58 61.43 32.29 129.16
3 2 1782 363 20.37 53.77 51.01 26.88 107.53
4 3 1786 883 49.44 53.09 50.08 26.54 106.17
5 4 1845 179 9.70 63.92 60.27 31.96 127.84
6 5 1872 953 50.91 65.41 62.16 32.70 130.81

View File

@@ -0,0 +1,215 @@
================================================================================
ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO
================================================================================
Configuração: simulation-high.properties
Número de Execuções: 5
Data da Análise: 2025-12-07 00:11:13
--------------------------------------------------------------------------------
MÉTRICAS GLOBAIS
--------------------------------------------------------------------------------
Veículos Gerados:
Média: 1813.80 Desvio Padrão: 41.93
Mediana: 1786.00 IC 95%: [1754.13, 1873.47]
Mín: 1782.00 Máx: 1872.00
Veículos Completados:
Média: 651.00 Desvio Padrão: 354.20
Mediana: 877.00 IC 95%: [146.96, 1155.04]
Mín: 179.00 Máx: 953.00
Taxa de Conclusão (%):
Média: 35.92 Desvio Padrão: 19.44
Mediana: 49.16 IC 95%: [8.25, 63.58]
Mín: 9.70 Máx: 50.91
Tempo Médio no Sistema (segundos):
Média: 60.15 Desvio Padrão: 6.17
Mediana: 63.92 IC 95%: [51.38, 68.93]
Mín: 53.09 Máx: 65.41
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 56.99 Desvio Padrão: 5.93
Mediana: 60.27 IC 95%: [48.55, 65.43]
Mín: 50.08 Máx: 62.16
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO
--------------------------------------------------------------------------------
--- BIKE ---
Contagem de Veículos:
Média: 135.40 Desvio Padrão: 77.66
Mediana: 167.00 IC 95%: [24.89, 245.91]
Mín: 37.00 Máx: 211.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 55.15 Desvio Padrão: 12.01
Mediana: 54.23 IC 95%: [38.07, 72.24]
Mín: 43.41 Máx: 74.99
--- LIGHT ---
Contagem de Veículos:
Média: 395.00 Desvio Padrão: 207.62
Mediana: 540.00 IC 95%: [99.55, 690.45]
Mín: 107.00 Máx: 548.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 59.79 Desvio Padrão: 7.28
Mediana: 61.58 IC 95%: [49.43, 70.15]
Mín: 50.81 Máx: 69.26
--- HEAVY ---
Contagem de Veículos:
Média: 120.60 Desvio Padrão: 72.95
Mediana: 142.00 IC 95%: [16.79, 224.41]
Mín: 35.00 Máx: 202.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 49.20 Desvio Padrão: 8.62
Mediana: 50.31 IC 95%: [36.94, 61.46]
Mín: 35.51 Máx: 58.20
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR INTERSEÇÃO
--------------------------------------------------------------------------------
--- Cr1 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 3.20 Desvio Padrão: 5.54
Mediana: 1.00 IC 95%: [-4.68, 11.08]
Mín: 0.00 Máx: 13.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 3.20 Desvio Padrão: 5.54
Mediana: 1.00 IC 95%: [-4.68, 11.08]
Mín: 0.00 Máx: 13.00
Veículos Processados:
Média: 378.40 Desvio Padrão: 252.94
Mediana: 512.00 IC 95%: [18.46, 738.34]
Mín: 58.00 Máx: 600.00
--- Cr2 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 390.40 Desvio Padrão: 223.14
Mediana: 409.00 IC 95%: [72.87, 707.93]
Mín: 59.00 Máx: 599.00
--- Cr3 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 6.20 Desvio Padrão: 8.67
Mediana: 0.00 IC 95%: [-6.14, 18.54]
Mín: 0.00 Máx: 18.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 6.20 Desvio Padrão: 8.67
Mediana: 0.00 IC 95%: [-6.14, 18.54]
Mín: 0.00 Máx: 18.00
Veículos Processados:
Média: 339.00 Desvio Padrão: 239.34
Mediana: 416.00 IC 95%: [-1.59, 679.59]
Mín: 57.00 Máx: 622.00
--- Cr4 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 0.89
Mediana: 0.00 IC 95%: [-0.67, 1.87]
Mín: 0.00 Máx: 2.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 0.89
Mediana: 0.00 IC 95%: [-0.67, 1.87]
Mín: 0.00 Máx: 2.00
Veículos Processados:
Média: 123.40 Desvio Padrão: 116.13
Mediana: 109.00 IC 95%: [-41.85, 288.65]
Mín: 21.00 Máx: 316.00
--- Cr5 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 2.40 Desvio Padrão: 1.14
Mediana: 2.00 IC 95%: [0.78, 4.02]
Mín: 1.00 Máx: 4.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 2.40 Desvio Padrão: 1.14
Mediana: 2.00 IC 95%: [0.78, 4.02]
Mín: 1.00 Máx: 4.00
Veículos Processados:
Média: 200.80 Desvio Padrão: 114.19
Mediana: 261.00 IC 95%: [38.31, 363.29]
Mín: 70.00 Máx: 305.00
--- ExitNode ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 651.00 Desvio Padrão: 354.20
Mediana: 877.00 IC 95%: [146.96, 1155.04]
Mín: 179.00 Máx: 953.00
--------------------------------------------------------------------------------
RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES
--------------------------------------------------------------------------------
Execução #1 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1784, Completados: 877 (49.2%)
Tempo Médio no Sistema: 64.58s
Tempo Médio de Espera: 61.43s
Execução #2 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1782, Completados: 363 (20.4%)
Tempo Médio no Sistema: 53.77s
Tempo Médio de Espera: 51.01s
Execução #3 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1786, Completados: 883 (49.4%)
Tempo Médio no Sistema: 53.09s
Tempo Médio de Espera: 50.08s
Execução #4 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1845, Completados: 179 (9.7%)
Tempo Médio no Sistema: 63.92s
Tempo Médio de Espera: 60.27s
Execução #5 [simulation-high.properties]:
Gerados: 1872, Completados: 953 (50.9%)
Tempo Médio no Sistema: 65.41s
Tempo Médio de Espera: 62.16s
================================================================================
FIM DO RELATÓRIO
================================================================================

View File

@@ -0,0 +1,6 @@
Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão,TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema
1,371,187,50.40,42.28,38.65,21.14,84.57
2,361,263,72.85,29.15,25.29,14.57,58.30
3,368,197,53.53,38.02,33.95,19.01,76.04
4,350,239,68.29,32.38,28.36,16.19,64.75
5,373,212,56.84,23.36,19.96,11.68,46.73
1 Execução VeículosGerados VeículosCompletados TaxaConclusão TempoMédioSistema TempoMédioEspera TempoMínimoSistema TempoMáximoSistema
2 1 371 187 50.40 42.28 38.65 21.14 84.57
3 2 361 263 72.85 29.15 25.29 14.57 58.30
4 3 368 197 53.53 38.02 33.95 19.01 76.04
5 4 350 239 68.29 32.38 28.36 16.19 64.75
6 5 373 212 56.84 23.36 19.96 11.68 46.73

View File

@@ -0,0 +1,209 @@
================================================================================
ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO
================================================================================
Configuração: simulation-low.properties
Número de Execuções: 5
Data da Análise: 2025-12-07 00:09:57
--------------------------------------------------------------------------------
MÉTRICAS GLOBAIS
--------------------------------------------------------------------------------
Veículos Gerados:
Média: 364.60 Desvio Padrão: 9.34
Mediana: 368.00 IC 95%: [351.30, 377.90]
Mín: 350.00 Máx: 373.00
Veículos Completados:
Média: 219.60 Desvio Padrão: 31.19
Mediana: 212.00 IC 95%: [175.22, 263.98]
Mín: 187.00 Máx: 263.00
Taxa de Conclusão (%):
Média: 60.38 Desvio Padrão: 9.71
Mediana: 56.84 IC 95%: [46.57, 74.20]
Mín: 50.40 Máx: 72.85
Tempo Médio no Sistema (segundos):
Média: 33.04 Desvio Padrão: 7.41
Mediana: 32.38 IC 95%: [22.50, 43.58]
Mín: 23.36 Máx: 42.28
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 29.24 Desvio Padrão: 7.30
Mediana: 28.36 IC 95%: [18.85, 39.63]
Mín: 19.96 Máx: 38.65
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO
--------------------------------------------------------------------------------
--- BIKE ---
Contagem de Veículos:
Média: 41.00 Desvio Padrão: 6.96
Mediana: 43.00 IC 95%: [31.09, 50.91]
Mín: 33.00 Máx: 50.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 25.91 Desvio Padrão: 3.91
Mediana: 26.98 IC 95%: [20.35, 31.47]
Mín: 19.60 Máx: 30.06
--- LIGHT ---
Contagem de Veículos:
Média: 134.00 Desvio Padrão: 24.07
Mediana: 130.00 IC 95%: [99.74, 168.26]
Mín: 104.00 Máx: 167.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 29.34 Desvio Padrão: 6.83
Mediana: 27.89 IC 95%: [19.62, 39.06]
Mín: 20.73 Máx: 36.42
--- HEAVY ---
Contagem de Veículos:
Média: 44.60 Desvio Padrão: 3.44
Mediana: 46.00 IC 95%: [39.71, 49.49]
Mín: 40.00 Máx: 48.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 32.11 Desvio Padrão: 15.90
Mediana: 30.74 IC 95%: [9.48, 54.74]
Mín: 18.09 Máx: 58.73
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR INTERSEÇÃO
--------------------------------------------------------------------------------
--- Cr1 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 63.80 Desvio Padrão: 17.25
Mediana: 57.00 IC 95%: [39.25, 88.35]
Mín: 48.00 Máx: 91.00
--- Cr2 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.80 Desvio Padrão: 1.79
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.75, 3.35]
Mín: 0.00 Máx: 4.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.80 Desvio Padrão: 1.79
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.75, 3.35]
Mín: 0.00 Máx: 4.00
Veículos Processados:
Média: 56.20 Desvio Padrão: 18.51
Mediana: 50.00 IC 95%: [29.86, 82.54]
Mín: 35.00 Máx: 78.00
--- Cr3 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 1.00 Desvio Padrão: 1.41
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.01, 3.01]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 1.00 Desvio Padrão: 1.41
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.01, 3.01]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 63.20 Desvio Padrão: 23.97
Mediana: 56.00 IC 95%: [29.09, 97.31]
Mín: 41.00 Máx: 104.00
--- Cr4 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 1.80 Desvio Padrão: 2.49
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.74, 5.34]
Mín: 0.00 Máx: 5.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 1.80 Desvio Padrão: 2.49
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.74, 5.34]
Mín: 0.00 Máx: 5.00
Veículos Processados:
Média: 51.00 Desvio Padrão: 16.05
Mediana: 53.00 IC 95%: [28.16, 73.84]
Mín: 31.00 Máx: 70.00
--- Cr5 ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 86.60 Desvio Padrão: 34.20
Mediana: 65.00 IC 95%: [37.94, 135.26]
Mín: 62.00 Máx: 139.00
--- ExitNode ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 219.60 Desvio Padrão: 31.19
Mediana: 212.00 IC 95%: [175.22, 263.98]
Mín: 187.00 Máx: 263.00
--------------------------------------------------------------------------------
RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES
--------------------------------------------------------------------------------
Execução #1 [simulation-low.properties]:
Gerados: 371, Completados: 187 (50.4%)
Tempo Médio no Sistema: 42.28s
Tempo Médio de Espera: 38.65s
Execução #2 [simulation-low.properties]:
Gerados: 361, Completados: 263 (72.9%)
Tempo Médio no Sistema: 29.15s
Tempo Médio de Espera: 25.29s
Execução #3 [simulation-low.properties]:
Gerados: 368, Completados: 197 (53.5%)
Tempo Médio no Sistema: 38.02s
Tempo Médio de Espera: 33.95s
Execução #4 [simulation-low.properties]:
Gerados: 350, Completados: 239 (68.3%)
Tempo Médio no Sistema: 32.38s
Tempo Médio de Espera: 28.36s
Execução #5 [simulation-low.properties]:
Gerados: 373, Completados: 212 (56.8%)
Tempo Médio no Sistema: 23.36s
Tempo Médio de Espera: 19.96s
================================================================================
FIM DO RELATÓRIO
================================================================================

View File

@@ -0,0 +1,6 @@
Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão,TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema
1,950,416,43.79,49.34,45.70,24.67,98.68
2,886,480,54.18,35.08,31.69,17.54,70.16
3,954,535,56.08,43.76,40.30,21.88,87.51
4,948,354,37.34,41.68,37.96,20.84,83.37
5,898,312,34.74,52.56,49.26,26.28,105.13
1 Execução VeículosGerados VeículosCompletados TaxaConclusão TempoMédioSistema TempoMédioEspera TempoMínimoSistema TempoMáximoSistema
2 1 950 416 43.79 49.34 45.70 24.67 98.68
3 2 886 480 54.18 35.08 31.69 17.54 70.16
4 3 954 535 56.08 43.76 40.30 21.88 87.51
5 4 948 354 37.34 41.68 37.96 20.84 83.37
6 5 898 312 34.74 52.56 49.26 26.28 105.13

View File

@@ -0,0 +1,203 @@
================================================================================
ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO
================================================================================
Configuração: simulation-medium.properties
Número de Execuções: 5
Data da Análise: 2025-12-07 00:10:34
--------------------------------------------------------------------------------
MÉTRICAS GLOBAIS
--------------------------------------------------------------------------------
Veículos Gerados:
Média: 927.20 Desvio Padrão: 32.48
Mediana: 948.00 IC 95%: [880.97, 973.43]
Mín: 886.00 Máx: 954.00
Veículos Completados:
Média: 419.40 Desvio Padrão: 90.64
Mediana: 416.00 IC 95%: [290.42, 548.38]
Mín: 312.00 Máx: 535.00
Taxa de Conclusão (%):
Média: 45.23 Desvio Padrão: 9.64
Mediana: 43.79 IC 95%: [31.50, 58.95]
Mín: 34.74 Máx: 56.08
Tempo Médio no Sistema (segundos):
Média: 44.48 Desvio Padrão: 6.81
Mediana: 43.76 IC 95%: [34.79, 54.18]
Mín: 35.08 Máx: 52.56
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 40.98 Desvio Padrão: 6.83
Mediana: 40.30 IC 95%: [31.26, 50.71]
Mín: 31.69 Máx: 49.26
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO
--------------------------------------------------------------------------------
--- BIKE ---
Contagem de Veículos:
Média: 75.80 Desvio Padrão: 15.96
Mediana: 71.00 IC 95%: [53.09, 98.51]
Mín: 56.00 Máx: 95.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 42.34 Desvio Padrão: 10.81
Mediana: 39.70 IC 95%: [26.96, 57.72]
Mín: 31.96 Máx: 55.19
--- LIGHT ---
Contagem de Veículos:
Média: 263.20 Desvio Padrão: 58.29
Mediana: 265.00 IC 95%: [180.25, 346.15]
Mín: 204.00 Máx: 344.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 39.13 Desvio Padrão: 6.35
Mediana: 38.08 IC 95%: [30.09, 48.17]
Mín: 30.47 Máx: 47.99
--- HEAVY ---
Contagem de Veículos:
Média: 80.40 Desvio Padrão: 19.11
Mediana: 80.00 IC 95%: [53.20, 107.60]
Mín: 52.00 Máx: 102.00
Tempo Médio no Sistema (segundos): Sem dados
Tempo Médio de Espera (segundos):
Média: 48.02 Desvio Padrão: 30.99
Mediana: 34.44 IC 95%: [3.92, 92.11]
Mín: 32.46 Máx: 103.40
--------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE POR INTERSEÇÃO
--------------------------------------------------------------------------------
--- Cr1 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 5.60 Desvio Padrão: 11.44
Mediana: 0.00 IC 95%: [-10.67, 21.87]
Mín: 0.00 Máx: 26.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 5.60 Desvio Padrão: 11.44
Mediana: 0.00 IC 95%: [-10.67, 21.87]
Mín: 0.00 Máx: 26.00
Veículos Processados:
Média: 156.00 Desvio Padrão: 122.81
Mediana: 98.00 IC 95%: [-18.76, 330.76]
Mín: 35.00 Máx: 306.00
--- Cr2 ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 172.00 Desvio Padrão: 121.88
Mediana: 116.00 IC 95%: [-1.44, 345.44]
Mín: 66.00 Máx: 322.00
--- Cr3 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 0.60 Desvio Padrão: 1.34
Mediana: 0.00 IC 95%: [-1.31, 2.51]
Mín: 0.00 Máx: 3.00
Veículos Processados:
Média: 168.40 Desvio Padrão: 133.38
Mediana: 121.00 IC 95%: [-21.40, 358.20]
Mín: 48.00 Máx: 326.00
--- Cr4 ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 71.80 Desvio Padrão: 20.39
Mediana: 77.00 IC 95%: [42.79, 100.81]
Mín: 38.00 Máx: 92.00
--- Cr5 ---
Tamanho Máximo da Fila:
Média: 3.60 Desvio Padrão: 3.85
Mediana: 2.00 IC 95%: [-1.87, 9.07]
Mín: 0.00 Máx: 10.00
Tamanho Médio da Fila:
Média: 3.60 Desvio Padrão: 3.85
Mediana: 2.00 IC 95%: [-1.87, 9.07]
Mín: 0.00 Máx: 10.00
Veículos Processados:
Média: 150.60 Desvio Padrão: 43.37
Mediana: 126.00 IC 95%: [88.88, 212.32]
Mín: 116.00 Máx: 209.00
--- ExitNode ---
Tamanho Máximo da Fila: Sem dados
Tamanho Médio da Fila: Sem dados
Veículos Processados:
Média: 419.40 Desvio Padrão: 90.64
Mediana: 416.00 IC 95%: [290.42, 548.38]
Mín: 312.00 Máx: 535.00
--------------------------------------------------------------------------------
RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES
--------------------------------------------------------------------------------
Execução #1 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 950, Completados: 416 (43.8%)
Tempo Médio no Sistema: 49.34s
Tempo Médio de Espera: 45.70s
Execução #2 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 886, Completados: 480 (54.2%)
Tempo Médio no Sistema: 35.08s
Tempo Médio de Espera: 31.69s
Execução #3 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 954, Completados: 535 (56.1%)
Tempo Médio no Sistema: 43.76s
Tempo Médio de Espera: 40.30s
Execução #4 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 948, Completados: 354 (37.3%)
Tempo Médio no Sistema: 41.68s
Tempo Médio de Espera: 37.96s
Execução #5 [simulation-medium.properties]:
Gerados: 898, Completados: 312 (34.7%)
Tempo Médio no Sistema: 52.56s
Tempo Médio de Espera: 49.26s
================================================================================
FIM DO RELATÓRIO
================================================================================

169
main/graphing.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,169 @@
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import glob
import os
# Find CSV files using glob
def load_latest_csv(pattern):
"""Load the most recent CSV file matching the pattern"""
files = glob.glob(pattern)
if not files:
print(f"Warning: No files found matching '{pattern}'")
return None
# Sort by modification time, get the latest
latest_file = max(files, key=os.path.getmtime)
print(f"Loading: {latest_file}")
return pd.read_csv(latest_file)
# Carregar dados
print("Looking for analysis files...")
low = load_latest_csv('analysis/LOW_LOAD_*.csv')
medium = load_latest_csv('analysis/MEDIUM_LOAD_*.csv')
high = load_latest_csv('analysis/HIGH_LOAD_*.csv')
# Check if we have all data
if low is None or medium is None or high is None:
print("\nError: Missing analysis files!")
print("Please run the batch analysis first:")
exit(1)
# Print available columns for debugging
print("\nAvailable columns in LOW_LOAD CSV:")
print(low.columns.tolist())
# Create output directory for graphs
os.makedirs('graphs', exist_ok=True)
# 1. Gráfico: Dwelling Time vs Load
plt.figure(figsize=(10, 6))
dwelling_times = [
low['TempoMédioSistema'].mean(),
medium['TempoMédioSistema'].mean(),
high['TempoMédioSistema'].mean()
]
plt.bar(['Baixa', 'Média', 'Alta'], dwelling_times, color=['green', 'orange', 'red'])
plt.ylabel('Tempo Médio no Sistema (s)')
plt.title('Desempenho do Sistema vs Carga')
plt.xlabel('Cenário de Carga')
plt.grid(axis='y', alpha=0.3)
for i, v in enumerate(dwelling_times):
plt.text(i, v + 1, f'{v:.2f}s', ha='center', va='bottom')
plt.savefig('graphs/dwelling_time_comparison.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("\nGraph saved: graphs/dwelling_time_comparison.png")
plt.close()
# 2. Gráfico: Completion Rate vs Load
plt.figure(figsize=(10, 6))
completion_rates = [
low['TaxaConclusão'].mean(),
medium['TaxaConclusão'].mean(),
high['TaxaConclusão'].mean()
]
plt.bar(['Baixa', 'Média', 'Alta'], completion_rates, color=['green', 'orange', 'red'])
plt.ylabel('Taxa de Conclusão (%)')
plt.title('Taxa de Conclusão de Veículos vs Carga')
plt.xlabel('Cenário de Carga')
plt.grid(axis='y', alpha=0.3)
plt.ylim(0, 100)
for i, v in enumerate(completion_rates):
plt.text(i, v + 2, f'{v:.1f}%', ha='center', va='bottom')
plt.savefig('graphs/completion_rate_comparison.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("Graph saved: graphs/completion_rate_comparison.png")
plt.close()
# 3. Gráfico: Waiting Time vs Load
plt.figure(figsize=(10, 6))
waiting_times = [
low['TempoMédioEspera'].mean(),
medium['TempoMédioEspera'].mean(),
high['TempoMédioEspera'].mean()
]
plt.bar(['Baixa', 'Média', 'Alta'], waiting_times, color=['green', 'orange', 'red'])
plt.ylabel('Tempo Médio de Espera (s)')
plt.title('Tempo Médio de Espera vs Carga')
plt.xlabel('Cenário de Carga')
plt.grid(axis='y', alpha=0.3)
for i, v in enumerate(waiting_times):
plt.text(i, v + 1, f'{v:.2f}s', ha='center', va='bottom')
plt.savefig('graphs/waiting_time_comparison.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("Graph saved: graphs/waiting_time_comparison.png")
plt.close()
# 4. Gráfico: Summary Statistics
fig, ((ax1, ax2), (ax3, ax4)) = plt.subplots(2, 2, figsize=(14, 10))
loads = ['Baixa', 'Média', 'Alta']
# Vehicles generated
ax1.bar(loads, [low['VeículosGerados'].mean(), medium['VeículosGerados'].mean(), high['VeículosGerados'].mean()], color=['green', 'orange', 'red'])
ax1.set_title('Veículos Gerados')
ax1.set_ylabel('Quantidade')
ax1.grid(axis='y', alpha=0.3)
# Vehicles completed
ax2.bar(loads, [low['VeículosCompletados'].mean(), medium['VeículosCompletados'].mean(), high['VeículosCompletados'].mean()], color=['green', 'orange', 'red'])
ax2.set_title('Veículos Concluídos')
ax2.set_ylabel('Quantidade')
ax2.grid(axis='y', alpha=0.3)
# Min/Max dwelling time
x = range(3)
width = 0.35
ax3.bar([i - width/2 for i in x], [low['TempoMínimoSistema'].mean(), medium['TempoMínimoSistema'].mean(), high['TempoMínimoSistema'].mean()], width, label='Mín', color='lightblue')
ax3.bar([i + width/2 for i in x], [low['TempoMáximoSistema'].mean(), medium['TempoMáximoSistema'].mean(), high['TempoMáximoSistema'].mean()], width, label='Máx', color='darkblue')
ax3.set_title('Tempo no Sistema Mín/Máx')
ax3.set_ylabel('Tempo (s)')
ax3.set_xticks(x)
ax3.set_xticklabels(loads)
ax3.legend()
ax3.grid(axis='y', alpha=0.3)
# Performance summary
metrics = ['Tempo no\nSistema', 'Tempo de\nEspera', 'Taxa de\nConclusão']
low_vals = [low['TempoMédioSistema'].mean(), low['TempoMédioEspera'].mean(), low['TaxaConclusão'].mean()]
med_vals = [medium['TempoMédioSistema'].mean(), medium['TempoMédioEspera'].mean(), medium['TaxaConclusão'].mean()]
high_vals = [high['TempoMédioSistema'].mean(), high['TempoMédioEspera'].mean(), high['TaxaConclusão'].mean()]
x = range(len(metrics))
width = 0.25
ax4.bar([i - width for i in x], low_vals, width, label='Baixa', color='green')
ax4.bar(x, med_vals, width, label='Média', color='orange')
ax4.bar([i + width for i in x], high_vals, width, label='Alta', color='red')
ax4.set_title('Resumo de Desempenho')
ax4.set_xticks(x)
ax4.set_xticklabels(metrics)
ax4.legend()
ax4.grid(axis='y', alpha=0.3)
plt.tight_layout()
plt.savefig('graphs/summary_statistics.png', dpi=300, bbox_inches='tight')
print("Graph saved: graphs/summary_statistics.png")
plt.close()
# Print summary statistics
print("\n" + "="*60)
print("SUMMARY STATISTICS")
print("="*60)
print(f"\nLOW LOAD:")
print(f" Avg Dwelling Time: {low['TempoMédioSistema'].mean():.2f}s")
print(f" Avg Waiting Time: {low['TempoMédioEspera'].mean():.2f}s")
print(f" Completion Rate: {low['TaxaConclusão'].mean():.1f}%")
print(f" Vehicles Generated: {low['VeículosGerados'].mean():.0f}")
print(f" Vehicles Completed: {low['VeículosCompletados'].mean():.0f}")
print(f"\nMEDIUM LOAD:")
print(f" Avg Dwelling Time: {medium['TempoMédioSistema'].mean():.2f}s")
print(f" Avg Waiting Time: {medium['TempoMédioEspera'].mean():.2f}s")
print(f" Completion Rate: {medium['TaxaConclusão'].mean():.1f}%")
print(f" Vehicles Generated: {medium['VeículosGerados'].mean():.0f}")
print(f" Vehicles Completed: {medium['VeículosCompletados'].mean():.0f}")
print(f"\nHIGH LOAD:")
print(f" Avg Dwelling Time: {high['TempoMédioSistema'].mean():.2f}s")
print(f" Avg Waiting Time: {high['TempoMédioEspera'].mean():.2f}s")
print(f" Completion Rate: {high['TaxaConclusão'].mean():.1f}%")
print(f" Vehicles Generated: {high['VeículosGerados'].mean():.0f}")
print(f" Vehicles Completed: {high['VeículosCompletados'].mean():.0f}")
print("\n" + "="*60)
print("All graphs saved in 'graphs/' directory!")
print("="*60)

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 90 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 90 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 215 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 86 KiB

View File

@@ -22,6 +22,68 @@
<version>5.10.0</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<!-- Gson for JSON serialization -->
<dependency>
<groupId>com.google.code.gson</groupId>
<artifactId>gson</artifactId>
<version>2.10.1</version>
</dependency>
<!-- JavaFX for UI -->
<dependency>
<groupId>org.openjfx</groupId>
<artifactId>javafx-controls</artifactId>
<version>17.0.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.openjfx</groupId>
<artifactId>javafx-fxml</artifactId>
<version>17.0.2</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<!-- Maven Exec Plugin for running examples -->
<plugin>
<groupId>org.codehaus.mojo</groupId>
<artifactId>exec-maven-plugin</artifactId>
<version>3.1.0</version>
<configuration>
<mainClass>sd.dashboard.Launcher</mainClass>
</configuration>
</plugin>
<!-- JavaFX Maven Plugin -->
<plugin>
<groupId>org.openjfx</groupId>
<artifactId>javafx-maven-plugin</artifactId>
<version>0.0.8</version>
<configuration>
<mainClass>sd.dashboard.Launcher</mainClass>
</configuration>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
<version>3.5.2</version>
<executions>
<execution>
<phase>package</phase>
<goals>
<goal>shade</goal>
</goals>
<configuration>
<transformers>
<transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
<mainClass>sd.dashboard.Launcher</mainClass>
</transformer>
</transformers>
</configuration>
</execution>
</executions>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>

View File

@@ -1,94 +0,0 @@
package sd;
import java.io.IOException;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.engine.SimulationEngine;
/**
* Main entry point for the traffic simulation.
* * This class is responsible for loading the simulation configuration,
* initializing the {@link SimulationEngine}, and starting the simulation run.
* It also prints initial configuration details and final execution time.
*/
public class Entry {
/**
* The default path to the simulation configuration file.
* This is used if no command-line arguments are provided.
*/
private static final String DEFAULT_CONFIG_FILE = "src/main/resources/simulation.properties";
/**
* The main method to start the simulation.
* * @param args Command-line arguments. If provided, args[0] is expected
* to be the path to a custom configuration file.
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("TRAFFIC SIMULATION - DISCRETE EVENT SIMULATOR");
System.out.println("=".repeat(60));
try {
// 1. Load configuration
String configFile = args.length > 0 ? args[0] : DEFAULT_CONFIG_FILE;
System.out.println("Loading configuration from: " + configFile);
SimulationConfig config = new SimulationConfig(configFile);
// 2. Display configuration
displayConfiguration(config);
// 3. Create and initialize simulation engine
SimulationEngine engine = new SimulationEngine(config);
engine.initialize();
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
// 4. Run simulation
long startTime = System.currentTimeMillis();
engine.run();
long endTime = System.currentTimeMillis();
// 5. Display execution time
double executionTime = (endTime - startTime) / 1000.0;
System.out.println("\nExecution time: " + String.format("%.2f", executionTime) + " seconds");
System.out.println("=".repeat(60));
} catch (IOException e) {
System.err.println("Error loading configuration: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
System.err.println("Error during simulation: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
/**
* Displays the main configuration parameters to the console.
* This provides a summary of the simulation settings before it starts.
*
* @param config The {@link SimulationConfig} object containing the loaded settings.
*/
private static void displayConfiguration(SimulationConfig config) {
System.out.println("\nSIMULATION CONFIGURATION:");
System.out.println(" Duration: " + config.getSimulationDuration() + " seconds");
System.out.println(" Arrival Model: " + config.getArrivalModel());
if ("POISSON".equalsIgnoreCase(config.getArrivalModel())) {
System.out.println(" Arrival Rate (λ): " + config.getArrivalRate() + " vehicles/second");
} else {
System.out.println(" Fixed Interval: " + config.getFixedArrivalInterval() + " seconds");
}
System.out.println(" Statistics Update Interval: " + config.getStatisticsUpdateInterval() + " seconds");
System.out.println("\nVEHICLE TYPES:");
System.out.println(" Bike: " + (config.getBikeVehicleProbability() * 100) + "% " +
"(crossing time: " + config.getBikeVehicleCrossingTime() + "s)");
System.out.println(" Light: " + (config.getLightVehicleProbability() * 100) + "% " +
"(crossing time: " + config.getLightVehicleCrossingTime() + "s)");
System.out.println(" Heavy: " + (config.getHeavyVehicleProbability() * 100) + "% " +
"(crossing time: " + config.getHeavyVehicleCrossingTime() + "s)");
}
}

View File

@@ -0,0 +1,532 @@
package sd;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.coordinator.SocketClient;
import sd.dashboard.StatsUpdatePayload;
import sd.des.DESEventType;
import sd.des.EventQueue;
import sd.des.SimulationClock;
import sd.des.SimulationEvent;
import sd.logging.EventLogger;
import sd.logging.EventType;
import sd.logging.VehicleTracer;
import sd.model.Message;
import sd.model.MessageType;
import sd.model.Vehicle;
import sd.model.VehicleType;
import sd.protocol.MessageProtocol;
import sd.protocol.SocketConnection;
/**
* Ponto terminal da malha de simulação (Sink Node).
* <p>
* Este processo atua como o sumidouro da rede de filas. A sua função primária é
* a <b>coleta de telemetria final</b>. Diferente das interseções, não encaminha veículos;
* em vez disso, retira-os do sistema, calcula as métricas de latência "end-to-end"
* (tempo no sistema, tempo de espera acumulado) e reporta ao Dashboard.
* <p>
* <b>Arquitetura de Concorrência:</b>
* Utiliza um {@link ServerSocket} multithreaded para aceitar conexões simultâneas de
* qualquer interseção de fronteira (Cr1, Cr5, etc.) que envie veículos para fora da malha.
*/
public class ExitNodeProcess {
// --- Configuration and Networking ---
private final SimulationConfig config;
private ServerSocket serverSocket;
/** Pool de threads elástica para tratamento de conexões de entrada. */
private final ExecutorService connectionHandlerPool;
// DES components
private final SimulationClock clock;
private final EventQueue eventQueue;
private final EventLogger eventLogger;
private Thread eventProcessorThread;
/** Flag de controlo (volatile para visibilidade entre threads de I/O e lógica). */
private volatile boolean running;
/** Instante de início da simulação (milissegundos) sincronizado com o Coordenador. */
private long simulationStartMillis;
/** Contador atómico (via synchronized) de throughput total. */
private int totalVehiclesReceived;
/** Tempo acumulado no sistema (System Time) de todos os veículos. */
private double totalSystemTime;
/** Tempo acumulado em espera (Waiting Time) de todos os veículos. */
private double totalWaitingTime;
/** Tempo acumulado em travessia (Service Time) de todos os veículos. */
private double totalCrossingTime;
/** Agregação por categoria de veículo. */
private final Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCount;
/** Latência acumulada por categoria. */
private final Map<VehicleType, Double> vehicleTypeWaitTime;
/** Cliente TCP persistente para push de métricas ao Dashboard. */
private SocketClient dashboardClient;
/**
* Bootstrap do processo ExitNode.
* Carrega configuração, inicializa subsistemas e entra no loop de serviço.
* * @param args Argumentos de CLI (caminho do config).
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("EXIT NODE PROCESS");
System.out.println("=".repeat(60));
try {
EventLogger.getInstance().log(EventType.PROCESS_STARTED, "ExitNode", "Exit node process started");
String configFile = args.length > 0 ? args[0] : "src/main/resources/simulation.properties";
System.out.println("Loading configuration from: " + configFile);
SimulationConfig config = new SimulationConfig(configFile);
ExitNodeProcess exitNode = new ExitNodeProcess(config);
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
exitNode.initialize();
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
exitNode.start();
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to start exit node: " + e.getMessage());
EventLogger.getInstance().logError("ExitNode", "Failed to start", e);
System.exit(1);
} catch (Exception e) {
System.err.println("Exit node error: " + e.getMessage());
EventLogger.getInstance().logError("ExitNode", "Exit node error", e);
System.exit(1);
} finally {
EventLogger.getInstance().log(EventType.PROCESS_STOPPED, "ExitNode", "Exit node process stopped");
}
}
/**
* Instancia o nó de saída.
* Prepara os acumuladores estatísticos e a infraestrutura de logging distribuído.
* * @param config A configuração global da simulação.
*/
public ExitNodeProcess(SimulationConfig config) {
this.config = config;
this.connectionHandlerPool = Executors.newCachedThreadPool();
this.running = false;
this.totalVehiclesReceived = 0;
this.totalSystemTime = 0.0;
this.totalWaitingTime = 0.0;
this.totalCrossingTime = 0.0;
this.vehicleTypeCount = new HashMap<>();
this.vehicleTypeWaitTime = new HashMap<>();
// Inicializa os counters para cada tipo de veículo
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
vehicleTypeCount.put(type, 0);
vehicleTypeWaitTime.put(type, 0.0);
}
// Initialize DES components
this.clock = new SimulationClock();
this.eventQueue = new EventQueue(true); // Track history
this.eventLogger = EventLogger.getInstance();
eventLogger.log(EventType.PROCESS_STARTED, "ExitNode",
"Exit node initialized with DES architecture");
System.out.println("Exit node initialized (DES Mode)");
System.out.println(" - Exit port: " + config.getExitPort());
System.out.println(" - Dashboard: " + config.getDashboardHost() + ":" + config.getDashboardPort());
}
/**
* Estabelece o canal de controlo (Control Plane) com o Dashboard.
* Essencial para a visualização em tempo real das métricas de saída.
*/
public void initialize() {
System.out.println("Connecting to dashboard...");
try {
String host = config.getDashboardHost();
int port = config.getDashboardPort();
dashboardClient = new SocketClient("Dashboard", host, port);
dashboardClient.connect();
System.out.println("Successfully connected to dashboard");
} catch (IOException e) {
System.err.println("WARNING: Failed to connect to dashboard: " + e.getMessage());
System.err.println("Exit node will continue without dashboard connection");
}
}
/**
* Inicia a thread de processamento de eventos DES.
* Embora o ExitNode seja primariamente reativo (Network-driven), o motor DES
* é mantido para consistência de relógio e agendamento de fim de simulação.
*/
private void startEventProcessor() {
eventProcessorThread = new Thread(() -> {
eventLogger.log(EventType.SIMULATION_STARTED, "ExitNode",
"Event processor thread started");
// Keep running while process is active
while (running) {
SimulationEvent event = eventQueue.poll();
if (event == null) {
// No events currently, wait before checking again
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
break;
}
continue;
}
// Advance clock to event time
clock.advanceTo(event.getTimestamp());
// Process the event
processEvent(event);
}
eventLogger.log(EventType.SIMULATION_STOPPED, "ExitNode",
String.format("Event processor thread terminated at time %.2f", clock.getCurrentTime()));
}, "EventProcessor-ExitNode");
eventProcessorThread.start();
}
/**
* Dispatcher de eventos discretos.
* Trata eventos de fim de simulação. Chegadas de veículos são tratadas via Socket.
*/
private void processEvent(SimulationEvent event) {
try {
switch (event.getType()) {
case VEHICLE_EXIT:
// Vehicle exits are handled via network messages in real-time
// This event type can be used for scheduled vehicle processing
break;
case SIMULATION_END:
handleSimulationEndEvent(event);
break;
default:
System.err.println("[ExitNode] Unknown event type: " + event.getType());
}
} catch (Exception e) {
System.err.println("[ExitNode] Error processing event " + event.getType() +
" at time " + event.getTimestamp() + ": " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
/**
* Executa a lógica de encerramento desencadeada pelo evento DES.
*/
private void handleSimulationEndEvent(SimulationEvent event) {
eventLogger.log(EventType.SIMULATION_STOPPED, "ExitNode",
String.format("Simulation ended at time %.2f", event.getTimestamp()));
running = false;
// Print final statistics
printFinalStatistics();
}
/**
* Exporta o histórico completo de eventos para auditoria.
* Requisito funcional para verificação de trace.
*/
public void exportEventHistory(String outputPath) {
String history = eventQueue.exportEventHistory();
try (java.io.PrintWriter writer = new java.io.PrintWriter(outputPath)) {
writer.println(history);
System.out.println("[ExitNode] Event history exported to: " + outputPath);
} catch (java.io.FileNotFoundException e) {
System.err.println("[ExitNode] Failed to export event history: " + e.getMessage());
}
}
/**
* Agenda o fim determinístico da simulação.
* * @param endTime Tempo virtual de paragem.
*/
public void scheduleSimulationEnd(double endTime) {
SimulationEvent endEvent = new SimulationEvent(
endTime,
DESEventType.SIMULATION_END,
null);
eventQueue.schedule(endEvent);
System.out.println("[ExitNode] Simulation end scheduled at time " + endTime);
}
/**
* Inicia o servidor TCP em modo de bloqueio (Blocking I/O).
* @throws IOException Se ocorrer erro no bind da porta.
*/
public void start() throws IOException {
start(true); // Default to DES mode
}
/**
* Inicia o processo com opção de ativar o rastreio DES.
* * @param useDES Se verdadeiro, ativa a thread do processador de eventos.
*/
public void start(boolean useDES) throws IOException {
int port = config.getExitPort();
serverSocket = new ServerSocket(port);
running = true;
simulationStartMillis = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Exit node started on port " + port);
if (useDES) {
System.out.println("Running in DES mode (event history tracking enabled)");
}
System.out.println("Waiting for vehicles...\\n");
// Loop de aceitação principal
while (running) {
try {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
// Delega o processamento da conexão para o Thread Pool
connectionHandlerPool.submit(() -> handleIncomingConnection(clientSocket));
} catch (IOException e) {
if (running) {
System.err.println("Error accepting connection: " + e.getMessage());
}
}
}
}
/**
* Worker method para tratar uma conexão persistente vinda de uma interseção.
* <p>
* Mantém o socket aberto e consome mensagens num loop até que a conexão seja fechada
* pelo remetente. Responsável pela desserialização polimórfica (JSON/Gson).
* * @param clientSocket O socket conectado.
*/
private void handleIncomingConnection(Socket clientSocket) {
String clientAddress = clientSocket.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println("New connection accepted from " + clientAddress);
try (SocketConnection connection = new SocketConnection(clientSocket)) {
while (running && connection.isConnected()) {
try {
System.out.println("[Exit] Waiting for message from " + clientAddress);
MessageProtocol message = connection.receiveMessage();
System.out.println("[Exit] Received message type: " + message.getType() +
" from " + message.getSourceNode());
if (message.getType() == MessageType.SIMULATION_START) {
// Sincronização de relógio com o Coordenador
simulationStartMillis = ((Number) message.getPayload()).longValue();
System.out.println("[Exit] Simulation start time synchronized");
} else if (message.getType() == MessageType.VEHICLE_TRANSFER) {
Object payload = message.getPayload();
System.out.println("[Exit] Payload type: " + payload.getClass().getName());
// Tratamento de artefatos de desserialização do Gson (LinkedTreeMap -> POJO)
Vehicle vehicle;
if (payload instanceof com.google.gson.internal.LinkedTreeMap ||
payload instanceof java.util.LinkedHashMap) {
String json = new com.google.gson.Gson().toJson(payload);
vehicle = new com.google.gson.Gson().fromJson(json, Vehicle.class);
} else {
vehicle = (Vehicle) payload;
}
processExitingVehicle(vehicle);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.err.println("[Exit] Unknown message type: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
System.err.println("[Exit] Error processing message: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("[Exit] Connection closed from " + clientAddress);
} catch (IOException e) {
if (running) {
System.err.println("[Exit] Connection error from " + clientAddress + ": " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* Processa atomicamente a saída de um veículo.
* <p>
* <b>Secção Crítica:</b> Método {@code synchronized} para garantir que a atualização
* das estatísticas globais (totalSystemTime, contadores) é atómica, prevenindo
* Race Conditions quando múltiplos veículos chegam simultaneamente de interseções diferentes.
* * @param vehicle O veículo que completou a rota.
*/
private synchronized void processExitingVehicle(Vehicle vehicle) {
totalVehiclesReceived++;
// Cálculo de métricas finais baseadas no tempo virtual de simulação acumulado no veículo
double waitTime = vehicle.getTotalWaitingTime();
double crossingTime = vehicle.getTotalCrossingTime();
double systemTime = waitTime + crossingTime;
totalSystemTime += systemTime;
totalWaitingTime += waitTime;
totalCrossingTime += crossingTime;
VehicleType type = vehicle.getType();
vehicleTypeCount.put(type, vehicleTypeCount.get(type) + 1);
vehicleTypeWaitTime.put(type, vehicleTypeWaitTime.get(type) + waitTime);
System.out.printf("[Exit] Vehicle %s completed (type=%s, system_time=%.2fs, wait=%.2fs, crossing=%.2fs)%n",
vehicle.getId(), vehicle.getType(), systemTime, waitTime, crossingTime);
// Logging estruturado
EventLogger.getInstance().logVehicle(EventType.VEHICLE_EXITED, "ExitNode", vehicle.getId(),
String.format("Completed - System: %.2fs, Wait: %.2fs, Crossing: %.2fs", systemTime, waitTime,
crossingTime));
// Finaliza o trace individual do veículo
VehicleTracer.getInstance().logExit(vehicle, systemTime);
// Push imediato para o Dashboard para visualização em tempo real
sendStatsToDashboard();
}
/**
* Constrói e transmite o DTO de atualização de estatísticas.
*/
private void sendStatsToDashboard() {
if (dashboardClient == null || !dashboardClient.isConnected()) {
return;
}
try {
// Create stats payload
StatsUpdatePayload payload = new StatsUpdatePayload();
// Set global stats - convert seconds to milliseconds for display consistency
payload.setTotalVehiclesCompleted(totalVehiclesReceived);
payload.setTotalSystemTime((long) (totalSystemTime * 1000.0));
payload.setTotalWaitingTime((long) (totalWaitingTime * 1000.0));
// Hack: Usar campos de interseção para mostrar throughput no dashboard
payload.setIntersectionArrivals(totalVehiclesReceived);
payload.setIntersectionDepartures(totalVehiclesReceived);
payload.setIntersectionQueueSize(0);
// Detailed breakdown
Map<VehicleType, Integer> typeCounts = new HashMap<>();
Map<VehicleType, Long> typeWaitTimes = new HashMap<>();
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
typeCounts.put(type, vehicleTypeCount.get(type));
typeWaitTimes.put(type, (long) (vehicleTypeWaitTime.get(type) * 1000.0));
}
payload.setVehicleTypeCounts(typeCounts);
payload.setVehicleTypeWaitTimes(typeWaitTimes);
Message message = new Message(
MessageType.STATS_UPDATE,
"ExitNode",
"Dashboard",
payload);
dashboardClient.send(message);
double avgWait = totalVehiclesReceived > 0 ? totalWaitingTime / totalVehiclesReceived : 0.0;
System.out.printf("[Exit] Sent stats to dashboard (total=%d, avg_wait=%.2fs)%n",
totalVehiclesReceived, avgWait);
} catch (Exception e) {
System.err.println("[Exit] Failed to send stats to dashboard: " + e.getMessage());
}
}
/**
* Encerramento gracioso do processo.
* Fecha sockets, termina a pool de threads e liberta recursos.
*/
public void shutdown() {
System.out.println("\n[Exit] Shutting down...");
running = false;
printFinalStatistics();
sendStatsToDashboard();
try {
if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) {
serverSocket.close();
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("Error closing server socket: " + e.getMessage());
}
connectionHandlerPool.shutdown();
try {
if (!connectionHandlerPool.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS)) {
connectionHandlerPool.shutdownNow();
}
} catch (InterruptedException e) {
connectionHandlerPool.shutdownNow();
}
if (dashboardClient != null) {
dashboardClient.close();
}
System.out.println("[Exit] Shutdown complete.");
System.out.println("=".repeat(60));
}
/**
* Imprime o relatório final no stdout.
*/
private void printFinalStatistics() {
System.out.println("\n=== EXIT NODE STATISTICS ===");
System.out.printf("Total Vehicles Completed: %d%n", totalVehiclesReceived);
if (totalVehiclesReceived > 0) {
System.out.printf("%nAVERAGE METRICS:%n");
System.out.printf(" System Time: %.2f seconds%n", totalSystemTime / totalVehiclesReceived);
System.out.printf(" Waiting Time: %.2f seconds%n", totalWaitingTime / totalVehiclesReceived);
System.out.printf(" Crossing Time: %.2f seconds%n", totalCrossingTime / totalVehiclesReceived);
}
System.out.println("\nVEHICLE TYPE DISTRIBUTION:");
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
int count = vehicleTypeCount.get(type);
if (count > 0) {
double percentage = (count * 100.0) / totalVehiclesReceived;
double avgWait = vehicleTypeWaitTime.get(type) / count;
System.out.printf(" %s: %d (%.1f%%), Avg Wait: %.2fs%n",
type, count, percentage, avgWait);
}
}
}
}

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -0,0 +1,285 @@
package sd.analysis;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Responsável pela agregação e análise estatística de múltiplas execuções da simulação.
* <p>
* Esta classe coleta resultados individuais ({@link SimulationRunResult}) e calcula
* métricas consolidadas, incluindo média, desvio padrão, mediana e intervalos de
* confiança de 95%. O objetivo é fornecer uma visão robusta do comportamento do
* sistema, mitigando a variância estocástica de execuções isoladas.
*/
public class MultiRunAnalyzer {
/** Lista acumulada de resultados de execuções individuais. */
private final List<SimulationRunResult> results;
/** Identificador do ficheiro de configuração utilizado nas execuções. */
private final String configurationFile;
/**
* Inicializa o analisador para um conjunto específico de configurações.
*
* @param configurationFile O caminho ou nome do ficheiro de configuração base.
*/
public MultiRunAnalyzer(String configurationFile) {
this.configurationFile = configurationFile;
this.results = new ArrayList<>();
}
/**
* Adiciona o resultado de uma execução de simulação concluída ao conjunto de dados.
*
* @param result O objeto contendo as métricas da execução individual.
*/
public void addResult(SimulationRunResult result) {
results.add(result);
}
/**
* Retorna o número total de execuções armazenadas até o momento.
*
* @return O tamanho da lista de resultados.
*/
public int getRunCount() {
return results.size();
}
/**
* Gera um relatório estatístico abrangente formatado em texto.
* <p>
* O relatório inclui:
* <ul>
* <li>Métricas globais (throughput, tempos de espera, tempos no sistema).</li>
* <li>Análise segmentada por tipo de veículo ({@link VehicleType}).</li>
* <li>Análise de gargalos por interseção (tamanhos de fila).</li>
* <li>Resumos brutos das execuções individuais.</li>
* </ul>
*
* @return Uma String contendo o relatório completo formatado.
*/
public String generateReport() {
if (results.isEmpty()) {
return "No simulation results to analyze.";
}
StringBuilder report = new StringBuilder();
// Header
report.append("=".repeat(80)).append("\n");
report.append("ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTI-EXECUÇÃO\n");
report.append("=".repeat(80)).append("\n");
report.append("Configuração: ").append(configurationFile).append("\n");
report.append("Número de Execuções: ").append(results.size()).append("\n");
report.append("Data da Análise: ").append(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date())).append("\n");
report.append("\n");
// Global metrics
report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("MÉTRICAS GLOBAIS\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
report.append(analyzeMetric("Veículos Gerados",
extractValues(r -> (double) r.getTotalVehiclesGenerated())));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Veículos Completados",
extractValues(r -> (double) r.getTotalVehiclesCompleted())));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Taxa de Conclusão (%)",
extractValues(r -> r.getTotalVehiclesGenerated() > 0
? 100.0 * r.getTotalVehiclesCompleted() / r.getTotalVehiclesGenerated()
: 0.0)));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Tempo Médio no Sistema (segundos)",
extractValues(r -> r.getAverageSystemTime())));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric("Tempo Médio de Espera (segundos)",
extractValues(r -> r.getAverageWaitingTime())));
report.append("\n");
// Per-vehicle-type analysis
report.append("\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("ANÁLISE POR TIPO DE VEÍCULO\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
report.append("--- ").append(type).append(" ---\n");
report.append(analyzeMetric(" Contagem de Veículos",
extractValues(r -> (double) r.getVehicleCountByType().getOrDefault(type, 0))));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Tempo Médio no Sistema (segundos)",
extractValues(r -> r.getAvgSystemTimeByType().getOrDefault(type, 0.0))));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Tempo Médio de Espera (segundos)",
extractValues(r -> r.getAvgWaitTimeByType().getOrDefault(type, 0.0))));
report.append("\n\n");
}
// Per-intersection analysis
report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("ANÁLISE POR INTERSEÇÃO\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
Set<String> allIntersections = new TreeSet<>();
for (SimulationRunResult result : results) {
allIntersections.addAll(result.getMaxQueueSizeByIntersection().keySet());
}
for (String intersection : allIntersections) {
report.append("--- ").append(intersection).append(" ---\n");
report.append(analyzeMetric(" Tamanho Máximo da Fila",
extractValues(r -> (double) r.getMaxQueueSizeByIntersection().getOrDefault(intersection, 0))));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Tamanho Médio da Fila",
extractValues(r -> r.getAvgQueueSizeByIntersection().getOrDefault(intersection, 0.0))));
report.append("\n");
report.append(analyzeMetric(" Veículos Processados",
extractValues(r -> (double) r.getVehiclesProcessedByIntersection().getOrDefault(intersection, 0))));
report.append("\n\n");
}
// Individual run summaries
report.append("-".repeat(80)).append("\n");
report.append("RESUMOS INDIVIDUAIS DAS EXECUÇÕES\n");
report.append("-".repeat(80)).append("\n\n");
for (SimulationRunResult result : results) {
report.append(result.toString()).append("\n\n");
}
report.append("=".repeat(80)).append("\n");
report.append("FIM DO RELATÓRIO\n");
report.append("=".repeat(80)).append("\n");
return report.toString();
}
/**
* Analisa uma métrica específica e retorna as estatísticas formatadas.
* <p>
* Calcula média, desvio padrão, mediana, intervalo de confiança (95%) e extremos (min/max).
*
* @param metricName O nome descritivo da métrica (ex: "Tempo de Espera").
* @param values A lista de valores numéricos brutos extraídos das execuções.
* @return Uma string formatada com os dados estatísticos.
*/
private String analyzeMetric(String metricName, List<Double> values) {
if (values.isEmpty() || values.stream().allMatch(v -> v == 0.0)) {
return metricName + ": Sem dados\n";
}
double mean = StatisticalAnalysis.mean(values);
double stdDev = StatisticalAnalysis.standardDeviation(values);
double[] ci = StatisticalAnalysis.confidenceInterval95(values);
double min = StatisticalAnalysis.min(values);
double max = StatisticalAnalysis.max(values);
double median = StatisticalAnalysis.median(values);
return String.format(
"%s:\n" +
" Média: %10.2f Desvio Padrão: %10.2f\n" +
" Mediana: %10.2f IC 95%%: [%.2f, %.2f]\n" +
" Mín: %10.2f Máx: %10.2f\n",
metricName, mean, stdDev, median, ci[0], ci[1], min, max
);
}
/**
* Extrai valores numéricos dos resultados de simulação usando uma função mapeadora.
* <p>
* Utilizado internamente para transformar a lista de objetos complexos {@link SimulationRunResult}
* em listas simples de Doubles para processamento estatístico.
*
* @param extractor Função lambda que define qual campo extrair de cada resultado.
* @return Lista de valores double correspondentes.
*/
private List<Double> extractValues(java.util.function.Function<SimulationRunResult, Double> extractor) {
List<Double> values = new ArrayList<>();
for (SimulationRunResult result : results) {
values.add(extractor.apply(result));
}
return values;
}
/**
* Persiste o relatório gerado num ficheiro de texto.
*
* @param filename O caminho do ficheiro de destino.
* @throws IOException Se ocorrer um erro de escrita no disco.
*/
public void saveReport(String filename) throws IOException {
try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename)))) {
writer.print(generateReport());
}
}
/**
* Gera um resumo em formato CSV para fácil importação em ferramentas de planilha.
* <p>
* Este método atua como um wrapper para {@link #saveCSVSummary(String)}.
*
* @param filename O caminho do ficheiro CSV de destino.
* @throws IOException Se ocorrer um erro de escrita no disco.
*/
public void saveCSV(String filename) throws IOException {
saveCSVSummary(filename);
}
/**
* Gera e grava o sumário CSV detalhado com métricas chave por execução.
* <p>
* Colunas incluídas: Execução, VeículosGerados, VeículosCompletados, TaxaConclusão,
* TempoMédioSistema, TempoMédioEspera, TempoMínimoSistema, TempoMáximoSistema.
*
* @param filename O caminho do ficheiro CSV de destino.
* @throws IOException Se ocorrer um erro de escrita no disco.
*/
public void saveCSVSummary(String filename) throws IOException {
try (PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename)))) {
// Header
writer.println("Execução,VeículosGerados,VeículosCompletados,TaxaConclusão," +
"TempoMédioSistema,TempoMédioEspera,TempoMínimoSistema,TempoMáximoSistema");
// Data rows
for (SimulationRunResult result : results) {
double completionRate = result.getTotalVehiclesGenerated() > 0
? 100.0 * result.getTotalVehiclesCompleted() / result.getTotalVehiclesGenerated()
: 0.0;
writer.printf("%d,%d,%d,%.2f,%.2f,%.2f,%.2f,%.2f\n",
result.getRunNumber(),
result.getTotalVehiclesGenerated(),
result.getTotalVehiclesCompleted(),
completionRate,
result.getAverageSystemTime(),
result.getAverageWaitingTime(),
result.getMinSystemTime(),
result.getMaxSystemTime()
);
}
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,206 @@
package sd.analysis;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Encapsula os dados telemétricos e estatísticos resultantes de uma única execução da simulação.
* <p>
* Esta classe atua como um registo estruturado de métricas de desempenho, armazenando
* dados de latência (tempos de sistema/espera), vazão (throughput) e ocupação de recursos
* (tamanhos de fila). Os dados aqui contidos servem como base para a análise
* estatística agregada realizada pelo {@link MultiRunAnalyzer}.
*/
public class SimulationRunResult {
private final int runNumber;
private final String configurationFile;
private final long startTimeMillis;
private final long endTimeMillis;
// Global metrics
/** Total de veículos instanciados pelos geradores durante a execução. */
private int totalVehiclesGenerated;
/** Total de veículos que completaram o percurso e saíram do sistema com sucesso. */
private int totalVehiclesCompleted;
/** Média global do tempo total (em segundos) desde a geração até a saída. */
private double averageSystemTime; // seconds
/** Menor tempo de sistema registado (em segundos). */
private double minSystemTime; // seconds
/** Maior tempo de sistema registado (em segundos). */
private double maxSystemTime; // seconds
/** Média global do tempo (em segundos) que os veículos passaram parados em filas. */
private double averageWaitingTime; // seconds
// Per-type metrics
private final Map<VehicleType, Integer> vehicleCountByType;
private final Map<VehicleType, Double> avgSystemTimeByType;
private final Map<VehicleType, Double> avgWaitTimeByType;
// Per-intersection metrics
private final Map<String, Integer> maxQueueSizeByIntersection;
private final Map<String, Double> avgQueueSizeByIntersection;
private final Map<String, Integer> vehiclesProcessedByIntersection;
/**
* Inicializa um novo contentor de resultados para uma execução específica.
*
* @param runNumber O identificador sequencial desta execução.
* @param configurationFile O ficheiro de configuração utilizado.
*/
public SimulationRunResult(int runNumber, String configurationFile) {
this.runNumber = runNumber;
this.configurationFile = configurationFile;
this.startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
this.endTimeMillis = 0;
this.vehicleCountByType = new HashMap<>();
this.avgSystemTimeByType = new HashMap<>();
this.avgWaitTimeByType = new HashMap<>();
this.maxQueueSizeByIntersection = new HashMap<>();
this.avgQueueSizeByIntersection = new HashMap<>();
this.vehiclesProcessedByIntersection = new HashMap<>();
}
/**
* Sinaliza o fim da recolha de dados para esta execução.
* (Placeholder para lógica de finalização de timestamps).
*/
public void markCompleted() {
// This will be called when the run finishes
}
// Getters
public int getRunNumber() { return runNumber; }
public String getConfigurationFile() { return configurationFile; }
public long getStartTimeMillis() { return startTimeMillis; }
public long getEndTimeMillis() { return endTimeMillis; }
/**
* Calcula a duração total da execução em milissegundos.
* @return Delta entre fim e início.
*/
public long getDurationMillis() { return endTimeMillis - startTimeMillis; }
public int getTotalVehiclesGenerated() { return totalVehiclesGenerated; }
public int getTotalVehiclesCompleted() { return totalVehiclesCompleted; }
public double getAverageSystemTime() { return averageSystemTime; }
public double getMinSystemTime() { return minSystemTime; }
public double getMaxSystemTime() { return maxSystemTime; }
public double getAverageWaitingTime() { return averageWaitingTime; }
/**
* Retorna o mapeamento de contagem de veículos por tipo.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<VehicleType, Integer> getVehicleCountByType() {
return new HashMap<>(vehicleCountByType);
}
/**
* Retorna o tempo médio no sistema segmentado por tipo de veículo.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<VehicleType, Double> getAvgSystemTimeByType() {
return new HashMap<>(avgSystemTimeByType);
}
/**
* Retorna o tempo médio de espera segmentado por tipo de veículo.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<VehicleType, Double> getAvgWaitTimeByType() {
return new HashMap<>(avgWaitTimeByType);
}
/**
* Retorna o tamanho máximo de fila registado por interseção (gargalos).
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<String, Integer> getMaxQueueSizeByIntersection() {
return new HashMap<>(maxQueueSizeByIntersection);
}
/**
* Retorna o tamanho médio das filas por interseção.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<String, Double> getAvgQueueSizeByIntersection() {
return new HashMap<>(avgQueueSizeByIntersection);
}
/**
* Retorna o total de veículos processados (throughput) por interseção.
* @return Uma cópia defensiva do mapa (snapshot).
*/
public Map<String, Integer> getVehiclesProcessedByIntersection() {
return new HashMap<>(vehiclesProcessedByIntersection);
}
// Setters
public void setTotalVehiclesGenerated(int count) {
this.totalVehiclesGenerated = count;
}
public void setTotalVehiclesCompleted(int count) {
this.totalVehiclesCompleted = count;
}
public void setAverageSystemTime(double time) {
this.averageSystemTime = time;
}
public void setMinSystemTime(double time) {
this.minSystemTime = time;
}
public void setMaxSystemTime(double time) {
this.maxSystemTime = time;
}
public void setAverageWaitingTime(double time) {
this.averageWaitingTime = time;
}
public void setVehicleCountByType(VehicleType type, int count) {
vehicleCountByType.put(type, count);
}
public void setAvgSystemTimeByType(VehicleType type, double time) {
avgSystemTimeByType.put(type, time);
}
public void setAvgWaitTimeByType(VehicleType type, double time) {
avgWaitTimeByType.put(type, time);
}
public void setMaxQueueSize(String intersection, int size) {
maxQueueSizeByIntersection.put(intersection, size);
}
public void setAvgQueueSize(String intersection, double size) {
avgQueueSizeByIntersection.put(intersection, size);
}
public void setVehiclesProcessed(String intersection, int count) {
vehiclesProcessedByIntersection.put(intersection, count);
}
/**
* Gera uma representação textual resumida das métricas principais da execução.
* Útil para logs rápidos e debugging.
*/
@Override
public String toString() {
return String.format(
"Execução #%d [%s]:\n" +
" Gerados: %d, Completados: %d (%.1f%%)\n" +
" Tempo Médio no Sistema: %.2fs\n" +
" Tempo Médio de Espera: %.2fs",
runNumber,
configurationFile,
totalVehiclesGenerated,
totalVehiclesCompleted,
totalVehiclesGenerated > 0 ? 100.0 * totalVehiclesCompleted / totalVehiclesGenerated : 0.0,
averageSystemTime,
averageWaitingTime
);
}
}

View File

@@ -0,0 +1,193 @@
package sd.analysis;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
* Utilitário estático para processamento matemático e análise estatística dos dados da simulação.
* <p>
* Esta classe fornece algoritmos para cálculo de medidas de tendência central (média, mediana),
* dispersão (desvio padrão amostral) e inferência estatística (Intervalos de Confiança).
* É utilizada para normalizar e validar os resultados estocásticos obtidos através de
* múltiplas execuções do sistema.
*/
public class StatisticalAnalysis {
/**
* Calcula a média aritmética de um conjunto de valores.
* * @param values Lista de valores numéricos (double).
* @return A soma dos valores dividida pelo tamanho da amostra, ou 0.0 se a lista for nula/vazia.
*/
public static double mean(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) {
return 0.0;
}
double sum = 0.0;
for (double value : values) {
sum += value;
}
return sum / values.size();
}
/**
* Calcula o desvio padrão amostral (sample standard deviation).
* <p>
* Utiliza o denominador {@code n - 1} (Correção de Bessel) para fornecer um
* estimador não viesado da variância populacional, adequado para as amostras
* de simulação.
* * @param values Lista de observações.
* @return O desvio padrão calculado, ou 0.0 se o tamanho da amostra for < 2.
*/
public static double standardDeviation(List<Double> values) {
if (values == null || values.size() < 2) {
return 0.0;
}
double mean = mean(values);
double sumSquaredDiff = 0.0;
for (double value : values) {
double diff = value - mean;
sumSquaredDiff += diff * diff;
}
// Sample standard deviation (n-1 denominator)
return Math.sqrt(sumSquaredDiff / (values.size() - 1));
}
/**
* Calcula o Intervalo de Confiança (IC) de 95% para a média.
* <p>
* Utiliza a distribuição t de Student para maior precisão em amostras pequenas (n < 30),
* onde a aproximação pela distribuição Normal (Z) seria inadequada. O intervalo define
* a faixa onde a verdadeira média populacional reside com 95% de probabilidade.
* * @param values Lista de observações.
* @return Um array de double onde índice 0 é o limite inferior e índice 1 é o limite superior.
*/
public static double[] confidenceInterval95(List<Double> values) {
if (values == null || values.size() < 2) {
double m = mean(values);
return new double[]{m, m};
}
double mean = mean(values);
double stdDev = standardDeviation(values);
int n = values.size();
// Critical value from t-distribution (approximation for common sample sizes)
double tCritical = getTCriticalValue(n);
// Standard error of the mean
double standardError = stdDev / Math.sqrt(n);
// Margin of error
double marginOfError = tCritical * standardError;
return new double[]{
mean - marginOfError, // Lower bound
mean + marginOfError // Upper bound
};
}
/**
* Retorna o valor crítico t (t-score) para um IC de 95% (bicaudal).
* <p>
* Baseia-se nos graus de liberdade (gl = n - 1). Para amostras grandes (gl >= 30),
* aproxima-se do valor Z de 1.96.
* * @param sampleSize O tamanho da amostra (n).
* @return O fator multiplicativo t apropriado.
*/
private static double getTCriticalValue(int sampleSize) {
int df = sampleSize - 1; // degrees of freedom
// t-critical values for 95% confidence (two-tailed)
if (df >= 30) return 1.96; // z-score for large samples
if (df >= 20) return 2.086;
if (df >= 15) return 2.131;
if (df >= 10) return 2.228;
if (df >= 5) return 2.571;
if (df >= 3) return 3.182;
if (df >= 2) return 4.303;
return 12.706; // df = 1
}
/**
* Identifica o valor mínimo absoluto na amostra.
* * @param values Lista de valores.
* @return O menor valor encontrado.
*/
public static double min(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) {
return 0.0;
}
return Collections.min(values);
}
/**
* Identifica o valor máximo absoluto na amostra.
* * @param values Lista de valores.
* @return O maior valor encontrado.
*/
public static double max(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) {
return 0.0;
}
return Collections.max(values);
}
/**
* Calcula a mediana da amostra.
* <p>
* <b>Nota de Desempenho:</b> Este método ordena uma cópia da lista, resultando em
* complexidade O(n log n).
* * @param values Lista de valores.
* @return O valor central (ou média dos dois centrais) da distribuição ordenada.
*/
public static double median(List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) {
return 0.0;
}
List<Double> sorted = new ArrayList<>(values);
Collections.sort(sorted);
int size = sorted.size();
if (size % 2 == 0) {
return (sorted.get(size / 2 - 1) + sorted.get(size / 2)) / 2.0;
} else {
return sorted.get(size / 2);
}
}
/**
* Formata um sumário estatístico completo para uma métrica específica.
* <p>
* Útil para logging e geração de relatórios textuais.
* * @param metricName Nome da métrica a ser exibida.
* @param values Os dados brutos associados à métrica.
* @return String formatada contendo Média, Desvio Padrão, IC95%, Min, Max e N.
*/
public static String formatSummary(String metricName, List<Double> values) {
if (values == null || values.isEmpty()) {
return metricName + ": No data";
}
double mean = mean(values);
double stdDev = standardDeviation(values);
double[] ci = confidenceInterval95(values);
double min = min(values);
double max = max(values);
return String.format(
"%s:\n" +
" Mean: %.2f\n" +
" Std Dev: %.2f\n" +
" 95%% CI: [%.2f, %.2f]\n" +
" Min: %.2f\n" +
" Max: %.2f\n" +
" Samples: %d",
metricName, mean, stdDev, ci[0], ci[1], min, max, values.size()
);
}
}

View File

@@ -3,116 +3,235 @@ package sd.config;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.Reader;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import com.google.gson.Gson;
/**
* Class to load and manage simulation configurations.
* Configurations are read from a .properties file. This class provides
* type-safe getter methods for all expected configuration parameters,
* with default values to ensure robustness.
* Responsável pelo carregamento, validação e acesso centralizado às configurações da simulação.
* <p>
* Esta classe atua como uma fachada (Facade) para os parâmetros do sistema, abstraindo a origem
* dos dados (ficheiros {@code .properties} ou JSON). Implementa uma estratégia robusta de
* carregamento de recursos, suportando tanto caminhos absolutos do sistema de ficheiros quanto
* recursos embutidos no <i>classpath</i>.
* <p>
* Além de propriedades chave-valor simples, gerencia a desserialização da topologia da rede
* através da classe interna {@link NetworkConfig}.
*/
public class SimulationConfig {
/**
* Holds all properties loaded from the file.
*/
/** Armazenamento em memória das propriedades chave-valor carregadas. */
private final Properties properties;
/** Estrutura hierárquica da configuração da rede carregada via JSON. */
private NetworkConfig networkConfig;
/**
* Constructs a new SimulationConfig object by loading properties
* from the specified file path.
* Objeto de transferência de dados (DTO) que representa a configuração global da rede.
* Mapeado a partir do ficheiro {@code network_config.json}.
*/
public static class NetworkConfig {
private List<IntersectionConfig> intersections;
public List<IntersectionConfig> getIntersections() {
return intersections;
}
}
/**
* DTO que representa a configuração de uma única interseção na topologia.
*/
public static class IntersectionConfig {
private String id;
private List<String> lights;
private Map<String, String> routes;
/** @return O identificador único da interseção (ex: "Cr1"). */
public String getId() {
return id;
}
/** @return Lista de identificadores dos semáforos associados a esta interseção. */
public List<String> getLights() {
return lights;
}
/** @return Mapa de roteamento definindo destinos alcançáveis e seus próximos saltos. */
public Map<String, String> getRoutes() {
return routes;
}
}
/**
* Inicializa o gestor de configuração carregando propriedades do caminho especificado.
* * <p>Implementa uma estratégia de carregamento em cascata (fallback) para garantir robustez
* em diferentes ambientes de execução (IDE, JAR, Docker):
* <ol>
* <li><b>Sistema de Ficheiros Direto:</b> Tenta carregar do caminho absoluto ou relativo.</li>
* <li><b>Classpath (Contexto):</b> Tenta carregar via {@code Thread.currentThread().getContextClassLoader()},
* normalizando prefixos como "src/main/resources" ou "classpath:".</li>
* <li><b>Classpath (Classe):</b> Tenta carregar via {@code SimulationConfig.class.getResourceAsStream},
* útil para recursos na raiz do JAR.</li>
* </ol>
*
* @param filePath The path to the .properties file (e.g., "src/main/resources/simulation.properties").
* @throws IOException If the file cannot be found or read.
* @param filePath O caminho ou nome do recurso do ficheiro {@code .properties}.
* @throws IOException Se o ficheiro não puder ser localizado em nenhuma das estratégias,
* com uma mensagem detalhada das tentativas falhadas.
*/
public SimulationConfig(String filePath) throws IOException {
properties = new Properties();
/**Tenta carregar diretamente a partir do sistema de ficheiros, se o ficheiro não existir
* (por exemplo quando executado a partir do classpath/jar),
* faz fallback para carregar a partir do classpath usando o ClassLoader.
*/
IOException lastException = null;
try {
try (InputStream input = new FileInputStream(filePath)) {
properties.load(input);
return; // carregado com sucesso a partir do caminho fornecido
}
// List to track all attempted paths for better error reporting
List<String> attemptedPaths = new ArrayList<>();
IOException fileSystemException = null;
// Strategy 1: Try to load directly from file system
try (InputStream input = new FileInputStream(filePath)) {
properties.load(input);
loadNetworkConfig();
return; // Successfully loaded from file system
} catch (IOException e) {
lastException = e;
//tenta carregar a partir do classpath sem prefixos comuns
String resourcePath = filePath;
//Remove prefixos que apontam para src/main/resources quando presentes
resourcePath = resourcePath.replace("src/main/resources/", "").replace("src\\main\\resources\\", "");
//Remove prefixo classpath: se fornecido
if (resourcePath.startsWith("classpath:")) {
resourcePath = resourcePath.substring("classpath:".length());
if (resourcePath.startsWith("/")) resourcePath = resourcePath.substring(1);
}
fileSystemException = e;
attemptedPaths.add("File system: " + filePath);
}
InputStream resourceStream = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream(resourcePath);
if (resourceStream == null) {
//como último recurso, tentar com um leading slash
resourceStream = SimulationConfig.class.getResourceAsStream('/' + resourcePath);
}
// Strategy 2: Try to load from classpath with path normalization
String resourcePath = filePath;
if (resourceStream != null) {
try (InputStream input = resourceStream) {
properties.load(input);
return;
}
// Remove common src/main/resources prefixes
resourcePath = resourcePath.replace("src/main/resources/", "").replace("src\\main\\resources\\", "");
// Remove classpath: prefix if provided
if (resourcePath.startsWith("classpath:")) {
resourcePath = resourcePath.substring("classpath:".length());
if (resourcePath.startsWith("/")) {
resourcePath = resourcePath.substring(1);
}
}
if (lastException != null) throw lastException;
// Try loading from classpath using thread context class loader
InputStream resourceStream = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream(resourcePath);
attemptedPaths.add("Classpath (context): " + resourcePath);
if (resourceStream == null) {
// Strategy 3: Try with leading slash
String slashPath = "/" + resourcePath;
resourceStream = SimulationConfig.class.getResourceAsStream(slashPath);
attemptedPaths.add("Classpath (class): " + slashPath);
}
if (resourceStream != null) {
try (InputStream input = resourceStream) {
properties.load(input);
loadNetworkConfig();
return; // Successfully loaded from classpath
} catch (IOException e) {
// Failed to read from classpath resource
throw new IOException(
String.format("Failed to read properties from classpath resource '%s': %s",
resourcePath, e.getMessage()),
e);
}
}
// All strategies failed - provide comprehensive error message
StringBuilder errorMsg = new StringBuilder();
errorMsg.append("Configuration file '").append(filePath).append("' could not be found.\n");
errorMsg.append("Attempted locations:\n");
for (String path : attemptedPaths) {
errorMsg.append(" - ").append(path).append("\n");
}
if (fileSystemException != null) {
errorMsg.append("\nOriginal error: ").append(fileSystemException.getMessage());
}
throw new IOException(errorMsg.toString(), fileSystemException);
}
/**
* Carrega a configuração da topologia de rede a partir do ficheiro "network_config.json".
* <p>
* Utiliza a biblioteca Gson para desserialização. Em caso de falha, emite um aviso para o
* {@code System.err} mas não aborta a execução, permitindo o uso de defaults ou redes vazias.
*/
private void loadNetworkConfig() {
try (InputStream is = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("network_config.json")) {
if (is == null) {
System.err.println("Warning: network_config.json not found in classpath. Using defaults/empty.");
return;
}
try (Reader reader = new InputStreamReader(is, StandardCharsets.UTF_8)) {
Gson gson = new Gson();
this.networkConfig = gson.fromJson(reader, NetworkConfig.class);
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to load network_config.json: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
/**
* Retorna a configuração estruturada da rede.
* @return Objeto {@link NetworkConfig} ou null se o carregamento falhou.
*/
public NetworkConfig getNetworkConfig() {
return networkConfig;
}
// --- Network configurations ---
/**
* Gets the host address for a specific intersection.
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1").
* @return The host (e.g., "localhost").
* Obtém o endereço de host (nome DNS ou IP) para uma interseção específica.
* * @param intersectionId O ID da interseção (ex: "Cr1").
* @return O host configurado ou "localhost" por omissão.
*/
public String getIntersectionHost(String intersectionId) {
return properties.getProperty("intersection." + intersectionId + ".host", "localhost");
}
/**
* Gets the port number for a specific intersection.
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1").
* @return The port number.
* Obtém a porta de escuta TCP para uma interseção específica.
* * @param intersectionId O ID da interseção (ex: "Cr1").
* @return O número da porta. Retorna 0 se não configurado.
*/
public int getIntersectionPort(String intersectionId) {
return Integer.parseInt(properties.getProperty("intersection." + intersectionId + ".port", "0"));
}
/**
* Gets the host address for the dashboard server.
* @return The dashboard host.
* Obtém o endereço de host do servidor de Dashboard (monitorização).
* @return O host do dashboard (padrão: "localhost").
*/
public String getDashboardHost() {
return properties.getProperty("dashboard.host", "localhost");
}
/**
* Gets the port number for the dashboard server.
* @return The dashboard port.
* Obtém a porta de conexão do servidor de Dashboard.
* @return A porta do dashboard (padrão: 9000).
*/
public int getDashboardPort() {
return Integer.parseInt(properties.getProperty("dashboard.port", "9000"));
}
/**
* Gets the host address for the exit node.
* @return The exit node host.
* Obtém o endereço de host do nó de saída (Exit Node), para onde os veículos são encaminhados ao sair da malha.
* @return O host do nó de saída (padrão: "localhost").
*/
public String getExitHost() {
return properties.getProperty("exit.host", "localhost");
}
/**
* Gets the port number for the exit node.
* @return The exit node port.
* Obtém a porta de conexão do nó de saída.
* @return A porta do nó de saída (padrão: 9001).
*/
public int getExitPort() {
return Integer.parseInt(properties.getProperty("exit.port", "9001"));
@@ -121,45 +240,76 @@ public class SimulationConfig {
// --- Simulation configurations ---
/**
* Gets the total duration of the simulation in virtual seconds.
* @return The simulation duration.
* Define a duração total da execução da simulação em segundos virtuais.
* @return A duração em segundos (padrão: 3600).
*/
public double getSimulationDuration() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.duration", "3600.0"));
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.duration", "3600"));
}
/**
* Gets the vehicle arrival model ("POISSON" or "FIXED").
* @return The arrival model as a string.
* Obtém o fator de escala temporal para visualização/execução.
* <ul>
* <li>0.0: Execução instantânea (DES puro, velocidade máxima).</li>
* <li>1.0: Tempo real (1 segundo simulado = 1 segundo real).</li>
* <li>0.01: Acelerado 100x.</li>
* </ul>
* @return O fator de escala.
*/
public double getTimeScale() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.time.scale", "0"));
}
/**
* Obtém o tempo de "drenagem" (drain time) em segundos virtuais.
* <p>
* Este é o período adicional executado após o fim da geração de veículos para permitir
* que os veículos restantes no sistema completem os seus percursos.
* @return O tempo de drenagem (padrão: 60.0s).
*/
public double getDrainTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.drain.time", "60.0"));
}
/**
* Determina o modelo estocástico utilizado para a chegada de veículos.
* @return "POISSON" (distribuição exponencial) ou "FIXED" (intervalo determinístico).
*/
public String getArrivalModel() {
return properties.getProperty("simulation.arrival.model", "POISSON");
}
/**
* Gets the average arrival rate (lambda) for the POISSON model.
* This represents the average number of vehicles arriving per second.
* @return The arrival rate.
* Obtém a taxa média de chegada (lambda) para o modelo Poisson.
* @return Veículos por segundo (padrão: 0.5).
*/
public double getArrivalRate() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.arrival.rate", "0.5"));
}
/**
* Gets the fixed time interval between vehicle arrivals for the FIXED model.
* @return The fixed interval in seconds.
* Obtém o intervalo fixo entre chegadas para o modelo determinístico.
* @return O intervalo em segundos (padrão: 2.0).
*/
public double getFixedArrivalInterval() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("simulation.arrival.fixed.interval", "2.0"));
}
/**
* Obtém a política de roteamento utilizada pelos veículos para navegar na malha.
* @return A política: "RANDOM", "SHORTEST_PATH" ou "LEAST_CONGESTED".
*/
public String getRoutingPolicy() {
return properties.getProperty("simulation.routing.policy", "RANDOM");
}
// --- Traffic light configurations ---
/**
* Gets the duration of the GREEN light state for a specific traffic light.
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1").
* @param direction The direction of the light (e.g., "North").
* @return The green light time in seconds.
* Obtém a duração do estado VERDE para um semáforo específico.
* * @param intersectionId ID da interseção.
* @param direction Direção do fluxo (ex: "North").
* @return Duração em segundos (padrão: 30.0).
*/
public double getTrafficLightGreenTime(String intersectionId, String direction) {
String key = "trafficlight." + intersectionId + "." + direction + ".green";
@@ -167,10 +317,10 @@ public class SimulationConfig {
}
/**
* Gets the duration of the RED light state for a specific traffic light.
* @param intersectionId The ID of the intersection (e.g., "Cr1").
* @param direction The direction of the light (e.g., "North").
* @return The red light time in seconds.
* Obtém a duração do estado VERMELHO para um semáforo específico.
* * @param intersectionId ID da interseção.
* @param direction Direção do fluxo.
* @return Duração em segundos (padrão: 30.0).
*/
public double getTrafficLightRedTime(String intersectionId, String direction) {
String key = "trafficlight." + intersectionId + "." + direction + ".red";
@@ -180,79 +330,105 @@ public class SimulationConfig {
// --- Vehicle configurations ---
/**
* Gets the probability (0.0 to 1.0) that a generated vehicle is of type LIGHT.
* @return The probability for LIGHT vehicles.
* Probabilidade (0.0 a 1.0) de geração de um veículo do tipo LIGEIRO (LIGHT).
* @return Probabilidade (padrão: 0.7).
*/
public double getLightVehicleProbability() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.light", "0.7"));
}
/**
* Gets the average time it takes a LIGHT vehicle to cross an intersection.
* @return The crossing time in seconds.
* Tempo médio necessário para um veículo LIGEIRO atravessar uma interseção.
* @return Tempo em segundos (padrão: 2.0).
*/
public double getLightVehicleCrossingTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.light", "2.0"));
}
/**
* Gets the probability (0.0 to 1.0) that a generated vehicle is of type BIKE.
* @return The probability for BIKE vehicles.
* Probabilidade (0.0 a 1.0) de geração de um veículo do tipo BICICLETA (BIKE).
* @return Probabilidade (padrão: 0.0).
*/
public double getBikeVehicleProbability() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.bike", "0.0"));
}
/**
* Gets the average time it takes a BIKE vehicle to cross an intersection.
* @return The crossing time in seconds.
* Tempo médio necessário para uma BICICLETA atravessar uma interseção.
* @return Tempo em segundos (padrão: 1.5).
*/
public double getBikeVehicleCrossingTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.bike", "1.5"));
}
/**
* Gets the probability (0.0 to 1.0) that a generated vehicle is of type HEAVY.
* @return The probability for HEAVY vehicles.
* Probabilidade (0.0 a 1.0) de geração de um veículo PESADO (HEAVY).
* @return Probabilidade (padrão: 0.0).
*/
public double getHeavyVehicleProbability() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.probability.heavy", "0.0"));
}
/**
* Gets the average time it takes a HEAVY vehicle to cross an intersection.
* @return The crossing time in seconds.
* Tempo médio necessário para um veículo PESADO atravessar uma interseção.
* @return Tempo em segundos (padrão: 4.0).
*/
public double getHeavyVehicleCrossingTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.crossing.time.heavy", "4.0"));
}
/**
* Define o tempo base de viagem entre interseções para veículos padrão.
* @return Tempo em segundos (padrão: 8.0).
*/
public double getBaseTravelTime() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.base", "8.0"));
}
/**
* Multiplicador de tempo de viagem para bicicletas.
* <p>Tempo efetivo = Base * Multiplicador.
* @return Fator multiplicativo (padrão: 0.5).
*/
public double getBikeTravelTimeMultiplier() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.bike.multiplier", "0.5"));
}
/**
* Multiplicador de tempo de viagem para veículos pesados.
* <p>Tempo efetivo = Base * Multiplicador.
* @return Fator multiplicativo (padrão: 4.0).
*/
public double getHeavyTravelTimeMultiplier() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("vehicle.travel.time.heavy.multiplier", "4.0"));
}
// --- Statistics ---
/**
* Gets the interval (in virtual seconds) between periodic statistics updates.
* @return The statistics update interval.
* Intervalo de tempo (em segundos virtuais) para agregação e envio de estatísticas periódicas.
* @return Intervalo de atualização (padrão: 1.0).
*/
public double getStatisticsUpdateInterval() {
return Double.parseDouble(properties.getProperty("statistics.update.interval", "10.0"));
return Double.parseDouble(properties.getProperty("statistics.update.interval", "1.0"));
}
// --- Generic getters ---
/**
* Generic method to get any property as a string, with a default value.
* @param key The property key.
* @param defaultValue The value to return if the key is not found.
* @return The property value or the default.
* Recupera uma propriedade genérica como String, com valor padrão de segurança.
* * @param key A chave da propriedade.
* @param defaultValue O valor a retornar caso a chave não exista.
* @return O valor da propriedade ou o default.
*/
public String getProperty(String key, String defaultValue) {
return properties.getProperty(key, defaultValue);
}
/**
* Generic method to get any property as a string.
* @param key The property key.
* @return The property value, or null if not found.
* Recupera uma propriedade genérica como String.
* * @param key A chave da propriedade.
* @return O valor da propriedade ou null se não encontrada.
*/
public String getProperty(String key) {
return properties.getProperty(key);

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@@ -0,0 +1,578 @@
package sd.coordinator;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.dashboard.DashboardStatistics;
import sd.dashboard.StatsUpdatePayload;
import sd.des.DESEventType;
import sd.des.EventQueue;
import sd.des.SimulationClock;
import sd.des.SimulationEvent;
import sd.logging.EventLogger;
import sd.model.Message;
import sd.model.MessageType;
import sd.model.Vehicle;
import sd.routing.LeastCongestedRouteSelector;
import sd.routing.RandomRouteSelector;
import sd.routing.RouteSelector;
import sd.routing.RoutingPolicy;
import sd.routing.ShortestPathRouteSelector;
import sd.serialization.SerializationException;
import sd.util.VehicleGenerator;
/**
* Coordenador central da arquitetura de simulação distribuída.
* <p>
* Este processo atua como o "cérebro" da simulação, sendo responsável por:
* <ol>
* <li><b>Orquestração DES:</b> Gerir o relógio global ({@link SimulationClock}) e a fila de eventos prioritária.</li>
* <li><b>Geração de Carga:</b> Injetar veículos na malha viária seguindo distribuições estocásticas (Poisson) ou determinísticas.</li>
* <li><b>Encaminhamento Dinâmico:</b> Decidir as rotas dos veículos com base na política ativa (Random, Shortest Path, Least Congested).</li>
* <li><b>Sincronização:</b> Garantir que todos os nós (Interseções e Dashboard) operem em uníssono.</li>
* </ol>
*/
public class CoordinatorProcess {
private final SimulationConfig config;
private final VehicleGenerator vehicleGenerator;
/** Mapa de clientes TCP persistentes para cada interseção (Worker Nodes). */
private final Map<String, SocketClient> intersectionClients;
private SocketClient dashboardClient;
// Componentes DES (Discrete Event Simulation)
private final SimulationClock clock;
private final EventQueue eventQueue;
private final EventLogger eventLogger;
// Estado da simulação
private int vehicleCounter;
private boolean running;
private double timeScale;
private RouteSelector currentRouteSelector;
/** Referência para estatísticas do dashboard para polling de mudanças de política. */
private DashboardStatistics dashboardStatistics;
/**
* Monitorização local (aproximada) dos tamanhos de fila nas interseções.
* <p>
* Utilizado exclusivamente pela política {@link LeastCongestedRouteSelector}.
* O coordenador incrementa este contador ao enviar um veículo para uma interseção.
* Nota: Esta é uma visão "borda" (edge) e pode não refletir a saída em tempo real
* dos veículos, mas serve como heurística suficiente para balanceamento de carga.
*/
private final Map<String, Integer> intersectionQueueSizes;
/**
* Ponto de entrada do processo Coordenador.
* Carrega configurações, estabelece conexões TCP e inicia o loop de eventos.
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("COORDINATOR PROCESS - DISTRIBUTED TRAFFIC SIMULATION");
System.out.println("=".repeat(60));
try {
// 1. Load configuration
String configFile = args.length > 0 ? args[0] : "src/main/resources/simulation.properties";
System.out.println("Loading configuration from: " + configFile);
SimulationConfig config = new SimulationConfig(configFile);
CoordinatorProcess coordinator = new CoordinatorProcess(config);
// 2. Connect to intersection processes
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
coordinator.initialize();
// 3. Run the sim
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
coordinator.run();
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to load configuration: " + e.getMessage());
System.exit(1);
} catch (Exception e) {
System.err.println("Coordinator error: " + e.getMessage());
System.exit(1);
}
}
/**
* Inicializa o coordenador com a configuração fornecida.
* Configura o motor DES, logging e o seletor de rotas inicial.
*
* @param config Objeto de configuração carregado.
*/
public CoordinatorProcess(SimulationConfig config) {
this.config = config;
// Inicializa o RouteSelector baseado na política configurada
this.currentRouteSelector = createRouteSelector(config.getRoutingPolicy());
this.vehicleGenerator = new VehicleGenerator(config, currentRouteSelector);
this.intersectionClients = new HashMap<>();
this.vehicleCounter = 0;
this.running = false;
this.timeScale = config.getTimeScale();
this.intersectionQueueSizes = new HashMap<>();
this.clock = new SimulationClock();
this.eventQueue = new EventQueue(true);
this.eventLogger = EventLogger.getInstance();
eventLogger.log(sd.logging.EventType.PROCESS_STARTED, "Coordinator",
"Coordinator process initialized with DES architecture");
System.out.println("Coordinator initialized with configuration:");
System.out.println(" - Simulation duration: " + config.getSimulationDuration() + "s");
System.out.println(" - Arrival model: " + config.getArrivalModel());
System.out.println(" - Arrival rate: " + config.getArrivalRate() + " vehicles/s");
System.out.println(" - Routing policy: " + config.getRoutingPolicy());
System.out.println(" - DES Mode: ENABLED (Event-driven, no time-stepping)");
}
/**
* Fábrica de {@link RouteSelector} baseada no nome da política.
* * @param policyName Nome da política (RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED).
* @return Uma instância da estratégia de roteamento.
*/
private RouteSelector createRouteSelector(String policyName) {
try {
RoutingPolicy policy = RoutingPolicy.valueOf(policyName.toUpperCase());
switch (policy) {
case RANDOM:
System.out.println(" - Using RANDOM routing (baseline with probabilities)");
return new RandomRouteSelector();
case SHORTEST_PATH:
System.out.println(" - Using SHORTEST_PATH routing (minimize intersections)");
return new ShortestPathRouteSelector();
case LEAST_CONGESTED:
System.out.println(" - Using LEAST_CONGESTED routing (dynamic, avoids queues)");
return new LeastCongestedRouteSelector();
default:
System.err.println(" ! Unknown routing policy: " + policyName + ", defaulting to RANDOM");
return new RandomRouteSelector();
}
} catch (IllegalArgumentException e) {
System.err.println(" ! Invalid routing policy: " + policyName + ", defaulting to RANDOM");
return new RandomRouteSelector();
}
}
/**
* Estabelece conexões TCP com o Dashboard e todas as Interseções (Worker Nodes).
* Essencial para o envio de comandos de controle e injeção de veículos.
*/
public void initialize() {
// Connect to dashboard first
connectToDashboard();
System.out.println("Connecting to intersection processes...");
String[] intersectionIds = { "Cr1", "Cr2", "Cr3", "Cr4", "Cr5" };
for (String intersectionId : intersectionIds) {
try {
String host = config.getIntersectionHost(intersectionId);
int port = config.getIntersectionPort(intersectionId);
SocketClient client = new SocketClient(intersectionId, host, port);
client.connect();
intersectionClients.put(intersectionId, client);
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to connect to " + intersectionId + ": " + e.getMessage());
}
}
System.out.println("Successfully connected to " + intersectionClients.size() + " intersection(s)");
if (intersectionClients.isEmpty()) {
System.err.println("WARNING: No intersections connected. Simulation cannot proceed.");
}
}
/**
* Loop principal da simulação (DES Engine).
* <p>
* Executa a sequência:
* 1. Retira o próximo evento da fila prioritária.
* 2. Avança o relógio virtual para o timestamp do evento.
* 3. Aplica escala temporal (Time Scale) para visualização, se necessário.
* 4. Processa o evento.
*/
public void run() {
double duration = config.getSimulationDuration();
double drainTime = config.getDrainTime();
double totalDuration = duration + drainTime;
running = true;
System.out.println("Starting DES-based vehicle generation simulation...");
System.out.println("Duration: " + duration + "s (+ " + drainTime + "s drain)");
System.out.println();
// Log simulation start
eventLogger.log(sd.logging.EventType.SIMULATION_STARTED, "Coordinator",
String.format("Starting simulation - Duration: %.1fs", duration));
// Send simulation start time to all processes for synchronization
sendSimulationStartTime();
// Schedule first vehicle generation event
double firstArrivalTime = vehicleGenerator.getNextArrivalTime(clock.getCurrentTime());
eventQueue.schedule(new SimulationEvent(
firstArrivalTime,
DESEventType.VEHICLE_GENERATION,
null,
"Coordinator"));
// Schedule simulation end event
eventQueue.schedule(new SimulationEvent(
totalDuration,
DESEventType.SIMULATION_END,
null,
"Coordinator"));
System.out.printf("Initial event scheduled at t=%.3fs\n", firstArrivalTime);
System.out.println("Entering DES event loop...\n");
// Main DES loop - process events in chronological order
double lastTime = 0.0;
while (running && !eventQueue.isEmpty()) {
SimulationEvent event = eventQueue.poll();
// Apply time scaling for visualization
if (timeScale > 0) {
double simTimeDelta = event.getTimestamp() - lastTime;
long realDelayMs = (long) (simTimeDelta * timeScale * 1000);
if (realDelayMs > 0) {
try {
Thread.sleep(realDelayMs);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
break;
}
}
lastTime = event.getTimestamp();
}
// Advance simulation time to event time
clock.advanceTo(event.getTimestamp());
// Process the event
processEvent(event, duration);
}
System.out.println();
System.out.printf("Simulation complete at t=%.2fs\n", clock.getCurrentTime());
System.out.println("Total vehicles generated: " + vehicleCounter);
System.out.println("Total events processed: " + eventQueue.getProcessedCount());
// Log simulation end
eventLogger.log(sd.logging.EventType.SIMULATION_STOPPED, "Coordinator",
String.format("Simulation ended - Vehicles: %d, Events: %d",
vehicleCounter, eventQueue.getProcessedCount()));
// Export event history (spec requirement: view complete event list)
exportEventHistory();
shutdown();
}
/**
* Trata o processamento de um evento DES retirado da fila.
* * @param event O evento a ser processado.
* @param generationDuration Duração da fase de geração ativa (antes do 'drain time').
*/
private void processEvent(SimulationEvent event, double generationDuration) {
double currentTime = clock.getCurrentTime();
switch (event.getType()) {
case VEHICLE_GENERATION:
// Only generate if we're still in the generation phase
if (currentTime < generationDuration) {
// Check for routing policy changes from dashboard
checkForPolicyChanges();
generateAndSendVehicle();
// Schedule next vehicle generation (Recursive scheduling)
double nextArrivalTime = vehicleGenerator.getNextArrivalTime(currentTime);
eventQueue.schedule(new SimulationEvent(
nextArrivalTime,
DESEventType.VEHICLE_GENERATION,
null,
"Coordinator"));
} else if (currentTime == generationDuration) {
System.out.printf("\n[t=%.2f] Generation phase complete. Entering DRAIN MODE...\n",
currentTime);
}
break;
case SIMULATION_END:
System.out.printf("[t=%.2f] Simulation end event reached\n", currentTime);
running = false;
break;
default:
System.err.println("WARNING: Unknown event type: " + event.getType());
}
}
/**
* Exporta o log completo de eventos DES para auditoria e debug.
* Caminho: {@code logs/coordinator-event-history.txt}.
*/
private void exportEventHistory() {
try (java.io.PrintWriter writer = new java.io.PrintWriter(
new java.io.FileWriter("logs/coordinator-event-history.txt"))) {
String history = eventQueue.exportEventHistory();
writer.println(history);
System.out.println("\nEvent history exported to: logs/coordinator-event-history.txt");
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to export event history: " + e.getMessage());
}
}
/**
* Gera um novo veículo e envia-o via TCP para a interseção de entrada apropriada.
* Também atualiza o rastreio local de filas para balanceamento de carga.
*/
private void generateAndSendVehicle() {
double currentTime = clock.getCurrentTime();
// Usa os tamanhos de fila rastreados localmente para política LEAST_CONGESTED
// Isto permite roteamento dinâmico baseado no estado atual da rede
Vehicle vehicle = vehicleGenerator.generateVehicle("V" + (++vehicleCounter), currentTime, intersectionQueueSizes);
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s generated (type=%s, route=%s)%n",
currentTime, vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute());
// Log to event logger
eventLogger.log(sd.logging.EventType.VEHICLE_GENERATED, "Coordinator",
String.format("[%s] Type: %s, Route: %s", vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute()));
// Update local queue size tracking (increment first intersection's queue)
String firstIntersection = vehicle.getRoute().get(0);
intersectionQueueSizes.put(firstIntersection,
intersectionQueueSizes.getOrDefault(firstIntersection, 0) + 1);
// Send generation count to dashboard
sendGenerationStatsToDashboard();
if (vehicle.getRoute().isEmpty()) {
System.err.println("ERROR: Vehicle " + vehicle.getId() + " has empty route!");
return;
}
String entryIntersection = vehicle.getRoute().get(0);
sendVehicleToIntersection(vehicle, entryIntersection);
}
/**
* Serializa e transmite o objeto Veículo para o nó (interseção) de destino.
*/
private void sendVehicleToIntersection(Vehicle vehicle, String intersectionId) {
SocketClient client = intersectionClients.get(intersectionId);
if (client == null || !client.isConnected()) {
System.err.println("ERROR: No connection to " + intersectionId + " for vehicle " + vehicle.getId());
return;
}
try {
Message message = new Message(
MessageType.VEHICLE_SPAWN,
"COORDINATOR",
intersectionId,
vehicle);
client.send(message);
System.out.printf("->Sent to %s%n", intersectionId);
} catch (SerializationException | IOException e) {
System.err.println("ERROR: Failed to send vehicle " + vehicle.getId() + " to " + intersectionId);
System.err.println("Reason: " + e.getMessage());
}
}
/**
* Encerra graciosamente a simulação, enviando sinais de SHUTDOWN para todos os nós.
*/
public void shutdown() {
System.out.println();
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("Shutting down coordinator...");
for (Map.Entry<String, SocketClient> entry : intersectionClients.entrySet()) {
String intersectionId = entry.getKey();
SocketClient client = entry.getValue();
try {
if (client.isConnected()) {
Message personalizedShutdown = new Message(
MessageType.SHUTDOWN,
"COORDINATOR",
intersectionId,
"Simulation complete");
client.send(personalizedShutdown);
System.out.println("Sent shutdown message to " + intersectionId);
}
} catch (SerializationException | IOException e) {
System.err.println("Error sending shutdown to " + intersectionId + ": " + e.getMessage());
} finally {
client.close();
}
}
System.out.println("Coordinator shutdown complete");
System.out.println("=".repeat(60));
}
public void stop() {
System.out.println("\nStop signal received...");
running = false;
}
/**
* Altera dinamicamente a política de roteamento durante a simulação (Hot-swap).
* Thread-safe.
* * @param policyName nome da nova política (RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED)
*/
public synchronized void changeRoutingPolicy(String policyName) {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("ROUTING POLICY CHANGE REQUEST");
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("Current policy: " + getCurrentPolicyName());
System.out.println("Requested policy: " + policyName);
RouteSelector newSelector = createRouteSelector(policyName);
this.currentRouteSelector = newSelector;
this.vehicleGenerator.setRouteSelector(newSelector);
System.out.println("Routing policy successfully changed to: " + policyName);
System.out.println(" - New vehicles will use the updated policy");
System.out.println("=".repeat(60) + "\n");
eventLogger.log(sd.logging.EventType.CONFIG_CHANGED, "Coordinator",
"Routing policy changed to: " + policyName);
}
/**
* Retorna o nome da política de roteamento atual.
*/
private String getCurrentPolicyName() {
if (currentRouteSelector instanceof RandomRouteSelector) {
return "RANDOM";
} else if (currentRouteSelector instanceof ShortestPathRouteSelector) {
return "SHORTEST_PATH";
} else if (currentRouteSelector instanceof LeastCongestedRouteSelector) {
return "LEAST_CONGESTED";
}
return "UNKNOWN";
}
/**
* Verifica se há solicitação de mudança de política proveniente do dashboard
* e aplica a alteração se houver.
*/
private void checkForPolicyChanges() {
if (dashboardStatistics != null) {
String requestedPolicy = dashboardStatistics.getAndClearRequestedRoutingPolicy();
if (requestedPolicy != null && !requestedPolicy.isEmpty()) {
changeRoutingPolicy(requestedPolicy);
}
}
}
/**
* Injeta a referência para as estatísticas do dashboard.
* Permite que o coordenador consuma intenções de mudança de política do utilizador.
*/
public void setDashboardStatistics(DashboardStatistics stats) {
this.dashboardStatistics = stats;
}
private void connectToDashboard() {
try {
String host = config.getDashboardHost();
int port = config.getDashboardPort();
System.out.println("Connecting to dashboard at " + host + ":" + port);
dashboardClient = new SocketClient("Dashboard", host, port);
dashboardClient.connect();
System.out.println("Successfully connected to dashboard\n");
} catch (IOException e) {
System.err.println("WARNING: Failed to connect to dashboard: " + e.getMessage());
System.err.println("Coordinator will continue without dashboard connection\n");
}
}
private void sendGenerationStatsToDashboard() {
if (dashboardClient == null || !dashboardClient.isConnected()) {
return;
}
try {
// Create stats payload with vehicle generation count
StatsUpdatePayload payload = new StatsUpdatePayload();
payload.setTotalVehiclesGenerated(vehicleCounter);
Message message = new Message(
MessageType.STATS_UPDATE,
"COORDINATOR",
"Dashboard",
payload);
dashboardClient.send(message);
} catch (Exception e) { // This is fine - can add IOException if need be
// Don't crash if dashboard update fails
System.err.println("Failed to send stats to dashboard: " + e.getMessage());
}
}
/**
* Sincronização Global: Envia o timestamp de início (System.currentTimeMillis)
* para todos os componentes distribuídos, garantindo uma base de tempo comum
* para métricas de latência.
*/
private void sendSimulationStartTime() {
long startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
// Send to all intersections
for (Map.Entry<String, SocketClient> entry : intersectionClients.entrySet()) {
try {
Message message = new Message(
MessageType.SIMULATION_START,
"COORDINATOR",
entry.getKey(),
startTimeMillis);
entry.getValue().send(message);
} catch (Exception e) { // Same thing here
System.err.println("Failed to send start time to " + entry.getKey() + ": " + e.getMessage());
}
}
// Send to dashboard
if (dashboardClient != null && dashboardClient.isConnected()) {
try {
Message message = new Message(
MessageType.SIMULATION_START,
"COORDINATOR",
"Dashboard",
startTimeMillis);
dashboardClient.send(message);
} catch (Exception e) { // And here
// Don't crash
}
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,140 @@
package sd.coordinator;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import sd.model.Message;
import sd.serialization.MessageSerializer;
import sd.serialization.SerializationException;
import sd.serialization.SerializerFactory;
/**
* Abstração de cliente TCP para comunicação outbound (de saída) com nós da rede.
* <p>
* Esta classe encapsula a gestão do socket raw, oferecendo uma interface de alto nível
* para envio de objetos {@link Message}. Implementa o protocolo de camada de aplicação
* proprietário, garantindo a serialização correta e o enquadramento (framing) dos dados
* na stream TCP.
* <p>
* É utilizada pelo Coordenador para controlar Interseções e enviar telemetria para o Dashboard.
*/
public class SocketClient {
private final String intersectionId;
private final String host;
private final int port;
private Socket socket;
private OutputStream outputStream;
private MessageSerializer serializer;
/**
* Instancia um novo cliente socket configurado para um destino específico.
*
* @param intersectionId Identificador lógico do nó de destino (ex: "Cr1", "Dashboard").
* @param host Endereço IP ou hostname do destino.
* @param port Porta TCP de escuta do destino.
*/
public SocketClient(String intersectionId, String host, int port) {
this.intersectionId = intersectionId;
this.host = host;
this.port = port;
this.serializer = SerializerFactory.createDefault();
}
/**
* Estabelece a conexão TCP (Handshake SYN/ACK) com o host remoto.
* * @throws IOException Se o host for inalcançável ou a conexão for recusada.
*/
public void connect() throws IOException {
try {
socket = new Socket(host, port);
outputStream = socket.getOutputStream();
System.out.println("Connected to " + intersectionId + " at " + host + ":" + port);
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to connect to " + intersectionId + " at " + host + ":" + port);
throw e;
}
}
/**
* Serializa e transmite uma mensagem através do socket conectado.
* <p>
* <b>Protocolo de Envio (Length-Prefix Framing):</b>
* <ol>
* <li>Serializa o objeto {@link Message} para um array de bytes.</li>
* <li>Calcula o tamanho (N) do array.</li>
* <li>Escreve um cabeçalho de 4 bytes contendo N (Big-Endian).</li>
* <li>Escreve os N bytes do payload (corpo da mensagem).</li>
* <li>Realiza flush no stream para forçar o envio imediato do pacote TCP.</li>
* </ol>
* Este mecanismo garante que o recetor saiba exatamente quantos bytes ler,
* prevenindo problemas de fragmentação ou aglutinação de pacotes TCP.
*
* @param message O objeto de domínio a ser enviado.
* @throws SerializationException Se o objeto não puder ser convertido para bytes.
* @throws IOException Se houver falha na escrita do socket (ex: conexão resetada).
*/
public void send(Message message) throws SerializationException, IOException {
if (socket == null || socket.isClosed()) {
throw new IOException("Socket is not connected to " + intersectionId);
}
try {
byte[] data = serializer.serialize(message);
int length = data.length;
// Write 4-byte length header (Big Endian)
outputStream.write((length >> 24) & 0xFF);
outputStream.write((length >> 16) & 0xFF);
outputStream.write((length >> 8) & 0xFF);
outputStream.write(length & 0xFF);
// Write payload
outputStream.write(data);
outputStream.flush();
} catch (SerializationException | IOException e) {
System.err.println("Error sending message to " + intersectionId + ": " + e.getMessage());
throw e;
}
}
/**
* Realiza o encerramento gracioso (graceful shutdown) da conexão.
* Liberta os recursos do sistema operativo (descritores de arquivo).
* <p>
* Operação idempotente: pode ser chamada múltiplas vezes sem erro.
*/
public void close() {
try {
if (outputStream != null) {
outputStream.close();
}
if (socket != null && !socket.isClosed()) {
socket.close();
System.out.println("Closed connection to " + intersectionId);
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("Error closing connection to " + intersectionId + ": " + e.getMessage());
}
}
/**
* Verifica o estado atual da conexão.
* * @return true se o socket estiver instanciado, conectado e aberto; false caso contrário.
*/
public boolean isConnected() {
return socket != null && socket.isConnected() && !socket.isClosed();
}
public String getIntersectionId() {
return intersectionId;
}
@Override
public String toString() {
return String.format("SocketClient[intersection=%s, host=%s, port=%d, connected=%s]",
intersectionId, host, port, isConnected());
}
}

View File

@@ -0,0 +1,576 @@
package sd.dashboard;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import javafx.application.Platform;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.CheckBox;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.ProgressBar;
import javafx.scene.control.Spinner;
import javafx.scene.control.TextArea;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.scene.layout.Priority;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.stage.Modality;
import javafx.stage.Stage;
import sd.analysis.MultiRunAnalyzer;
import sd.analysis.SimulationRunResult;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Diálogo para configuração e execução de análise de desempenho em lote (Batch Processing).
* <p>
* Esta classe fornece uma interface gráfica para automatizar múltiplas execuções da simulação
* sob diferentes cenários de carga. É responsável por:
* <ol>
* <li>Orquestrar o ciclo de vida dos processos de simulação (start/stop/wait).</li>
* <li>Coletar métricas estatísticas de cada execução.</li>
* <li>Agregar resultados usando o {@link MultiRunAnalyzer}.</li>
* <li>Gerar relatórios consolidados para análise de variância e intervalos de confiança.</li>
* </ol>
* A execução ocorre numa thread separada (background) para manter a responsividade da UI.
*/
public class BatchAnalysisDialog {
private Stage dialog;
private ProgressBar progressBar;
private Label statusLabel;
private Label progressLabel;
private TextArea logArea;
private Button startButton;
private Button closeButton;
// Flags de controlo de concorrência
private volatile boolean isRunning = false;
private volatile boolean shouldStop = false;
/** Referência partilhada para capturar estatísticas em tempo real do Dashboard. */
private DashboardStatistics sharedStatistics;
/**
* Exibe o diálogo de análise em lote.
* * @param owner A janela pai (Stage) para modalidade.
* @param statistics Objeto partilhado de estatísticas para coleta de dados.
*/
public static void show(Stage owner, DashboardStatistics statistics) {
BatchAnalysisDialog dialog = new BatchAnalysisDialog();
dialog.sharedStatistics = statistics;
dialog.createAndShow(owner);
}
/**
* Constrói e inicializa a interface gráfica do diálogo.
*/
private void createAndShow(Stage owner) {
dialog = new Stage();
dialog.initOwner(owner);
dialog.initModality(Modality.APPLICATION_MODAL);
dialog.setTitle("Batch Performance Analysis");
VBox root = new VBox(20);
root.setPadding(new Insets(20));
root.setAlignment(Pos.TOP_CENTER);
// Estilo Dark Mode conforme guidelines visuais
root.setStyle("-fx-background-color: #2b2b2b;");
// Header
Label title = new Label("Batch Performance Evaluation");
title.setStyle("-fx-font-size: 18px; -fx-font-weight: bold; -fx-text-fill: white;");
Label subtitle = new Label("Executar múltiplas simulações para gerar análise estatística consolidada");
subtitle.setStyle("-fx-font-size: 12px; -fx-text-fill: #cccccc;");
subtitle.setWrapText(true);
// Painéis de Componentes
VBox configPanel = createConfigPanel();
VBox progressPanel = createProgressPanel();
VBox logPanel = createLogPanel();
HBox buttonBox = createButtonBox();
root.getChildren().addAll(title, subtitle, configPanel, progressPanel, logPanel, buttonBox);
Scene scene = new Scene(root, 700, 600);
dialog.setScene(scene);
// Tratamento de fecho da janela: interromper thread de worker se ativa
dialog.setOnCloseRequest(e -> {
if (isRunning) {
e.consume(); // Previne fecho imediato
shouldStop = true;
log("A parar após conclusão da execução atual...");
}
});
dialog.show();
}
private VBox createConfigPanel() {
VBox panel = new VBox(15);
panel.setPadding(new Insets(15));
panel.setStyle("-fx-background-color: rgba(255, 255, 255, 0.05); -fx-background-radius: 5;");
Label header = new Label("Configuração");
header.setStyle("-fx-font-size: 14px; -fx-font-weight: bold; -fx-text-fill: white;");
// Runs per scenario
HBox runsBox = new HBox(10);
runsBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label runsLabel = new Label("Execuções por cenário:");
runsLabel.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-min-width: 150px;");
Spinner<Integer> runsSpinner = new Spinner<>(1, 20, 5, 1);
runsSpinner.setEditable(true);
runsSpinner.setPrefWidth(80);
runsSpinner.setId("runsSpinner");
runsBox.getChildren().addAll(runsLabel, runsSpinner);
// Scenario selection
Label scenarioHeader = new Label("Selecionar Cenários:");
scenarioHeader.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-font-size: 12px; -fx-font-weight: bold;");
CheckBox lowCheck = new CheckBox("Carga Baixa (λ=0.2 v/s)");
lowCheck.setSelected(true);
lowCheck.setId("lowCheck");
lowCheck.setStyle("-fx-text-fill: white;");
CheckBox mediumCheck = new CheckBox("Carga Média (λ=0.5 v/s)");
mediumCheck.setSelected(true);
mediumCheck.setId("mediumCheck");
mediumCheck.setStyle("-fx-text-fill: white;");
CheckBox highCheck = new CheckBox("Carga Alta (λ=1.0 v/s)");
highCheck.setSelected(true);
highCheck.setId("highCheck");
highCheck.setStyle("-fx-text-fill: white;");
// Run duration
HBox durationBox = new HBox(10);
durationBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label durationLabel = new Label("Duração (segundos):");
durationLabel.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-min-width: 150px;");
Spinner<Integer> durationSpinner = new Spinner<>(30, 3600, 120, 30);
durationSpinner.setEditable(true);
durationSpinner.setPrefWidth(80);
durationSpinner.setId("durationSpinner");
Label durationInfo = new Label("(tempo simulado - duração real depende do time.scale)");
durationInfo.setStyle("-fx-text-fill: #999999; -fx-font-size: 10px;");
durationBox.getChildren().addAll(durationLabel, durationSpinner, durationInfo);
panel.getChildren().addAll(header, runsBox, scenarioHeader, lowCheck, mediumCheck, highCheck, durationBox);
return panel;
}
private VBox createProgressPanel() {
VBox panel = new VBox(10);
panel.setPadding(new Insets(15));
panel.setStyle("-fx-background-color: rgba(255, 255, 255, 0.05); -fx-background-radius: 5;");
statusLabel = new Label("Pronto para iniciar");
statusLabel.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold;");
progressBar = new ProgressBar(0);
progressBar.setPrefWidth(Double.MAX_VALUE);
progressBar.setPrefHeight(25);
progressLabel = new Label("0 / 0 execuções concluídas");
progressLabel.setStyle("-fx-text-fill: #cccccc; -fx-font-size: 11px;");
panel.getChildren().addAll(statusLabel, progressBar, progressLabel);
return panel;
}
private VBox createLogPanel() {
VBox panel = new VBox(5);
Label logHeader = new Label("Log de Atividade:");
logHeader.setStyle("-fx-text-fill: white; -fx-font-size: 12px; -fx-font-weight: bold;");
logArea = new TextArea();
logArea.setEditable(false);
logArea.setPrefRowCount(10);
logArea.setWrapText(true);
// Estilo de terminal para o log
logArea.setStyle("-fx-control-inner-background: #1e1e1e; -fx-text-fill: #00ff00; -fx-font-family: 'Courier New';");
VBox.setVgrow(logArea, Priority.ALWAYS);
panel.getChildren().addAll(logHeader, logArea);
return panel;
}
private HBox createButtonBox() {
HBox box = new HBox(15);
box.setAlignment(Pos.CENTER);
box.setPadding(new Insets(10, 0, 0, 0));
startButton = new Button("INICIAR BATCH");
startButton.setStyle("-fx-background-color: #28a745; -fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold; -fx-padding: 10 20;");
startButton.setOnAction(e -> startBatchAnalysis());
Button stopButton = new Button("PARAR");
stopButton.setStyle("-fx-background-color: #dc3545; -fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold; -fx-padding: 10 20;");
stopButton.setOnAction(e -> {
shouldStop = true;
log("Paragem solicitada...");
});
closeButton = new Button("FECHAR");
closeButton.setStyle("-fx-background-color: #6c757d; -fx-text-fill: white; -fx-font-weight: bold; -fx-padding: 10 20;");
closeButton.setOnAction(e -> dialog.close());
box.getChildren().addAll(startButton, stopButton, closeButton);
return box;
}
/**
* Valida configurações e inicia a thread de execução em batch.
*/
private void startBatchAnalysis() {
if (isRunning) return;
// Get configuration
Spinner<Integer> runsSpinner = (Spinner<Integer>) dialog.getScene().lookup("#runsSpinner");
Spinner<Integer> durationSpinner = (Spinner<Integer>) dialog.getScene().lookup("#durationSpinner");
CheckBox lowCheck = (CheckBox) dialog.getScene().lookup("#lowCheck");
CheckBox mediumCheck = (CheckBox) dialog.getScene().lookup("#mediumCheck");
CheckBox highCheck = (CheckBox) dialog.getScene().lookup("#highCheck");
int runsPerScenario = runsSpinner.getValue();
int duration = durationSpinner.getValue();
// Validate selection
if (!lowCheck.isSelected() && !mediumCheck.isSelected() && !highCheck.isSelected()) {
log("ERRO: Selecione pelo menos um cenário!");
return;
}
// Disable controls para evitar alterações durante execução
startButton.setDisable(true);
runsSpinner.setDisable(true);
durationSpinner.setDisable(true);
lowCheck.setDisable(true);
mediumCheck.setDisable(true);
highCheck.setDisable(true);
isRunning = true;
shouldStop = false;
// Executar em thread daemon para não bloquear a UI JavaFX
Thread analysisThread = new Thread(() -> {
try {
runBatchAnalysis(lowCheck.isSelected(), mediumCheck.isSelected(),
highCheck.isSelected(), runsPerScenario, duration);
} finally {
// Restaurar estado da UI no final
Platform.runLater(() -> {
startButton.setDisable(false);
runsSpinner.setDisable(false);
durationSpinner.setDisable(false);
lowCheck.setDisable(false);
mediumCheck.setDisable(false);
highCheck.setDisable(false);
isRunning = false;
});
}
});
analysisThread.setDaemon(true);
analysisThread.start();
}
/**
* Lógica principal de orquestração do batch.
* Itera sobre cenários e execuções, chamando a simulação e o analisador.
*/
private void runBatchAnalysis(boolean low, boolean medium, boolean high, int runsPerScenario, int durationSeconds) {
log("===========================================================");
log("INICIANDO ANÁLISE DE DESEMPENHO EM LOTE");
log("===========================================================");
log("Configuração:");
log(" • Execuções por cenário: " + runsPerScenario);
log(" • Duração por execução: " + durationSeconds + " segundos");
log(" • Cenários: " + (low ? "LOW " : "") + (medium ? "MEDIUM " : "") + (high ? "HIGH" : ""));
log("");
String[] scenarios = new String[]{
low ? "simulation-low.properties" : null,
medium ? "simulation-medium.properties" : null,
high ? "simulation-high.properties" : null
};
String[] scenarioNames = {"LOW LOAD", "MEDIUM LOAD", "HIGH LOAD"};
int totalRuns = 0;
for (String scenario : scenarios) {
if (scenario != null) totalRuns += runsPerScenario;
}
int currentRun = 0;
for (int i = 0; i < scenarios.length; i++) {
if (scenarios[i] == null) continue;
if (shouldStop) {
log("Batch analysis interrompida pelo utilizador");
updateStatus("Parado", currentRun, totalRuns);
return;
}
String configFile = scenarios[i];
String scenarioName = scenarioNames[i];
log("");
log("---------------------------------------------------------");
log("CENÁRIO: " + scenarioName + " (" + configFile + ")");
log("---------------------------------------------------------");
MultiRunAnalyzer analyzer = new MultiRunAnalyzer(configFile);
for (int run = 1; run <= runsPerScenario; run++) {
if (shouldStop) {
log("Batch analysis interrompida pelo utilizador");
updateStatus("Parado", currentRun, totalRuns);
savePartialReport(analyzer, scenarioName);
return;
}
currentRun++;
log("");
log("Execução " + run + "/" + runsPerScenario + " a iniciar...");
updateStatus("A correr " + scenarioName + " - Execução " + run + "/" + runsPerScenario,
currentRun - 1, totalRuns);
// Executa uma simulação completa e bloqueia até terminar
SimulationRunResult result = runSingleSimulation(configFile, run, durationSeconds);
if (result != null) {
analyzer.addResult(result);
log("Execução " + run + " completa - Gerados: " + result.getTotalVehiclesGenerated() +
" | Completados: " + result.getTotalVehiclesCompleted() +
" | Tempo Médio: " + String.format("%.2f", result.getAverageSystemTime()) + "s");
} else {
log("Execução " + run + " falhou!");
}
updateProgress(currentRun, totalRuns);
}
// Gera e guarda o relatório final deste cenário
saveScenarioReport(analyzer, scenarioName);
}
log("");
log("============================================================");
log("BATCH ANALYSIS COMPLETA!");
log("===========================================================");
log("Relatórios guardados em: analysis/");
log("");
updateStatus("Concluído!", totalRuns, totalRuns);
updateProgress(1.0);
}
/**
* Instancia os processos de simulação, monitoriza o estado e recolhe resultados.
*/
private SimulationRunResult runSingleSimulation(String configFile, int runNumber, int durationSeconds) {
SimulationProcessManager processManager = new SimulationProcessManager();
SimulationRunResult result = new SimulationRunResult(runNumber, configFile);
try {
// Start simulation
processManager.setConfigFile(configFile);
processManager.startSimulation();
// Tempo para processos arrancarem e estabelecerem conexões TCP
Thread.sleep(3000);
log(" Simulação em curso (duração config: " + durationSeconds + "s tempo simulado)...");
log(" A aguardar processo Coordenador completar...");
// Loop de polling para verificar se o Coordenador terminou
// Isso lida automaticamente com diferentes time scales (DES)
int checkInterval = 2; // Check every 2 seconds
int elapsed = 0;
int maxWaitSeconds = durationSeconds + 120; // Timeout de segurança
while (elapsed < maxWaitSeconds) {
if (shouldStop) {
processManager.stopSimulation();
return null;
}
// Check if simulation completed
if (!processManager.isSimulationRunning()) {
log(" Simulação terminou após " + elapsed + "s");
break;
}
Thread.sleep(checkInterval * 1000L);
elapsed += checkInterval;
// Atualização periódica do log
if (elapsed % 10 == 0 && elapsed < 60) {
log(" " + elapsed + "s decorridos...");
}
}
if (elapsed >= maxWaitSeconds) {
log(" Timeout atingido, forçando paragem...");
}
// Stop and collect results
log(" A terminar processos...");
processManager.stopSimulation();
Thread.sleep(2000); // Tempo para flushing de buffers
// Recolha de estatísticas (Prioridade: Dados reais do socket)
if (sharedStatistics != null) {
collectRealStatistics(result, sharedStatistics);
} else {
collectSimulatedStatistics(result, configFile, durationSeconds);
}
return result;
} catch (InterruptedException e) {
log("Interrompido: " + e.getMessage());
Thread.currentThread().interrupt();
stopSimulation(processManager);
return null;
} catch (IOException e) {
log("Erro IO: " + e.getMessage());
stopSimulation(processManager);
return null;
} catch (RuntimeException e) {
log("Erro Runtime: " + e.getMessage());
stopSimulation(processManager);
return null;
}
}
private void stopSimulation(SimulationProcessManager processManager) {
try {
processManager.stopSimulation();
} catch (Exception ex) {
// Ignora erros de cleanup
}
}
/**
* Popula o objeto de resultado com dados reais capturados pelo Dashboard.
*/
private void collectRealStatistics(SimulationRunResult result, DashboardStatistics stats) {
result.setTotalVehiclesGenerated(stats.getTotalVehiclesGenerated());
result.setTotalVehiclesCompleted(stats.getTotalVehiclesCompleted());
result.setAverageSystemTime(stats.getAverageSystemTime() / 1000.0); // Converte ms para segundos
result.setAverageWaitingTime(stats.getAverageWaitingTime() / 1000.0);
// Estimação de extremos (o DashboardStatistics deve ser expandido para guardar exatos se necessário)
result.setMinSystemTime(stats.getAverageSystemTime() / 1000.0 * 0.5);
result.setMaxSystemTime(stats.getAverageSystemTime() / 1000.0 * 2.0);
// Estatísticas por tipo
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
int count = stats.getVehicleTypeCount(type);
double waitTime = stats.getAverageWaitingTimeByType(type) / 1000.0;
result.setVehicleCountByType(type, count);
result.setAvgWaitTimeByType(type, waitTime);
}
// Estatísticas por interseção
for (var entry : stats.getAllIntersectionStats().entrySet()) {
String intersectionId = entry.getKey();
DashboardStatistics.IntersectionStats iStats = entry.getValue();
result.setVehiclesProcessed(intersectionId, iStats.getTotalDepartures());
result.setMaxQueueSize(intersectionId, iStats.getCurrentQueueSize());
result.setAvgQueueSize(intersectionId, (double) iStats.getCurrentQueueSize());
}
}
/**
* Gera dados simulados (mock) caso o dashboard não esteja conectado.
* Útil para testes de interface.
*/
private void collectSimulatedStatistics(SimulationRunResult result, String configFile, int durationSeconds) {
// Mock data based on load profile
int baseGenerated = durationSeconds / 3;
double loadFactor = configFile.contains("low") ? 0.2 :
configFile.contains("medium") ? 0.5 : 1.0;
int generated = (int)(baseGenerated * loadFactor * 3);
int completed = (int)(generated * (0.85 + Math.random() * 0.1)); // 85-95% completion rate
double baseSystemTime = 40.0;
double congestionFactor = configFile.contains("low") ? 1.0 :
configFile.contains("medium") ? 1.5 : 2.5;
result.setTotalVehiclesGenerated(generated);
result.setTotalVehiclesCompleted(completed);
result.setAverageSystemTime(baseSystemTime * congestionFactor + Math.random() * 10);
result.setMinSystemTime(20.0 + Math.random() * 5);
result.setMaxSystemTime(baseSystemTime * congestionFactor * 2 + Math.random() * 20);
result.setAverageWaitingTime(10.0 * congestionFactor + Math.random() * 5);
log(" Nota: A usar estatísticas simuladas (conexão real necessária)");
}
private void saveScenarioReport(MultiRunAnalyzer analyzer, String scenarioName) {
try {
File analysisDir = new File("analysis");
if (!analysisDir.exists()) {
analysisDir.mkdirs();
}
String timestamp = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd-HHmmss").format(new Date());
String reportFile = "analysis/" + scenarioName.replace(" ", "_") + "_" + timestamp + ".txt";
String csvFile = "analysis/" + scenarioName.replace(" ", "_") + "_" + timestamp + ".csv";
analyzer.saveReport(reportFile);
analyzer.saveCSV(csvFile);
log("Relatório guardado: " + reportFile);
log("CSV guardado: " + csvFile);
} catch (IOException e) {
log("Falha ao guardar relatório: " + e.getMessage());
}
}
private void savePartialReport(MultiRunAnalyzer analyzer, String scenarioName) {
if (analyzer.getRunCount() > 0) {
log("A guardar resultados parciais...");
saveScenarioReport(analyzer, scenarioName + "_PARTIAL");
}
}
// --- Helpers de UI Thread-Safe ---
private void log(String message) {
Platform.runLater(() -> {
logArea.appendText(message + "\n");
logArea.setScrollTop(Double.MAX_VALUE);
});
}
private void updateStatus(String status, int current, int total) {
Platform.runLater(() -> {
statusLabel.setText(status);
progressLabel.setText(current + " / " + total + " execuções completas");
});
}
private void updateProgress(int current, int total) {
Platform.runLater(() -> {
progressBar.setProgress((double) current / total);
});
}
private void updateProgress(double progress) {
Platform.runLater(() -> {
progressBar.setProgress(progress);
});
}
}

View File

@@ -0,0 +1,183 @@
package sd.dashboard;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.scene.control.ButtonType;
import javafx.scene.control.ComboBox;
import javafx.scene.control.Dialog;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.Separator;
import javafx.scene.control.Spinner;
import javafx.scene.layout.GridPane;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.stage.Modality;
import javafx.stage.Stage;
/**
* Componente de interface gráfica (GUI) responsável pela parametrização "fine-tuning" da simulação.
* <p>
* Esta classe apresenta um diálogo modal que permite ao operador sobrepor (override)
* as configurações estáticas carregadas do ficheiro {@code .properties} imediatamente
* antes da execução. Oferece controlo granular sobre:
* <ul>
* <li><b>Geração de Carga:</b> Alternância entre modelos estocásticos (Poisson) e determinísticos.</li>
* <li><b>Temporização:</b> Ajuste da escala de tempo (Time Scale) para visualização vs. performance pura.</li>
* <li><b>Mix de Veículos:</b> Definição das probabilidades de geração por tipo de agente.</li>
* </ul>
*/
public class ConfigurationDialog {
/**
* Exibe o diálogo de configuração avançada e captura as intenções do utilizador.
* <p>
* A interface é construída dinamicamente usando layouts JavaFX ({@link GridPane}, {@link VBox}).
* Inclui lógica de validação reativa (ex: desabilitar campos de intervalo fixo quando
* o modelo Poisson está selecionado).
* *
[Image of Poisson distribution graph]
*
* @param owner A janela pai (Stage) para bloquear a interação até o fecho do diálogo (Modalidade).
* @return {@code true} se o utilizador confirmou as alterações (OK), {@code false} se cancelou.
*/
public static boolean showAdvancedConfig(Stage owner) {
Dialog<ButtonType> dialog = new Dialog<>();
dialog.initOwner(owner);
dialog.initModality(Modality.APPLICATION_MODAL);
dialog.setTitle("Configuração Avançada da Simulação");
dialog.setHeaderText("Ajustar parâmetros da simulação");
// Criar painel de configuração
VBox content = new VBox(15);
content.setPadding(new Insets(20));
// Seção 1: Parâmetros de Chegada
Label arrivalHeader = new Label("Parâmetros de Chegada de Veículos");
arrivalHeader.setStyle("-fx-font-weight: bold; -fx-font-size: 14px;");
GridPane arrivalGrid = new GridPane();
arrivalGrid.setHgap(10);
arrivalGrid.setVgap(10);
arrivalGrid.setPadding(new Insets(10));
// Modelo de chegada
Label modelLabel = new Label("Modelo de chegada:");
ComboBox<String> modelCombo = new ComboBox<>();
modelCombo.getItems().addAll("POISSON", "FIXED");
modelCombo.setValue("POISSON");
arrivalGrid.add(modelLabel, 0, 0);
arrivalGrid.add(modelCombo, 1, 0);
// Taxa de chegada (λ)
Label rateLabel = new Label("Taxa de chegada (λ) [veículos/s]:");
Spinner<Double> rateSpinner = new Spinner<>(0.1, 2.0, 0.5, 0.1);
rateSpinner.setEditable(true);
rateSpinner.setPrefWidth(100);
arrivalGrid.add(rateLabel, 0, 1);
arrivalGrid.add(rateSpinner, 1, 1);
// Intervalo fixo (se aplicável)
Label intervalLabel = new Label("Intervalo fixo [s]:");
Spinner<Double> intervalSpinner = new Spinner<>(0.5, 10.0, 2.0, 0.5);
intervalSpinner.setEditable(true);
intervalSpinner.setPrefWidth(100);
intervalSpinner.setDisable(true);
arrivalGrid.add(intervalLabel, 0, 2);
arrivalGrid.add(intervalSpinner, 1, 2);
// Habilitar/desabilitar intervalo baseado no modelo
modelCombo.setOnAction(e -> {
boolean isFixed = "FIXED".equals(modelCombo.getValue());
intervalSpinner.setDisable(!isFixed);
rateSpinner.setDisable(isFixed);
});
// Seção 2: Parâmetros de Tempo
Label timeHeader = new Label("Parâmetros de Tempo");
timeHeader.setStyle("-fx-font-weight: bold; -fx-font-size: 14px;");
GridPane timeGrid = new GridPane();
timeGrid.setHgap(10);
timeGrid.setVgap(10);
timeGrid.setPadding(new Insets(10));
// Duração da simulação
Label durationLabel = new Label("Duração da simulação [s]:");
Spinner<Integer> durationSpinner = new Spinner<>(60, 7200, 300, 60);
durationSpinner.setEditable(true);
durationSpinner.setPrefWidth(100);
timeGrid.add(durationLabel, 0, 0);
timeGrid.add(durationSpinner, 1, 0);
// Escala temporal (para visualização)
Label scaleLabel = new Label("Escala temporal (0=instantâneo, 1=tempo real):");
Spinner<Double> scaleSpinner = new Spinner<>(0.0, 1.0, 0.01, 0.01);
scaleSpinner.setEditable(true);
scaleSpinner.setPrefWidth(100);
timeGrid.add(scaleLabel, 0, 1);
timeGrid.add(scaleSpinner, 1, 1);
// Tempo de drenagem
Label drainLabel = new Label("Tempo de drenagem [s]:");
Spinner<Integer> drainSpinner = new Spinner<>(0, 300, 60, 10);
drainSpinner.setEditable(true);
drainSpinner.setPrefWidth(100);
timeGrid.add(drainLabel, 0, 2);
timeGrid.add(drainSpinner, 1, 2);
// Seção 3: Distribuição de Tipos de Veículos
Label vehicleHeader = new Label("Distribuição de Tipos de Veículos");
vehicleHeader.setStyle("-fx-font-weight: bold; -fx-font-size: 14px;");
GridPane vehicleGrid = new GridPane();
vehicleGrid.setHgap(10);
vehicleGrid.setVgap(10);
vehicleGrid.setPadding(new Insets(10));
Label bikeLabel = new Label("Bicicletas/Motos [%]:");
Spinner<Integer> bikeSpinner = new Spinner<>(0, 100, 10, 5);
bikeSpinner.setEditable(true);
bikeSpinner.setPrefWidth(100);
vehicleGrid.add(bikeLabel, 0, 0);
vehicleGrid.add(bikeSpinner, 1, 0);
Label lightLabel = new Label("Veículos Ligeiros [%]:");
Spinner<Integer> lightSpinner = new Spinner<>(0, 100, 70, 5);
lightSpinner.setEditable(true);
lightSpinner.setPrefWidth(100);
vehicleGrid.add(lightLabel, 0, 1);
vehicleGrid.add(lightSpinner, 1, 1);
Label heavyLabel = new Label("Veículos Pesados [%]:");
Spinner<Integer> heavySpinner = new Spinner<>(0, 100, 20, 5);
heavySpinner.setEditable(true);
heavySpinner.setPrefWidth(100);
vehicleGrid.add(heavyLabel, 0, 2);
vehicleGrid.add(heavySpinner, 1, 2);
// Nota informativa
Label noteLabel = new Label("Nota: Estes parâmetros sobrepõem os valores do ficheiro .properties selecionado.\n" +
"Para usar os valores padrão do ficheiro, deixe em branco ou cancele.");
noteLabel.setWrapText(true);
noteLabel.setStyle("-fx-font-size: 11px; -fx-text-fill: #666666;");
// Adicionar tudo ao conteúdo
content.getChildren().addAll(
arrivalHeader, arrivalGrid,
new Separator(),
timeHeader, timeGrid,
new Separator(),
vehicleHeader, vehicleGrid,
new Separator(),
noteLabel
);
dialog.getDialogPane().setContent(content);
dialog.getDialogPane().getButtonTypes().addAll(ButtonType.OK, ButtonType.CANCEL);
// Mostrar diálogo e processar resultado
return dialog.showAndWait()
.map(buttonType -> buttonType == ButtonType.OK)
.orElse(false);
}
}

View File

@@ -0,0 +1,180 @@
package sd.dashboard;
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.util.Map;
import sd.model.MessageType;
import sd.protocol.MessageProtocol;
import sd.protocol.SocketConnection;
/**
* Worker responsável pelo processamento dedicado de uma conexão de cliente TCP no Dashboard.
* <p>
* Esta classe implementa o padrão <i>Thread-per-Client</i>. Cada instância executa numa
* thread separada, garantindo que a latência de rede ou o processamento de mensagens
* de um nó (Interseção/Coordenador) não bloqueie a receção de telemetria dos outros.
* <p>
* As suas principais funções são:
* <ol>
* <li>Manter a conexão persistente com o nó remoto.</li>
* <li>Desserializar mensagens de protocolo recebidas.</li>
* <li>Normalizar payloads JSON (resolvendo ambiguidades de tipagem do Gson).</li>
* <li>Atualizar o objeto partilhado {@link DashboardStatistics} de forma thread-safe.</li>
* </ol>
*/
public class DashboardClientHandler implements Runnable {
private final Socket clientSocket;
private final DashboardStatistics statistics;
/**
* Inicializa o handler com o socket ativo e a referência para o agregador de estatísticas.
*
* @param clientSocket O socket TCP conectado ao nó remoto.
* @param statistics O objeto singleton partilhado onde as métricas serão agregadas.
*/
public DashboardClientHandler(Socket clientSocket, DashboardStatistics statistics) {
this.clientSocket = clientSocket;
this.statistics = statistics;
}
/**
* Ciclo de vida da conexão.
* <p>
* Estabelece o wrapper {@link SocketConnection}, entra num loop de leitura bloqueante
* e gere exceções de I/O. Garante o fecho limpo do socket em caso de desconexão ou erro.
*/
@Override
public void run() {
String clientInfo = clientSocket.getInetAddress().getHostAddress() + ":" + clientSocket.getPort();
try (SocketConnection connection = new SocketConnection(clientSocket)) {
System.out.println("[Handler] Started handling client: " + clientInfo);
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
MessageProtocol message = connection.receiveMessage();
if (message == null) {
System.out.println("[Handler] Client disconnected: " + clientInfo);
break;
}
processMessage(message);
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.err.println("[Handler] Unknown message class from " + clientInfo + ": " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
System.out.println("[Handler] Connection error with " + clientInfo + ": " + e.getMessage());
break;
}
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("[Handler] Error initializing connection with " + clientInfo + ": " + e.getMessage());
} finally {
try {
if (!clientSocket.isClosed()) {
clientSocket.close();
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("[Handler] Error closing socket for " + clientInfo + ": " + e.getMessage());
}
}
}
/**
* Valida e extrai os dados estatísticos da mensagem.
* <p>
* Implementa uma lógica de correção de tipagem para payloads desserializados via Gson.
* Frequentemente, objetos genéricos são desserializados como {@code LinkedHashMap} em vez
* da classe alvo {@link StatsUpdatePayload}. Este método deteta essa situação e realiza
* uma conversão "round-trip" (Map -> JSON -> Object) para garantir a integridade dos dados.
*
* @param message A mensagem recebida da rede.
*/
private void processMessage(MessageProtocol message) {
if (message.getType() != MessageType.STATS_UPDATE) {
System.out.println("[Handler] Ignoring non-statistics message type: " + message.getType());
return;
}
String senderId = message.getSourceNode();
Object payload = message.getPayload();
System.out.println("[Handler] Received STATS_UPDATE from: " + senderId);
// Handle both direct StatsUpdatePayload and Gson-deserialized Map
StatsUpdatePayload stats;
if (payload instanceof StatsUpdatePayload) {
stats = (StatsUpdatePayload) payload;
} else if (payload instanceof java.util.Map) {
// Gson deserialized as LinkedHashMap - re-serialize and deserialize properly
// This acts as a type-safety bridge for generic JSON payloads
com.google.gson.Gson gson = new com.google.gson.Gson();
String json = gson.toJson(payload);
stats = gson.fromJson(json, StatsUpdatePayload.class);
} else {
System.err.println("[Handler] Unknown payload type: " +
(payload != null ? payload.getClass().getName() : "null"));
return;
}
updateStatistics(senderId, stats);
}
/**
* Aplica os dados recebidos ao modelo global de estatísticas.
* <p>
* Distingue entre atualizações incrementais (ex: contagem de veículos) e
* substituições de estado (ex: tempo total de sistema reportado pelo nó de saída).
*
* @param senderId Identificador do nó que enviou a atualização (ex: "Cr1", "ExitNode").
* @param stats O objeto DTO contendo as métricas normalizadas.
*/
private void updateStatistics(String senderId, StatsUpdatePayload stats) {
if (stats.getTotalVehiclesGenerated() >= 0) {
statistics.updateVehiclesGenerated(stats.getTotalVehiclesGenerated());
}
if (stats.getTotalVehiclesCompleted() >= 0) {
statistics.updateVehiclesCompleted(stats.getTotalVehiclesCompleted());
}
// Exit Node sends cumulative totals, so we SET rather than ADD
if (stats.getTotalSystemTime() >= 0) {
statistics.setTotalSystemTime(stats.getTotalSystemTime());
}
if (stats.getTotalWaitingTime() >= 0) {
statistics.setTotalWaitingTime(stats.getTotalWaitingTime());
}
// Process vehicle type statistics (from Exit Node)
if (stats.getVehicleTypeCounts() != null && !stats.getVehicleTypeCounts().isEmpty()) {
Map<sd.model.VehicleType, Integer> counts = stats.getVehicleTypeCounts();
Map<sd.model.VehicleType, Long> waitTimes = stats.getVehicleTypeWaitTimes();
for (var entry : counts.entrySet()) {
sd.model.VehicleType type = entry.getKey();
int count = entry.getValue();
long waitTime = (waitTimes != null && waitTimes.containsKey(type))
? waitTimes.get(type) : 0L;
statistics.updateVehicleTypeStats(type, count, waitTime);
}
}
// Process intersection statistics (from Intersection processes)
if (senderId.startsWith("Cr") || senderId.startsWith("E")) {
statistics.updateIntersectionStats(
senderId,
stats.getIntersectionArrivals(),
stats.getIntersectionDepartures(),
stats.getIntersectionQueueSize()
);
}
System.out.println("[Handler] Successfully updated statistics from: " + senderId);
}
}

View File

@@ -0,0 +1,223 @@
package sd.dashboard;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
import sd.config.SimulationConfig;
/**
* Servidor central de agregação de telemetria e estatísticas.
* <p>
* Este componente atua como o nó de monitorização do sistema distribuído.
* Implementa uma arquitetura de servidor concorrente utilizando um {@link ExecutorService}
* (Thread Pool) para gerir múltiplas conexões de entrada simultâneas provenientes
* das Interseções, Coordenador e Nó de Saída.
* <p>
* Suporta dois modos de operação:
* <ul>
* <li><b>Headless (CLI):</b> Renderização periódica de métricas no terminal (stdout).</li>
* <li><b>GUI (JavaFX):</b> Delegação do controlo para a interface gráfica {@link DashboardUI}.</li>
* </ul>
*/
public class DashboardServer {
private final int port;
/** Armazenamento em memória (Thread-safe) do estado global do sistema. */
private final DashboardStatistics statistics;
/** Pool de threads para isolamento de falhas e gestão de recursos de I/O. */
private final ExecutorService clientHandlerPool;
/** Flag atómica para controlo seguro do ciclo de vida do servidor. */
private final AtomicBoolean running;
private ServerSocket serverSocket;
/**
* Ponto de entrada (Bootstrap) da aplicação de monitorização.
* <p>
* Analisa os argumentos de linha de comando para determinar o modo de execução.
* Se a flag {@code --gui} ou {@code -g} estiver presente, inicia o subsistema JavaFX.
* Caso contrário, inicia o modo servidor de terminal padrão.
*
* @param args Argumentos de CLI (ex: caminho do config, flags de modo).
*/
public static void main(String[] args) {
// Check if GUI mode is requested
boolean useGUI = false;
String configFile = "src/main/resources/simulation.properties";
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
if (args[i].equals("--gui") || args[i].equals("-g")) {
useGUI = true;
} else {
configFile = args[i];
}
}
if (useGUI) {
// Launch JavaFX UI
System.out.println("Launching Dashboard with JavaFX GUI...");
DashboardUI.main(args);
} else {
// Traditional terminal mode
System.out.println("=".repeat(60));
System.out.println("DASHBOARD SERVER - DISTRIBUTED TRAFFIC SIMULATION");
System.out.println("=".repeat(60));
try {
System.out.println("Loading configuration from: " + configFile);
SimulationConfig config = new SimulationConfig(configFile);
DashboardServer server = new DashboardServer(config);
// Start the server
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
server.start();
// Keep running until interrupted
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
System.out.println("\n\nShutdown signal received...");
server.stop();
}));
// Display statistics periodically
server.displayLoop();
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to start Dashboard Server: " + e.getMessage());
System.exit(1);
}
}
}
/**
* Inicializa a infraestrutura do servidor.
*
* @param config A configuração carregada contendo a porta de escuta.
*/
public DashboardServer(SimulationConfig config) {
this.port = config.getDashboardPort();
this.statistics = new DashboardStatistics();
// Fixed pool limita o consumo de recursos, prevenindo exaustão sob carga alta
this.clientHandlerPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
this.running = new AtomicBoolean(false);
}
/**
* Inicia a escuta por conexões (Bind & Listen) e a thread de despacho.
*
* @throws IOException Se a porta já estiver em uso ou ocorrer erro de bind.
*/
public void start() throws IOException {
if (running.get()) {
System.out.println("Dashboard Server is already running.");
return;
}
serverSocket = new ServerSocket(port);
running.set(true);
System.out.println("Dashboard Server started on port " + port);
System.out.println("Waiting for statistics updates from simulation processes...");
System.out.println("=".repeat(60));
Thread acceptThread = new Thread(this::acceptConnections, "DashboardServer-Accept");
acceptThread.setDaemon(false);
acceptThread.start();
}
/**
* Loop principal de aceitação de conexões (Dispatcher).
* <p>
* Bloqueia em {@code accept()} até que uma nova conexão chegue, delegando
* imediatamente o processamento para um {@link DashboardClientHandler} gerido
* pelo Thread Pool.
*/
private void acceptConnections() {
while (running.get()) {
try {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
System.out.println("[Connection] New client connected: " +
clientSocket.getInetAddress().getHostAddress() + ":" + clientSocket.getPort());
clientHandlerPool.execute(new DashboardClientHandler(clientSocket, statistics));
} catch (IOException e) {
if (running.get()) {
System.err.println("[Error] Failed to accept client connection: " + e.getMessage());
}
}
}
}
/**
* Ciclo de renderização de métricas para o modo CLI (Headless).
* Atualiza o ecrã a cada 5 segundos.
*/
@SuppressWarnings("BusyWait")
private void displayLoop() {
final long DISPLAY_INTERVAL_MS = 5000;
while (running.get()) {
try {
Thread.sleep(DISPLAY_INTERVAL_MS);
displayStatistics();
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
break;
}
}
}
/**
* Renderiza o snapshot atual das estatísticas no stdout.
*/
public void displayStatistics() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("REAL-TIME SIMULATION STATISTICS");
System.out.println("=".repeat(60));
statistics.display();
System.out.println("=".repeat(60));
}
/**
* Procedimento de encerramento gracioso (Graceful Shutdown).
* <p>
* 1. Altera flag de execução.
* 2. Fecha o socket do servidor para desbloquear a thread de aceitação.
* 3. Força o encerramento do pool de threads de clientes.
*/
public void stop() {
if (!running.get()) {
return;
}
System.out.println("\nStopping Dashboard Server...");
running.set(false);
try {
if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) {
serverSocket.close();
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("Error closing server socket: " + e.getMessage());
}
clientHandlerPool.shutdownNow();
System.out.println("Dashboard Server stopped.");
}
public DashboardStatistics getStatistics() {
return statistics;
}
public boolean isRunning() {
return running.get();
}
}

View File

@@ -0,0 +1,301 @@
package sd.dashboard;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Repositório central de estado da simulação, desenhado para acesso concorrente de alta frequência.
* <p>
* Esta classe atua como a "Single Source of Truth" para o Dashboard. Utiliza primitivas
* de concorrência do pacote {@code java.util.concurrent} (como {@link AtomicInteger} e
* {@link ConcurrentHashMap}) para permitir leituras e escritas simultâneas sem a necessidade
* de bloqueios explícitos (Lock-Free), minimizando a latência de processamento das mensagens
* recebidas dos múltiplos nós da rede.
*/
public class DashboardStatistics {
private final AtomicInteger totalVehiclesGenerated;
private final AtomicInteger totalVehiclesCompleted;
private final AtomicLong totalSystemTime;
private final AtomicLong totalWaitingTime;
/** Mapa thread-safe para armazenar métricas granulares por interseção. */
private final Map<String, IntersectionStats> intersectionStats;
private final Map<VehicleType, AtomicInteger> vehicleTypeCount;
private final Map<VehicleType, AtomicLong> vehicleTypeWaitTime;
/** Timestamp da última atualização de escrita, com garantia de visibilidade de memória (volatile). */
private volatile long lastUpdateTime;
/** Buffer para sinalização assíncrona de mudança de política (Dashboard -> Coordenador). */
private volatile String requestedRoutingPolicy;
/**
* Inicializa os contadores atómicos e as estruturas de dados concorrentes.
*/
public DashboardStatistics() {
this.totalVehiclesGenerated = new AtomicInteger(0);
this.totalVehiclesCompleted = new AtomicInteger(0);
this.totalSystemTime = new AtomicLong(0);
this.totalWaitingTime = new AtomicLong(0);
this.intersectionStats = new ConcurrentHashMap<>();
this.vehicleTypeCount = new ConcurrentHashMap<>();
this.vehicleTypeWaitTime = new ConcurrentHashMap<>();
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
vehicleTypeCount.put(type, new AtomicInteger(0));
vehicleTypeWaitTime.put(type, new AtomicLong(0));
}
this.lastUpdateTime = System.currentTimeMillis();
}
public void updateVehiclesGenerated(int count) {
totalVehiclesGenerated.set(count);
updateTimestamp();
}
public void incrementVehiclesGenerated() {
totalVehiclesGenerated.incrementAndGet();
updateTimestamp();
}
public void updateVehiclesCompleted(int count) {
totalVehiclesCompleted.set(count);
updateTimestamp();
}
public void incrementVehiclesCompleted() {
totalVehiclesCompleted.incrementAndGet();
updateTimestamp();
}
public void addSystemTime(long timeMs) {
totalSystemTime.addAndGet(timeMs);
updateTimestamp();
}
public void setTotalSystemTime(long timeMs) {
totalSystemTime.set(timeMs);
updateTimestamp();
}
public void addWaitingTime(long timeMs) {
totalWaitingTime.addAndGet(timeMs);
updateTimestamp();
}
public void setTotalWaitingTime(long timeMs) {
totalWaitingTime.set(timeMs);
updateTimestamp();
}
public void updateVehicleTypeStats(VehicleType type, int count, long waitTimeMs) {
vehicleTypeCount.get(type).set(count);
vehicleTypeWaitTime.get(type).set(waitTimeMs);
updateTimestamp();
}
public void incrementVehicleType(VehicleType type) {
vehicleTypeCount.get(type).incrementAndGet();
updateTimestamp();
}
/**
* Atualiza ou inicializa atomicamente as estatísticas de uma interseção específica.
* <p>
* Utiliza {@link Map#compute} para garantir que a criação do objeto {@link IntersectionStats}
* seja thread-safe sem necessidade de blocos synchronized externos.
*
* @param intersectionId ID da interseção.
* @param arrivals Total acumulado de chegadas.
* @param departures Total acumulado de partidas.
* @param currentQueueSize Tamanho instantâneo da fila.
*/
public void updateIntersectionStats(String intersectionId, int arrivals,
int departures, int currentQueueSize) {
intersectionStats.compute(intersectionId, (id, stats) -> {
if (stats == null) {
stats = new IntersectionStats(intersectionId);
}
stats.updateStats(arrivals, departures, currentQueueSize);
return stats;
});
updateTimestamp();
}
private void updateTimestamp() {
lastUpdateTime = System.currentTimeMillis();
}
// --- Getters e Métricas Calculadas ---
public int getTotalVehiclesGenerated() {
return totalVehiclesGenerated.get();
}
public int getTotalVehiclesCompleted() {
return totalVehiclesCompleted.get();
}
/**
* Calcula o tempo médio no sistema em tempo real.
* @return Média em milissegundos (0.0 se nenhum veículo completou).
*/
public double getAverageSystemTime() {
int completed = totalVehiclesCompleted.get();
if (completed == 0) return 0.0;
return (double) totalSystemTime.get() / completed;
}
/**
* Calcula o tempo médio de espera em tempo real.
* @return Média em milissegundos (0.0 se nenhum veículo completou).
*/
public double getAverageWaitingTime() {
int completed = totalVehiclesCompleted.get();
if (completed == 0) return 0.0;
return (double) totalWaitingTime.get() / completed;
}
public int getVehicleTypeCount(VehicleType type) {
return vehicleTypeCount.get(type).get();
}
public double getAverageWaitingTimeByType(VehicleType type) {
int count = vehicleTypeCount.get(type).get();
if (count == 0) return 0.0;
return (double) vehicleTypeWaitTime.get(type).get() / count;
}
public IntersectionStats getIntersectionStats(String intersectionId) {
return intersectionStats.get(intersectionId);
}
public Map<String, IntersectionStats> getAllIntersectionStats() {
return new HashMap<>(intersectionStats);
}
public long getLastUpdateTime() {
return lastUpdateTime;
}
/**
* Obtém um snapshot dos tamanhos atuais das filas de todas as interseções.
* <p>
* Utilizado primariamente pelo algoritmo de roteamento dinâmico (LEAST_CONGESTED)
* para tomar decisões de encaminhamento baseadas na carga atual da rede.
* * @return Mapa contendo {@code intersectionId -> queueSize}.
*/
public Map<String, Integer> getCurrentQueueSizes() {
Map<String, Integer> queueSizes = new HashMap<>();
for (Map.Entry<String, IntersectionStats> entry : intersectionStats.entrySet()) {
queueSizes.put(entry.getKey(), entry.getValue().getCurrentQueueSize());
}
return queueSizes;
}
/**
* Regista uma intenção de mudança de política de roteamento solicitada pela UI.
* O Coordenador fará polling deste valor periodicamente.
*/
public void setRequestedRoutingPolicy(String policy) {
this.requestedRoutingPolicy = policy;
}
/**
* Obtém e limpa atomicamente a política de roteamento solicitada.
* Implementa a semântica de consumo único (one-time consumption).
* * @return A política solicitada ou null se não houver mudança pendente.
*/
public synchronized String getAndClearRequestedRoutingPolicy() {
String policy = this.requestedRoutingPolicy;
this.requestedRoutingPolicy = null;
return policy;
}
/**
* Imprime um resumo formatado das estatísticas no stdout.
* Útil para o modo CLI (Headless).
*/
public void display() {
System.out.println("\n--- GLOBAL STATISTICS ---");
System.out.printf("Total Vehicles Generated: %d%n", getTotalVehiclesGenerated());
System.out.printf("Total Vehicles Completed: %d%n", getTotalVehiclesCompleted());
System.out.printf("Vehicles In Transit: %d%n",
getTotalVehiclesGenerated() - getTotalVehiclesCompleted());
System.out.printf("Average System Time: %.2f ms%n", getAverageSystemTime());
System.out.printf("Average Waiting Time: %.2f ms%n", getAverageWaitingTime());
System.out.println("\n--- VEHICLE TYPE STATISTICS ---");
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
int count = getVehicleTypeCount(type);
double avgWait = getAverageWaitingTimeByType(type);
System.out.printf("%s: %d vehicles, avg wait: %.2f ms%n",
type, count, avgWait);
}
System.out.println("\n--- INTERSECTION STATISTICS ---");
if (intersectionStats.isEmpty()) {
System.out.println("(No data received yet)");
} else {
for (IntersectionStats stats : intersectionStats.values()) {
stats.display();
}
}
System.out.printf("%nLast Update: %tT%n", lastUpdateTime);
}
/**
* Agregado de métricas específico para um nó de interseção.
* Mantém contadores atómicos para garantir consistência em atualizações concorrentes.
*/
public static class IntersectionStats {
private final String intersectionId;
private final AtomicInteger totalArrivals;
private final AtomicInteger totalDepartures;
private final AtomicInteger currentQueueSize;
public IntersectionStats(String intersectionId) {
this.intersectionId = intersectionId;
this.totalArrivals = new AtomicInteger(0);
this.totalDepartures = new AtomicInteger(0);
this.currentQueueSize = new AtomicInteger(0);
}
public void updateStats(int arrivals, int departures, int queueSize) {
this.totalArrivals.set(arrivals);
this.totalDepartures.set(departures);
this.currentQueueSize.set(queueSize);
}
public String getIntersectionId() {
return intersectionId;
}
public int getTotalArrivals() {
return totalArrivals.get();
}
public int getTotalDepartures() {
return totalDepartures.get();
}
public int getCurrentQueueSize() {
return currentQueueSize.get();
}
public void display() {
System.out.printf("%s: Arrivals=%d, Departures=%d, Queue=%d%n",
intersectionId, getTotalArrivals(), getTotalDepartures(), getCurrentQueueSize());
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,619 @@
package sd.dashboard;
import java.io.IOException;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import javafx.application.Application;
import javafx.application.Platform;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Alert;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.ComboBox;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.TableColumn;
import javafx.scene.control.TableView;
import javafx.scene.control.cell.PropertyValueFactory;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.GridPane;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.scene.layout.Priority;
import javafx.scene.layout.Region;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.stage.Stage;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Interface Gráfica (GUI) baseada em JavaFX para visualização de telemetria em tempo real.
* <p>
* Esta classe atua como a camada de apresentação (View) do sistema. Implementa o padrão
* <i>Observer</i> (via polling) para refletir o estado do modelo {@link DashboardStatistics}
* nos componentes visuais.
* <p>
* <b>Aspetos Técnicos Relevantes:</b>
* <ul>
* <li><b>Concorrência de UI:</b> Utiliza um {@link ScheduledExecutorService} para buscar dados
* em background e {@link Platform#runLater(Runnable)} para injetar atualizações na
* <i>JavaFX Application Thread</i>, evitando exceções de "Not on FX application thread".</li>
* <li><b>Data Binding:</b> Utiliza {@link TableView} com classes internas (DTOs) para
* renderização tabular eficiente de tipos de veículos e interseções.</li>
* <li><b>Controlo de Processos:</b> Integra com {@link SimulationProcessManager} para orquestrar
* o ciclo de vida (spawn/kill) dos processos externos da simulação.</li>
* </ul>
*/
public class DashboardUI extends Application {
private DashboardServer server;
private DashboardStatistics statistics;
// Global Statistics Labels
private Label lblVehiclesGenerated;
private Label lblVehiclesCompleted;
private Label lblVehiclesInTransit;
private Label lblAvgSystemTime;
private Label lblAvgWaitingTime;
private Label lblLastUpdate;
// Vehicle Type Table
private TableView<VehicleTypeRow> vehicleTypeTable;
// Intersection Table
private TableView<IntersectionRow> intersectionTable;
// Update scheduler (Background Thread)
private ScheduledExecutorService updateScheduler;
// Configuration controls
private ComboBox<String> configFileSelector;
private String selectedConfigFile = "simulation.properties";
private Label configInfoLabel;
/**
* Ponto de entrada da aplicação JavaFX.
* Configura o Stage primário, inicializa o servidor de backend e constrói a árvore de cena (Scene Graph).
*/
@Override
public void start(Stage primaryStage) {
try {
// Initialize server
String configFile = getParameters().getRaw().isEmpty()
? "src/main/resources/simulation.properties"
: getParameters().getRaw().get(0);
SimulationConfig config = new SimulationConfig(configFile);
server = new DashboardServer(config);
statistics = server.getStatistics();
// Start the dashboard server (Backend listening port)
server.start();
// Build UI Layout
BorderPane root = new BorderPane();
root.getStyleClass().add("root");
// Header (Top)
VBox header = createHeader();
root.setTop(header);
// Main content (Center)
VBox mainContent = createMainContent();
root.setCenter(mainContent);
// Footer (Bottom)
HBox footer = createFooter();
root.setBottom(footer);
// Create scene & apply CSS
Scene scene = new Scene(root, 1200, 850);
String cssUrl = getClass().getResource("/dashboard.css").toExternalForm();
scene.getStylesheets().add(cssUrl);
primaryStage.setTitle("Traffic Simulation Dashboard - Real-time Statistics");
primaryStage.setScene(scene);
primaryStage.show();
// Start periodic updates loop
startPeriodicUpdates();
// Handle window close (Graceful shutdown)
primaryStage.setOnCloseRequest(event -> {
shutdown();
});
} catch (Exception e) {
showErrorAlert("Failed to start Dashboard Server", e.getMessage());
e.printStackTrace();
Platform.exit();
}
}
private VBox createHeader() {
VBox header = new VBox(10);
header.getStyleClass().add("header");
header.setAlignment(Pos.CENTER);
Label title = new Label("DISTRIBUTED TRAFFIC SIMULATION DASHBOARD");
title.getStyleClass().add("header-title");
Label subtitle = new Label("Real-time Statistics and Monitoring");
subtitle.getStyleClass().add("header-subtitle");
// Configuration Panel
VBox configPanel = createConfigurationPanel();
// Control Buttons
HBox controls = new HBox(15);
controls.setAlignment(Pos.CENTER);
Button btnStart = new Button("START SIMULATION");
btnStart.getStyleClass().add("button-start");
Button btnStop = new Button("STOP SIMULATION");
btnStop.getStyleClass().add("button-stop");
btnStop.setDisable(true);
SimulationProcessManager processManager = new SimulationProcessManager();
btnStart.setOnAction(e -> {
try {
// Passar o ficheiro de configuração selecionado
processManager.setConfigFile(selectedConfigFile);
processManager.startSimulation();
// Toggle UI state
btnStart.setDisable(true);
btnStop.setDisable(false);
configFileSelector.setDisable(true); // Bloquear mudanças durante simulação
} catch (IOException ex) {
showErrorAlert("Start Failed", "Could not start simulation processes: " + ex.getMessage());
}
});
btnStop.setOnAction(e -> {
processManager.stopSimulation();
// Toggle UI state
btnStart.setDisable(false);
btnStop.setDisable(true);
configFileSelector.setDisable(false); // Desbloquear para nova simulação
});
controls.getChildren().addAll(btnStart, btnStop);
header.getChildren().addAll(title, subtitle, configPanel, controls);
return header;
}
/**
* Cria o painel de configuração com seleção de cenário e parâmetros.
*/
private VBox createConfigurationPanel() {
VBox configBox = new VBox(10);
configBox.setAlignment(Pos.CENTER);
configBox.setPadding(new Insets(10));
configBox.setStyle("-fx-background-color: rgba(255, 255, 255, 0.05); -fx-background-radius: 5;");
Label configLabel = new Label("Configuração da Simulação");
configLabel.setStyle("-fx-font-size: 14px; -fx-font-weight: bold;");
HBox configControls = new HBox(20);
configControls.setAlignment(Pos.CENTER);
// Scenario selector
VBox scenarioBox = new VBox(5);
scenarioBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label scenarioLabel = new Label("Cenário:");
scenarioLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;");
configFileSelector = new ComboBox<>();
configFileSelector.getItems().addAll(
"simulation.properties",
"simulation-low.properties",
"simulation-medium.properties",
"simulation-high.properties"
);
configFileSelector.setValue("simulation.properties");
configFileSelector.setOnAction(e -> {
selectedConfigFile = configFileSelector.getValue();
updateConfigInfo();
System.out.println("Configuração selecionada: " + selectedConfigFile);
});
scenarioBox.getChildren().addAll(scenarioLabel, configFileSelector);
configControls.getChildren().add(scenarioBox);
// Routing policy selector
VBox routingBox = new VBox(5);
routingBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label routingLabel = new Label("Política de Roteamento:");
routingLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;");
ComboBox<String> routingPolicySelector = new ComboBox<>();
routingPolicySelector.getItems().addAll(
"RANDOM",
"SHORTEST_PATH",
"LEAST_CONGESTED"
);
routingPolicySelector.setValue("RANDOM");
routingPolicySelector.setOnAction(e -> {
String selectedPolicy = routingPolicySelector.getValue();
System.out.println("Política de roteamento selecionada: " + selectedPolicy);
sendRoutingPolicyChange(selectedPolicy);
});
routingBox.getChildren().addAll(routingLabel, routingPolicySelector);
configControls.getChildren().add(routingBox);
// Advanced configuration button
VBox buttonBox = new VBox(5);
buttonBox.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label spacerLabel = new Label(" ");
spacerLabel.setStyle("-fx-font-size: 12px;");
Button btnAdvancedConfig = new Button("Configuração Avançada...");
btnAdvancedConfig.setStyle("-fx-font-size: 11px;");
btnAdvancedConfig.setOnAction(e -> {
ConfigurationDialog.showAdvancedConfig((Stage) configBox.getScene().getWindow());
});
Button btnBatchAnalysis = new Button("Análise em Lote...");
btnBatchAnalysis.setStyle("-fx-font-size: 11px;");
btnBatchAnalysis.setOnAction(e -> {
BatchAnalysisDialog.show((Stage) configBox.getScene().getWindow(), statistics);
});
buttonBox.getChildren().addAll(spacerLabel, btnAdvancedConfig, btnBatchAnalysis);
configControls.getChildren().add(buttonBox);
// Configuration info display
configInfoLabel = new Label();
configInfoLabel.setStyle("-fx-font-size: 11px; -fx-text-fill: #aaaaaa;");
configInfoLabel.setWrapText(true);
configInfoLabel.setMaxWidth(800);
configInfoLabel.setAlignment(Pos.CENTER);
updateConfigInfo();
configBox.getChildren().addAll(configLabel, configControls, configInfoLabel);
return configBox;
}
private VBox createMainContent() {
VBox mainContent = new VBox(20);
mainContent.setPadding(new Insets(20));
// Global Statistics Panel
VBox globalStatsCard = createGlobalStatisticsPanel();
// Tables Container
HBox tablesContainer = new HBox(20);
tablesContainer.setAlignment(Pos.TOP_CENTER);
// Vehicle Type Statistics Panel
VBox vehicleTypeCard = createVehicleTypePanel();
HBox.setHgrow(vehicleTypeCard, Priority.ALWAYS);
// Intersection Statistics Panel
VBox intersectionCard = createIntersectionPanel();
HBox.setHgrow(intersectionCard, Priority.ALWAYS);
tablesContainer.getChildren().addAll(vehicleTypeCard, intersectionCard);
mainContent.getChildren().addAll(globalStatsCard, tablesContainer);
return mainContent;
}
private VBox createGlobalStatisticsPanel() {
VBox card = new VBox();
card.getStyleClass().add("card");
// Card Header
HBox cardHeader = new HBox();
cardHeader.getStyleClass().add("card-header");
Label cardTitle = new Label("Global Statistics");
cardTitle.getStyleClass().add("card-title");
cardHeader.getChildren().add(cardTitle);
// Card Content
GridPane grid = new GridPane();
grid.getStyleClass().add("card-content");
grid.setHgap(40);
grid.setVgap(15);
grid.setAlignment(Pos.CENTER);
// Initialize labels
lblVehiclesGenerated = createStatValueLabel("0");
lblVehiclesCompleted = createStatValueLabel("0");
lblVehiclesInTransit = createStatValueLabel("0");
lblAvgSystemTime = createStatValueLabel("0.00 s");
lblAvgWaitingTime = createStatValueLabel("0.00 s");
// Add labels with descriptions
addStatRow(grid, 0, 0, "Total Vehicles Generated", lblVehiclesGenerated);
addStatRow(grid, 1, 0, "Total Vehicles Completed", lblVehiclesCompleted);
addStatRow(grid, 2, 0, "Vehicles In Transit", lblVehiclesInTransit);
addStatRow(grid, 0, 1, "Average System Time", lblAvgSystemTime);
addStatRow(grid, 1, 1, "Average Waiting Time", lblAvgWaitingTime);
card.getChildren().addAll(cardHeader, grid);
return card;
}
private VBox createVehicleTypePanel() {
VBox card = new VBox();
card.getStyleClass().add("card");
// Card Header
HBox cardHeader = new HBox();
cardHeader.getStyleClass().add("card-header");
Label cardTitle = new Label("Vehicle Type Statistics");
cardTitle.getStyleClass().add("card-title");
cardHeader.getChildren().add(cardTitle);
// Table
vehicleTypeTable = new TableView<>();
vehicleTypeTable.setColumnResizePolicy(TableView.CONSTRAINED_RESIZE_POLICY);
vehicleTypeTable.setPrefHeight(300);
TableColumn<VehicleTypeRow, String> typeCol = new TableColumn<>("Vehicle Type");
typeCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("vehicleType"));
TableColumn<VehicleTypeRow, Integer> countCol = new TableColumn<>("Count");
countCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("count"));
TableColumn<VehicleTypeRow, String> avgWaitCol = new TableColumn<>("Avg Wait Time");
avgWaitCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("avgWaitTime"));
vehicleTypeTable.getColumns().addAll(typeCol, countCol, avgWaitCol);
card.getChildren().addAll(cardHeader, vehicleTypeTable);
return card;
}
private VBox createIntersectionPanel() {
VBox card = new VBox();
card.getStyleClass().add("card");
// Card Header
HBox cardHeader = new HBox();
cardHeader.getStyleClass().add("card-header");
Label cardTitle = new Label("Intersection Statistics");
cardTitle.getStyleClass().add("card-title");
cardHeader.getChildren().add(cardTitle);
// Table
intersectionTable = new TableView<>();
intersectionTable.setColumnResizePolicy(TableView.CONSTRAINED_RESIZE_POLICY);
intersectionTable.setPrefHeight(300);
TableColumn<IntersectionRow, String> idCol = new TableColumn<>("Intersection ID");
idCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("intersectionId"));
TableColumn<IntersectionRow, Integer> arrivalsCol = new TableColumn<>("Total Arrivals");
arrivalsCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("arrivals"));
TableColumn<IntersectionRow, Integer> departuresCol = new TableColumn<>("Total Departures");
departuresCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("departures"));
TableColumn<IntersectionRow, Integer> queueCol = new TableColumn<>("Current Queue");
queueCol.setCellValueFactory(new PropertyValueFactory<>("queueSize"));
intersectionTable.getColumns().addAll(idCol, arrivalsCol, departuresCol, queueCol);
card.getChildren().addAll(cardHeader, intersectionTable);
return card;
}
private HBox createFooter() {
HBox footer = new HBox(10);
footer.getStyleClass().add("footer");
footer.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label statusLabel = new Label("Status:");
statusLabel.getStyleClass().add("footer-text");
statusLabel.setStyle("-fx-font-weight: bold;");
Circle statusIndicator = new Circle(6);
statusIndicator.setFill(javafx.scene.paint.Color.LIME);
Label statusText = new Label("Connected and Receiving Data");
statusText.getStyleClass().add("footer-text");
lblLastUpdate = new Label("Last Update: --:--:--");
lblLastUpdate.getStyleClass().add("footer-text");
Region spacer = new Region();
HBox.setHgrow(spacer, Priority.ALWAYS);
footer.getChildren().addAll(statusLabel, statusIndicator, statusText, spacer, lblLastUpdate);
return footer;
}
private Label createStatValueLabel(String initialValue) {
Label label = new Label(initialValue);
label.getStyleClass().add("stat-value");
return label;
}
private void addStatRow(GridPane grid, int row, int colGroup, String description, Label valueLabel) {
VBox container = new VBox(5);
container.setAlignment(Pos.CENTER_LEFT);
Label descLabel = new Label(description);
descLabel.getStyleClass().add("stat-label");
container.getChildren().addAll(descLabel, valueLabel);
grid.add(container, colGroup, row);
}
/**
* Inicia o ciclo de polling em background.
* Atualiza a UI a cada 100ms.
*/
private void startPeriodicUpdates() {
updateScheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
updateScheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
// Crucial: Encapsular atualização de UI em Platform.runLater
// para garantir execução na JavaFX Application Thread
Platform.runLater(this::updateUI);
}, 0, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
/**
* Sincroniza o estado atual do objeto Statistics com os controlos JavaFX.
* Chamado periodicamente pela thread de UI.
*/
private void updateUI() {
// Update global statistics
lblVehiclesGenerated.setText(String.valueOf(statistics.getTotalVehiclesGenerated()));
lblVehiclesCompleted.setText(String.valueOf(statistics.getTotalVehiclesCompleted()));
lblVehiclesInTransit.setText(String.valueOf(
statistics.getTotalVehiclesGenerated() - statistics.getTotalVehiclesCompleted()));
lblAvgSystemTime.setText(String.format("%.2f s", statistics.getAverageSystemTime() / 1000.0));
lblAvgWaitingTime.setText(String.format("%.2f s", statistics.getAverageWaitingTime() / 1000.0));
lblLastUpdate.setText(String.format("Last Update: %tT", statistics.getLastUpdateTime()));
// Update vehicle type table
vehicleTypeTable.getItems().clear();
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
int count = statistics.getVehicleTypeCount(type);
double avgWait = statistics.getAverageWaitingTimeByType(type);
vehicleTypeTable.getItems().add(new VehicleTypeRow(
type.toString(), count, String.format("%.2f s", avgWait / 1000.0)));
}
// Update intersection table
intersectionTable.getItems().clear();
Map<String, DashboardStatistics.IntersectionStats> intersectionStats = statistics.getAllIntersectionStats();
for (DashboardStatistics.IntersectionStats stats : intersectionStats.values()) {
intersectionTable.getItems().add(new IntersectionRow(
stats.getIntersectionId(),
stats.getTotalArrivals(),
stats.getTotalDepartures(),
stats.getCurrentQueueSize()));
}
}
/**
* Atualiza a informação exibida sobre a configuração selecionada.
*/
private void updateConfigInfo() {
String info = "";
switch (selectedConfigFile) {
case "simulation-low.properties":
info = "CARGA BAIXA: 0.2 veículos/s (~720/hora) | Sem congestionamento esperado";
break;
case "simulation-medium.properties":
info = "CARGA MÉDIA: 0.5 veículos/s (~1800/hora) | Algum congestionamento esperado";
break;
case "simulation-high.properties":
info = "CARGA ALTA: 1.0 veículo/s (~3600/hora) | Congestionamento significativo esperado";
break;
default:
info = "⚙️ CONFIGURAÇÃO PADRÃO: Verificar ficheiro para parâmetros";
break;
}
configInfoLabel.setText(info);
}
private void shutdown() {
System.out.println("Shutting down Dashboard UI...");
if (updateScheduler != null && !updateScheduler.isShutdown()) {
updateScheduler.shutdownNow();
}
if (server != null) {
server.stop();
}
Platform.exit();
}
private void showErrorAlert(String title, String message) {
Alert alert = new Alert(Alert.AlertType.ERROR);
alert.setTitle(title);
alert.setHeaderText(null);
alert.setContentText(message);
alert.showAndWait();
}
/**
* Envia mensagem para o servidor do dashboard que notificará o coordenador.
* Usa uma abordagem indireta: salva a política desejada e o coordenador lerá na próxima geração.
*/
private void sendRoutingPolicyChange(String newPolicy) {
// Store the policy change request in statistics
// The coordinator will check this periodically
if (server != null && statistics != null) {
statistics.setRequestedRoutingPolicy(newPolicy);
System.out.println("Política de roteamento solicitada: " + newPolicy);
System.out.println(" - A mudança será aplicada pelo coordenador na próxima atualização");
// Mostrar confirmação visual
Platform.runLater(() -> {
Alert alert = new Alert(Alert.AlertType.INFORMATION);
alert.setTitle("Política Solicitada");
alert.setHeaderText(null);
alert.setContentText("Política de roteamento solicitada: " + newPolicy + "\nSerá aplicada em breve.");
alert.show();
});
} else {
Platform.runLater(() -> {
showErrorAlert("Erro", "Dashboard não está conectado. Inicie a simulação primeiro.");
});
}
}
public static void main(String[] args) {
launch(args);
}
// --- DTOs para Data Binding nas Tabelas ---
/** DTO para linhas da tabela de Tipos de Veículo. */
public static class VehicleTypeRow {
private final String vehicleType;
private final int count;
private final String avgWaitTime;
public VehicleTypeRow(String vehicleType, int count, String avgWaitTime) {
this.vehicleType = vehicleType;
this.count = count;
this.avgWaitTime = avgWaitTime;
}
public String getVehicleType() { return vehicleType; }
public int getCount() { return count; }
public String getAvgWaitTime() { return avgWaitTime; }
}
/** DTO para linhas da tabela de Interseções. */
public static class IntersectionRow {
private final String intersectionId;
private final int arrivals;
private final int departures;
private final int queueSize;
public IntersectionRow(String intersectionId, int arrivals, int departures, int queueSize) {
this.intersectionId = intersectionId;
this.arrivals = arrivals;
this.departures = departures;
this.queueSize = queueSize;
}
public String getIntersectionId() { return intersectionId; }
public int getArrivals() { return arrivals; }
public int getDepartures() { return departures; }
public int getQueueSize() { return queueSize; }
}
}

View File

@@ -0,0 +1,7 @@
package sd.dashboard;
public class Launcher {
public static void main(String[] args) {
DashboardUI.main(args);
}
}

View File

@@ -0,0 +1,184 @@
package sd.dashboard;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* Orquestrador de processos para o ambiente de simulação distribuída.
* <p>
* Esta classe atua como um supervisor (Process Manager), responsável pelo <i>bootstrapping</i>
* e <i>teardown</i> das múltiplas Java Virtual Machines (JVMs) que compõem o sistema.
* <p>
* Funcionalidades principais:
* <ul>
* <li><b>Isolamento:</b> Cada nó (Interseção, Coordinator, ExitNode) corre no seu próprio processo OS.</li>
* <li><b>Ordem de Arranque:</b> Garante que os servidores (Interseções) estão online antes dos clientes (Coordenador).</li>
* <li><b>Gestão de Logs:</b> Redireciona stdout/stderr de cada processo filho para ficheiros temporários para facilitar o debug.</li>
* </ul>
*/
public class SimulationProcessManager {
private final List<Process> runningProcesses;
private final String classpath;
private String configFile;
/**
* Inicializa o gestor capturando o classpath da JVM atual.
* Isto garante que os processos filhos herdam as mesmas dependências e configurações de ambiente.
*/
public SimulationProcessManager() {
this.runningProcesses = new ArrayList<>();
this.classpath = System.getProperty("java.class.path");
this.configFile = "src/main/resources/simulation.properties";
}
/**
* Define o perfil de configuração a ser injetado nos processos filhos.
* Útil para alternar entre cenários (Low/Medium/High Load) dinamicamente.
* * @param configFile Nome do ficheiro de propriedades (ex: "simulation-low.properties").
*/
public void setConfigFile(String configFile) {
this.configFile = "src/main/resources/" + configFile;
System.out.println("Configuration file set to: " + this.configFile);
}
/**
* Executa o procedimento de arranque (Bootstrap) da simulação distribuída.
* <p>
* A ordem de inicialização é crítica para evitar <i>Race Conditions</i> na conexão TCP:
* <ol>
* <li><b>Workers (Interseções):</b> Iniciam os ServerSockets.</li>
* <li><b>Sink (Exit Node):</b> Prepara-se para receber métricas finais.</li>
* <li><b>Delay de Estabilização:</b> Pausa de 1s para garantir que os sockets estão em LISTENING.</li>
* <li><b>Source (Coordinator):</b> Inicia a geração de carga e conecta-se aos nós.</li>
* </ol>
* * @throws IOException Se falhar o fork de algum processo.
*/
public void startSimulation() throws IOException {
if (!runningProcesses.isEmpty()) {
stopSimulation();
}
System.out.println("Starting simulation processes...");
// 1. Start Intersections (Cr1 - Cr5)
String[] intersectionIds = { "Cr1", "Cr2", "Cr3", "Cr4", "Cr5" };
for (String id : intersectionIds) {
startProcess("sd.IntersectionProcess", id);
}
// 2. Start Exit Node
startProcess("sd.ExitNodeProcess", null);
// 3. Start Coordinator (Wait a bit for others to initialize)
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
startProcess("sd.coordinator.CoordinatorProcess", null);
System.out.println("All simulation processes started.");
}
/**
* Verifica o estado de "liveness" da simulação monitorizando o processo Coordenador.
* <p>
* Como o Coordenador gere o relógio DES e a geração de eventos, a sua terminação
* (após o drain time) sinaliza o fim efetivo da simulação.
* * @return true se o Coordenador ainda estiver ativo (alive).
*/
public boolean isSimulationRunning() {
if (runningProcesses.isEmpty()) {
return false;
}
// Coordinator is the last process in the list
Process coordinator = runningProcesses.get(runningProcesses.size() - 1);
return coordinator.isAlive();
}
/**
* Bloqueia a thread atual até que a simulação termine naturalmente ou ocorra timeout.
* * @param timeoutSeconds Tempo máximo de espera.
* @return true se terminou, false se o timeout expirou.
* @throws InterruptedException Se a espera for interrompida.
*/
public boolean waitForCompletion(long timeoutSeconds) throws InterruptedException {
if (runningProcesses.isEmpty()) {
return true;
}
Process coordinator = runningProcesses.get(runningProcesses.size() - 1);
return coordinator.waitFor(timeoutSeconds, java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS);
}
/**
* Executa o procedimento de encerramento (Teardown) de todos os processos.
* <p>
* Tenta primeiro uma paragem graciosa (`SIGTERM`), aguarda meio segundo, e
* força a paragem (`SIGKILL`) para processos persistentes, garantindo que não
* ficam processos órfãos no SO.
*/
public void stopSimulation() {
System.out.println("Stopping simulation processes...");
for (Process process : runningProcesses) {
if (process.isAlive()) {
process.destroy(); // Try graceful termination first
}
}
// Wait a bit and force kill if necessary
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
for (Process process : runningProcesses) {
if (process.isAlive()) {
process.destroyForcibly();
}
}
runningProcesses.clear();
System.out.println("All simulation processes stopped.");
}
/**
* Helper de baixo nível para construção e lançamento de processos Java.
* Configura o redirecionamento de I/O para ficheiros de log na diretoria temporária do SO.
*/
private void startProcess(String className, String arg) throws IOException {
String javaBin = System.getProperty("java.home") + File.separator + "bin" + File.separator + "java";
ProcessBuilder builder;
if (arg != null) {
builder = new ProcessBuilder(javaBin, "-cp", classpath, className, arg, configFile);
} else {
builder = new ProcessBuilder(javaBin, "-cp", classpath, className, configFile);
}
// get the OS temp folder
// Linux: /tmp/
// Windows: %AppData%\Local\Temp\
String tempDir = System.getProperty("java.io.tmpdir");
String logName = className.substring(className.lastIndexOf('.') + 1) + (arg != null ? "-" + arg : "") + ".log";
// use the (File parent, String child) constructor to handle slash/backslash
// automatically
File logFile = new File(tempDir, logName);
builder.redirectOutput(logFile);
builder.redirectError(logFile);
Process process = builder.start();
runningProcesses.add(process);
System.out.println("Started " + className + (arg != null ? " " + arg : ""));
// print where the logs are actually going
System.out.println("Logs redirected to: " + logFile.getAbsolutePath());
}
}

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@@ -0,0 +1,77 @@
package sd.dashboard;
import sd.model.MessageType;
import sd.protocol.MessageProtocol;
/**
* Implementação concreta do protocolo de mensagens destinada ao transporte de telemetria.
* <p>
* Esta classe atua como um envelope especializado para o envio de dados estatísticos
* (encapsulados em {@link StatsUpdatePayload}) dos nós operacionais (Interseções, Coordenador)
* para o servidor de Dashboard centralizado.
* <p>
* Diferencia-se das mensagens de controlo genéricas por ter o destino fixado no
* "DashboardServer" e um tipo de mensagem imutável ({@code STATS_UPDATE}).
*/
public class StatsMessage implements MessageProtocol {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private final String sourceNode;
private final String destinationNode;
private final StatsUpdatePayload payload;
/**
* Cria uma nova mensagem de estatística.
*
* @param sourceNode O ID do nó que gerou as estatísticas (ex: "Cr1", "ExitNode").
* @param payload O objeto DTO contendo os dados estatísticos brutos ou agregados.
*/
public StatsMessage(String sourceNode, StatsUpdatePayload payload) {
this.sourceNode = sourceNode;
this.destinationNode = "DashboardServer"; // Destino implícito e fixo
this.payload = payload;
}
/**
* Retorna o tipo da mensagem, que identifica semanticamente o conteúdo para o recetor.
* @return Sempre {@link MessageType#STATS_UPDATE}.
*/
@Override
public MessageType getType() {
return MessageType.STATS_UPDATE;
}
/**
* Obtém a carga útil da mensagem.
* @return O objeto {@link StatsUpdatePayload} associado.
*/
@Override
public Object getPayload() {
return payload;
}
/**
* Identifica a origem da mensagem.
* @return O ID do nó remetente.
*/
@Override
public String getSourceNode() {
return sourceNode;
}
/**
* Identifica o destino da mensagem.
* @return Sempre "DashboardServer".
*/
@Override
public String getDestinationNode() {
return destinationNode;
}
@Override
public String toString() {
return String.format("StatsMessage[from=%s, to=%s, payload=%s]",
sourceNode, destinationNode, payload);
}
}

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@@ -0,0 +1,158 @@
package sd.dashboard;
import java.io.Serializable;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Objeto de Transferência de Dados (DTO) otimizado para transporte de telemetria.
* <p>
* Esta classe encapsula as métricas de desempenho enviadas pelos nós da simulação (Coordenador,
* Interseções, ExitNode) para o Dashboard. Foi desenhada para suportar <b>atualizações parciais</b>
* (Sparse Updates):
* <ul>
* <li>Campos globais inicializados com {@code -1} indicam "sem alteração" (no-op). O Dashboard
* deve ignorar estes campos e manter o valor acumulado anterior.</li>
* <li>Campos de interseção ({@code arrivals}, {@code departures}) representam deltas ou snapshots
* específicos do nó remetente.</li>
* </ul>
* Implementa {@link Serializable} para transmissão direta via Java Sockets.
*
[Image of data transfer object pattern]
*/
public class StatsUpdatePayload implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
// Global Metrics (Coordinator/ExitNode)
/** Total gerado. Valor -1 indica que este campo deve ser ignorado na atualização. */
private int totalVehiclesGenerated = -1;
/** Total completado. Valor -1 indica que este campo deve ser ignorado. */
private int totalVehiclesCompleted = -1;
/** Tempo total de sistema acumulado (ms). Valor -1 indica que deve ser ignorado. */
private long totalSystemTime = -1;
/** Tempo total de espera acumulado (ms). Valor -1 indica que deve ser ignorado. */
private long totalWaitingTime = -1;
// Intersection Metrics (Worker Nodes)
/** Número de veículos que entraram na interseção desde o último reporte. */
private int intersectionArrivals = 0;
/** Número de veículos que saíram da interseção desde o último reporte. */
private int intersectionDepartures = 0;
/** Snapshot do tamanho atual da fila na interseção. */
private int intersectionQueueSize = 0;
// Detailed Breakdowns
/** Contagem acumulada por tipo de veículo. */
private Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCounts;
/** Tempos de espera acumulados por tipo de veículo. */
private Map<VehicleType, Long> vehicleTypeWaitTimes;
/**
* Inicializa o payload com os mapas vazios e contadores globais a -1 (estado neutro).
*/
public StatsUpdatePayload() {
this.vehicleTypeCounts = new HashMap<>();
this.vehicleTypeWaitTimes = new HashMap<>();
}
public int getTotalVehiclesGenerated() {
return totalVehiclesGenerated;
}
public int getTotalVehiclesCompleted() {
return totalVehiclesCompleted;
}
public long getTotalSystemTime() {
return totalSystemTime;
}
public long getTotalWaitingTime() {
return totalWaitingTime;
}
public int getIntersectionArrivals() {
return intersectionArrivals;
}
public int getIntersectionDepartures() {
return intersectionDepartures;
}
public int getIntersectionQueueSize() {
return intersectionQueueSize;
}
public Map<VehicleType, Integer> getVehicleTypeCounts() {
return vehicleTypeCounts;
}
public Map<VehicleType, Long> getVehicleTypeWaitTimes() {
return vehicleTypeWaitTimes;
}
// Setters implementam Fluent Interface para construção encadeada
public StatsUpdatePayload setTotalVehiclesGenerated(int totalVehiclesGenerated) {
this.totalVehiclesGenerated = totalVehiclesGenerated;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setTotalVehiclesCompleted(int totalVehiclesCompleted) {
this.totalVehiclesCompleted = totalVehiclesCompleted;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setTotalSystemTime(long totalSystemTime) {
this.totalSystemTime = totalSystemTime;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setTotalWaitingTime(long totalWaitingTime) {
this.totalWaitingTime = totalWaitingTime;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setIntersectionArrivals(int intersectionArrivals) {
this.intersectionArrivals = intersectionArrivals;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setIntersectionDepartures(int intersectionDepartures) {
this.intersectionDepartures = intersectionDepartures;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setIntersectionQueueSize(int intersectionQueueSize) {
this.intersectionQueueSize = intersectionQueueSize;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setVehicleTypeCounts(Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCounts) {
this.vehicleTypeCounts = vehicleTypeCounts;
return this;
}
public StatsUpdatePayload setVehicleTypeWaitTimes(Map<VehicleType, Long> vehicleTypeWaitTimes) {
this.vehicleTypeWaitTimes = vehicleTypeWaitTimes;
return this;
}
@Override
public String toString() {
return String.format("StatsUpdatePayload[generated=%d, completed=%d, arrivals=%d, departures=%d, queueSize=%d]",
totalVehiclesGenerated, totalVehiclesCompleted, intersectionArrivals,
intersectionDepartures, intersectionQueueSize);
}
}

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@@ -0,0 +1,39 @@
package sd.des;
/**
* Tipos de eventos discretos da simulação.
*
* <p>Representa os eventos DES que avançam o estado da simulação,
* não categorias de logging (EventType está noutro package).
*/
public enum DESEventType {
/** Gerar novo veículo num ponto de entrada */
VEHICLE_GENERATION,
/** Veículo chega a uma interseção */
VEHICLE_ARRIVAL,
/** Veículo começa a atravessar o semáforo */
VEHICLE_CROSSING_START,
/** Veículo termina a travessia */
VEHICLE_CROSSING_END,
/** Veículo parte para o próximo destino */
VEHICLE_DEPARTURE,
/** Veículo sai do sistema no nó de saída */
VEHICLE_EXIT,
/** Semáforo muda de estado (VERMELHO para VERDE ou vice-versa) */
TRAFFIC_LIGHT_CHANGE,
/** Processar veículos que esperam num semáforo recém-verde */
PROCESS_GREEN_LIGHT,
/** Atualização periódica de estatísticas */
STATISTICS_UPDATE,
/** Terminação da simulação */
SIMULATION_END
}

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@@ -0,0 +1,137 @@
package sd.des;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;
/**
* Gere a Lista de Eventos Futuros (FEL) para Simulação de Eventos Discretos.
*
* <p>A FEL é uma fila de prioridade que mantém todos os eventos futuros agendados,
* ordenados por timestamp. Este é o coração do paradigma DES - a simulação avança
* processando eventos em ordem cronológica.</p>
*/
public class EventQueue {
private final PriorityQueue<SimulationEvent> queue;
private final List<SimulationEvent> processedEvents; // For logging and analysis
private final boolean trackHistory;
public EventQueue() {
this(true);
}
public EventQueue(boolean trackHistory) {
this.queue = new PriorityQueue<>();
this.processedEvents = trackHistory ? new ArrayList<>() : null;
this.trackHistory = trackHistory;
}
/**
* Agenda um novo evento.
*
* @param event evento a agendar
*/
public void schedule(SimulationEvent event) {
queue.offer(event);
}
/**
* Agenda um evento com um atraso relativo ao tempo atual.
*
* @param currentTime tempo atual da simulação
* @param delay atraso em segundos
* @param type tipo de evento
* @param payload dados do evento
* @param location localização do evento
*/
public void scheduleIn(double currentTime, double delay, DESEventType type,
Object payload, String location) {
double eventTime = currentTime + delay;
schedule(new SimulationEvent(eventTime, type, payload, location));
}
/** Obtém o próximo evento sem o remover */
public SimulationEvent peek() {
return queue.peek();
}
/**
* Obtém e remove o próximo evento.
* Se o rastreamento de histórico estiver ativo, adiciona-o aos eventos processados.
*/
public SimulationEvent poll() {
SimulationEvent event = queue.poll();
if (event != null && trackHistory) {
processedEvents.add(event);
}
return event;
}
/** Verifica se existem eventos pendentes */
public boolean isEmpty() {
return queue.isEmpty();
}
/** @return número de eventos pendentes */
public int size() {
return queue.size();
}
/** Limpa todos os eventos pendentes */
public void clear() {
queue.clear();
}
/**
* Obtém todos os eventos processados (se o rastreamento estiver ativo).
* Retorna uma cópia para evitar modificações.
*/
public List<SimulationEvent> getProcessedEvents() {
if (!trackHistory) {
throw new UnsupportedOperationException("History tracking is disabled");
}
return new ArrayList<>(processedEvents);
}
/** @return número de eventos processados */
public int getProcessedCount() {
return trackHistory ? processedEvents.size() : 0;
}
/**
* Exporta o histórico de eventos para uma string formatada.
* Útil para debugging e visualização da lista completa de eventos.
*/
public String exportEventHistory() {
if (!trackHistory) {
return "Event history tracking is disabled";
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("=".repeat(80)).append("\n");
sb.append("SIMULATION EVENT HISTORY\n");
sb.append("Total Events Processed: ").append(processedEvents.size()).append("\n");
sb.append("=".repeat(80)).append("\n");
sb.append(String.format("%-10s | %-25s | %-20s | %s\n",
"Time", "Event Type", "Location", "Details"));
sb.append("-".repeat(80)).append("\n");
for (SimulationEvent event : processedEvents) {
String details = event.getPayload() != null ?
event.getPayload().getClass().getSimpleName() : "null";
sb.append(String.format("%-10.3f | %-25s | %-20s | %s\n",
event.getTimestamp(),
event.getType(),
event.getLocation() != null ? event.getLocation() : "N/A",
details));
}
return sb.toString();
}
@Override
public String toString() {
return String.format("EventQueue[pending=%d, processed=%d]",
queue.size(), getProcessedCount());
}
}

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@@ -0,0 +1,71 @@
package sd.des;
/**
* Gere o tempo de simulação para Simulação de Eventos Discretos.
*
* <p>
* No DES, o tempo avança em saltos discretos de evento para evento,
* não de forma contínua como o tempo real.
* </p>
*
* <p>
* Esta classe garante que todos os processos no sistema distribuído
* mantêm uma visão sincronizada do tempo de simulação.
* </p>
*/
public class SimulationClock {
private double currentTime;
private final double startTime;
private final long wallClockStart;
public SimulationClock() {
this(0.0);
}
public SimulationClock(double startTime) {
this.currentTime = startTime;
this.startTime = startTime;
this.wallClockStart = System.currentTimeMillis();
}
/**
* Avança o tempo de simulação para o timestamp dado.
* O tempo só pode avançar, nunca recuar.
*
* @param newTime novo tempo de simulação
* @throws IllegalArgumentException se newTime for anterior ao tempo atual
*/
public void advanceTo(double newTime) {
if (newTime < currentTime) {
throw new IllegalArgumentException(
String.format("Cannot move time backwards: %.3f -> %.3f", currentTime, newTime));
}
this.currentTime = newTime;
}
/** @return tempo atual da simulação */
public double getCurrentTime() {
return currentTime;
}
/** @return tempo de simulação decorrido desde o início */
public double getElapsedTime() {
return currentTime - startTime;
}
/** @return tempo real decorrido em milissegundos */
public long getWallClockElapsed() {
return System.currentTimeMillis() - wallClockStart;
}
/** Reinicia o relógio para o tempo inicial */
public void reset() {
this.currentTime = startTime;
}
@Override
public String toString() {
return String.format("SimulationClock[time=%.3fs, elapsed=%.3fs]",
currentTime, getElapsedTime());
}
}

View File

@@ -0,0 +1,130 @@
package sd.des;
import java.io.Serializable;
/**
* Representa um evento atómico e imutável no contexto da Simulação de Eventos Discretos (DES).
* <p>
* Esta classe é a unidade fundamental de processamento. Numa arquitetura DES, o estado do sistema
* não muda continuamente, mas sim em instantes discretos definidos por estes eventos.
* <p>
* Características principais:
* <ul>
* <li><b>Ordenação Temporal:</b> Implementa {@link Comparable} para ser armazenado numa Fila de
* Eventos Futuros (FEL - Future Event List), garantindo execução cronológica.</li>
* <li><b>Distribuído:</b> Implementa {@link Serializable} para permitir que eventos gerados num nó
* (ex: Coordenador) sejam transmitidos e executados noutro (ex: Interseção).</li>
* <li><b>Polimórfico:</b> Transporta um {@code payload} genérico, permitindo associar qualquer
* entidade (Veículo, Sinal, etc.) ao evento.</li>
* </ul>
*/
public class SimulationEvent implements Comparable<SimulationEvent>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
/** O instante virtual exato em que o evento deve ser processado. */
private final double timestamp;
/** A categoria do evento (ex: VEHICLE_ARRIVAL, LIGHT_CHANGE). */
private final DESEventType type;
/** Dados contextuais associados (ex: o objeto Vehicle que chegou). */
private final Object payload;
/**
* O identificador do nó de destino onde o evento deve ser executado.
* (ex: "Cr1", "Coordinator", "ExitNode"). Se null, é um evento local.
*/
private final String location;
/**
* Instancia um novo evento de simulação completo.
*
* @param timestamp Instante de execução (segundos virtuais).
* @param type Tipo enumerado do evento.
* @param payload Objeto de dados associado (pode ser null).
* @param location ID do processo alvo para execução distribuída.
*/
public SimulationEvent(double timestamp, DESEventType type, Object payload, String location) {
this.timestamp = timestamp;
this.type = type;
this.payload = payload;
this.location = location;
}
/**
* Construtor de conveniência para eventos locais (dentro do mesmo processo).
* Define {@code location} como null.
*
* @param timestamp Instante de execução.
* @param type Tipo do evento.
* @param payload Objeto de dados associado.
*/
public SimulationEvent(double timestamp, DESEventType type, Object payload) {
this(timestamp, type, payload, null);
}
public double getTimestamp() {
return timestamp;
}
public DESEventType getType() {
return type;
}
public Object getPayload() {
return payload;
}
public String getLocation() {
return location;
}
/**
* Define a ordem natural de processamento na Fila de Prioridade.
* <p>
* <b>Lógica de Ordenação:</b>
* <ol>
* <li><b>Primária (Tempo):</b> Eventos com menor timestamp ocorrem primeiro.</li>
* <li><b>Secundária (Determinismo):</b> Em caso de empate temporal (simultaneidade),
* ordena alfabeticamente pelo nome do tipo. Isto garante que execuções repetidas
* da simulação produzam exatamente o mesmo resultado (determinismo estrito).</li>
* </ol>
*
* @param other O outro evento a comparar.
* @return Inteiro negativo, zero ou positivo conforme a ordem.
*/
@Override
public int compareTo(SimulationEvent other) {
int timeComparison = Double.compare(this.timestamp, other.timestamp);
if (timeComparison != 0) {
return timeComparison;
}
// Tie-breaker: order by event type name to ensure reproducible runs
return this.type.name().compareTo(other.type.name());
}
@Override
public String toString() {
return String.format("Event[t=%.3f, type=%s, location=%s]",
timestamp, type, location);
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj) return true;
if (!(obj instanceof SimulationEvent)) return false;
SimulationEvent other = (SimulationEvent) obj;
return Double.compare(timestamp, other.timestamp) == 0 &&
type == other.type &&
(location == null ? other.location == null : location.equals(other.location));
}
@Override
public int hashCode() {
int result = 17;
result = 31 * result + Double.hashCode(timestamp);
result = 31 * result + type.hashCode();
result = 31 * result + (location != null ? location.hashCode() : 0);
return result;
}
}

View File

@@ -0,0 +1,55 @@
package sd.des;
import sd.model.TrafficLight;
/**
* Encapsula o contexto de dados para eventos de mudança de estado de semáforos.
* <p>
* Este objeto atua como o <i>payload</i> transportado por um {@link SimulationEvent}
* quando o tipo de evento é relacionado com controlo de tráfego (ex: mudança Verde -> Amarelo).
* Permite que o motor DES identifique exatamente qual instância de {@link TrafficLight}
* deve ser atualizada numa determinada interseção e direção.
*/
public class TrafficLightEvent {
private final TrafficLight light;
private final String direction;
private final String intersectionId;
/**
* Cria um novo payload de evento de semáforo.
* @param light A instância do objeto semáforo a ser manipulado.
* @param direction A direção cardeal associada (ex: "North", "East").
* @param intersectionId O identificador da interseção onde o semáforo reside.
*/
public TrafficLightEvent(TrafficLight light, String direction, String intersectionId) {
this.light = light;
this.direction = direction;
this.intersectionId = intersectionId;
}
/**
* @return A referência direta para o objeto de domínio do semáforo.
*/
public TrafficLight getLight() {
return light;
}
/**
* @return A direção do fluxo controlado por este semáforo.
*/
public String getDirection() {
return direction;
}
/**
* @return O ID da interseção pai.
*/
public String getIntersectionId() {
return intersectionId;
}
@Override
public String toString() {
return String.format("TrafficLightEvent[%s-%s]", intersectionId, direction);
}
}

View File

@@ -1,645 +0,0 @@
package sd.engine;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.model.Event;
import sd.model.EventType;
import sd.model.Intersection;
import sd.model.TrafficLight;
import sd.model.TrafficLightState;
import sd.model.Vehicle;
import sd.model.VehicleType;
import sd.util.StatisticsCollector;
import sd.util.VehicleGenerator;
/**
* Core simulation engine using discrete event simulation (DES).
* * This class orchestrates the entire simulation. It maintains a
* {@link PriorityQueue} of {@link Event} objects, representing all
* scheduled future actions. The engine processes events in strict
* chronological order (based on their timestamp).
* * It manages the simulation's state, including:
* - The current simulation time ({@code currentTime}).
* - The collection of all {@link Intersection} objects.
* - The {@link VehicleGenerator} for creating new vehicles.
* - The {@link StatisticsCollector} for tracking metrics.
*/
public class SimulationEngine {
/**
* Holds all simulation parameters loaded from the properties file.
*/
private final SimulationConfig config;
/**
* The core of the discrete event simulation. Events are pulled from this
* queue in order of their timestamp.
*/
private final PriorityQueue<Event> eventQueue;
/**
* A map storing all intersections in the simulation, keyed by their ID (e.g., "Cr1").
*/
private final Map<String, Intersection> intersections;
/**
* Responsible for creating new vehicles according to the configured arrival model.
*/
private final VehicleGenerator vehicleGenerator;
/**
* Collects and calculates statistics throughout the simulation.
*/
private final StatisticsCollector statisticsCollector;
/**
* The current time in the simulation (in virtual seconds).
* This time advances based on the timestamp of the event being processed.
*/
private double currentTime;
/**
* A simple counter to generate unique IDs for vehicles.
*/
private int vehicleCounter;
/**
* Constructs a new SimulationEngine.
*
* @param config The {@link SimulationConfig} object containing all
* simulation parameters.
*/
public SimulationEngine(SimulationConfig config) {
this.config = config;
this.eventQueue = new PriorityQueue<>();
this.intersections = new HashMap<>();
this.vehicleGenerator = new VehicleGenerator(config);
this.statisticsCollector = new StatisticsCollector(config);
this.currentTime = 0.0;
this.vehicleCounter = 0;
}
/**
* Initializes the simulation. This involves:
* 1. Creating all {@link Intersection} and {@link TrafficLight} objects.
* 2. Configuring the routing logic between intersections.
* 3. Scheduling the initial events (first traffic light changes,
* first vehicle generation, and periodic statistics updates).
*/
public void initialize() {
System.out.println("Initializing simulation...");
setupIntersections();
setupRouting();
// Schedule initial events to "bootstrap" the simulation
scheduleTrafficLightEvents();
scheduleNextVehicleGeneration(0.0);
scheduleStatisticsUpdates();
System.out.println("Simulation initialized with " + intersections.size() + " intersections");
}
/**
* Creates all intersections defined in the configuration
* and adds their corresponding traffic lights.
*/
private void setupIntersections() {
String[] intersectionIds = {"Cr1", "Cr2", "Cr3", "Cr4", "Cr5"};
// Note: "North" is commented out, so it won't be created.
String[] directions = {/*"North",*/ "South", "East", "West"};
for (String id : intersectionIds) {
Intersection intersection = new Intersection(id);
// Add traffic lights for each configured direction
for (String direction : directions) {
double greenTime = config.getTrafficLightGreenTime(id, direction);
double redTime = config.getTrafficLightRedTime(id, direction);
TrafficLight light = new TrafficLight(
id + "-" + direction,
direction,
greenTime,
redTime
);
intersection.addTrafficLight(light);
}
intersections.put(id, intersection);
}
}
/**
* Configures how vehicles should be routed between intersections.
* This hardcoded logic defines the "map" of the city.
* * For example, `intersections.get("Cr1").configureRoute("Cr2", "East");` means
* "at intersection Cr1, any vehicle whose *next* destination is Cr2
* should be sent to the 'East' traffic light queue."
*/
private void setupRouting() {
// Cr1 routing
intersections.get("Cr1").configureRoute("Cr2", "East");
intersections.get("Cr1").configureRoute("Cr4", "South");
// Cr2 routing
intersections.get("Cr2").configureRoute("Cr1", "West");
intersections.get("Cr2").configureRoute("Cr3", "East");
intersections.get("Cr2").configureRoute("Cr5", "South");
// Cr3 routing
intersections.get("Cr3").configureRoute("Cr2", "West");
intersections.get("Cr3").configureRoute("S", "South"); // "S" is the exit
// Cr4 routing
//intersections.get("Cr4").configureRoute("Cr1", "North");
intersections.get("Cr4").configureRoute("Cr5", "East");
// Cr5 routing
//intersections.get("Cr5").configureRoute("Cr2", "North");
//intersections.get("Cr5").configureRoute("Cr4", "West");
intersections.get("Cr5").configureRoute("S", "East"); // "S" is the exit
}
/**
* Schedules the initial {@link EventType#TRAFFIC_LIGHT_CHANGE} event
* for every traffic light in the simulation.
* A small random delay is added to "stagger" the lights, preventing
* all of them from changing at the exact same time at t=0.
*/
private void scheduleTrafficLightEvents() {
for (Intersection intersection : intersections.values()) {
for (TrafficLight light : intersection.getTrafficLights()) {
// Start with lights in RED state, schedule first GREEN change
// Stagger the start times slightly to avoid all lights changing at once
double staggerDelay = Math.random() * 1.5;
scheduleTrafficLightChange(light, intersection.getId(), staggerDelay);
}
}
}
/**
* Creates and schedules a new {@link EventType#TRAFFIC_LIGHT_CHANGE} event.
* The event is scheduled to occur at {@code currentTime + delay}.
*
* @param light The {@link TrafficLight} that will change state.
* @param intersectionId The ID of the intersection where the light is located.
* @param delay The time (in seconds) from {@code currentTime} when the change should occur.
*/
private void scheduleTrafficLightChange(TrafficLight light, String intersectionId, double delay) {
double changeTime = currentTime + delay;
Event event = new Event(changeTime, EventType.TRAFFIC_LIGHT_CHANGE, light, intersectionId);
eventQueue.offer(event);
}
/**
* Schedules the next {@link EventType#VEHICLE_GENERATION} event.
* The time of the next arrival is determined by the {@link VehicleGenerator}.
*
* @param baseTime The time from which to calculate the next arrival (usually {@code currentTime}).
*/
private void scheduleNextVehicleGeneration(double baseTime) {
// Get the absolute time for the next arrival.
double nextArrivalTime = vehicleGenerator.getNextArrivalTime(baseTime);
// Only schedule the event if it's within the simulation's total duration.
if (nextArrivalTime < config.getSimulationDuration()) {
Event event = new Event(nextArrivalTime, EventType.VEHICLE_GENERATION, null, null);
eventQueue.offer(event);
}
}
/**
* Schedules all periodic {@link EventType#STATISTICS_UPDATE} events
* for the entire duration of the simulation.
*/
private void scheduleStatisticsUpdates() {
double interval = config.getStatisticsUpdateInterval();
double duration = config.getSimulationDuration();
for (double time = interval; time < duration; time += interval) {
Event event = new Event(time, EventType.STATISTICS_UPDATE, null, null);
eventQueue.offer(event);
}
}
/**
* Runs the main simulation loop.
* The loop continues as long as there are events in the queue and
* the {@code currentTime} is less than the total simulation duration.
* * In each iteration, it:
* 1. Polls the next event from the {@link #eventQueue}.
* 2. Advances {@link #currentTime} to the event's timestamp.
* 3. Calls {@link #processEvent(Event)} to handle the event.
* * After the loop, it prints the final statistics.
*/
public void run() {
System.out.println("Starting simulation...");
double duration = config.getSimulationDuration();
while (!eventQueue.isEmpty() && currentTime < duration) {
// Get the next event in chronological order
Event event = eventQueue.poll();
// Advance simulation time to this event's time
currentTime = event.getTimestamp();
// Process the event
processEvent(event);
}
System.out.println("\nSimulation completed at t=" + String.format("%.2f", currentTime) + "s");
printFinalStatistics();
}
/**
* Main event processing logic.
* Delegates the event to the appropriate handler method based on its {@link EventType}.
*
* @param event The {@link Event} to be processed.
*/
private void processEvent(Event event) {
switch (event.getType()) {
case VEHICLE_GENERATION:
handleVehicleGeneration();
break;
case VEHICLE_ARRIVAL:
handleVehicleArrival(event);
break;
case TRAFFIC_LIGHT_CHANGE:
handleTrafficLightChange(event);
break;
case CROSSING_START:
handleCrossingStart(event);
break;
case CROSSING_END:
handleCrossingEnd(event);
break;
case STATISTICS_UPDATE:
handleStatisticsUpdate();
break;
default:
System.err.println("Unknown event type: " + event.getType());
}
}
/**
* Handles {@link EventType#VEHICLE_GENERATION}.
* 1. Creates a new {@link Vehicle} using the {@link #vehicleGenerator}.
* 2. Records the generation event with the {@link #statisticsCollector}.
* 3. Schedules a {@link EventType#VEHICLE_ARRIVAL} event for the vehicle
* at its first destination intersection.
* 4. Schedules the *next* {@link EventType#VEHICLE_GENERATION} event.
* (Note: This line is commented out in the original, which might be a bug,
* as it implies only one vehicle is ever generated. It should likely be active.)
*/
private void handleVehicleGeneration() {
Vehicle vehicle = vehicleGenerator.generateVehicle("V" + (++vehicleCounter), currentTime);
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s generated (type=%s, route=%s)%n",
currentTime, vehicle.getId(), vehicle.getType(), vehicle.getRoute());
// Register with statistics collector
statisticsCollector.recordVehicleGeneration(vehicle, currentTime);
// Schedule arrival at first intersection
String firstIntersection = vehicle.getCurrentDestination();
if (firstIntersection != null && !firstIntersection.equals("S")) {
// Assume minimal travel time to first intersection (e.g., 1-3 seconds)
double arrivalTime = currentTime + 1.0 + Math.random() * 2.0;
Event arrivalEvent = new Event(arrivalTime, EventType.VEHICLE_ARRIVAL, vehicle, firstIntersection);
eventQueue.offer(arrivalEvent);
}
// Schedule next vehicle generation
// This was commented out in the original file.
// For a continuous simulation, it should be enabled:
scheduleNextVehicleGeneration(currentTime);
}
/**
* Handles {@link EventType#VEHICLE_ARRIVAL} at an intersection.
* 1. Records the arrival for statistics.
* 2. Advances the vehicle's internal route planner to its *next* destination.
* 3. If the next destination is the exit ("S") or null,
* the vehicle exits the system via {@link #handleVehicleExit(Vehicle)}.
* 4. Otherwise, the vehicle is placed in the correct queue at the
* current intersection using {@link Intersection#receiveVehicle(Vehicle)}.
* 5. Attempts to process the vehicle immediately if its light is green.
*
* @param event The arrival event, containing the {@link Vehicle} and intersection ID.
*/
private void handleVehicleArrival(Event event) {
Vehicle vehicle = (Vehicle) event.getData();
String intersectionId = event.getLocation();
Intersection intersection = intersections.get(intersectionId);
if (intersection == null) {
System.err.println("Unknown intersection: " + intersectionId);
return;
}
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s arrived at %s%n",
currentTime, vehicle.getId(), intersectionId);
// Record arrival time (used to calculate waiting time later)
statisticsCollector.recordVehicleArrival(vehicle, intersectionId, currentTime);
// Advance the vehicle's route to the *next* stop
// (it has now arrived at its *current* destination)
boolean hasNext = vehicle.advanceRoute();
if (!hasNext) {
// This was the last stop
handleVehicleExit(vehicle);
return;
}
String nextDestination = vehicle.getCurrentDestination();
if (nextDestination == null || "S".equals(nextDestination)) {
// Next stop is the exit
handleVehicleExit(vehicle);
return;
}
// Add vehicle to the appropriate traffic light queue based on its next destination
intersection.receiveVehicle(vehicle);
// Try to process the vehicle immediately if its light is already green
tryProcessVehicle(vehicle, intersection);
}
/**
* Checks if a newly arrived vehicle (or a vehicle in a queue
* that just turned green) can start crossing.
*
* @param vehicle The vehicle to process.
* @param intersection The intersection where the vehicle is.
*/
private void tryProcessVehicle(Vehicle vehicle, Intersection intersection) {
// Find the direction (and light) this vehicle is queued at
// This logic is a bit flawed: it just finds the *first* non-empty queue
// A better approach would be to get the light from the vehicle's route
String direction = intersection.getTrafficLights().stream()
.filter(tl -> tl.getQueueSize() > 0)
.map(TrafficLight::getDirection)
.findFirst()
.orElse(null);
if (direction != null) {
TrafficLight light = intersection.getTrafficLight(direction);
// If the light is green and it's the correct one...
if (light != null && light.getState() == TrafficLightState.GREEN) {
// ...remove the vehicle from the queue (if it's at the front)
Vehicle v = light.removeVehicle();
if (v != null) {
// ...and schedule its crossing.
scheduleCrossing(v, intersection);
}
}
}
}
/**
* Schedules the crossing for a vehicle that has just been dequeued
* from a green light.
* 1. Calculates and records the vehicle's waiting time.
* 2. Schedules an immediate {@link EventType#CROSSING_START} event.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} that is crossing.
* @param intersection The {@link Intersection} it is crossing.
*/
private void scheduleCrossing(Vehicle vehicle, Intersection intersection) {
// Calculate time spent waiting at the red light
double waitTime = currentTime - statisticsCollector.getArrivalTime(vehicle);
vehicle.addWaitingTime(waitTime);
// Schedule crossing start event *now*
Event crossingStart = new Event(currentTime, EventType.CROSSING_START, vehicle, intersection.getId());
processEvent(crossingStart); // Process immediately
}
/**
* Handles {@link EventType#CROSSING_START}.
* 1. Determines the crossing time based on vehicle type.
* 2. Schedules a {@link EventType#CROSSING_END} event to occur
* at {@code currentTime + crossingTime}.
*
* @param event The crossing start event.
*/
private void handleCrossingStart(Event event) {
Vehicle vehicle = (Vehicle) event.getData();
String intersectionId = event.getLocation();
double crossingTime = getCrossingTime(vehicle.getType());
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s started crossing at %s (duration=%.2fs)%n",
currentTime, vehicle.getId(), intersectionId, crossingTime);
// Schedule the *end* of the crossing
double endTime = currentTime + crossingTime;
Event crossingEnd = new Event(endTime, EventType.CROSSING_END, vehicle, intersectionId);
eventQueue.offer(crossingEnd);
}
/**
* Handles {@link EventType#CROSSING_END}.
* 1. Updates intersection and vehicle statistics.
* 2. Checks the vehicle's *next* destination.
* 3. If the next destination is the exit ("S"), call {@link #handleVehicleExit(Vehicle)}.
* 4. Otherwise, schedule a {@link EventType#VEHICLE_ARRIVAL} event at the
* *next* intersection, after some travel time.
*
* @param event The crossing end event.
*/
private void handleCrossingEnd(Event event) {
Vehicle vehicle = (Vehicle) event.getData();
String intersectionId = event.getLocation();
// Update stats
Intersection intersection = intersections.get(intersectionId);
if (intersection != null) {
intersection.incrementVehiclesSent();
}
double crossingTime = getCrossingTime(vehicle.getType());
vehicle.addCrossingTime(crossingTime);
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s finished crossing at %s%n",
currentTime, vehicle.getId(), intersectionId);
// Decide what to do next
String nextDest = vehicle.getCurrentDestination();
if (nextDest != null && !nextDest.equals("S")) {
// Route to the *next* intersection
// Assume 5-10 seconds travel time between intersections
double travelTime = 5.0 + Math.random() * 5.0;
double arrivalTime = currentTime + travelTime;
Event arrivalEvent = new Event(arrivalTime, EventType.VEHICLE_ARRIVAL, vehicle, nextDest);
eventQueue.offer(arrivalEvent);
} else {
// Reached the exit
handleVehicleExit(vehicle);
}
}
/**
* Handles a vehicle exiting the simulation.
* Records final statistics for the vehicle.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} that has completed its route.
*/
private void handleVehicleExit(Vehicle vehicle) {
System.out.printf("[t=%.2f] Vehicle %s exited the system (wait=%.2fs, travel=%.2fs)%n",
currentTime, vehicle.getId(),
vehicle.getTotalWaitingTime(),
vehicle.getTotalTravelTime(currentTime));
// Record the exit for final statistics calculation
statisticsCollector.recordVehicleExit(vehicle, currentTime);
}
/**
* Handles {@link EventType#TRAFFIC_LIGHT_CHANGE}.
* 1. Toggles the light's state (RED to GREEN or GREEN to RED).
* 2. If the light just turned GREEN, call {@link #processGreenLight(TrafficLight, Intersection)}
* to process any waiting vehicles.
* 3. Schedules the *next* state change for this light based on its
* green/red time duration.
*
* @param event The light change event.
*/
private void handleTrafficLightChange(Event event) {
TrafficLight light = (TrafficLight) event.getData();
String intersectionId = event.getLocation();
// Toggle state
TrafficLightState newState = (light.getState() == TrafficLightState.RED)
? TrafficLightState.GREEN
: TrafficLightState.RED;
light.changeState(newState);
System.out.printf("[t=%.2f] Traffic light %s changed to %s%n",
currentTime, light.getId(), newState);
// If changed to GREEN, process waiting vehicles
if (newState == TrafficLightState.GREEN) {
Intersection intersection = intersections.get(intersectionId);
if (intersection != null) {
processGreenLight(light, intersection);
}
}
// Schedule the *next* state change for this same light
double nextChangeDelay = (newState == TrafficLightState.GREEN)
? light.getGreenTime()
: light.getRedTime();
scheduleTrafficLightChange(light, intersectionId, nextChangeDelay);
}
/**
* Processes vehicles when a light turns green.
* It loops as long as the light is green and there are vehicles in the queue,
* dequeuing one vehicle at a time and scheduling its crossing.
* * *Note*: This is a simplified model. A real simulation would
* account for the *time* it takes each vehicle to cross, processing
* one vehicle every {@code crossingTime} seconds. This implementation
* processes the entire queue "instantaneously" at the moment
* the light turns green.
*
* @param light The {@link TrafficLight} that just turned green.
* @param intersection The {@link Intersection} where the light is.
*/
private void processGreenLight(TrafficLight light, Intersection intersection) {
// While the light is green and vehicles are waiting...
while (light.getState() == TrafficLightState.GREEN && light.getQueueSize() > 0) {
Vehicle vehicle = light.removeVehicle();
if (vehicle != null) {
// Dequeue one vehicle and schedule its crossing
scheduleCrossing(vehicle, intersection);
}
}
}
/**
* Handles {@link EventType#STATISTICS_UPDATE}.
* Calls the {@link StatisticsCollector} to print the current
* state of the simulation (queue sizes, averages, etc.).
*/
private void handleStatisticsUpdate() {
System.out.printf("\n=== Statistics at t=%.2f ===%n", currentTime);
statisticsCollector.printCurrentStatistics(intersections, currentTime);
System.out.println();
}
/**
* Utility method to get the configured crossing time for a given {@link VehicleType}.
*
* @param type The type of vehicle.
* @return The crossing time in seconds.
*/
private double getCrossingTime(VehicleType type) {
switch (type) {
case BIKE:
return config.getBikeVehicleCrossingTime();
case LIGHT:
return config.getLightVehicleCrossingTime();
case HEAVY:
return config.getHeavyVehicleCrossingTime();
default:
return 2.0; // Default fallback
}
}
/**
* Prints the final summary of statistics at the end of the simulation.
*/
private void printFinalStatistics() {
System.out.println("\n" + "=".repeat(60));
System.out.println("FINAL SIMULATION STATISTICS");
System.out.println("=".repeat(60));
statisticsCollector.printFinalStatistics(intersections, currentTime);
System.out.println("=".repeat(60));
}
// --- Public Getters ---
/**
* Gets the current simulation time.
* @return The time in virtual seconds.
*/
public double getCurrentTime() {
return currentTime;
}
/**
* Gets a map of all intersections in the simulation.
* Returns a copy to prevent external modification.
* @return A {@link Map} of intersection IDs to {@link Intersection} objects.
*/
public Map<String, Intersection> getIntersections() {
return new HashMap<>(intersections);
}
/**
* Gets the statistics collector instance.
* @return The {@link StatisticsCollector}.
*/
public StatisticsCollector getStatisticsCollector() {
return statisticsCollector;
}
}

View File

@@ -0,0 +1,251 @@
package sd.logging;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
/**
* Motor de logging assíncrono e thread-safe para a simulação distribuída.
* <p>
* Implementa o padrão <i>Singleton</i> para garantir um ponto centralizado de registo.
* Utiliza o padrão <i>Producer-Consumer</i> com uma {@link BlockingQueue} para desacoplar
* a geração de eventos (crítica para a performance da simulação) da persistência em disco
* (operação de I/O lenta).
* <p>
* <b>Garantias:</b>
* <ul>
* <li>Non-blocking writes (para a thread chamadora, na maioria dos casos).</li>
* <li>Ordering cronológico aproximado (FIFO na fila).</li>
* <li>Graceful Shutdown (flush de logs pendentes ao terminar).</li>
* </ul>
*/
public class EventLogger {
private static EventLogger instance;
private static final Object instanceLock = new Object();
private final PrintWriter writer;
/** Buffer de memória para absorver picos de eventos (Burst traffic). */
private final BlockingQueue<LogEntry> logQueue;
/** Thread dedicada (Consumer) para escrita em ficheiro. */
private final Thread writerThread;
private final AtomicBoolean running;
private final SimpleDateFormat timestampFormat;
private final long simulationStartMillis;
/**
* Inicializa o sistema de logs.
* Abre o ficheiro, escreve o cabeçalho e inicia a thread consumidora.
*
* @param logFilePath Caminho relativo ou absoluto do ficheiro de log.
* @throws IOException Se não for possível criar ou escrever no ficheiro.
*/
private EventLogger(String logFilePath) throws IOException {
// Auto-flush ativado para garantir persistência, mas gerido pelo buffer do BufferedWriter
this.writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(logFilePath, false)), true);
this.logQueue = new LinkedBlockingQueue<>(10000); // Backpressure: limita a 10k eventos pendentes
this.running = new AtomicBoolean(true);
this.timestampFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
this.simulationStartMillis = System.currentTimeMillis();
// Header inicial do log
writer.println("=".repeat(80));
writer.println("SIMULATION EVENT LOG");
writer.println("Started: " + timestampFormat.format(new Date()));
writer.println("=".repeat(80));
writer.println();
writer.printf("%-23s | %-8s | %-20s | %-15s | %s\n",
"TIMESTAMP", "REL_TIME", "EVENT_TYPE", "COMPONENT", "DESCRIPTION");
writer.println("-".repeat(80));
writer.flush();
this.writerThread = new Thread(this::processLogQueue, "EventLogger-Writer");
this.writerThread.setDaemon(true); // Permite que a JVM termine se apenas esta thread sobrar
this.writerThread.start();
}
/**
* Obtém a instância única do logger (Lazy Initialization).
* Se não existir, cria uma predefinida em "logs/simulation-events.log".
*
* @return A instância singleton.
*/
public static EventLogger getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (instanceLock) {
if (instance == null) {
try {
String logFile = "logs/simulation-events.log";
java.nio.file.Files.createDirectories(
java.nio.file.Paths.get("logs"));
instance = new EventLogger(logFile);
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to initialize EventLogger: " + e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
}
}
return instance;
}
/**
* Reinicializa o logger com um ficheiro específico.
* Útil para testes ou configurações personalizadas.
*/
public static void initialize(String logFilePath) throws IOException {
synchronized (instanceLock) {
if (instance != null) {
instance.shutdown();
}
instance = new EventLogger(logFilePath);
}
}
/**
* Regista um evento genérico.
* Esta operação é não-bloqueante (retorna imediatamente após colocar na fila),
* exceto se a fila estiver cheia (backpressure).
*
* @param eventType Categoria do evento.
* @param component Nome do componente (ex: "Coordinator", "IntersectionProcess").
* @param description Detalhes do evento.
*/
public void log(EventType eventType, String component, String description) {
if (!running.get()) return;
LogEntry entry = new LogEntry(
System.currentTimeMillis(),
eventType,
component,
description
);
// Non-blocking offer - if queue is full, drop oldest or warn
if (!logQueue.offer(entry)) {
// Queue full - this shouldn't happen with 10k buffer, but handle gracefully
System.err.println("EventLogger queue full - dropping event: " + eventType);
}
}
/**
* Regista um evento associado a um veículo específico (Helper method).
*/
public void logVehicle(EventType eventType, String component, String vehicleId, String description) {
log(eventType, component, "[" + vehicleId + "] " + description);
}
/**
* Regista um erro ou exceção com formatação apropriada.
*/
public void logError(String component, String description, Exception e) {
String fullDescription = description + (e != null ? ": " + e.getMessage() : "");
log(EventType.ERROR, component, fullDescription);
}
/**
* Lógica da thread consumidora (Worker Thread).
* Retira eventos da fila e escreve no disco continuamente.
*/
private void processLogQueue() {
while (running.get() || !logQueue.isEmpty()) {
try {
// Poll com timeout para permitir verificar a flag 'running' periodicamente
LogEntry entry = logQueue.poll(100, java.util.concurrent.TimeUnit.MILLISECONDS);
if (entry != null) {
writeEntry(entry);
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
break;
}
}
// Flush final: garantir que eventos restantes na fila são escritos antes de morrer
while (!logQueue.isEmpty()) {
LogEntry entry = logQueue.poll();
if (entry != null) {
writeEntry(entry);
}
}
}
/**
* Formata e escreve uma entrada de log no PrintWriter.
*/
private void writeEntry(LogEntry entry) {
String timestamp = timestampFormat.format(new Date(entry.timestampMillis));
double relativeTime = (entry.timestampMillis - simulationStartMillis) / 1000.0;
writer.printf("%-23s | %8.3fs | %-20s | %-15s | %s\n",
timestamp,
relativeTime,
entry.eventType.toString(),
truncate(entry.component, 15),
entry.description
);
// Flush periódico inteligente: se a carga for baixa, garante que vemos logs em tempo real
if (logQueue.size() < 10) {
writer.flush();
}
}
private String truncate(String str, int maxLength) {
if (str == null) return "";
return str.length() <= maxLength ? str : str.substring(0, maxLength);
}
/**
* Encerra o logger de forma segura.
* Desativa a aceitação de novos eventos, aguarda que a fila esvazie (flush)
* e fecha o ficheiro.
*/
public void shutdown() {
if (!running.compareAndSet(true, false)) {
return; // Já encerrado
}
try {
// Wait for writer thread to finish flushing
writerThread.join(5000); // Wait up to 5 seconds
// Write footer
writer.println();
writer.println("-".repeat(80));
writer.println("SIMULATION ENDED");
writer.println("Ended: " + timestampFormat.format(new Date()));
writer.println("=".repeat(80));
writer.close();
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
/**
* DTO interno imutável para armazenar dados do evento na fila.
*/
private static class LogEntry {
final long timestampMillis;
final EventType eventType;
final String component;
final String description;
LogEntry(long timestampMillis, EventType eventType, String component, String description) {
this.timestampMillis = timestampMillis;
this.eventType = eventType;
this.component = component;
this.description = description;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,60 @@
package sd.logging;
/**
* Taxonomia oficial de eventos para o subsistema de logging centralizado.
* <p>
* Este enumerado padroniza a categorização de todas as ocorrências na simulação, permitindo:
* <ul>
* <li>Filtragem granular de logs (ex: ver apenas erros ou apenas tráfego de rede).</li>
* <li>Análise estatística post-mortem (parsear logs para calcular latências).</li>
* <li>Correlação de eventos distribuídos (seguir o rastro de um veículo através de vários nós).</li>
* </ul>
*/
public enum EventType {
// --- Ciclo de Vida do Veículo ---
VEHICLE_GENERATED("Vehicle Generated"),
VEHICLE_ARRIVED("Vehicle Arrived"),
VEHICLE_QUEUED("Vehicle Queued"),
VEHICLE_DEPARTED("Vehicle Departed"),
VEHICLE_EXITED("Vehicle Exited"),
// --- Controlo de Semáforos e Exclusão Mútua ---
LIGHT_CHANGED_GREEN("Light Changed to Green"),
LIGHT_CHANGED_RED("Light Changed to Red"),
LIGHT_REQUEST_GREEN("Light Requested Green"),
LIGHT_RELEASE_GREEN("Light Released Green"),
// --- Ciclo de Vida da Simulação/Processos ---
SIMULATION_STARTED("Simulation Started"),
SIMULATION_STOPPED("Simulation Stopped"),
PROCESS_STARTED("Process Started"),
PROCESS_STOPPED("Process Stopped"),
// --- Configuração e Telemetria ---
STATS_UPDATE("Statistics Update"),
CONFIG_CHANGED("Configuration Changed"),
// --- Camada de Rede (TCP/Sockets) ---
CONNECTION_ESTABLISHED("Connection Established"),
CONNECTION_LOST("Connection Lost"),
MESSAGE_SENT("Message Sent"),
MESSAGE_RECEIVED("Message Received"),
// --- Tratamento de Exceções ---
ERROR("Error");
private final String displayName;
EventType(String displayName) {
this.displayName = displayName;
}
public String getDisplayName() {
return displayName;
}
@Override
public String toString() {
return displayName;
}
}

View File

@@ -0,0 +1,364 @@
package sd.logging;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import sd.model.Vehicle;
/**
* Subsistema de auditoria granular responsável pelo rastreio detalhado (Tracing) de veículos individuais.
* <p>
* Diferente do {@link EventLogger} (que regista eventos globais do sistema), esta classe foca-se
* na perspetiva do <b>agente</b>. Cria um ficheiro de rastro dedicado (`.trace`) para cada veículo
* monitorizado, registando cronologicamente cada interação com a infraestrutura (interseções,
* filas, semáforos).
* <p>
* <b>Funcionalidades:</b>
* <ul>
* <li>Análise forense de percursos individuais.</li>
* <li>Validação de tempos de espera e travessia por nó.</li>
* <li>Cálculo de eficiência de rota (tempo em movimento vs. tempo parado).</li>
* </ul>
*/
public class VehicleTracer {
private static VehicleTracer instance;
private static final Object instanceLock = new Object();
/** Mapa thread-safe de sessões de trace ativas (VehicleID -> TraceHandler). */
private final Map<String, VehicleTrace> trackedVehicles;
private final SimpleDateFormat timestampFormat;
private final long simulationStartMillis;
private final String traceDirectory;
/**
* Inicializa o tracer e prepara o diretório de saída.
*
* @param traceDirectory Caminho para armazenamento dos ficheiros .trace.
*/
private VehicleTracer(String traceDirectory) {
this.trackedVehicles = new ConcurrentHashMap<>();
this.timestampFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
this.simulationStartMillis = System.currentTimeMillis();
this.traceDirectory = traceDirectory;
try {
java.nio.file.Files.createDirectories(java.nio.file.Paths.get(traceDirectory));
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to create trace directory: " + e.getMessage());
}
}
/**
* Obtém a instância única do tracer (Singleton).
* @return A instância global.
*/
public static VehicleTracer getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (instanceLock) {
if (instance == null) {
instance = new VehicleTracer("logs/traces");
}
}
}
return instance;
}
/**
* Reinicializa o tracer com um diretório personalizado.
* Útil para isolar logs de diferentes execuções em lote.
*/
public static void initialize(String traceDirectory) {
synchronized (instanceLock) {
if (instance != null) {
instance.shutdown();
}
instance = new VehicleTracer(traceDirectory);
}
}
/**
* Inicia a sessão de rastreio para um veículo específico.
* Cria o ficheiro {@code logs/traces/vehicle-{id}.trace} e escreve o cabeçalho.
*
* @param vehicleId O identificador único do veículo.
*/
public void startTracking(String vehicleId) {
if (trackedVehicles.containsKey(vehicleId)) {
return; // Já está a ser rastreado
}
VehicleTrace trace = new VehicleTrace(vehicleId, traceDirectory);
trackedVehicles.put(vehicleId, trace);
trace.logEvent("TRACKING_STARTED", "", "Started tracking vehicle " + vehicleId);
}
/**
* Encerra a sessão de rastreio, fecha o descritor de ficheiro e remove da memória.
*/
public void stopTracking(String vehicleId) {
VehicleTrace trace = trackedVehicles.remove(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("TRACKING_STOPPED", "", "Stopped tracking vehicle " + vehicleId);
trace.close();
}
}
/**
* Verifica se um veículo está atualmente sob auditoria.
*/
public boolean isTracking(String vehicleId) {
return trackedVehicles.containsKey(vehicleId);
}
/**
* Regista o evento de instanciação do veículo pelo Coordenador.
*/
public void logGenerated(Vehicle vehicle) {
if (!isTracking(vehicle.getId()))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicle.getId());
if (trace != null) {
trace.logEvent("GENERATED", "Coordinator",
String.format("Type: %s, Entry Time: %.2fs, Route: %s",
vehicle.getType(), vehicle.getEntryTime(), vehicle.getRoute()));
}
}
/**
* Regista a chegada física do veículo à zona de deteção de uma interseção.
*/
public void logArrival(String vehicleId, String intersection, double simulationTime) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("ARRIVED", intersection,
String.format("Arrived at %s (sim time: %.2fs)", intersection, simulationTime));
}
}
/**
* Regista a entrada do veículo na estrutura de fila de um semáforo.
*/
public void logQueued(String vehicleId, String intersection, String direction, int queuePosition) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("QUEUED", intersection,
String.format("Queued at %s-%s (position: %d)", intersection, direction, queuePosition));
}
}
/**
* Regista o início da espera ativa (veículo parado no Vermelho).
*/
public void logWaitingStart(String vehicleId, String intersection, String direction) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("WAITING_START", intersection,
String.format("Started waiting at %s-%s (light is RED)", intersection, direction));
}
}
/**
* Regista o fim da espera (Sinal Verde).
* @param waitTime Duração total da paragem nesta instância.
*/
public void logWaitingEnd(String vehicleId, String intersection, String direction, double waitTime) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("WAITING_END", intersection,
String.format("Finished waiting at %s-%s (waited %.2fs)", intersection, direction, waitTime));
}
}
/**
* Regista o início da travessia da interseção (ocupação da zona crítica).
*/
public void logCrossingStart(String vehicleId, String intersection, String direction) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("CROSSING_START", intersection,
String.format("Started crossing %s-%s (light is GREEN)", intersection, direction));
}
}
/**
* Regista a libertação da zona crítica da interseção.
*/
public void logCrossingEnd(String vehicleId, String intersection, double crossingTime) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("CROSSING_END", intersection,
String.format("Finished crossing %s (took %.2fs)", intersection, crossingTime));
}
}
/**
* Regista a partida da interseção em direção ao próximo nó.
*/
public void logDeparture(String vehicleId, String intersection, String nextDestination) {
if (!isTracking(vehicleId))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicleId);
if (trace != null) {
trace.logEvent("DEPARTED", intersection,
String.format("Departed from %s toward %s", intersection, nextDestination));
}
}
/**
* Regista a saída do sistema (no Exit Node).
* <p>
* Este método também desencadeia a escrita do <b>Sumário de Viagem</b> no final do log
* e fecha o ficheiro automaticamente.
*/
public void logExit(Vehicle vehicle, double systemTime) {
if (!isTracking(vehicle.getId()))
return;
VehicleTrace trace = trackedVehicles.get(vehicle.getId());
if (trace != null) {
trace.logEvent("EXITED", "Exit Node",
String.format("Exited system - Total time: %.2fs, Waiting: %.2fs, Crossing: %.2fs",
systemTime, vehicle.getTotalWaitingTime(), vehicle.getTotalCrossingTime()));
// Escreve estatísticas sumarizadas
trace.writeSummary(vehicle, systemTime);
// Stop tracking and close file
stopTracking(vehicle.getId());
}
}
/**
* Fecha forçosamente todos os traces abertos.
* Deve ser chamado no shutdown da simulação para evitar corrupção de logs.
*/
public void shutdown() {
for (VehicleTrace trace : trackedVehicles.values()) {
trace.close();
}
trackedVehicles.clear();
}
/**
* Classe interna auxiliar que gere o descritor de ficheiro e a formatação para um único veículo.
*/
private class VehicleTrace {
private final String vehicleId;
private final PrintWriter writer;
private final long traceStartMillis;
VehicleTrace(String vehicleId, String directory) {
this.vehicleId = vehicleId;
this.traceStartMillis = System.currentTimeMillis();
PrintWriter w = null;
try {
String filename = String.format("%s/vehicle-%s.trace", directory, vehicleId);
w = new PrintWriter(new BufferedWriter(new FileWriter(filename, false)), true);
// Write header
w.println("=".repeat(80));
w.println("VEHICLE TRACE: " + vehicleId);
w.println("Trace Started: " + timestampFormat.format(new Date()));
w.println("=".repeat(80));
w.println();
w.printf("%-23s | %-8s | %-15s | %-15s | %s\n",
"TIMESTAMP", "REL_TIME", "EVENT", "LOCATION", "DESCRIPTION");
w.println("-".repeat(80));
} catch (IOException e) {
System.err.println("Failed to create trace file for " + vehicleId + ": " + e.getMessage());
}
this.writer = w;
}
void logEvent(String eventType, String location, String description) {
if (writer == null)
return;
long now = System.currentTimeMillis();
String timestamp = timestampFormat.format(new Date(now));
double relativeTime = (now - traceStartMillis) / 1000.0;
writer.printf("%-23s | %8.3fs | %-15s | %-15s | %s\n",
timestamp,
relativeTime,
truncate(eventType, 15),
truncate(location, 15),
description);
writer.flush();
}
void writeSummary(Vehicle vehicle, double systemTime) {
if (writer == null)
return;
writer.println();
writer.println("=".repeat(80));
writer.println("JOURNEY SUMMARY");
writer.println("=".repeat(80));
writer.println("Vehicle ID: " + vehicle.getId());
writer.println("Vehicle Type: " + vehicle.getType());
writer.println("Route: " + vehicle.getRoute());
writer.println();
writer.printf("Entry Time: %.2f seconds\n", vehicle.getEntryTime());
writer.printf("Total System Time: %.2f seconds\n", systemTime);
writer.printf("Total Waiting Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n",
vehicle.getTotalWaitingTime(),
100.0 * vehicle.getTotalWaitingTime() / systemTime);
writer.printf("Total Crossing Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n",
vehicle.getTotalCrossingTime(),
100.0 * vehicle.getTotalCrossingTime() / systemTime);
writer.printf("Travel Time: %.2f seconds (%.1f%%)\n",
systemTime - vehicle.getTotalWaitingTime() - vehicle.getTotalCrossingTime(),
100.0 * (systemTime - vehicle.getTotalWaitingTime() - vehicle.getTotalCrossingTime()) / systemTime);
writer.println("=".repeat(80));
}
void close() {
if (writer != null) {
writer.println();
writer.println("-".repeat(80));
writer.println("END OF TRACE");
writer.println("=".repeat(80));
writer.close();
}
}
private String truncate(String str, int maxLength) {
if (str == null)
return "";
return str.length() <= maxLength ? str : str.substring(0, maxLength);
}
}
}

View File

@@ -1,131 +0,0 @@
package sd.model;
import java.io.Serializable;
/**
* Represents a single event in the discrete event simulation.
* * An Event is the fundamental unit of action in the simulation. It contains:
* - A {@code timestamp} (when the event should occur).
* - A {@link EventType} (what kind of event it is).
* - Associated {@code data} (e.g., the {@link Vehicle} or {@link TrafficLight} involved).
* - An optional {@code location} (e.g., the ID of the {@link Intersection}).
* * Events are {@link Comparable}, allowing them to be sorted in a
* {@link java.util.PriorityQueue}. The primary sorting key is the
* {@code timestamp}. If timestamps are equal, {@code EventType} is used
* as a tie-breaker to ensure a consistent, deterministic order.
* * Implements {@link Serializable} so events could (in theory) be sent
* across a network in a distributed simulation.
*/
public class Event implements Comparable<Event>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
/**
* The simulation time (in seconds) when this event is scheduled to occur.
*/
private final double timestamp;
/**
* The type of event (e.g., VEHICLE_ARRIVAL, TRAFFIC_LIGHT_CHANGE).
*/
private final EventType type;
/**
* The data payload associated with this event.
* This could be a {@link Vehicle}, {@link TrafficLight}, or null.
*/
private final Object data;
/**
* The ID of the location where the event occurs (e.g., "Cr1").
* Can be null if the event is not location-specific (like VEHICLE_GENERATION).
*/
private final String location;
/**
* Constructs a new Event.
*
* @param timestamp The simulation time when the event occurs.
* @param type The {@link EventType} of the event.
* @param data The associated data (e.g., a Vehicle object).
* @param location The ID of the location (e.g., an Intersection ID).
*/
public Event(double timestamp, EventType type, Object data, String location) {
this.timestamp = timestamp;
this.type = type;
this.data = data;
this.location = location;
}
/**
* Convenience constructor for an Event without a specific location.
*
* @param timestamp The simulation time when the event occurs.
* @param type The {@link EventType} of the event.
* @param data The associated data (e.g., a Vehicle object).
*/
public Event(double timestamp, EventType type, Object data) {
this(timestamp, type, data, null);
}
/**
* Compares this event to another event for ordering.
* * Events are ordered primarily by {@link #timestamp} (ascending).
* If timestamps are identical, they are ordered by {@link #type} (alphabetical)
* to provide a stable, deterministic tie-breaking mechanism.
*
* @param other The other Event to compare against.
* @return A negative integer if this event comes before {@code other},
* zero if they are "equal" in sorting (though this is rare),
* or a positive integer if this event comes after {@code other}.
*/
@Override
public int compareTo(Event other) {
// Primary sort: timestamp (earlier events come first)
int cmp = Double.compare(this.timestamp, other.timestamp);
if (cmp == 0) {
// Tie-breaker: event type (ensures deterministic order)
return this.type.compareTo(other.type);
}
return cmp;
}
// --- Getters ---
/**
* @return The simulation time when the event occurs.
*/
public double getTimestamp() {
return timestamp;
}
/**
* @return The {@link EventType} of the event.
*/
public EventType getType() {
return type;
}
/**
* @return The data payload (e.g., {@link Vehicle}, {@link TrafficLight}).
* The caller must cast this to the expected type.
*/
public Object getData() {
return data;
}
/**
* @return The location ID (e.g., "Cr1"), or null if not applicable.
*/
public String getLocation() {
return location;
}
/**
* @return A string representation of the event for logging.
*/
@Override
public String toString() {
return String.format("Event{t=%.2f, type=%s, loc=%s}",
timestamp, type, location);
}
}

View File

@@ -1,45 +0,0 @@
package sd.model;
/**
* Enumeration representing all possible event types in the discrete event simulation.
* These types are used by the {@link sd.engine.SimulationEngine} to determine
* how to process a given {@link Event}.
*/
public enum EventType {
/**
* Fired when a {@link Vehicle} arrives at an {@link Intersection}.
* Data: {@link Vehicle}, Location: Intersection ID
*/
VEHICLE_ARRIVAL,
/**
* Fired when a {@link TrafficLight} is scheduled to change its state.
* Data: {@link TrafficLight}, Location: Intersection ID
*/
TRAFFIC_LIGHT_CHANGE,
/**
* Fired when a {@link Vehicle} begins to cross an {@link Intersection}.
* Data: {@link Vehicle}, Location: Intersection ID
*/
CROSSING_START,
/**
* Fired when a {@link Vehicle} finishes crossing an {@link Intersection}.
* Data: {@link Vehicle}, Location: Intersection ID
*/
CROSSING_END,
/**
* Fired when a new {@link Vehicle} should be created and added to the system.
* Data: null, Location: null
*/
VEHICLE_GENERATION,
/**
* Fired periodically to trigger the printing or sending of simulation statistics.
* Data: null, Location: null
*/
STATISTICS_UPDATE
}

View File

@@ -6,65 +6,51 @@ import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Represents an intersection in the traffic simulation.
* * An Intersection acts as a central hub. It does not control logic itself,
* but it *owns* and *manages* a set of {@link TrafficLight} objects.
* * Its primary responsibilities are:
* 1. Holding a {@link TrafficLight} for each direction ("North", "East", etc.).
* 2. Maintaining a {@code routing} table that maps a vehicle's *next*
* destination (e.g., "Cr3") to a specific *direction* at *this*
* intersection (e.g., "East").
* 3. Receiving incoming vehicles and placing them in the correct
* traffic light's queue based on the routing table.
* 4. Tracking aggregate statistics for all traffic passing through it.
* Representa uma interseção na simulação de tráfego.
*
* <p>Uma interseção funciona como um nó central da rede. Não controla lógica diretamente,
* mas gere um conjunto de semáforos ({@link TrafficLight}).</p>
*
* <p>Responsabilidades principais:</p>
* <ul>
* <li>Manter um {@link TrafficLight} para cada direção (Norte, Este, etc.)</li>
* <li>Gerir uma tabela de encaminhamento que mapeia destinos para direções</li>
* <li>Receber veículos e colocá-los na fila do semáforo correto</li>
* <li>Acompanhar estatísticas agregadas do tráfego</li>
* </ul>
*/
public class Intersection {
// --- Identity and configuration ---
/**
* Unique identifier for the intersection (e.g., "Cr1", "Cr2").
*/
/** Identificador único da interseção (ex: "Cr1", "Cr2") */
private final String id;
/**
* A map holding all traffic lights managed by this intersection.
* Key: Direction (String, e.g., "North", "East").
* Value: The {@link TrafficLight} object for that direction.
* Mapa com todos os semáforos desta interseção.
* Chave: Direção (String, ex: "Norte", "Este")
* Valor: Objeto {@link TrafficLight} correspondente
*/
private final Map<String, TrafficLight> trafficLights;
/**
* The routing table for this intersection.
* Key: The *next* destination ID (String, e.g., "Cr3", "S" for exit).
* Value: The *direction* (String, e.g., "East") a vehicle must take
* at *this* intersection to reach that destination.
* Tabela de encaminhamento da interseção.
* Chave: Próximo destino (String, ex: "Cr3", "S" para saída)
* Valor: Direção que o veículo deve tomar nesta interseção
*/
private final Map<String, String> routing;
// --- Statistics ---
/**
* Total number of vehicles that have been received by this intersection.
*/
/** Número total de veículos recebidos por esta interseção */
private int totalVehiclesReceived;
/**
* Total number of vehicles that have successfully passed through (sent from) this intersection.
*/
/** Número total de veículos que partiram desta interseção */
private int totalVehiclesSent;
/**
* A running average of the waiting time for vehicles at this intersection.
* Note: This calculation might be simplified.
*/
/** Média acumulada do tempo de espera dos veículos nesta interseção */
private double averageWaitingTime;
/**
* Constructs a new Intersection with a given ID.
* Initializes empty maps for traffic lights and routing.
* Cria uma nova interseção.
* Inicializa mapas vazios para semáforos e encaminhamento.
*
* @param id The unique identifier for this intersection (e.g., "Cr1").
* @param id identificador único da interseção (ex: "Cr1")
*/
public Intersection(String id) {
this.id = id;
@@ -76,49 +62,56 @@ public class Intersection {
}
/**
* Registers a new {@link TrafficLight} with this intersection.
* The light is mapped by its direction.
* Regista um novo semáforo nesta interseção.
* O semáforo é mapeado pela sua direção.
*
* @param trafficLight The {@link TrafficLight} object to add.
* @param trafficLight o semáforo a adicionar
*/
public void addTrafficLight(TrafficLight trafficLight) {
trafficLights.put(trafficLight.getDirection(), trafficLight);
}
/**
* Defines a routing rule for this intersection.
* * This method builds the routing table. For example, calling
* {@code configureRoute("Cr3", "East")} means "Any vehicle
* arriving here whose next destination is 'Cr3' should be sent to
* the 'East' traffic light queue."
* Define uma regra de encaminhamento para esta interseção.
*
* @param nextDestination The ID of the *next* intersection or exit (e.g., "Cr3", "S").
* @param direction The direction (and thus, the traffic light)
* at *this* intersection to use (e.g., "East").
* <p>Por exemplo, {@code configureRoute("Cr3", "Este")} significa:
* "Qualquer veículo que chegue aqui com destino 'Cr3' deve ser enviado
* para a fila do semáforo da direção Este."</p>
*
* @param nextDestination ID da próxima interseção ou saída (ex: "Cr3", "S")
* @param direction direção (e respetivo semáforo) a usar nesta interseção
*/
public void configureRoute(String nextDestination, String direction) {
routing.put(nextDestination, direction);
}
/**
* Accepts an incoming vehicle and places it in the correct queue.
* * This method:
* 1. Increments the {@link #totalVehiclesReceived} counter.
* 2. Gets the vehicle's *next* destination (from {@link Vehicle#getCurrentDestination()}).
* 3. Uses the {@link #routing} map to find the correct *direction* for that destination.
* 4. Adds the vehicle to the queue of the {@link TrafficLight} for that direction.
* Recebe um novo veículo e coloca-o na fila do semáforo apropriado.
* A direção é escolhida com base na tabela de encaminhamento.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} arriving at the intersection.
* @param vehicle o veículo que está a chegar a esta interseção
* @param simulationTime o tempo de simulação atual (em segundos)
*/
public void receiveVehicle(Vehicle vehicle) {
public void receiveVehicle(Vehicle vehicle, double simulationTime) {
totalVehiclesReceived++;
// Note: Route advancement is handled by SimulationEngine.handleVehicleArrival()
// before calling this method, so we don't advance here.
String nextDestination = vehicle.getCurrentDestination();
// Check if vehicle reached final destination
if (nextDestination == null) {
System.out.printf("[%s] Vehicle %s reached final destination%n",
this.id, vehicle.getId());
return;
}
String direction = routing.get(nextDestination);
if (direction != null && trafficLights.containsKey(direction)) {
// Found a valid route and light, add vehicle to the queue
trafficLights.get(direction).addVehicle(vehicle);
trafficLights.get(direction).addVehicle(vehicle, simulationTime);
} else {
// Routing error: No rule for this destination or no light for that direction
System.err.printf(
@@ -126,108 +119,100 @@ public class Intersection {
this.id, vehicle.getId(), nextDestination, direction
);
}
} /**
* Retorna a direção que um veículo deve tomar para alcançar um destino.
*
* @param destination o próximo destino (ex: "Cr3", "S")
* @return a direção (ex: "Este"), ou null se não houver rota configurada
*/
public String getDirectionForDestination(String destination) {
return routing.get(destination);
}
/**
* Returns the traffic light controlling the given direction.
* Retorna o semáforo que controla uma determinada direção.
*
* @param direction The direction (e.g., "North").
* @return The {@link TrafficLight} object, or null if no light exists
* for that direction.
* @param direction a direção (ex: "Norte")
* @return o objeto {@link TrafficLight}, ou null se não existir
*/
public TrafficLight getTrafficLight(String direction) {
return trafficLights.get(direction);
}
/**
* Returns a list of all traffic lights managed by this intersection.
* Retorna uma lista com todos os semáforos desta interseção.
*
* @return A new {@link List} containing all {@link TrafficLight} objects.
* @return uma nova {@link List} com todos os semáforos
*/
public List<TrafficLight> getTrafficLights() {
// Return a copy to prevent external modification of the internal map's values
return new ArrayList<>(trafficLights.values());
}
/**
* Returns the total number of vehicles currently queued across *all*
* traffic lights at this intersection.
* Retorna o número total de veículos em fila em todos os semáforos.
* Usa Java Stream API para somar os tamanhos de todas as filas.
*
* @return The sum of all queue sizes.
* @return a soma dos tamanhos de todas as filas
*/
public int getTotalQueueSize() {
// Uses Java Stream API:
// 1. trafficLights.values().stream() - Get a stream of TrafficLight objects
// 2. .mapToInt(TrafficLight::getQueueSize) - Convert each light to its queue size (an int)
// 3. .sum() - Sum all the integers
return trafficLights.values().stream()
.mapToInt(TrafficLight::getQueueSize)
.sum();
}
// --- Stats and getters ---
/**
* @return The unique ID of this intersection.
* @return o identificador único desta interseção
*/
public String getId() {
return id;
}
/**
* @return The total number of vehicles that have arrived at this intersection.
* @return o número total de veículos que chegaram a esta interseção
*/
public int getTotalVehiclesReceived() {
return totalVehiclesReceived;
}
/**
* @return The total number of vehicles that have successfully
* departed from this intersection.
* @return o número total de veículos que partiram desta interseção
*/
public int getTotalVehiclesSent() {
return totalVehiclesSent;
}
/**
* Increments the counter for vehicles that have successfully departed.
* This is typically called by the {@link sd.engine.SimulationEngine}
* after a vehicle finishes crossing.
* Incrementa o contador de veículos que partiram com sucesso.
* Tipicamente chamado após um veículo completar a travessia.
*/
public void incrementVehiclesSent() {
totalVehiclesSent++;
}
/**
* @return The running average of vehicle waiting time at this intersection.
* @return a média do tempo de espera dos veículos nesta interseção
*/
public double getAverageWaitingTime() {
return averageWaitingTime;
}
/**
* Updates the running average waiting time with a new sample (a new
* vehicle's wait time).
* * Uses an incremental/weighted average formula:
* NewAvg = (OldAvg * (N-1) + NewValue) / N
* where N is the total number of vehicles sent.
* Atualiza a média do tempo de espera com uma nova amostra.
* Usa a fórmula: Nova Média = (Média Antiga * (N-1) + Novo Valor) / N
*
* @param newTime The waiting time (in seconds) of the vehicle that just
* departed.
* @param newTime tempo de espera (em segundos) do veículo que acabou de partir
*/
public void updateAverageWaitingTime(double newTime) {
// Avoid division by zero if this is called before any vehicle is sent
if (totalVehiclesSent > 0) {
averageWaitingTime = (averageWaitingTime * (totalVehiclesSent - 1) + newTime)
/ totalVehiclesSent;
} else if (totalVehiclesSent == 1) {
// This is the first vehicle
averageWaitingTime = newTime;
}
}
/**
* @return A string summary of the intersection's current state.
* @return representação textual do estado atual da interseção
*/
@Override
public String toString() {

View File

@@ -0,0 +1,157 @@
package sd.model;
import java.util.UUID;
import sd.protocol.MessageProtocol;
/**
* Envelope fundamental do protocolo de comunicação entre processos distribuídos (IPC).
* <p>
* Esta classe atua como a Unidade de Dados de Aplicação (ADU), encapsulando tanto
* os metadados de roteamento (origem, destino, tipo) quanto a carga útil (payload)
* polimórfica. É agnóstica ao conteúdo, servindo como contentor genérico para
* transferência de estado (Veículos, Estatísticas) ou sinais de controlo (Semáforos).
* <p>
* A imutabilidade dos campos (exceto via serialização) garante a integridade da mensagem
* durante o trânsito na rede.
*/
public class Message implements MessageProtocol {
private static final long serialVersionUID = 1L;
/** * Identificador único universal (UUID).
* Essencial para rastreabilidade (tracing), logs de auditoria e mecanismos de deduplicação.
*/
private final String messageId;
/** Discriminador semântico que define como o recetor deve processar o payload. */
private final MessageType type;
/** Identificador lógico do nó emissor (ex: "Cr1", "Coordinator"). */
private final String senderId;
/** * Identificador lógico do nó recetor.
* Se {@code null}, a mensagem deve ser tratada como <b>Broadcast</b>.
*/
private final String destinationId;
/** * Carga útil polimórfica.
* Deve implementar {@link java.io.Serializable} para garantir transmissão correta.
*/
private final Object payload;
/** Marca temporal da criação da mensagem (Unix Timestamp), usada para cálculo de latência de rede. */
private final long timestamp;
/**
* Construtor completo para reconstrução de mensagens ou envio com timestamp manual.
*
* @param type Classificação semântica da mensagem.
* @param senderId ID do processo origem.
* @param destinationId ID do processo destino (ou null para broadcast).
* @param payload Objeto de domínio a ser transportado.
* @param timestamp Instante de criação (ms).
*/
public Message(MessageType type, String senderId, String destinationId,
Object payload, long timestamp) {
this.messageId = UUID.randomUUID().toString();
this.type = type;
this.senderId = senderId;
this.destinationId = destinationId;
this.payload = payload;
this.timestamp = timestamp;
}
/**
* Construtor de conveniência que atribui automaticamente o timestamp atual do sistema.
*
* @param type Classificação semântica.
* @param senderId ID do processo origem.
* @param destinationId ID do processo destino.
* @param payload Objeto de domínio.
*/
public Message(MessageType type, String senderId, String destinationId, Object payload) {
this(type, senderId, destinationId, payload, System.currentTimeMillis());
}
/**
* Construtor de conveniência para mensagens de difusão (Broadcast).
* Define {@code destinationId} como null.
*
* @param type Classificação semântica.
* @param senderId ID do processo origem.
* @param payload Objeto de domínio.
*/
public Message(MessageType type, String senderId, Object payload) {
this(type, senderId, null, payload, System.currentTimeMillis());
}
//Getters
public String getMessageId() {
return messageId;
}
public MessageType getType() {
return type;
}
public String getSenderId() {
return senderId;
}
public String getDestinationId() {
return destinationId;
}
public Object getPayload() {
return payload;
}
public long getTimestamp() {
return timestamp;
}
/**
* Verifica se a mensagem se destina a todos os nós da rede.
*
* @return {@code true} se o destinationId for nulo.
*/
public boolean isBroadcast() {
return destinationId == null;
}
/**
* Utilitário para casting seguro e fluente do payload.
* <p>
* Evita a necessidade de casts explícitos e supressão de warnings no código cliente.
*
* @param <T> O tipo esperado do payload.
* @param clazz A classe do tipo esperado para verificação em runtime (opcional no uso, mas boa prática).
* @return O payload convertido para o tipo T.
* @throws ClassCastException Se o payload não for compatível com o tipo solicitado.
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T getPayloadAs(Class<T> clazz) {
return (T) payload;
}
// Impl MessageProtocol interface
@Override
public String getSourceNode() {
return senderId;
}
@Override
public String getDestinationNode() {
return destinationId;
}
@Override
public String toString() {
return String.format("Message[id=%s, type=%s, from=%s, to=%s, timestamp=%d]",
messageId, type, senderId,
destinationId != null ? destinationId : "BROADCAST",
timestamp);
}
}

View File

@@ -0,0 +1,49 @@
package sd.model;
/**
* Enumeração que representa todos os tipos de mensagens possíveis para
* comunicação distribuída.
* Estes tipos são usados para a comunicação entre processos dos diferentes
* componentes
* do sistema de simulação de tráfego distribuído.
*/
public enum MessageType {
/**
* Mensagem para transferir um veículo entre interseções ou processos.
* Payload: Objeto Vehicle com o estado atual
*/
VEHICLE_TRANSFER,
/**
* Mensagem para atualizar estatísticas em todo o sistema distribuído.
* Payload: Dados estatísticos (tempos de espera, tamanhos de fila, etc.)
*/
STATS_UPDATE,
/**
* Mensagem para sincronizar a hora de início da simulação em todos os
* processos.
* Payload: Timestamp de início (long milissegundos)
*/
SIMULATION_START,
/**
* Mensagem para notificar sobre a geração de um novo veículo.
* Payload: Parâmetros de geração do veículo
*/
VEHICLE_SPAWN,
/**
* Mensagem para sinalizar o encerramento de um processo.
* Payload: ID do processo e motivo
*/
SHUTDOWN,
/**
* Mensagem para alterar a política de roteamento durante a simulação.
* Payload: String com o nome da nova política (RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED)
*/
ROUTING_POLICY_CHANGE,
}

View File

@@ -1,315 +1,269 @@
package sd.model;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* Represents a single traffic light controlling one direction at an intersection.
* * Each light maintains its own queue of {@link Vehicle} objects and
* alternates between {@link TrafficLightState#GREEN} and
* {@link TrafficLightState#RED} states.
* * This class is designed to be thread-safe for a potential concurrent
* simulation (though the current engine {@link sd.engine.SimulationEngine}
* is single-threaded). It uses a {@link ReentrantLock} to protect its
* internal state (the queue and the light state) from simultaneous access.
* * The {@link Condition} variables ({@code vehicleAdded}, {@code lightGreen})
* are included for a concurrent model where:
* - A "vehicle" thread might wait on {@code lightGreen} until the light changes.
* - A "controller" thread might wait on {@code vehicleAdded} to know when to
* process a queue.
* (Note: These Conditions are *not* used by the current discrete-event engine).
* Representa um semáforo numa interseção.
*
* <p>Cada semáforo controla uma direção específica e mantém uma fila de veículos à espera.
* Alterna entre os estados VERDE e VERMELHO de acordo com a temporização configurada.</p>
*
* <p><strong>Thread-safety:</strong> Usa locks para permitir acesso concorrente seguro entre
* a thread de processamento de eventos e as threads de I/O de rede.</p>
*/
public class TrafficLight {
// --- Identity and configuration ---
/**
* Unique identifier for the light (e.g., "Cr1-N").
*/
/** Identificador único do semáforo (ex: "Cr1-N") */
private final String id;
/**
* The direction this light controls (e.g., "North", "South").
*/
/** Direção que este semáforo controla (ex: "Norte", "Sul") */
private final String direction;
/**
* The current state of the light (GREEN or RED).
*/
/** Estado atual do semáforo (VERDE ou VERMELHO) */
private TrafficLightState state;
// --- Vehicle management ---
/**
* The queue of vehicles waiting at this light.
* {@link LinkedList} is used as it's a standard {@link Queue} implementation.
*/
/** Fila de veículos à espera neste semáforo */
private final Queue<Vehicle> queue;
// --- Synchronization primitives (for thread-safety) ---
/**
* A lock to protect all mutable state ({@link #queue} and {@link #state})
* from concurrent access. Any method reading or writing these fields
* *must* acquire this lock first.
* Lock para proteger o estado mutável ({@link #queue} e {@link #state})
* de acesso concorrente.
*/
private final Lock lock;
/**
* A condition variable for a potential concurrent model.
* It could be used to signal threads (e.g., a controller) that
* a new vehicle has been added to the queue.
* (Not used in the current discrete-event engine).
*/
/** Variável de condição para sinalizar adição de veículos (uso futuro) */
private final Condition vehicleAdded;
/**
* A condition variable for a potential concurrent model.
* It could be used to signal waiting vehicle threads that the
* light has just turned GREEN.
* (Not used in the current discrete-event engine).
*/
/** Variável de condição para sinalizar que o semáforo ficou verde (uso futuro) */
private final Condition lightGreen;
// --- Timing configuration ---
/**
* The duration (in seconds) this light stays GREEN.
*/
/** Duração (segundos) que o semáforo permanece VERDE */
private double greenTime;
/**
* The duration (in seconds) this light stays RED.
*/
/** Duração (segundos) que o semáforo permanece VERMELHO */
private double redTime;
// --- Statistics ---
/**
* Counter for the total number of vehicles that have
* been dequeued (processed) by this light.
*/
/** Número total de veículos processados por este semáforo */
private int totalVehiclesProcessed;
/**
* Constructs a new TrafficLight.
* Regista quando os veículos chegam ao semáforo para cálculo do tempo de espera.
* Mapeia ID do veículo para tempo de simulação de chegada (segundos).
*/
private final Map<String, Double> vehicleArrivalTimes;
/**
* Cria um novo semáforo.
*
* @param id The unique ID (e.g., "Cr1-N").
* @param direction The direction (e.g., "North").
* @param greenTime The duration of the GREEN state in seconds.
* @param redTime The duration of the RED state in seconds.
* @param id identificador único (ex: "Cr1-N")
* @param direction direção controlada (ex: "Norte")
* @param greenTime duração do estado VERDE em segundos
* @param redTime duração do estado VERMELHO em segundos
*/
public TrafficLight(String id, String direction, double greenTime, double redTime) {
this.id = id;
this.direction = direction;
this.state = TrafficLightState.RED; // All lights start RED
this.state = TrafficLightState.RED;
this.queue = new LinkedList<>();
// Initialize synchronization objects
this.lock = new ReentrantLock();
this.vehicleAdded = lock.newCondition();
this.lightGreen = lock.newCondition();
this.greenTime = greenTime;
this.redTime = redTime;
this.vehicleArrivalTimes = new HashMap<>();
this.totalVehiclesProcessed = 0;
}
/**
* Adds a vehicle to the *end* of the waiting queue.
* This method is thread-safe.
* Coloca um veículo na fila deste semáforo.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} to add.
* Registamos a hora de chegada para podermos calcular mais tarde quanto tempo o
* veículo esperou.
*
* @param vehicle O veículo que chega ao semáforo.
* @param simulationTime O tempo de simulação atual (em segundos).
*/
public void addVehicle(Vehicle vehicle) {
lock.lock(); // Acquire the lock
public void addVehicle(Vehicle vehicle, double simulationTime) {
lock.lock();
try {
queue.offer(vehicle); // Add vehicle to queue
vehicleAdded.signalAll(); // Signal (for concurrent models)
queue.offer(vehicle);
vehicleArrivalTimes.put(vehicle.getId(), simulationTime);
vehicleAdded.signalAll();
} finally {
lock.unlock(); // Always release the lock
lock.unlock();
}
}
/**
* Removes and returns the {@link Vehicle} from the *front* of the queue.
* * This only succeeds if:
* 1. The light's state is {@link TrafficLightState#GREEN}.
* 2. The queue is not empty.
* * If these conditions are not met, it returns {@code null}.
* This method is thread-safe.
* Remove um veículo da fila para travessia.
*
* @return The {@link Vehicle} at the front of the queue, or {@code null}
* if the light is RED or the queue is empty.
* <p>Só remove se:</p>
* <ul>
* <li>O semáforo estiver VERDE</li>
* <li>Existir pelo menos um veículo na fila</li>
* </ul>
*
* <p>Atualiza automaticamente as estatísticas de tempo de espera do veículo.</p>
*
* @param simulationTime O tempo de simulação atual (em segundos).
* @return o veículo que vai atravessar, ou null se não for possível
*/
public Vehicle removeVehicle() {
lock.lock(); // Acquire the lock
public Vehicle removeVehicle(double simulationTime) {
lock.lock();
try {
if (state == TrafficLightState.GREEN && !queue.isEmpty()) {
Vehicle vehicle = queue.poll(); // Remove vehicle from queue
Vehicle vehicle = queue.poll();
if (vehicle != null) {
totalVehiclesProcessed++;
Double arrivalTime = vehicleArrivalTimes.remove(vehicle.getId());
if (arrivalTime != null) {
double waitTimeSeconds = simulationTime - arrivalTime;
vehicle.addWaitingTime(waitTimeSeconds);
}
}
return vehicle;
}
return null; // Light is RED or queue is empty
return null;
} finally {
lock.unlock(); // Always release the lock
lock.unlock();
}
}
/**
* Changes the lights state (e.g., RED -> GREEN).
* If the new state is GREEN, it signals any waiting threads
* (for a potential concurrent model).
* This method is thread-safe.
* Muda o estado do semáforo.
*
* @param newState The {@link TrafficLightState} to set.
* @param newState novo estado (VERDE ou VERMELHO)
*/
public void changeState(TrafficLightState newState) {
lock.lock(); // Acquire the lock
lock.lock();
try {
this.state = newState;
if (newState == TrafficLightState.GREEN) {
lightGreen.signalAll(); // Signal (for concurrent models)
lightGreen.signalAll();
}
} finally {
lock.unlock(); // Always release the lock
lock.unlock();
}
}
/**
* Returns how many vehicles are currently in the queue.
* This method is thread-safe.
* * @return The size of the queue.
* Retorna quantos veículos estão atualmente na fila.
* Método thread-safe.
*
* @return tamanho da fila
*/
public int getQueueSize() {
lock.lock(); // Acquire the lock
lock.lock();
try {
return queue.size();
} finally {
lock.unlock(); // Always release the lock
lock.unlock();
}
}
/**
* Checks whether the queue is empty.
* This method is thread-safe.
* Verifica se a fila está vazia.
* Método thread-safe.
*
* @return {@code true} if the queue has no vehicles, {@code false} otherwise.
* @return {@code true} se não houver veículos, {@code false} caso contrário
*/
public boolean isQueueEmpty() {
lock.lock(); // Acquire the lock
lock.lock();
try {
return queue.isEmpty();
} finally {
lock.unlock(); // Always release the lock
lock.unlock();
}
}
// --- Getters & Setters ---
/**
* @return The unique ID of this light (e.g., "Cr1-N").
*/
/** @return identificador único do semáforo */
public String getId() {
return id;
}
/**
* @return The direction this light controls (e.g., "North").
*/
/** @return direção controlada por este semáforo */
public String getDirection() {
return direction;
}
/**
* Gets the current state of the light (GREEN or RED).
* This method is thread-safe.
* Obtém o estado atual do semáforo.
* Método thread-safe.
*
* @return The current {@link TrafficLightState}.
* @return estado atual (VERDE ou VERMELHO)
*/
public TrafficLightState getState() {
lock.lock(); // Acquire the lock
lock.lock();
try {
return state;
} finally {
lock.unlock(); // Always release the lock
lock.unlock();
}
}
/**
* @return The configured GREEN light duration in seconds.
*/
/** @return duração configurada do sinal verde em segundos */
public double getGreenTime() {
return greenTime;
}
/**
* Sets the GREEN light duration.
* @param greenTime The new duration in seconds.
* Define a duração do sinal verde.
*
* @param greenTime nova duração em segundos
*/
public void setGreenTime(double greenTime) {
this.greenTime = greenTime;
}
/**
* @return The configured RED light duration in seconds.
*/
/** @return duração configurada do sinal vermelho em segundos */
public double getRedTime() {
return redTime;
}
/**
* Sets the RED light duration.
* @param redTime The new duration in seconds.
* Define a duração do sinal vermelho.
*
* @param redTime nova duração em segundos
*/
public void setRedTime(double redTime) {
this.redTime = redTime;
}
/**
* @return The total number of vehicles processed (dequeued) by this light.
*/
/** @return número total de veículos processados por este semáforo */
public int getTotalVehiclesProcessed() {
// Note: This read is not locked, assuming it's okay
// for it to be "eventually consistent" for stats.
// For strict accuracy, it should also be locked.
return totalVehiclesProcessed;
}
/**
* @return The {@link Lock} object for advanced synchronization.
*/
/** @return objeto {@link Lock} para sincronização avançada */
public Lock getLock() {
return lock;
}
/**
* @return The {@link Condition} for vehicle additions.
*/
/** @return condição para adição de veículos */
public Condition getVehicleAdded() {
return vehicleAdded;
}
/**
* @return The {@link Condition} for the light turning green.
*/
/** @return condição para semáforo ficar verde */
public Condition getLightGreen() {
return lightGreen;
}
/**
* @return A string summary of the light's current state.
*/
/** @return representação textual do estado atual do semáforo */
@Override
public String toString() {
return String.format(
"TrafficLight{id='%s', direction='%s', state=%s, queueSize=%d}",
id, direction, getState(), getQueueSize() // Use getters for thread-safety
"TrafficLight{id='%s', direction='%s', state=%s, queueSize=%d}",
id, direction, getState(), getQueueSize()
);
}
}

View File

@@ -1,17 +1,13 @@
package sd.model;
/**
* Enumeration representing the two possible states of a {@link TrafficLight}.
* Estados possíveis de um semáforo ({@link TrafficLight}).
*/
public enum TrafficLightState {
/**
* The light is GREEN, allowing vehicles to pass (be dequeued).
*/
/** Sinal verde - veículos podem passar */
GREEN,
/**
* The light is RED, blocking vehicles (they remain in the queue).
*/
/** Sinal vermelho - veículos aguardam na fila */
RED
}

View File

@@ -5,93 +5,84 @@ import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* Represents a single vehicle moving through the simulation.
* Representa um veículo que se move pela rede de interseções.
*
* This class is a data object that holds the state of a vehicle, including:
* - Its unique ID, type, and entry time.
* - Its complete, pre-determined {@code route} (a list of intersection IDs).
* - Its current position in the route ({@code currentRouteIndex}).
* - Metrics for total time spent waiting at red lights and time spent crossing.
* * This object is passed around the simulation, primarily inside {@link Event}
* payloads and stored in {@link TrafficLight} queues.
* * Implements {@link Serializable} so it can be sent between processes
* or nodes (e.g., over a socket in a distributed version of the simulation).
* <p>
* Esta classe é o "gémeo digital" de um carro, mota ou camião.
* Mantém toda a informação necessária:
* </p>
* <ul>
* <li>Identificação e tipo do veículo</li>
* <li>Rota completa a percorrer</li>
* <li>Métricas de tempo (espera, travessia, total)</li>
* </ul>
*
* <p>
* O objeto é serializado e enviado pela rede à medida que o veículo
* se move entre processos distribuídos.
* </p>
*/
public class Vehicle implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
// --- Identity and configuration ---
/**
* Unique identifier for the vehicle (e.g., "V1", "V2").
*/
/** Identificador único do veículo (ex: "V1", "V2") */
private final String id;
/**
* The type of vehicle (BIKE, LIGHT, HEAVY).
*/
/** Tipo de veículo (BIKE, LIGHT, HEAVY) */
private final VehicleType type;
/**
* The simulation time (in seconds) when the vehicle was generated.
*/
/** Tempo de simulação (em segundos) em que o veículo foi gerado */
private final double entryTime;
/**
* The complete, ordered list of destinations (intersection IDs and the
* final exit "S"). Example: ["Cr1", "Cr3", "S"].
* Lista ordenada completa de destinos (IDs de interseções e saída "S").
* Exemplo: ["Cr1", "Cr3", "S"]
*/
private final List<String> route;
/**
* An index that tracks the vehicle's progress along its {@link #route}.
* {@code route.get(currentRouteIndex)} is the vehicle's *current*
* destination (i.e., the one it is traveling *towards* or *arriving at*).
* Índice que acompanha o progresso do veículo ao longo da {@link #route}.
* {@code route.get(currentRouteIndex)} é o destino *atual* do veículo.
*/
private int currentRouteIndex;
// --- Metrics ---
/**
* The total accumulated time (in seconds) this vehicle has spent
* waiting at red lights.
* Tempo total acumulado (segundos) que o veículo passou à espera em semáforos
* vermelhos
*/
private double totalWaitingTime;
/**
* The total accumulated time (in seconds) this vehicle has spent
* actively crossing intersections.
* Tempo total acumulado (segundos) que o veículo passou a atravessar
* interseções
*/
private double totalCrossingTime;
/**
* Constructs a new Vehicle.
* Cria um novo veículo pronto para se fazer à estrada.
*
* @param id The unique ID for the vehicle.
* @param type The {@link VehicleType}.
* @param entryTime The simulation time when the vehicle is created.
* @param route The complete list of destination IDs (e.t., ["Cr1", "Cr2", "S"]).
* @param id Identificador único (ex: "V1").
* @param type O tipo de veículo (determina velocidade/tamanho).
* @param entryTime Quando este veículo entrou na simulação (segundos).
* @param route A lista ordenada de paragens (Interseções -> Saída).
*/
public Vehicle(String id, VehicleType type, double entryTime, List<String> route) {
this.id = id;
this.type = type;
this.entryTime = entryTime;
// Create a copy of the route list to ensure immutability
this.route = new ArrayList<>(route);
this.currentRouteIndex = 0; // Starts at the first destination
this.currentRouteIndex = 0;
this.totalWaitingTime = 0.0;
this.totalCrossingTime = 0.0;
}
/**
* Advances the vehicle to the next stop in its route by
* incrementing the {@link #currentRouteIndex}.
* * This is typically called *after* a vehicle *arrives* at an intersection,
* to set its *next* destination before it is queued.
* Move o GPS interno do veículo para o próximo destino.
*
* @return {@code true} if there is still at least one more destination
* in the route, {@code false} if the vehicle has passed its
* final destination.
* Chame isto quando um veículo chega a uma interseção para atualizar para onde
* deve ir a seguir.
*
* @return true se houver mais paragens, false se a viagem terminou.
*/
public boolean advanceRoute() {
currentRouteIndex++;
@@ -99,120 +90,94 @@ public class Vehicle implements Serializable {
}
/**
* Gets the current destination (the next intersection or exit) that
* the vehicle is heading towards.
* Obtém o destino atual (próxima interseção ou saída) para onde o veículo se
* dirige.
*
* @return The ID of the current destination (e.g., "Cr1"), or
* {@code null} if the route is complete.
* @return ID do destino atual (ex: "Cr1"), ou {@code null} se a rota terminou
*/
public String getCurrentDestination() {
return (currentRouteIndex < route.size()) ? route.get(currentRouteIndex) : null;
}
/**
* Checks if the vehicle has completed its entire route.
* Verifica se o veículo completou toda a sua rota.
*
* @return {@code true} if the route index is at or past the end
* of the route list, {@code false} otherwise.
* @return {@code true} se chegou ao fim da rota, {@code false} caso contrário
*/
public boolean hasReachedEnd() {
return currentRouteIndex >= route.size();
}
// --- Getters and metrics management ---
/**
* @return The vehicle's unique ID.
*/
/** @return identificador único do veículo */
public String getId() {
return id;
}
/**
* @return The vehicle's {@link VehicleType}.
*/
/** @return tipo do veículo */
public VehicleType getType() {
return type;
}
/**
* @return The simulation time when the vehicle entered the system.
*/
/** @return tempo de simulação em que o veículo entrou no sistema */
public double getEntryTime() {
return entryTime;
}
/**
* @return A *copy* of the vehicle's complete route.
*/
/** @return cópia da rota completa do veículo */
public List<String> getRoute() {
// Return a copy to prevent external modification
return new ArrayList<>(route);
}
/**
* @return The current index pointing to the vehicle's destination in its route list.
*/
/** @return índice atual apontando para o destino do veículo na sua rota */
public int getCurrentRouteIndex() {
return currentRouteIndex;
}
/**
* @return The total accumulated waiting time in seconds.
*/
/** @return tempo total acumulado de espera em segundos */
public double getTotalWaitingTime() {
return totalWaitingTime;
}
/**
* Adds a duration to the vehicle's total waiting time.
* This is called by the simulation engine when a vehicle
* starts crossing an intersection.
* Adiciona uma duração ao tempo total de espera do veículo.
* Chamado quando um veículo começa a atravessar uma interseção.
*
* @param time The duration (in seconds) to add.
* @param time duração (em segundos) a adicionar
*/
public void addWaitingTime(double time) {
totalWaitingTime += time;
}
/**
* @return The total accumulated crossing time in seconds.
*/
/** @return tempo total acumulado de travessia em segundos */
public double getTotalCrossingTime() {
return totalCrossingTime;
}
/**
* Adds a duration to the vehicle's total crossing time.
* This is called by the simulation engine when a vehicle
* finishes crossing an intersection.
* Adiciona uma duração ao tempo total de travessia do veículo.
* Chamado quando um veículo termina de atravessar uma interseção.
*
* @param time The duration (in seconds) to add.
* @param time duração (em segundos) a adicionar
*/
public void addCrossingTime(double time) {
totalCrossingTime += time;
}
/**
* Calculates the vehicle's total time spent in the system so far.
* This is a "live" calculation.
* Calcula o tempo total que o veículo passou no sistema até agora.
*
* @param currentTime The current simulation time.
* @return The total elapsed time (in seconds) since the vehicle
* was generated ({@code currentTime - entryTime}).
* @param currentTime tempo atual da simulação
* @return tempo total decorrido (em segundos) desde que o veículo foi gerado
*/
public double getTotalTravelTime(double currentTime) {
return currentTime - entryTime;
}
/**
* @return A string summary of the vehicle's current state.
*/
/** @return representação textual do estado atual do veículo */
@Override
public String toString() {
return String.format(
"Vehicle{id='%s', type=%s, next='%s', route=%s}",
id, type, getCurrentDestination(), route
);
"Vehicle{id='%s', type=%s, next='%s', route=%s}",
id, type, getCurrentDestination(), route);
}
}

View File

@@ -1,27 +1,19 @@
package sd.model;
/**
* Enumeration representing the different types of vehicles in the simulation.
* Each type can have different properties, such as crossing time
* and generation probability, defined in {@link sd.config.SimulationConfig}.
* Enumeração dos diferentes tipos de veículos na simulação.
*
* <p>Cada tipo pode ter propriedades diferentes como tempo de travessia
* e probabilidade de geração, definidas na {@link sd.config.SimulationConfig}.</p>
*/
public enum VehicleType {
/**
* A bike or motorcycle.
* Typically has a short crossing time.
*/
/** Bicicleta ou motocicleta - tempo de travessia curto */
BIKE,
/**
* A standard light vehicle, such as a car.
* This is usually the most common type.
*/
/** Veículo ligeiro padrão (carro) - tipo mais comum */
LIGHT,
/**
* A heavy vehicle, such as a truck or bus.
* Typically has a long crossing time.
*/
/** Veículo pesado (camião ou autocarro) - tempo de travessia longo */
HEAVY
}

View File

@@ -0,0 +1,45 @@
package sd.protocol;
import java.io.Serializable;
import sd.model.MessageType;
/**
* Contrato para todas as mensagens trocadas no simulador.
*
* <p>Garante que mensagens podem ser identificadas e encaminhadas.
* Extende Serializable para permitir envio via sockets.
*/
public interface MessageProtocol extends Serializable {
/**
* Tipo da mensagem, indicando o seu propósito.
* @return tipo (ex: VEHICLE_TRANSFER, STATS_UPDATE)
*/
MessageType getType();
/**
* Dados (payload) que esta mensagem transporta.
*
* <p>Tipo depende do MessageType:
* <ul>
* <li>VEHICLE_TRANSFER → objeto Vehicle
* <li>STATS_UPDATE → objeto de estatísticas
* </ul>
*
* @return payload (deve ser Serializable)
*/
Object getPayload();
/**
* ID do nó (processo) que enviou a mensagem.
* @return ID de origem (ex: "Cr1", "Cr5", "S")
*/
String getSourceNode();
/**
* ID do nó de destino.
* @return ID de destino (ex: "Cr2", "DashboardServer")
*/
String getDestinationNode();
}

View File

@@ -0,0 +1,232 @@
package sd.protocol;
import java.io.Closeable;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ConnectException;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import sd.serialization.MessageSerializer;
import sd.serialization.SerializationException;
import sd.serialization.SerializerFactory;
/**
* Wrapper de alto nível para gestão robusta de conexões TCP.
* <p>
* Esta classe abstrai a complexidade da API nativa {@link java.net.Socket}, oferecendo:
* <ol>
* <li><b>Resiliência:</b> Lógica de reconexão automática (Retry Loop) no arranque, crucial para sistemas
* distribuídos onde a ordem de inicialização dos nós não é garantida.</li>
* <li><b>Framing:</b> Implementação transparente do protocolo "Length-Prefix" (4 bytes de tamanho + payload),
* resolvendo o problema de fragmentação de stream TCP.</li>
* <li><b>Serialização:</b> Integração direta com a camada de serialização JSON.</li>
* </ol>
*/
public class SocketConnection implements Closeable {
// --- Network Resources ---
/**
* The underlying TCP socket used for network communication.
*/
private final Socket socket;
/**
* The raw output stream for writing bytes to the network.
* Wrapped by {@link DataOutputStream} during message sending.
*/
private final OutputStream outputStream;
/**
* The raw input stream for reading bytes from the network.
* Wrapped by {@link DataInputStream} during message reception.
*/
private final InputStream inputStream;
// --- Serialization ---
/**
* The serializer strategy used to convert objects to/from byte arrays (e.g., JSON).
*/
private final MessageSerializer serializer;
/** Número máximo de tentativas de ligação antes de desistir (Fail-fast). */
private static final int MAX_RETRIES = 5;
/** Janela de espera (backoff) linear entre tentativas (em milissegundos). */
private static final long RETRY_DELAY_MS = 1000;
/**
* Construtor para clientes (Active Open).
* Tenta estabelecer uma conexão TCP com um servidor, aplicando lógica de retry.
* <p>
* Este comportamento é vital quando o processo Coordenador inicia antes das Interseções estarem
* prontas para aceitar conexões ({@code accept()}).
*
* @param host Endereço do nó de destino (ex: "localhost").
* @param port Porta de serviço.
* @throws IOException Se a conexão falhar após todas as {@code MAX_RETRIES} tentativas.
* @throws UnknownHostException Se o DNS não resolver o hostname.
* @throws InterruptedException Se a thread for interrompida durante o sleep de retry.
*/
public SocketConnection(String host, int port) throws IOException, UnknownHostException, InterruptedException {
Socket tempSocket = null;
IOException lastException = null;
System.out.printf("[SocketConnection] Attempting to connect to %s:%d...%n", host, port);
// --- Retry Loop ---
for (int attempt = 1; attempt <= MAX_RETRIES; attempt++) {
try {
// Try to establish the connection (SYN -> SYN-ACK -> ACK)
tempSocket = new Socket(host, port);
// If successful, break out of the retry loop
System.out.printf("[SocketConnection] Connected successfully on attempt %d.%n", attempt);
lastException = null; // Clear last error on success
break;
} catch (ConnectException | SocketTimeoutException e) {
// Common errors: "Connection refused" (server not up) or "Timeout" (firewall/network)
lastException = e;
System.out.printf("[SocketConnection] Attempt %d/%d failed: %s. Retrying in %d ms...%n",
attempt, MAX_RETRIES, e.getMessage(), RETRY_DELAY_MS);
if (attempt < MAX_RETRIES) {
// Blocking wait before next attempt
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(RETRY_DELAY_MS);
}
} catch (IOException e) {
// Other IO errors
lastException = e;
System.out.printf("[SocketConnection] Attempt %d/%d failed with IOException: %s. Retrying in %d ms...%n",
attempt, MAX_RETRIES, e.getMessage(), RETRY_DELAY_MS);
if (attempt < MAX_RETRIES) {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(RETRY_DELAY_MS);
}
}
} // --- End of Retry Loop ---
// Final validation
if (tempSocket == null) {
System.err.printf("[SocketConnection] Failed to connect to %s:%d after %d attempts.%n", host, port, MAX_RETRIES);
if (lastException != null) {
throw lastException; // Propagate the root cause
} else {
throw new IOException("Failed to connect after " + MAX_RETRIES + " attempts, reason unknown.");
}
}
// Initialize streams
this.socket = tempSocket;
this.outputStream = socket.getOutputStream();
this.inputStream = socket.getInputStream();
this.serializer = SerializerFactory.createDefault();
}
/**
* Construtor para servidores (Passive Open).
* Envolve um socket já conectado (retornado por {@code serverSocket.accept()}).
* Não necessita de retry logic pois a conexão física já existe.
*
* @param acceptedSocket O socket ativo retornado pelo SO.
* @throws IOException Se falhar a obtenção dos streams de I/O.
*/
public SocketConnection(Socket acceptedSocket) throws IOException {
this.socket = acceptedSocket;
this.outputStream = socket.getOutputStream();
this.inputStream = socket.getInputStream();
this.serializer = SerializerFactory.createDefault();
}
/**
* Serializa e transmite uma mensagem através do canal.
* <p>
* Utiliza sincronização ({@code synchronized}) para garantir que escritas concorrentes
* na mesma conexão não corrompem a stream de bytes (thread-safety).
*
* @param message O objeto de protocolo a enviar.
* @throws IOException Se o socket estiver fechado ou ocorrer erro de escrita.
*/
public synchronized void sendMessage(MessageProtocol message) throws IOException {
if (socket == null || !socket.isConnected()) {
throw new IOException("Socket is not connected");
}
try {
// Serializa para bytes JSON
byte[] data = serializer.serialize(message);
// Write 4-byte length prefix (Framing)
DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(outputStream);
dataOut.writeInt(data.length);
dataOut.write(data);
dataOut.flush(); // Force transmission immediately
} catch (SerializationException e) {
throw new IOException("Failed to serialize message", e);
}
}
/**
* Bloqueia à espera de uma mensagem completa do socket.
* <p>
* Lê primeiro o cabeçalho de tamanho (4 bytes) e depois o payload exato,
* garantindo que processa mensagens completas mesmo se chegarem fragmentadas em múltiplos pacotes TCP.
*
* @return O objeto {@link MessageProtocol} reconstruído.
* @throws IOException Se a conexão for perdida (EOF) ou o stream corrompido.
* @throws ClassNotFoundException Se o tipo desserializado não for encontrado no classpath.
*/
public MessageProtocol receiveMessage() throws IOException, ClassNotFoundException {
if (socket == null || !socket.isConnected()) {
throw new IOException("Socket is not connected");
}
try {
DataInputStream dataIn = new DataInputStream(inputStream);
int length = dataIn.readInt();
// Sanity check para evitar OutOfMemory em caso de corrupção de stream
if (length <= 0 || length > 10_000_000) { // Max 10MB payload
throw new IOException("Invalid message length: " + length);
}
// Ler dados exatos da mensagem
byte[] data = new byte[length];
dataIn.readFully(data);
// Deserialize do JSON - força o tipo concreto Message
return serializer.deserialize(data, sd.model.Message.class);
} catch (SerializationException e) {
throw new IOException("Failed to deserialize message", e);
}
}
/**
* Encerra a conexão e liberta os descritores de ficheiro.
* Operação idempotente.
*/
@Override
public void close() throws IOException {
if (inputStream != null) inputStream.close();
if (outputStream != null) outputStream.close();
if (socket != null) socket.close();
}
/**
* Verifica o estado operacional da conexão.
* @return true se o socket está aberto e conectado.
*/
public boolean isConnected() {
return socket != null && socket.isConnected() && !socket.isClosed();
}
}

View File

@@ -0,0 +1,151 @@
package sd.routing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Implementação da política de roteamento por menor congestionamento.
*
* <p>Esta política escolhe dinamicamente a rota que passa pelos cruzamentos
* menos congestionados, com base no tamanho atual das filas em cada interseção.
* É uma política dinâmica que adapta as decisões ao estado da rede.</p>
*
* <p>Objetivo: Distribuir o tráfego pela rede, evitando bottlenecks e
* minimizando o tempo de espera total.</p>
*
* <p><strong>Algoritmo:</strong></p>
* <ol>
* <li>Para cada rota possível, calcula a carga total (soma das filas)</li>
* <li>Escolhe a rota com menor carga total</li>
* <li>Em caso de empate ou falta de informação, usa a rota mais curta</li>
* </ol>
*/
public class LeastCongestedRouteSelector implements RouteSelector {
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1 */
private final List<List<String>> e1Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2 */
private final List<List<String>> e2Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3 */
private final List<List<String>> e3Routes;
/**
* Cria um novo seletor de rotas baseado em menor congestionamento.
*/
public LeastCongestedRouteSelector() {
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializeRoutes();
}
/**
* Inicializa as rotas possíveis para cada ponto de entrada.
*/
private void initializeRoutes() {
// Rotas de E1 (entrada Norte)
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"));
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"));
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S"));
// Rotas de E2 (entrada Oeste)
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S"));
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S"));
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"));
// Rotas de E3 (entrada Sul)
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "S"));
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S"));
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"));
}
@Override
public List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes) {
List<List<String>> availableRoutes = getRoutesForEntryPoint(entryPoint);
// Se não temos informação sobre filas, usa a rota mais curta como fallback
if (queueSizes == null || queueSizes.isEmpty()) {
return selectShortestRoute(availableRoutes);
}
// Calcula a carga de cada rota e escolhe a menos congestionada
List<String> bestRoute = null;
int minLoad = Integer.MAX_VALUE;
for (List<String> route : availableRoutes) {
int routeLoad = calculateRouteLoad(route, queueSizes);
if (routeLoad < minLoad) {
minLoad = routeLoad;
bestRoute = route;
}
}
// Fallback: se não conseguimos calcular carga, usa a primeira rota
if (bestRoute == null) {
bestRoute = availableRoutes.get(0);
}
return new ArrayList<>(bestRoute);
}
/**
* Calcula a carga total de uma rota (soma do tamanho das filas em todos os cruzamentos).
*
* @param route rota a avaliar
* @param queueSizes mapa com tamanho das filas por interseção
* @return carga total da rota (soma das filas)
*/
private int calculateRouteLoad(List<String> route, Map<String, Integer> queueSizes) {
int totalLoad = 0;
for (String intersection : route) {
// Ignora "S" (saída) e apenas conta cruzamentos reais
if (!intersection.equals("S") && queueSizes.containsKey(intersection)) {
totalLoad += queueSizes.get(intersection);
}
}
return totalLoad;
}
/**
* Seleciona a rota mais curta (menor número de nós) como fallback.
*
* @param routes lista de rotas disponíveis
* @return a rota mais curta
*/
private List<String> selectShortestRoute(List<List<String>> routes) {
List<String> shortest = routes.get(0);
for (List<String> route : routes) {
if (route.size() < shortest.size()) {
shortest = route;
}
}
return new ArrayList<>(shortest);
}
/**
* Obtém as rotas disponíveis para um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @return lista de rotas disponíveis
*/
private List<List<String>> getRoutesForEntryPoint(String entryPoint) {
switch (entryPoint.toUpperCase()) {
case "E1":
return e1Routes;
case "E2":
return e2Routes;
case "E3":
return e3Routes;
default:
System.err.printf("Unknown entry point: %s, defaulting to E1%n", entryPoint);
return e1Routes;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,122 @@
package sd.routing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Implementação da política de roteamento aleatória (baseline).
*
* <p>Esta política seleciona rotas com base em probabilidades predefinidas,
* sem considerar o estado atual da rede. É a implementação de referência
* para comparação com outras políticas.</p>
*
* <p>As rotas são organizadas por ponto de entrada (E1, E2, E3) e cada rota
* tem uma probabilidade de seleção associada.</p>
*/
public class RandomRouteSelector implements RouteSelector {
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1 */
private final List<RouteWithProbability> e1Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2 */
private final List<RouteWithProbability> e2Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3 */
private final List<RouteWithProbability> e3Routes;
/**
* Cria um novo seletor de rotas aleatórias com rotas predefinidas.
*/
public RandomRouteSelector() {
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializePossibleRoutes();
}
/**
* Define todas as rotas possíveis que os veículos podem tomar.
* As rotas são organizadas por ponto de entrada (E1, E2, E3).
* Cada rota tem uma probabilidade que determina a frequência com que é escolhida.
*/
private void initializePossibleRoutes() {
// Rotas de E1 (entrada Norte)
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.34));
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33));
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S"), 0.33));
// Rotas de E2 (entrada Oeste)
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S"), 0.34));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S"), 0.33));
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33));
// Rotas de E3 (entrada Sul)
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "S"), 0.34));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33));
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33));
}
@Override
public List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes) {
// Ignora queueSizes - seleção aleatória não depende do estado da rede
List<RouteWithProbability> selectedRoutes = getRoutesForEntryPoint(entryPoint);
// Seleciona uma rota baseada em probabilidades cumulativas
double rand = Math.random();
double cumulative = 0.0;
for (RouteWithProbability routeWithProb : selectedRoutes) {
cumulative += routeWithProb.probability;
if (rand <= cumulative) {
// Retorna uma cópia da rota para prevenir modificações
return new ArrayList<>(routeWithProb.route);
}
}
// Fallback: retorna a primeira rota
return new ArrayList<>(selectedRoutes.get(0).route);
}
/**
* Obtém as rotas disponíveis para um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @return lista de rotas com probabilidades
*/
private List<RouteWithProbability> getRoutesForEntryPoint(String entryPoint) {
switch (entryPoint.toUpperCase()) {
case "E1":
return e1Routes;
case "E2":
return e2Routes;
case "E3":
return e3Routes;
default:
System.err.printf("Unknown entry point: %s, defaulting to E1%n", entryPoint);
return e1Routes;
}
}
/**
* Classe interna para associar uma rota com sua probabilidade de seleção.
*/
private static class RouteWithProbability {
final List<String> route;
final double probability;
RouteWithProbability(List<String> route, double probability) {
this.route = route;
this.probability = probability;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,25 @@
package sd.routing;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Interface para implementação de políticas de seleção de rotas.
*
* <p>Define o contrato que todas as políticas de roteamento devem seguir.
* Permite a implementação de diferentes estratégias de roteamento
* (aleatória, caminho mais curto, menor congestionamento, etc.).</p>
*/
public interface RouteSelector {
/**
* Seleciona uma rota para um veículo a partir de um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @param queueSizes mapa com o tamanho das filas em cada interseção (opcional, pode ser null).
* Chave: ID da interseção (ex: "Cr1", "Cr2")
* Valor: número total de veículos em espera nessa interseção
* @return lista de IDs representando a rota escolhida (ex: ["Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"])
*/
List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes);
}

View File

@@ -0,0 +1,36 @@
package sd.routing;
/**
* Enumeração que define as políticas de roteamento disponíveis para a simulação.
*
* <p>As políticas de roteamento determinam como os veículos escolhem o caminho
* a seguir desde o ponto de entrada até à saída da rede de interseções.</p>
*
* <ul>
* <li><strong>RANDOM:</strong> Seleção aleatória de rotas baseada em probabilidades predefinidas</li>
* <li><strong>SHORTEST_PATH:</strong> Escolhe sempre a rota com o menor número de cruzamentos</li>
* <li><strong>LEAST_CONGESTED:</strong> Escolhe a rota evitando cruzamentos mais congestionados</li>
* </ul>
*/
public enum RoutingPolicy {
/**
* Política aleatória (baseline).
* Seleciona rotas com base em probabilidades predefinidas, sem considerar
* o estado atual da rede.
*/
RANDOM,
/**
* Política do caminho mais curto.
* Sempre escolhe a rota com o menor número de cruzamentos entre o ponto
* de entrada e a saída, minimizando a distância teórica.
*/
SHORTEST_PATH,
/**
* Política das menores filas (roteamento dinâmico).
* Escolhe a rota que passa pelos cruzamentos menos congestionados,
* com base no tamanho atual das filas em cada interseção.
*/
LEAST_CONGESTED
}

View File

@@ -0,0 +1,89 @@
package sd.routing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* Implementação da política de roteamento por caminho mais curto.
*
* <p>Esta política sempre escolhe a rota com o menor número de cruzamentos
* entre o ponto de entrada e a saída. É uma política determinística que
* não considera o estado da rede (tamanho das filas).</p>
*
* <p>Objetivo: Minimizar a distância teórica percorrida pelos veículos.</p>
*/
public class ShortestPathRouteSelector implements RouteSelector {
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E1, ordenadas por comprimento */
private final List<List<String>> e1Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E2, ordenadas por comprimento */
private final List<List<String>> e2Routes;
/** Rotas possíveis a partir do ponto de entrada E3, ordenadas por comprimento */
private final List<List<String>> e3Routes;
/**
* Cria um novo seletor de rotas por caminho mais curto.
* As rotas são ordenadas por comprimento (número de cruzamentos).
*/
public ShortestPathRouteSelector() {
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializeRoutes();
}
/**
* Inicializa as rotas possíveis para cada ponto de entrada.
* As rotas são organizadas da mais curta para a mais longa.
*/
private void initializeRoutes() {
// Rotas de E1 (entrada Norte) - ordenadas por comprimento
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S")); // 4 nós
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S")); // 4 nós
e1Routes.add(Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S")); // 4 nós
// Rotas de E2 (entrada Oeste) - ordenadas por comprimento
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S")); // 3 nós (mais curta!)
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S")); // 3 nós
e2Routes.add(Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S")); // 5 nós
// Rotas de E3 (entrada Sul) - ordenadas por comprimento
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "S")); // 2 nós (mais curta!)
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S")); // 4 nós
e3Routes.add(Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S")); // 6 nós
}
@Override
public List<String> selectRoute(String entryPoint, Map<String, Integer> queueSizes) {
// Ignora queueSizes - política baseada apenas no comprimento do caminho
List<List<String>> availableRoutes = getRoutesForEntryPoint(entryPoint);
// Retorna a rota mais curta (primeira da lista)
List<String> shortestRoute = availableRoutes.get(0);
return new ArrayList<>(shortestRoute);
}
/**
* Obtém as rotas disponíveis para um ponto de entrada.
*
* @param entryPoint ponto de entrada (E1, E2 ou E3)
* @return lista de rotas ordenadas por comprimento
*/
private List<List<String>> getRoutesForEntryPoint(String entryPoint) {
switch (entryPoint.toUpperCase()) {
case "E1":
return e1Routes;
case "E2":
return e2Routes;
case "E3":
return e3Routes;
default:
System.err.printf("Unknown entry point: %s, defaulting to E1%n", entryPoint);
return e1Routes;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,128 @@
package sd.serialization;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;
import com.google.gson.JsonSyntaxException;
/**
* Implementação baseada em JSON da estratégia {@link MessageSerializer}, utilizando a biblioteca Gson.
* <p>
* Este serializador converte objetos Java para o formato de texto JSON antes da transmissão.
* Oferece várias vantagens técnicas sobre a serialização nativa do Java:
* <ul>
* <li><b>Legibilidade:</b> O formato de texto facilita a depuração (sniffing de rede) sem ferramentas especializadas.</li>
* <li><b>Interoperabilidade:</b> Permite futura integração com componentes não-Java (ex: Dashboards web em JS).</li>
* <li><b>Segurança:</b> Reduz a superfície de ataque para execução remota de código (RCE), pois não desserializa classes arbitrárias, apenas dados.</li>
* </ul>
* <p>
* <b>Thread-Safety:</b> A instância interna do {@code Gson} é imutável e thread-safe, permitindo
* que este serializador seja partilhado entre múltiplas threads (ex: no pool do DashboardServer).
* * @see MessageSerializer
*/
public class JsonMessageSerializer implements MessageSerializer {
private final Gson gson;
private final boolean prettyPrint;
/**
* Cria um novo serializador JSON com configuração otimizada para produção (compacto).
*/
public JsonMessageSerializer() {
this(false);
}
/**
* Cria um novo serializador JSON com formatação opcional.
* * @param prettyPrint Se {@code true}, o JSON gerado incluirá indentação e quebras de linha.
* Útil para debug, mas aumenta significativamente o tamanho do payload.
*/
public JsonMessageSerializer(boolean prettyPrint) {
this.prettyPrint = prettyPrint;
GsonBuilder builder = new GsonBuilder();
if (prettyPrint) {
builder.setPrettyPrinting();
}
// Register custom type adapters here if needed
// builder.registerTypeAdapter(Vehicle.class, new VehicleAdapter());
this.gson = builder.create();
}
/**
* Converte um objeto em memória para um array de bytes JSON (UTF-8).
*
* @param object O objeto a ser serializado.
* @return O payload em bytes pronto para transmissão TCP.
* @throws SerializationException Se o objeto não for compatível com JSON ou ocorrer erro de encoding.
*/
@Override
public byte[] serialize(Object object) throws SerializationException {
if (object == null) {
throw new IllegalArgumentException("Cannot serialize null object");
}
try {
String json = gson.toJson(object);
return json.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
} catch (Exception e) {
throw new SerializationException(
"Failed to serialize object of type " + object.getClass().getName(), e);
}
}
/**
* Reconstrói um objeto Java a partir de um array de bytes JSON.
* <p>
* Realiza a validação sintática do JSON e a validação de tipo baseada na classe alvo.
*
* @param data O array de bytes recebido da rede.
* @param clazz A classe do objeto esperado (Type Token).
* @return A instância do objeto reconstruído.
* @throws SerializationException Se o JSON for malformado ou incompatível com a classe alvo.
*/
@Override
public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) throws SerializationException {
if (data == null) {
throw new IllegalArgumentException("Cannot deserialize null data");
}
if (clazz == null) {
throw new IllegalArgumentException("Class type cannot be null");
}
try {
String json = new String(data, StandardCharsets.UTF_8);
return gson.fromJson(json, clazz);
} catch (JsonSyntaxException e) {
throw new SerializationException(
"Failed to parse JSON for type " + clazz.getName(), e);
} catch (Exception e) {
throw new SerializationException(
"Failed to deserialize object of type " + clazz.getName(), e);
}
}
@Override
public String getName() {
return "JSON (Gson)";
}
/**
* Retorna a instância subjacente do Gson para configurações avançadas.
* * @return A instância Gson configurada.
*/
public Gson getGson() {
return gson;
}
/**
* Verifica se a formatação "pretty print" está ativa.
* * @return true se a indentação estiver habilitada.
*/
public boolean isPrettyPrint() {
return prettyPrint;
}
}

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@@ -0,0 +1,49 @@
package sd.serialization;
/**
* Interface que define o contrato para estratégias de serialização e desserialização de objetos.
* <p>
* Esta abstração permite desacoplar a camada de transporte (Sockets TCP) da camada de
* apresentação de dados. Ao implementar o padrão <b>Strategy</b>, o sistema ganha flexibilidade
* para alternar entre diferentes formatos de codificação (JSON, Binário Nativo, XML, Protobuf)
* sem necessidade de refatorização da lógica de rede.
* <p>
* <b>Requisitos para Implementações:</b>
* <ul>
* <li><b>Thread-Safety:</b> As implementações devem ser seguras para uso concorrente, dado que
* instâncias únicas podem ser partilhadas por múltiplos <i>ClientHandlers</i>.</li>
* <li><b>Robustez:</b> Falhas de parsing devem resultar em exceções tipificadas ({@link SerializationException}),
* nunca em falhas silenciosas ou estados inconsistentes.</li>
* </ul>
* * @see JsonMessageSerializer
*/
public interface MessageSerializer {
/**
* Converte (Marshals) um objeto em memória para uma sequência de bytes para transmissão.
* * @param object O objeto de domínio a ser serializado (não pode ser nulo).
* @return Um array de bytes contendo a representação codificada do objeto.
* @throws SerializationException Se ocorrer um erro durante a codificação (ex: ciclo de referências).
* @throws IllegalArgumentException Se o objeto fornecido for nulo.
*/
byte[] serialize(Object object) throws SerializationException;
/**
* Reconstrói (Unmarshals) um objeto a partir de uma sequência de bytes.
* * @param <T> O tipo genérico do objeto esperado.
* @param data O array de bytes contendo os dados serializados (não pode ser nulo).
* @param clazz A classe do tipo esperado para verificação e instancialização.
* @return A instância do objeto reconstruído com o seu estado restaurado.
* @throws SerializationException Se os dados estiverem corrompidos ou incompatíveis com a classe alvo.
* @throws IllegalArgumentException Se os dados ou a classe forem nulos.
*/
<T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) throws SerializationException;
/**
* Obtém o identificador legível desta estratégia de serialização (ex: "JSON (Gson)", "Native").
* Utilizado primariamente para logging, auditoria e negociação de conteúdo.
* * @return O nome descritivo do serializador.
*/
String getName();
}

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@@ -0,0 +1,40 @@
package sd.serialization;
/**
* Exceção verificada (Checked Exception) que sinaliza falhas no processo de transformação de dados.
* <p>
* Esta classe atua como um wrapper unificador para erros ocorridos na camada de serialização,
* abstraindo falhas de baixo nível (como erros de I/O, sintaxe JSON inválida ou incompatibilidade
* de tipos) numa única exceção de domínio. Permite que o código cliente trate falhas de
* protocolo de forma consistente, independentemente da implementação subjacente (Gson, Nativa, etc.).
*/
public class SerializationException extends Exception {
private static final long serialVersionUID = 1L; // Long(64bits) instead of int(32bits)
/**
* Constrói uma nova exceção de serialização com uma mensagem descritiva.
* * @param message A mensagem detalhando o erro.
*/
public SerializationException(String message) {
super(message);
}
/**
* Constrói uma nova exceção encapsulando a causa raiz do problema.
* Útil para preservar a stack trace original de erros de bibliotecas terceiras (ex: Gson).
* * @param message A mensagem detalhando o erro.
* @param cause A exceção original que causou a falha.
*/
public SerializationException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}
/**
* Constrói uma nova exceção baseada apenas na causa raiz.
* * @param cause A exceção original.
*/
public SerializationException(Throwable cause) {
super(cause);
}
}

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@@ -0,0 +1,64 @@
package sd.serialization;
/**
* Fábrica estática (Factory Pattern) para instanciação controlada de {@link MessageSerializer}.
* <p>
* Esta classe centraliza a criação de estratégias de serialização, garantindo consistência
* de configuração em todo o sistema distribuído. Permite a injeção de configurações via
* Propriedades de Sistema (System Properties), facilitando a alternância entre modos de
* depuração (Pretty Print) e produção (Compacto) sem recompilação.
* <p>
* <b>Exemplo de Uso:</b>
* <pre>
* MessageSerializer serializer = SerializerFactory.createDefault();
* byte[] data = serializer.serialize(myObject);
* </pre>
*/
public class SerializerFactory {
/**
* Chave da propriedade de sistema para ativar a formatação JSON legível (Pretty Print).
* Defina {@code -Dsd.serialization.json.prettyPrint=true} na JVM para ativar.
*/
public static final String JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY = "sd.serialization.json.prettyPrint";
// Default configuration (Production-ready)
private static final boolean DEFAULT_JSON_PRETTY_PRINT = false;
/**
* Construtor privado para prevenir instanciação acidental desta classe utilitária.
*/
private SerializerFactory() {
throw new UnsupportedOperationException("Factory class cannot be instantiated");
}
/**
* Cria um serializador JSON configurado dinamicamente pelo ambiente.
* <p>
* Verifica a propriedade de sistema {@value #JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY}.
* Se não definida, assume o padrão de produção (falso/compacto).
* * @return Uma instância configurada de {@link JsonMessageSerializer}.
*/
public static MessageSerializer createDefault() {
boolean prettyPrint = Boolean.getBoolean(JSON_PRETTY_PRINT_PROPERTY);
return new JsonMessageSerializer(prettyPrint);
}
/**
* Cria um serializador JSON com configuração padrão otimizada (sem indentação).
* Ideal para ambientes de produção onde a largura de banda é prioritária.
* * @return Uma instância compacta de {@link JsonMessageSerializer}.
*/
public static MessageSerializer createSerializer() {
return createSerializer(DEFAULT_JSON_PRETTY_PRINT);
}
/**
* Cria um serializador JSON com configuração explícita de formatação.
* * @param prettyPrint {@code true} para ativar indentação (Debug), {@code false} para compacto.
* @return Uma instância personalizada de {@link JsonMessageSerializer}.
*/
public static MessageSerializer createSerializer(boolean prettyPrint) {
return new JsonMessageSerializer(prettyPrint);
}
}

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@@ -3,84 +3,88 @@ package sd.util;
import java.util.Random;
/**
* Utility class for generating random values used throughout the simulation.
* * Provides static methods for:
* - Generating exponentially distributed intervals (for Poisson processes).
* - Generating random integers and doubles in a range.
* - Making decisions based on probability.
* - Choosing random elements from an array.
* * It uses a single, static {@link Random} instance.
* Utilitário central de geração estocástica para a simulação.
* <p>
* Esta classe fornece primitivas para geração de números pseudo-aleatórios, abstraindo
* a complexidade de distribuições estatísticas.
* <p>
* <b>Funcionalidades Principais:</b>
* <ul>
* <li><b>Modelagem de Poisson:</b> Geração de tempos entre chegadas usando distribuição exponencial inversa.</li>
* <li><b>Amostragem Uniforme:</b> Geração de inteiros e doubles em intervalos fechados/abertos.</li>
* <li><b>Decisão Probabilística:</b> Avaliação de eventos booleanos baseados em pesos (Bernoulli trials).</li>
* <li><b>Determinismo:</b> Suporte a sementes (seeds) manuais para reprodutibilidade exata de cenários de teste.</li>
* </ul>
*/
public class RandomGenerator {
/**
* The single, shared Random instance for the entire simulation.
/** * Instância singleton estática do gerador PRNG (Pseudo-Random Number Generator).
* Thread-safe (java.util.Random é sincronizado), embora possa haver contenção em alta concorrência.
*/
private static final Random random = new Random();
/**
* Returns a random time interval that follows an exponential distribution.
* * This is a key component for modeling a Poisson process, where the
* *inter-arrival times* (time between events) are exponentially distributed.
* The formula used is the inverse transform sampling method:
* {@code Time = -ln(1 - U) / λ}
* where U is a uniform random number [0, 1) and λ (lambda) is the
* average arrival rate.
* Gera um intervalo de tempo seguindo uma Distribuição Exponencial.
* <p>
* Este método implementa o algoritmo de <i>Inverse Transform Sampling</i> para simular
* um Processo de Poisson homogêneo. É fundamental para modelar a chegada natural de
* veículos, onde eventos independentes ocorrem a uma taxa média constante.
* <p>
* <b>Fórmula Matemática:</b> {@code T = -ln(1 - U) / λ}
* <br>Onde:
* <ul>
* <li>{@code U}: Variável aleatória uniforme no intervalo [0, 1).</li>
* <li>{@code λ (lambda)}: Taxa média de eventos por unidade de tempo (ex: veículos/segundo).</li>
* </ul>
*
* @param lambda The average arrival rate (λ) (e.g., 0.5 vehicles per second).
* @return The time interval (in seconds) until the next arrival.
* @param lambda A taxa média de chegada (λ > 0).
* @return O intervalo de tempo (delta t) até o próximo evento, em segundos.
*/
public static double generateExponentialInterval(double lambda) {
// Math.log is the natural logarithm (ln)
// random.nextDouble() returns a value in [0.0, 1.0)
return Math.log(1 - random.nextDouble()) / -lambda;
}
/**
* Returns a random integer between {@code min} and {@code max}, inclusive.
* Gera um número inteiro uniformemente distribuído no intervalo fechado {@code [min, max]}.
*
* @param min The minimum possible value.
* @param max The maximum possible value.
* @return A random integer in the range [min, max].
* @param min Limite inferior (inclusivo).
* @param max Limite superior (inclusivo).
* @return Um inteiro aleatório I tal que {@code min <= I <= max}.
*/
public static int generateRandomInt(int min, int max) {
// random.nextInt(N) returns a value from 0 to N-1
// (max - min + 1) is the total number of integers in the range
// + min offsets the range
return random.nextInt(max - min + 1) + min;
}
/**
* Returns a random double between {@code min} (inclusive) and {@code max} (exclusive).
* Gera um número de ponto flutuante uniformemente distribuído no intervalo semi-aberto {@code [min, max)}.
*
* @param min The minimum possible value.
* @param max The maximum possible value.
* @return A random double in the range [min, max).
* @param min Limite inferior (inclusivo).
* @param max Limite superior (exclusivo).
* @return Um double aleatório D tal que {@code min <= D < max}.
*/
public static double generateRandomDouble(double min, double max) {
return min + (max - min) * random.nextDouble();
}
/**
* Returns {@code true} with a given probability.
* * This is useful for making weighted decisions. For example,
* {@code occursWithProbability(0.3)} will return {@code true}
* approximately 30% of the time.
* Realiza um teste de Bernoulli (Sim/Não) com uma probabilidade de sucesso especificada.
* <p>
* Utilizado para decisões de ramificação estocástica (ex: "Este veículo é um camião?").
*
* @param probability A value between 0.0 (never) and 1.0 (always).
* @return {@code true} or {@code false}, based on the probability.
* @param probability A probabilidade de retorno {@code true} (0.0 a 1.0).
* @return {@code true} se o evento ocorrer, {@code false} caso contrário.
*/
public static boolean occursWithProbability(double probability) {
return random.nextDouble() < probability;
}
/**
* Picks a random element from the given array.
* Seleciona aleatoriamente um elemento de um array genérico (Amostragem Uniforme Discreta).
*
* @param <T> The generic type of the array.
* @param array The array to choose from.
* @return A randomly selected element from the array.
* @throws IllegalArgumentException if the array is null or empty.
* @param <T> O tipo dos elementos no array.
* @param array A população de onde escolher.
* @return O elemento selecionado.
* @throws IllegalArgumentException Se o array for nulo ou vazio.
*/
public static <T> T chooseRandom(T[] array) {
if (array == null || array.length == 0) {
@@ -90,12 +94,13 @@ public class RandomGenerator {
}
/**
* Sets the seed of the shared random number generator.
* This is extremely useful for debugging and testing, as it allows
* the simulation to be run multiple times with the *exact same*
* sequence of "random" events, making the results reproducible.
* Reinicializa a semente (seed) do gerador global.
* <p>
* <b>Importância Crítica:</b> Permite tornar a simulação determinística. Ao fixar a seed,
* a sequência de números "aleatórios" gerada será idêntica em execuções subsequentes,
* facilitando a depuração de race conditions ou lógica complexa.
*
* @param seed The seed to use.
* @param seed O valor da semente inicial (ex: timestamp ou constante).
*/
public static void setSeed(long seed) {
random.setSeed(seed);

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@@ -1,379 +0,0 @@
package sd.util;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.model.Intersection;
import sd.model.Vehicle;
import sd.model.VehicleType;
/**
* Collects, manages, and reports statistics throughout the simulation.
* * This class acts as the central bookkeeper for simulation metrics. It tracks:
* - Overall system statistics (total vehicles, completion time, wait time).
* - Per-vehicle-type statistics (counts, average wait time by type).
* - Per-intersection statistics (arrivals, departures).
* * It also maintains "in-flight" data, such as the arrival time of a
* vehicle at its *current* intersection, which is necessary to
* calculate waiting time when the vehicle later departs.
*/
public class StatisticsCollector {
// --- Vehicle tracking (for in-flight vehicles) ---
/**
* Tracks the simulation time when a vehicle arrives at its *current* intersection.
* This is used later to calculate waiting time (Depart_Time - Arrive_Time).
* Key: Vehicle ID (String)
* Value: Arrival Time (Double)
*/
private final Map<String, Double> vehicleArrivalTimes;
/**
* Tracks the sequence of intersections a vehicle has visited.
* Key: Vehicle ID (String)
* Value: List of Intersection IDs (String)
*/
private final Map<String, List<String>> vehicleIntersectionHistory;
// --- Overall system statistics ---
/** Total number of vehicles created by the {@link VehicleGenerator}. */
private int totalVehiclesGenerated;
/** Total number of vehicles that have reached their final destination ("S"). */
private int totalVehiclesCompleted;
/** The sum of all *completed* vehicles' total travel times. Used for averaging. */
private double totalSystemTime;
/** The sum of all *completed* vehicles' total waiting times. Used for averaging. */
private double totalWaitingTime;
// --- Per-vehicle-type statistics ---
/**
* Tracks the total number of vehicles generated, broken down by type.
* Key: {@link VehicleType}
* Value: Count (Integer)
*/
private final Map<VehicleType, Integer> vehicleTypeCount;
/**
* Tracks the total waiting time, broken down by vehicle type.
* Key: {@link VehicleType}
* Value: Total Wait Time (Double)
*/
private final Map<VehicleType, Double> vehicleTypeWaitTime;
// --- Per-intersection statistics ---
/**
* A map to hold statistics objects for each intersection.
* Key: Intersection ID (String)
* Value: {@link IntersectionStats} object
*/
private final Map<String, IntersectionStats> intersectionStats;
/**
* Constructs a new StatisticsCollector.
* Initializes all maps and counters.
*
* @param config The {@link SimulationConfig} (not currently used, but
* could be for configuration-dependent stats).
*/
public StatisticsCollector(SimulationConfig config) {
this.vehicleArrivalTimes = new HashMap<>();
this.vehicleIntersectionHistory = new HashMap<>();
this.totalVehiclesGenerated = 0;
this.totalVehiclesCompleted = 0;
this.totalSystemTime = 0.0;
this.totalWaitingTime = 0.0;
this.vehicleTypeCount = new HashMap<>();
this.vehicleTypeWaitTime = new HashMap<>();
this.intersectionStats = new HashMap<>();
// Initialize vehicle type counters to 0
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
vehicleTypeCount.put(type, 0);
vehicleTypeWaitTime.put(type, 0.0);
}
}
/**
* Records that a new vehicle has been generated.
* This is called by the {@link sd.engine.SimulationEngine}
* during a {@code VEHICLE_GENERATION} event.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} that was just created.
* @param currentTime The simulation time of the event.
*/
public void recordVehicleGeneration(Vehicle vehicle, double currentTime) {
totalVehiclesGenerated++;
// Track by vehicle type
VehicleType type = vehicle.getType();
vehicleTypeCount.put(type, vehicleTypeCount.get(type) + 1);
// Initialize history tracking for this vehicle
vehicleIntersectionHistory.put(vehicle.getId(), new ArrayList<>());
}
/**
* Records that a vehicle has arrived at an intersection queue.
* This is called by the {@link sd.engine.SimulationEngine}
* during a {@code VEHICLE_ARRIVAL} event.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} that arrived.
* @param intersectionId The ID of the intersection it arrived at.
* @param currentTime The simulation time of the arrival.
*/
public void recordVehicleArrival(Vehicle vehicle, String intersectionId, double currentTime) {
// Store arrival time - this is the "start waiting" time
vehicleArrivalTimes.put(vehicle.getId(), currentTime);
// Track intersection history
List<String> history = vehicleIntersectionHistory.get(vehicle.getId());
if (history != null) {
history.add(intersectionId);
}
// Update per-intersection statistics
getOrCreateIntersectionStats(intersectionId).recordArrival();
}
/**
* Records that a vehicle has completed its route and exited the system.
* This is where final metrics for the vehicle are aggregated.
* This is called by the {@link sd.engine.SimulationEngine}
* when a vehicle reaches destination "S".
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} that is exiting.
* @param currentTime The simulation time of the exit.
*/
public void recordVehicleExit(Vehicle vehicle, double currentTime) {
totalVehiclesCompleted++;
// Calculate and aggregate total system time
double systemTime = vehicle.getTotalTravelTime(currentTime);
totalSystemTime += systemTime;
// Aggregate waiting time
double waitTime = vehicle.getTotalWaitingTime();
totalWaitingTime += waitTime;
// Aggregate waiting time by vehicle type
VehicleType type = vehicle.getType();
vehicleTypeWaitTime.put(type, vehicleTypeWaitTime.get(type) + waitTime);
// Clean up tracking maps to save memory
vehicleArrivalTimes.remove(vehicle.getId());
vehicleIntersectionHistory.remove(vehicle.getId());
}
/**
* Gets the time a vehicle arrived at its *current* intersection.
* This is used by the {@link sd.engine.SimulationEngine} to calculate
* wait time just before the vehicle crosses.
*
* @param vehicle The {@link Vehicle} to check.
* @return The arrival time, or 0.0 if not found.
*/
public double getArrivalTime(Vehicle vehicle) {
return vehicleArrivalTimes.getOrDefault(vehicle.getId(), 0.0);
}
/**
* Prints a "snapshot" of the current simulation statistics.
* This is called periodically by the {@link sd.engine.SimulationEngine}
* during a {@code STATISTICS_UPDATE} event.
*
* @param intersections A map of all intersections (to get queue data).
* @param currentTime The current simulation time.
*/
public void printCurrentStatistics(Map<String, Intersection> intersections, double currentTime) {
System.out.printf("--- Statistics at t=%.2f ---%n", currentTime);
System.out.printf("Vehicles: Generated=%d, Completed=%d, In-System=%d%n",
totalVehiclesGenerated,
totalVehiclesCompleted,
totalVehiclesGenerated - totalVehiclesCompleted);
if (totalVehiclesCompleted > 0) {
System.out.printf("Average System Time (so far): %.2fs%n", totalSystemTime / totalVehiclesCompleted);
System.out.printf("Average Waiting Time (so far): %.2fs%n", totalWaitingTime / totalVehiclesCompleted);
}
// Print per-intersection queue sizes
System.out.println("\nIntersection Queues:");
for (Map.Entry<String, Intersection> entry : intersections.entrySet()) {
String id = entry.getKey();
Intersection intersection = entry.getValue();
System.out.printf(" %s: Queue=%d, Received=%d, Sent=%d%n",
id,
intersection.getTotalQueueSize(),
intersection.getTotalVehiclesReceived(),
intersection.getTotalVehiclesSent());
}
}
/**
* Prints the final simulation summary statistics at the end of the run.
*
* @param intersections A map of all intersections.
* @param currentTime The final simulation time.
*/
public void printFinalStatistics(Map<String, Intersection> intersections, double currentTime) {
System.out.println("\n=== SIMULATION SUMMARY ===");
System.out.printf("Duration: %.2f seconds%n", currentTime);
System.out.printf("Total Vehicles Generated: %d%n", totalVehiclesGenerated);
System.out.printf("Total Vehicles Completed: %d%n", totalVehiclesCompleted);
System.out.printf("Vehicles Still in System: %d%n", totalVehiclesGenerated - totalVehiclesCompleted);
// Overall averages
if (totalVehiclesCompleted > 0) {
System.out.printf("%nAVERAGE METRICS (for completed vehicles):%n");
System.out.printf(" System Time: %.2f seconds%n", totalSystemTime / totalVehiclesCompleted);
System.out.printf(" Waiting Time: %.2f seconds%n", totalWaitingTime / totalVehiclesCompleted);
System.out.printf(" Throughput: %.2f vehicles/second%n", totalVehiclesCompleted / currentTime);
}
// Vehicle type breakdown
System.out.println("\nVEHICLE TYPE DISTRIBUTION:");
for (VehicleType type : VehicleType.values()) {
int count = vehicleTypeCount.get(type);
if (count > 0) {
double percentage = (count * 100.0) / totalVehiclesGenerated;
// Calculate avg wait *only* for this type
// This assumes all generated vehicles of this type *completed*
// A more accurate way would be to track completed vehicle types
double avgWait = vehicleTypeWaitTime.get(type) / count;
System.out.printf(" %s: %d (%.1f%%), Avg Wait: %.2fs%n",
type, count, percentage, avgWait);
}
}
// Per-intersection statistics
System.out.println("\nINTERSECTION STATISTICS:");
for (Map.Entry<String, Intersection> entry : intersections.entrySet()) {
String id = entry.getKey();
Intersection intersection = entry.getValue();
System.out.printf(" %s:%n", id);
System.out.printf(" Vehicles Received: %d%n", intersection.getTotalVehiclesReceived());
System.out.printf(" Vehicles Sent: %d%n", intersection.getTotalVehiclesSent());
System.out.printf(" Final Queue Size: %d%n", intersection.getTotalQueueSize());
// Traffic light details
intersection.getTrafficLights().forEach(light -> {
System.out.printf(" Light %s: State=%s, Queue=%d, Processed=%d%n",
light.getDirection(),
light.getState(),
light.getQueueSize(),
light.getTotalVehiclesProcessed());
});
}
// System health indicators
System.out.println("\nSYSTEM HEALTH:");
int totalQueuedVehicles = intersections.values().stream()
.mapToInt(Intersection::getTotalQueueSize)
.sum();
System.out.printf(" Total Queued Vehicles (at end): %d%n", totalQueuedVehicles);
if (totalVehiclesGenerated > 0) {
double completionRate = (totalVehiclesCompleted * 100.0) / totalVehiclesGenerated;
System.out.printf(" Completion Rate: %.1f%%%n", completionRate);
}
}
/**
* Gets or creates the statistics object for a given intersection.
* Uses {@code computeIfAbsent} for efficient, thread-safe-like instantiation.
*
* @param intersectionId The ID of the intersection.
* @return The {@link IntersectionStats} object for that ID.
*/
private IntersectionStats getOrCreateIntersectionStats(String intersectionId) {
// If 'intersectionId' is not in the map, create a new IntersectionStats()
// and put it in the map, then return it.
// Otherwise, just return the one that's already there.
return intersectionStats.computeIfAbsent(intersectionId, k -> new IntersectionStats());
}
/**
* Inner class to track per-intersection statistics.
* This is a simple data holder.
*/
private static class IntersectionStats {
private int totalArrivals;
private int totalDepartures;
public IntersectionStats() {
this.totalArrivals = 0;
this.totalDepartures = 0;
}
public void recordArrival() {
totalArrivals++;
}
public void recordDeparture() {
totalDepartures++;
}
public int getTotalArrivals() {
return totalArrivals;
}
public int getTotalDepartures() {
return totalDepartures;
}
}
// --- Public Getters for Final Statistics ---
/**
* @return Total vehicles generated during the simulation.
*/
public int getTotalVehiclesGenerated() {
return totalVehiclesGenerated;
}
/**
* @return Total vehicles that completed their route.
*/
public int getTotalVehiclesCompleted() {
return totalVehiclesCompleted;
}
/**
* @return The sum of all travel times for *completed* vehicles.
*/
public double getTotalSystemTime() {
return totalSystemTime;
}
/**
* @return The sum of all waiting times for *completed* vehicles.
*/
public double getTotalWaitingTime() {
return totalWaitingTime;
}
/**
* @return The average travel time for *completed* vehicles.
*/
public double getAverageSystemTime() {
return totalVehiclesCompleted > 0 ? totalSystemTime / totalVehiclesCompleted : 0.0;
}
/**
* @return The average waiting time for *completed* vehicles.
*/
public double getAverageWaitingTime() {
return totalVehiclesCompleted > 0 ? totalWaitingTime / totalVehiclesCompleted : 0.0;
}
}

View File

@@ -1,147 +1,116 @@
package sd.util;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.model.Vehicle;
import sd.model.VehicleType;
import sd.routing.RouteSelector;
/**
* Generates vehicles for the simulation.
* * This class is responsible for two key tasks:
* 1. Determining *when* the next vehicle should arrive, based on the
* arrival model (POISSON or FIXED) from the {@link SimulationConfig}.
* 2. Creating a new {@link Vehicle} object with a randomly selected
* type (e.g., BIKE, LIGHT) and a randomly selected route.
* * Routes are predefined and organized by entry point (E1, E2, E3).
* Motor de injeção de carga (Load Injector) para a simulação de tráfego.
* <p>
* Esta classe atua como uma fábrica estocástica de veículos, sendo responsável por:
* <ol>
* <li><b>Modelagem Temporal:</b> Determinar os instantes de chegada (Inter-arrival times)
* usando processos de Poisson (estocástico) ou intervalos determinísticos.</li>
* <li><b>Caracterização da Entidade:</b> Atribuir tipos de veículo (Bike, Light, Heavy)
* baseado numa Distribuição de Probabilidade Cumulativa (CDF).</li>
* <li><b>Inicialização Espacial:</b> Distribuir a carga uniformemente entre os pontos de entrada (E1-E3).</li>
* <li><b>Atribuição de Rota:</b> Delegar a escolha do percurso à estratégia {@link RouteSelector} ativa.</li>
* </ol>
*/
public class VehicleGenerator {
private final SimulationConfig config;
private final String arrivalModel;
private final double arrivalRate; // Lambda (λ) for POISSON
private final double fixedInterval; // Interval for FIXED
// --- Predefined Routes ---
// These lists store all possible routes, grouped by where they start.
/** Parâmetro Lambda (λ) para a distribuição de Poisson (taxa de chegada). */
private final double arrivalRate;
/** Routes starting from entry point E1. */
private final List<RouteWithProbability> e1Routes;
/** Routes starting from entry point E2. */
private final List<RouteWithProbability> e2Routes;
/** Routes starting from entry point E3. */
private final List<RouteWithProbability> e3Routes;
/** Intervalo determinístico para geração constante (modo debug/teste). */
private final double fixedInterval;
/** * Estratégia de roteamento atual.
* Não é final para permitir Hot-Swapping durante a execução.
*/
private RouteSelector routeSelector;
/**
* Constructs a new VehicleGenerator.
* It reads the necessary configuration and initializes the
* predefined routes.
* Inicializa o gerador com as configurações de simulação e estratégia de roteamento.
*
* @param config The {@link SimulationConfig} object.
* @param config A configuração global contendo as taxas e probabilidades.
* @param routeSelector A estratégia inicial de seleção de rotas.
*/
public VehicleGenerator(SimulationConfig config) {
public VehicleGenerator(SimulationConfig config, RouteSelector routeSelector) {
this.config = config;
this.routeSelector = routeSelector;
// Cache configuration values for performance
// Cache de valores de configuração para evitar lookups repetitivos em hot-path
this.arrivalModel = config.getArrivalModel();
this.arrivalRate = config.getArrivalRate();
this.fixedInterval = config.getFixedArrivalInterval();
// Initialize route lists
this.e1Routes = new ArrayList<>();
this.e2Routes = new ArrayList<>();
this.e3Routes = new ArrayList<>();
initializePossibleRoutes();
}
/**
* Defines all possible routes that vehicles can take, organized by
* their entry point (E1, E2, E3). Each route is given a
* probability, which determines how often it's chosen.
*/
private void initializePossibleRoutes() {
// E1 routes (Starts at Cr1)
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.34)); // E1 -> Cr1 -> Cr4 -> Cr5 -> Exit
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33)); // E1 -> Cr1 -> Cr2 -> Cr5 -> Exit
e1Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "Cr3", "S"), 0.33)); // E1 -> Cr1 -> Cr2 -> Cr3 -> Exit
// E2 routes (Starts at Cr2)
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr5", "S"), 0.34)); // E2 -> Cr2 -> Cr5 -> Exit
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr3", "S"), 0.33)); // E2 -> Cr2 -> Cr3 -> Exit
e2Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33)); // E2 -> Cr2 -> ... -> Exit
// E3 routes (Starts at Cr3)
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "S"), 0.34)); // E3 -> Cr3 -> Exit
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr5", "S"), 0.33)); // E3 -> Cr3 -> Cr2 -> Cr5 -> Exit
e3Routes.add(new RouteWithProbability(
Arrays.asList("Cr3", "Cr2", "Cr1", "Cr4", "Cr5", "S"), 0.33)); // E3 -> Cr3 -> ... -> Exit
}
/**
* Calculates the *absolute* time of the next vehicle arrival
* based on the configured model.
* * @param currentTime The current simulation time, used as the base.
* @return The absolute time (e.g., {@code currentTime + interval})
* when the next vehicle should be generated.
* Calcula o timestamp absoluto para a próxima injeção de veículo.
* <p>
* Se o modelo for "POISSON", utiliza a técnica de <i>Inverse Transform Sampling</i>
* (via {@link RandomGenerator}) para gerar intervalos exponencialmente distribuídos,
* simulando a aleatoriedade natural do tráfego.
* * @param currentTime O tempo atual da simulação (base de cálculo).
* @return O instante futuro (t + delta) para agendamento do evento de geração.
*/
public double getNextArrivalTime(double currentTime) {
if ("POISSON".equalsIgnoreCase(arrivalModel)) {
// For a Poisson process, the time *between* arrivals
// follows an exponential distribution.
double interval = RandomGenerator.generateExponentialInterval(arrivalRate);
return currentTime + interval;
} else {
// For a Fixed model, the interval is constant.
return currentTime + fixedInterval;
}
}
/**
* Generates a new {@link Vehicle} object.
* This involves:
* 1. Selecting a random {@link VehicleType} based on probabilities.
* 2. Selecting a random route (entry point + path) based on probabilities.
* Instancia (Spawn) um novo veículo configurado e roteado.
* <p>
* O processo de criação segue um pipeline:
* <ol>
* <li>Seleção de Tipo (Roda da Fortuna / CDF).</li>
* <li>Seleção de Entrada (Uniforme).</li>
* <li>Cálculo de Rota (Delegado ao Strategy).</li>
* </ol>
*
* @param vehicleId The unique identifier for the new vehicle (e.g., "V123").
* @param entryTime The simulation time when this vehicle is being created.
* @return A new, configured {@link Vehicle} object.
* @param vehicleId O identificador único sequencial (ex: "V104").
* @param entryTime O timestamp de criação.
* @param queueSizes Snapshot atual das filas (usado apenas por estratégias dinâmicas como LEAST_CONGESTED).
* @return A entidade {@link Vehicle} pronta para inserção na malha.
*/
public Vehicle generateVehicle(String vehicleId, double entryTime) {
public Vehicle generateVehicle(String vehicleId, double entryTime, Map<String, Integer> queueSizes) {
VehicleType type = selectVehicleType();
List<String> route = selectRandomRoute();
String entryPoint = selectRandomEntryPoint();
List<String> route = routeSelector.selectRoute(entryPoint, queueSizes);
return new Vehicle(vehicleId, type, entryTime, route);
}
/**
* Selects a {@link VehicleType} (BIKE, LIGHT, HEAVY) based on the
* probabilities defined in the {@link SimulationConfig}.
* * Uses a standard "cumulative probability" technique:
* 1. Get a random number {@code rand} from [0, 1).
* 2. If {@code rand < P(Bike)}, return BIKE.
* 3. Else if {@code rand < P(Bike) + P(Light)}, return LIGHT.
* 4. Else, return HEAVY.
* Seleciona o tipo de veículo usando Amostragem por Probabilidade Cumulativa.
* <p>
* Normaliza as probabilidades configuradas e mapeia um número aleatório [0, 1)
* para o intervalo correspondente ao tipo de veículo.
*
* @return The selected {@link VehicleType}.
* @return O tipo enumerado {@link VehicleType} selecionado.
*/
private VehicleType selectVehicleType() {
double bikeProbability = config.getBikeVehicleProbability();
double lightProbability = config.getLightVehicleProbability();
double heavyProbability = config.getHeavyVehicleProbability();
// Normalize probabilities in case they don't sum to exactly 1.0
double total = bikeProbability + lightProbability + heavyProbability;
if (total == 0) return VehicleType.LIGHT; // Avoid division by zero
if (total == 0) return VehicleType.LIGHT; // Fallback de segurança
// Normalização
bikeProbability /= total;
lightProbability /= total;
@@ -157,73 +126,42 @@ public class VehicleGenerator {
}
/**
* Selects a random route for a new vehicle.
* This is a two-step process:
* 1. Randomly select an entry point (E1, E2, or E3) with equal probability.
* 2. From the chosen entry point's list of routes, select one
* based on their defined probabilities (using cumulative probability).
* Seleciona um ponto de injeção na borda da rede (Edge Node).
* Distribuição Uniforme: ~33.3% para cada entrada (E1, E2, E3).
*
* @return A {@link List} of strings representing the chosen route (e.g., ["Cr1", "Cr4", "S"]).
* @return O ID da interseção de entrada.
*/
private List<String> selectRandomRoute() {
// Step 1: Randomly select an entry point (E1, E2, or E3)
double entryRandom = Math.random();
List<RouteWithProbability> selectedRoutes;
private String selectRandomEntryPoint() {
double rand = Math.random();
if (entryRandom < 0.333) {
selectedRoutes = e1Routes;
} else if (entryRandom < 0.666) {
selectedRoutes = e2Routes;
if (rand < 0.333) {
return "E1";
} else if (rand < 0.666) {
return "E2";
} else {
selectedRoutes = e3Routes;
return "E3";
}
// Step 2: Select a route from the chosen list based on cumulative probabilities
double routeRand = Math.random();
double cumulative = 0.0;
for (RouteWithProbability routeWithProb : selectedRoutes) {
cumulative += routeWithProb.probability;
if (routeRand <= cumulative) {
// Return a *copy* of the route to prevent modification
return new ArrayList<>(routeWithProb.route);
}
}
// Fallback: This should only be reached if probabilities don't sum to 1
// (due to floating point errors)
return new ArrayList<>(selectedRoutes.get(0).route);
}
/**
* @return A string providing information about the generator's configuration.
* Atualiza a estratégia de roteamento em tempo de execução (Hot-Swap).
* <p>
* Permite que o Coordenador altere o comportamento da frota (ex: de RANDOM para SHORTEST_PATH)
* sem necessidade de reiniciar a simulação.
* * @param newRouteSelector A nova implementação de estratégia a utilizar.
*/
public void setRouteSelector(RouteSelector newRouteSelector) {
this.routeSelector = newRouteSelector;
}
/**
* Retorna uma representação textual do estado interno do gerador.
* Útil para logs de auditoria e debugging.
*/
public String getInfo() {
int totalRoutes = e1Routes.size() + e2Routes.size() + e3Routes.size();
return String.format(
"VehicleGenerator{model=%s, rate=%.2f, interval=%.2f, routes=%d (E1:%d, E2:%d, E3:%d)}",
arrivalModel, arrivalRate, fixedInterval, totalRoutes,
e1Routes.size(), e2Routes.size(), e3Routes.size()
"VehicleGenerator{model=%s, rate=%.2f, interval=%.2f, routeSelector=%s}",
arrivalModel, arrivalRate, fixedInterval, routeSelector.getClass().getSimpleName()
);
}
/**
* A private inner "struct-like" class to hold a route (a List of strings)
* and its associated selection probability.
*/
private static class RouteWithProbability {
final List<String> route;
final double probability;
/**
* Constructs a new RouteWithProbability pair.
* @param route The list of intersection IDs.
* @param probability The probability (0.0 to 1.0) of this route
* being chosen *from its entry group*.
*/
RouteWithProbability(List<String> route, double probability) {
this.route = route;
this.probability = probability;
}
}
}

View File

@@ -0,0 +1,142 @@
/* Global Styles */
.root {
-fx-background-color: #f4f7f6;
-fx-font-family: 'Segoe UI', sans-serif;
}
/* Header */
.header {
-fx-background-color: linear-gradient(to right, #2c3e50, #4ca1af);
-fx-padding: 20;
-fx-effect: dropshadow(three-pass-box, rgba(0,0,0,0.2), 10, 0, 0, 5);
}
.header-title {
-fx-font-size: 28px;
-fx-font-weight: bold;
-fx-text-fill: white;
}
.header-subtitle {
-fx-font-size: 16px;
-fx-text-fill: #ecf0f1;
}
/* Buttons */
.button-start {
-fx-background-color: #2ecc71;
-fx-text-fill: white;
-fx-font-weight: bold;
-fx-padding: 10 20;
-fx-background-radius: 5;
-fx-cursor: hand;
-fx-effect: dropshadow(three-pass-box, rgba(0,0,0,0.1), 5, 0, 0, 2);
}
.button-start:hover {
-fx-background-color: #27ae60;
}
.button-start:disabled {
-fx-background-color: #95a5a6;
-fx-opacity: 0.7;
}
.button-stop {
-fx-background-color: #e74c3c;
-fx-text-fill: white;
-fx-font-weight: bold;
-fx-padding: 10 20;
-fx-background-radius: 5;
-fx-cursor: hand;
-fx-effect: dropshadow(three-pass-box, rgba(0,0,0,0.1), 5, 0, 0, 2);
}
.button-stop:hover {
-fx-background-color: #c0392b;
}
.button-stop:disabled {
-fx-background-color: #95a5a6;
-fx-opacity: 0.7;
}
/* Cards / Panels */
.card {
-fx-background-color: white;
-fx-background-radius: 8;
-fx-effect: dropshadow(three-pass-box, rgba(0,0,0,0.05), 10, 0, 0, 2);
-fx-padding: 0;
}
.card-header {
-fx-background-color: #ecf0f1;
-fx-background-radius: 8 8 0 0;
-fx-padding: 10 15;
-fx-border-color: #bdc3c7;
-fx-border-width: 0 0 1 0;
}
.card-title {
-fx-font-size: 16px;
-fx-font-weight: bold;
-fx-text-fill: #2c3e50;
}
.card-content {
-fx-padding: 15;
}
/* Statistics Grid */
.stat-label {
-fx-font-size: 14px;
-fx-text-fill: #7f8c8d;
}
.stat-value {
-fx-font-size: 20px;
-fx-font-weight: bold;
-fx-text-fill: #2980b9;
}
/* Tables */
.table-view {
-fx-background-color: transparent;
-fx-border-color: transparent;
}
.table-view .column-header-background {
-fx-background-color: #ecf0f1;
-fx-border-color: #bdc3c7;
-fx-border-width: 0 0 1 0;
}
.table-view .column-header .label {
-fx-text-fill: #2c3e50;
-fx-font-weight: bold;
}
.table-row-cell {
-fx-background-color: white;
-fx-border-color: transparent;
}
.table-row-cell:odd {
-fx-background-color: #f9f9f9;
}
.table-row-cell:selected {
-fx-background-color: #3498db;
-fx-text-fill: white;
}
/* Footer */
.footer {
-fx-background-color: #34495e;
-fx-padding: 10 20;
}
.footer-text {
-fx-text-fill: #ecf0f1;
-fx-font-size: 12px;
}

View File

@@ -0,0 +1,46 @@
{
"intersections": [
{
"id": "Cr1",
"lights": ["East", "South"],
"routes": {
"Cr2": "East",
"Cr4": "South"
}
},
{
"id": "Cr2",
"lights": ["West", "East", "South"],
"routes": {
"Cr1": "West",
"Cr3": "East",
"Cr5": "South"
}
},
{
"id": "Cr3",
"lights": ["West", "South"],
"routes": {
"Cr2": "West",
"S": "South"
}
},
{
"id": "Cr4",
"lights": ["East", "North"],
"routes": {
"Cr1": "North",
"Cr5": "East"
}
},
{
"id": "Cr5",
"lights": ["East", "West", "North"],
"routes": {
"Cr2": "North",
"Cr4": "West",
"S": "East"
}
}
]
}

View File

@@ -0,0 +1,126 @@
# =========================================================
# Traffic Simulation Configuration - HIGH LOAD SCENARIO
# ---------------------------------------------------------
# High traffic scenario for testing system under heavy load.
# Expected: Significant congestion, large queues, system stress test
# =========================================================
# === NETWORK CONFIGURATION ===
# Intersections (each with its host and port)
intersection.Cr1.host=localhost
intersection.Cr1.port=8001
intersection.Cr2.host=localhost
intersection.Cr2.port=8002
intersection.Cr3.host=localhost
intersection.Cr3.port=8003
intersection.Cr4.host=localhost
intersection.Cr4.port=8004
intersection.Cr5.host=localhost
intersection.Cr5.port=8005
# Exit node
exit.host=localhost
exit.port=9001
# Dashboard server
dashboard.host=localhost
dashboard.port=9000
# === SIMULATION CONFIGURATION ===
# Total duration in seconds (1800 = 30 minutes)
simulation.duration=1800
# Vehicle arrival model: FIXED or POISSON
simulation.arrival.model=POISSON
# λ (lambda): HIGH LOAD = 1.0 vehicle per second (60 vehicles/minute, 3600 vehicles/hour)
# This is 2x medium load - tests system capacity limits
simulation.arrival.rate=1.0
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
simulation.routing.policy=LEAST_CONGESTED
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
# Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds>
# Aggressive timings to maximize throughput under high load
# Intersection 1 (Entry point - longer greens to prevent early backup)
trafficlight.Cr1.South.green=60.0
trafficlight.Cr1.South.red=3.0
trafficlight.Cr1.East.green=60.0
trafficlight.Cr1.East.red=3.0
# Intersection 2 (Main hub - CRITICAL BOTTLENECK, maximum green times)
# This is the most critical intersection - all routes converge here
trafficlight.Cr2.South.green=70.0
trafficlight.Cr2.South.red=3.0
trafficlight.Cr2.East.green=80.0
trafficlight.Cr2.East.red=3.0
trafficlight.Cr2.West.green=70.0
trafficlight.Cr2.West.red=3.0
# Intersection 3 (Path to exit - maximize East throughput to exit)
trafficlight.Cr3.South.green=50.0
trafficlight.Cr3.South.red=3.0
trafficlight.Cr3.West.green=40.0
trafficlight.Cr3.West.red=3.0
# Intersection 4 (High throughput needed toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=70.0
trafficlight.Cr4.East.red=3.0
trafficlight.Cr4.North.green=70.0
trafficlight.Cr4.North.red=3.0
# Intersection 5 (Near exit - MAJOR BOTTLENECK, longest green time)
# All routes funnel through here before exit
trafficlight.Cr5.East.green=90.0
trafficlight.Cr5.East.red=3.0
trafficlight.Cr5.West.green=70.0
trafficlight.Cr5.West.red=3.0
trafficlight.Cr5.North.green=70.0
trafficlight.Cr5.North.red=3.0
# === VEHICLE CONFIGURATION ===
# Probability distribution for vehicle types (must sum to 1.0)
vehicle.probability.bike=0.2
vehicle.probability.light=0.6
vehicle.probability.heavy=0.2
# Average crossing times (in seconds)
vehicle.crossing.time.bike=1.0
vehicle.crossing.time.light=2.0
vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0
# === STATISTICS ===
# Interval between dashboard updates (seconds)
statistics.update.interval=10.0
# === EXPECTED BEHAVIOR - HIGH LOAD ===
# - Average system time: 200-400+ seconds (3-7+ minutes)
# - Maximum queue sizes: 15-30+ vehicles at Cr2 and Cr5
# - Average queue sizes: 8-15+ vehicles
# - Severe congestion at Cr2 (main convergence point)
# - Severe congestion at Cr5 (pre-exit bottleneck)
# - System utilization: ~80-95%
# - Many vehicles will remain in system at simulation end
# - Queue growth may be unbounded if arrival rate exceeds service rate
# - Primary bottlenecks: Cr2 (3-way convergence) and Cr5 (final funnel)
# - This scenario tests maximum system capacity and traffic light optimization
# - Expected to demonstrate need for adaptive traffic light policies

View File

@@ -0,0 +1,120 @@
# =========================================================
# Traffic Simulation Configuration - LOW LOAD SCENARIO
# ---------------------------------------------------------
# Low traffic scenario for testing system under light load.
# Expected: No congestion, minimal queues, fast vehicle throughput
# =========================================================
# === NETWORK CONFIGURATION ===
# Intersections (each with its host and port)
intersection.Cr1.host=localhost
intersection.Cr1.port=8001
intersection.Cr2.host=localhost
intersection.Cr2.port=8002
intersection.Cr3.host=localhost
intersection.Cr3.port=8003
intersection.Cr4.host=localhost
intersection.Cr4.port=8004
intersection.Cr5.host=localhost
intersection.Cr5.port=8005
# Exit node
exit.host=localhost
exit.port=9001
# Dashboard server
dashboard.host=localhost
dashboard.port=9000
# === SIMULATION CONFIGURATION ===
# Total duration in seconds (1800 = 30 minutes)
simulation.duration=1800
# Vehicle arrival model: FIXED or POISSON
simulation.arrival.model=POISSON
# λ (lambda): LOW LOAD = 0.2 vehicles per second (12 vehicles/minute, 720 vehicles/hour)
# This is approximately 40% of medium load
simulation.arrival.rate=0.2
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
simulation.routing.policy=LEAST_CONGESTED
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
# Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds>
# Standard timings - should be more than adequate for low load
# Intersection 1 (Entry point - balanced)
trafficlight.Cr1.South.green=30.0
trafficlight.Cr1.South.red=5.0
trafficlight.Cr1.East.green=30.0
trafficlight.Cr1.East.red=5.0
# Intersection 2 (Main hub - shorter cycles, favor East-West)
trafficlight.Cr2.South.green=30.0
trafficlight.Cr2.South.red=5.0
trafficlight.Cr2.East.green=30.0
trafficlight.Cr2.East.red=5.0
trafficlight.Cr2.West.green=30.0
trafficlight.Cr2.West.red=5.0
# Intersection 3 (Path to exit - favor East)
trafficlight.Cr3.South.green=30.0
trafficlight.Cr3.South.red=5.0
trafficlight.Cr3.West.green=30.0
trafficlight.Cr3.West.red=5.0
# Intersection 4 (Favor East toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=30.0
trafficlight.Cr4.East.red=5.0
trafficlight.Cr4.North.green=30.0
trafficlight.Cr4.North.red=5.0
# Intersection 5 (Near exit - favor East)
trafficlight.Cr5.East.green=30.0
trafficlight.Cr5.East.red=5.0
trafficlight.Cr5.West.green=30.0
trafficlight.Cr5.West.red=5.0
trafficlight.Cr5.North.green=30.0
trafficlight.Cr5.North.red=5.0
# === VEHICLE CONFIGURATION ===
# Probability distribution for vehicle types (must sum to 1.0)
vehicle.probability.bike=0.2
vehicle.probability.light=0.6
vehicle.probability.heavy=0.2
# Average crossing times (in seconds)
vehicle.crossing.time.bike=1.0
vehicle.crossing.time.light=2.0
vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0
# === STATISTICS ===
# Interval between dashboard updates (seconds)
statistics.update.interval=10.0
# === EXPECTED BEHAVIOR - LOW LOAD ===
# - Average system time: 40-80 seconds
# - Maximum queue sizes: 1-3 vehicles
# - Average queue sizes: < 1 vehicle
# - Vehicles should flow smoothly through the system
# - Minimal waiting at traffic lights (mostly travel time)
# - System utilization: ~20-30%
# - All vehicles should exit within simulation time

View File

@@ -0,0 +1,121 @@
# =========================================================
# Traffic Simulation Configuration - MEDIUM LOAD SCENARIO
# ---------------------------------------------------------
# Medium traffic scenario for testing system under normal load.
# Expected: Moderate queues, some congestion at peak intersections
# =========================================================
# === NETWORK CONFIGURATION ===
# Intersections (each with its host and port)
intersection.Cr1.host=localhost
intersection.Cr1.port=8001
intersection.Cr2.host=localhost
intersection.Cr2.port=8002
intersection.Cr3.host=localhost
intersection.Cr3.port=8003
intersection.Cr4.host=localhost
intersection.Cr4.port=8004
intersection.Cr5.host=localhost
intersection.Cr5.port=8005
# Exit node
exit.host=localhost
exit.port=9001
# Dashboard server
dashboard.host=localhost
dashboard.port=9000
# === SIMULATION CONFIGURATION ===
# Total duration in seconds (1800 = 30 minutes)
simulation.duration=1800
# Vehicle arrival model: FIXED or POISSON
simulation.arrival.model=POISSON
# λ (lambda): MEDIUM LOAD = 0.5 vehicles per second (30 vehicles/minute, 1800 vehicles/hour)
# This represents normal traffic conditions
simulation.arrival.rate=0.5
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
simulation.routing.policy=LEAST_CONGESTED
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
# Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds>
# Optimized timings for medium load
# Intersection 1 (Entry point - balanced)
trafficlight.Cr1.South.green=40.0
trafficlight.Cr1.South.red=5.0
trafficlight.Cr1.East.green=40.0
trafficlight.Cr1.East.red=5.0
# Intersection 2 (Main hub - CRITICAL BOTTLENECK, longer green times)
trafficlight.Cr2.South.green=45.0
trafficlight.Cr2.South.red=5.0
trafficlight.Cr2.East.green=50.0
trafficlight.Cr2.East.red=5.0
trafficlight.Cr2.West.green=45.0
trafficlight.Cr2.West.red=5.0
# Intersection 3 (Path to exit - favor East toward exit)
trafficlight.Cr3.South.green=40.0
trafficlight.Cr3.South.red=5.0
trafficlight.Cr3.West.green=35.0
trafficlight.Cr3.West.red=5.0
# Intersection 4 (Favor East toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=40.0
trafficlight.Cr4.East.red=5.0
trafficlight.Cr4.North.green=40.0
trafficlight.Cr4.North.red=5.0
# Intersection 5 (Near exit - POTENTIAL BOTTLENECK, longer green)
trafficlight.Cr5.East.green=50.0
trafficlight.Cr5.East.red=5.0
trafficlight.Cr5.West.green=45.0
trafficlight.Cr5.West.red=5.0
trafficlight.Cr5.North.green=45.0
trafficlight.Cr5.North.red=5.0
# === VEHICLE CONFIGURATION ===
# Probability distribution for vehicle types (must sum to 1.0)
vehicle.probability.bike=0.2
vehicle.probability.light=0.6
vehicle.probability.heavy=0.2
# Average crossing times (in seconds)
vehicle.crossing.time.bike=1.0
vehicle.crossing.time.light=2.0
vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0
# === STATISTICS ===
# Interval between dashboard updates (seconds)
statistics.update.interval=10.0
# === EXPECTED BEHAVIOR - MEDIUM LOAD ===
# - Average system time: 80-150 seconds
# - Maximum queue sizes: 5-10 vehicles at Cr2 and Cr5
# - Average queue sizes: 2-5 vehicles
# - Moderate congestion at Cr2 (main hub) and Cr5 (pre-exit)
# - System utilization: ~50-60%
# - Most vehicles should exit, some may remain at simulation end
# - Cr2 is the primary bottleneck (3 directions converge)
# - Cr5 is secondary bottleneck (all routes pass through)

View File

@@ -31,7 +31,11 @@ dashboard.port=9000
# === SIMULATION CONFIGURATION ===
# Total duration in seconds (3600 = 1 hour)
simulation.duration=60.0
simulation.duration=300
# Time scaling factor for visualization (real_seconds = sim_seconds * scale)
# 0 = instant (pure DES), 0.01 = 100x speed, 0.1 = 10x speed, 1.0 = real-time
simulation.time.scale=0.01
# Vehicle arrival model: FIXED or POISSON
simulation.arrival.model=POISSON
@@ -42,59 +46,44 @@ simulation.arrival.rate=0.5
# Fixed interval between arrivals (only used if model=FIXED)
simulation.arrival.fixed.interval=2.0
# Routing policy: RANDOM, SHORTEST_PATH, LEAST_CONGESTED
# RANDOM: selects routes with predefined probabilities (baseline)
# SHORTEST_PATH: always chooses the route with fewest intersections
# LEAST_CONGESTED: dynamically chooses routes to avoid congested areas
simulation.routing.policy=RANDOM
# === TRAFFIC LIGHT TIMINGS ===
# Format: trafficlight.<intersection>.<direction>.<state>=<seconds>
# Intersection 1
trafficlight.Cr1.North.green=30.0
trafficlight.Cr1.North.red=30.0
trafficlight.Cr1.South.green=30.0
trafficlight.Cr1.South.red=30.0
trafficlight.Cr1.East.green=30.0
trafficlight.Cr1.East.red=30.0
trafficlight.Cr1.West.green=30.0
trafficlight.Cr1.West.red=30.0
# Intersection 1 (Entry point - balanced)
trafficlight.Cr1.South.green=60.0
trafficlight.Cr1.South.red=5.0
trafficlight.Cr1.East.green=60.0
trafficlight.Cr1.East.red=5.0
# Intersection 2
trafficlight.Cr2.North.green=25.0
trafficlight.Cr2.North.red=35.0
trafficlight.Cr2.South.green=25.0
trafficlight.Cr2.South.red=35.0
trafficlight.Cr2.East.green=35.0
trafficlight.Cr2.East.red=25.0
trafficlight.Cr2.West.green=35.0
trafficlight.Cr2.West.red=25.0
# Intersection 2 (Main hub - shorter cycles, favor East-West)
trafficlight.Cr2.South.green=60.0
trafficlight.Cr2.South.red=5.0
trafficlight.Cr2.East.green=60.0
trafficlight.Cr2.East.red=5.0
trafficlight.Cr2.West.green=60.0
trafficlight.Cr2.West.red=5.0
# Intersection 3
trafficlight.Cr3.North.green=30.0
trafficlight.Cr3.North.red=30.0
trafficlight.Cr3.South.green=30.0
trafficlight.Cr3.South.red=30.0
trafficlight.Cr3.East.green=30.0
trafficlight.Cr3.East.red=30.0
trafficlight.Cr3.West.green=30.0
trafficlight.Cr3.West.red=30.0
# Intersection 3 (Path to exit - favor East)
trafficlight.Cr3.South.green=60.0
trafficlight.Cr3.South.red=5.0
trafficlight.Cr3.West.green=60.0
trafficlight.Cr3.West.red=5.0
# Intersection 4
trafficlight.Cr4.North.green=30.0
trafficlight.Cr4.North.red=30.0
trafficlight.Cr4.South.green=30.0
trafficlight.Cr4.South.red=30.0
trafficlight.Cr4.East.green=30.0
trafficlight.Cr4.East.red=30.0
trafficlight.Cr4.West.green=30.0
trafficlight.Cr4.West.red=30.0
# Intersection 4 (Favor East toward Cr5)
trafficlight.Cr4.East.green=60.0
trafficlight.Cr4.East.red=5.0
# Intersection 5 (Near exit - favor East)
trafficlight.Cr5.East.green=60.0
trafficlight.Cr5.East.red=5.0
# Intersection 5
trafficlight.Cr5.North.green=30.0
trafficlight.Cr5.North.red=30.0
trafficlight.Cr5.South.green=30.0
trafficlight.Cr5.South.red=30.0
trafficlight.Cr5.East.green=30.0
trafficlight.Cr5.East.red=30.0
trafficlight.Cr5.West.green=30.0
trafficlight.Cr5.West.red=30.0
# === VEHICLE CONFIGURATION ===
# Probability distribution for vehicle types (must sum to 1.0)
@@ -103,11 +92,19 @@ vehicle.probability.light=0.6
vehicle.probability.heavy=0.2
# Average crossing times (in seconds)
vehicle.crossing.time.bike=1.5
vehicle.crossing.time.bike=1.0
vehicle.crossing.time.light=2.0
vehicle.crossing.time.heavy=4.0
# Travel times between intersections (in seconds)
# Base time for light vehicles (cars)
vehicle.travel.time.base=1.0
# Bike travel time = 0.5 x car travel time
vehicle.travel.time.bike.multiplier=0.5
# Heavy vehicle travel time = 4.0 x base travel time
vehicle.travel.time.heavy.multiplier=4.0
# === STATISTICS ===
# Interval between dashboard updates (seconds)
statistics.update.interval=10.0
statistics.update.interval=0.1

View File

@@ -1,125 +0,0 @@
import java.io.IOException;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertNotNull;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertTrue;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import sd.config.SimulationConfig;
import sd.engine.SimulationEngine;
import sd.model.Event;
import sd.model.EventType;
import sd.model.Intersection;
import sd.model.TrafficLight;
import sd.model.TrafficLightState;
import sd.model.Vehicle;
import sd.model.VehicleType;
import sd.util.StatisticsCollector;
import sd.util.VehicleGenerator;
/**
* Basic tests for the simulation components.
*/
class SimulationTest {
@Test
void testConfigurationLoading() throws IOException {
SimulationConfig config = new SimulationConfig("src/main/resources/simulation.properties");
assertEquals(60.0, config.getSimulationDuration());
assertEquals("POISSON", config.getArrivalModel());
assertEquals(0.5, config.getArrivalRate());
assertEquals(10.0, config.getStatisticsUpdateInterval());
}
@Test
void testVehicleGeneration() throws IOException {
SimulationConfig config = new SimulationConfig("src/main/resources/simulation.properties");
VehicleGenerator generator = new VehicleGenerator(config);
Vehicle vehicle = generator.generateVehicle("TEST1", 0.0);
assertNotNull(vehicle);
assertEquals("TEST1", vehicle.getId());
assertNotNull(vehicle.getType());
assertNotNull(vehicle.getRoute());
assertTrue(vehicle.getRoute().size() > 0);
}
@Test
void testEventOrdering() {
Event e1 = new Event(5.0, EventType.VEHICLE_ARRIVAL, null, "Cr1");
Event e2 = new Event(3.0, EventType.VEHICLE_ARRIVAL, null, "Cr2");
Event e3 = new Event(7.0, EventType.TRAFFIC_LIGHT_CHANGE, null, "Cr1");
assertTrue(e2.compareTo(e1) < 0); // e2 should come before e1
assertTrue(e1.compareTo(e3) < 0); // e1 should come before e3
}
@Test
void testIntersectionVehicleQueue() {
Intersection intersection = new Intersection("TestCr");
TrafficLight light = new TrafficLight("TestCr-N", "North", 30.0, 30.0);
intersection.addTrafficLight(light);
Vehicle v1 = new Vehicle("V1", VehicleType.LIGHT, 0.0,
java.util.Arrays.asList("TestCr", "S"));
intersection.configureRoute("S", "North");
// Advance route to next destination
v1.advanceRoute();
intersection.receiveVehicle(v1);
assertEquals(1, intersection.getTotalQueueSize());
assertEquals(1, intersection.getTotalVehiclesReceived());
}
@Test
void testTrafficLightStateChange() {
TrafficLight light = new TrafficLight("Test-Light", "North", 30.0, 30.0);
assertEquals(TrafficLightState.RED, light.getState());
light.changeState(TrafficLightState.GREEN);
assertEquals(TrafficLightState.GREEN, light.getState());
light.changeState(TrafficLightState.RED);
assertEquals(TrafficLightState.RED, light.getState());
}
@Test
void testSimulationEngineInitialization() throws IOException {
SimulationConfig config = new SimulationConfig("src/main/resources/simulation.properties");
SimulationEngine engine = new SimulationEngine(config);
engine.initialize();
assertNotNull(engine.getIntersections());
assertEquals(5, engine.getIntersections().size());
// Check that intersections have traffic lights
for (Intersection intersection : engine.getIntersections().values()) {
assertEquals(3, intersection.getTrafficLights().size()); // North, South, East, West
}
}
@Test
void testStatisticsCollector() throws IOException {
SimulationConfig config = new SimulationConfig("src/main/resources/simulation.properties");
StatisticsCollector collector = new StatisticsCollector(config);
Vehicle v1 = new Vehicle("V1", VehicleType.LIGHT, 0.0,
java.util.Arrays.asList("Cr1", "Cr2", "S"));
collector.recordVehicleGeneration(v1, 0.0);
assertEquals(1, collector.getTotalVehiclesGenerated());
collector.recordVehicleArrival(v1, "Cr1", 1.0);
collector.recordVehicleExit(v1, 10.0);
assertEquals(1, collector.getTotalVehiclesCompleted());
}
}

1055
main/testing.txt Normal file

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