Обґрунтування ефективного напряму розвитку систем світлофорного управління з жорсткими циклами регулювання
Володимир ШевченкоРобота спрямована на визначення пріоритетів у розвитку мереж локальних світлофорних об’єктів, наявність яких є характерною для більшості міст України, задля чого проаналізовано сучасні методи світлофорного управління дорожнім рухом у містах. Велика кількість таких досліджень покладається на застосування сучасних механізмів прийняття рішень на основі обраної авторами евристики або переробки великих масивів даних за допомогою штучного інтелекту. Створені в результаті таких досліджень методи зазвичай демонструють деяке покращення характеристик руху транспортних засобів порівняно з його існуючим станом або базовими альтернативами, але не можуть претендувати на загальність та поширене застосування, а виглядають більше як чергова спроба знайти прийнятне рішення в організації дорожнього руху завдяки застосуванню методів, які непогано зарекомендували себе в інших сферах знання. В основній частині робіт у сфері світлофорного управління розглядають питання адаптивного управління окремими світлофорами або їхніми групами в містах та демонструють обмежену результативність, яка не перевищує ефективності методів координації роботи світлофорів. В той же час сумісне застосування методів координованого та адаптованого світлофорного управління приводить до значно більш високих результатів, що може свідчити на користь координації як першочергового напряму розвитку систем локальних світлофорів.
До такого ж попереднього висновку приводять й результати порівняння ефективності локальних та координованих фрагментів вулично-дорожньої мережі, де не використовувались існуючі програмні засоби з простої або адаптованої координації, а також результати ручного налаштування планів координації. Але для остаточного вирішення питання першочерговості напрямів адаптивного чи координованого управління при розвитку систем локальних світлофорів, необхідне створення та реалізація нового методу координації, який дозволить переконливо засвідчити на її користь, як більш ефективного першого кроку на шляху від локальних світлофорів до розумного міста
Використані джерела
[1] Qadri, S.S.S.M. (2020). State-of-art review of traffic signal control methods: Challenges and opportunities. European Transport Research Review, 12, article number 55. doi: 10.1186/s12544-020-00439-1.
[2] Jin, J., Ma, X., & Kosonen, I. (2017). An intelligent control system for traffic lights with simulation-based evaluation. Control Engineering Practice, 58, 24-33. doi: 10.1016/j.conengprac.2016.09.009.
[3] Zhao, H., Han, G., & Niu, X. (2019). The signal control optimization of road intersections with slow traffic based on improved PSO. Mobile Networks and Applications, 25, 623-631. doi: 10.1007/s11036-019-01225-7.
[4] Deng, G. (2007). Simulation-based optimization doctoral dissertation. Wisconsin: University of Wisconsin-Madison.
[5] Carson, Y., & Maria, A. (1997). Simulation optimization: Methods and applications. In S. Andradottir, K.J. Healy, D.H. Winters & B.L. Nelson (Eds.), Proceedings of the 1997 winter simulation conference (pp. 118-126). New York: Department of Systems Science and Industrial Engineering.
[6] Yu, D., Tian, X., Xing, X., & Gao, S. (2016). Signal timing optimization based on fuzzy compromise programming for isolated signalized intersection. In K. Karamanos (Ed.), Mathematical Problems in Engineering (article number 1682394). Hoboken: John Wiley & Sons. doi: 10.1155/2016/1682394.
[7] Jia, H., Lin, Y., Luo, Q., Li, Y., & Miao, H. (2019). Multi-objective optimization of urban road intersection signal timing based on particle swarm optimization algorithm. Advances in Mechanical Engineering, 11, 1-9. doi: 10.1177/1687814019842498.
[8] Venayagamoorthy, G.K. (2009). A successful interdisciplinary course on computational intelligence. IEEE Computer Intelligence Magnet, 4(1), 14-23. doi: 10.1109/MCI.2008.930983.
[9] Shaheen, S., Young, T., Sperling, D., Jordan, D., & Horan, T. (1998). Identification and prioritization of environmentally beneficial intelligent transportation technologies. Berkeley: Institute of Transportation Studies of University of California.
[10] Cass, S. (1967). Signal networks: Through traffic engineering proceedings. In Conference on improved street utilization (pp. 127-143). Washington: National Academy Of Sciences.
[11] Hillier, J.A. (1965 & 1966). Glasgow's experiment in area traffic control. Traffic Engineering and Control, 7(8-9), 502-509 & 569-571.
[12] USA Patent # 3 305 828 (1967) Progressive traffic signal control system.
[13] Highway capacity manual. (2000). Washington: TRB, National Research Concil.
[14] Canadian capacity guide for signalized intersections. (2008). Ottawa: Institute of Transportation Engineers.
[15] Signal timing manual. NCHRP Report 812. (2015). Washington: TRB.
[16] Webster, F.V. (1958). Traffic signal settings: Road research technical paper No. 39. London: Department of Scientific and Industrial Research.
[17] Guide to traffic management Part 9: Transport control systems – strategies and operations. (2020). Retrieved from https://austroads.com.au/publications/traffic-management/agtm09.
[18] Miller, A.J. (1968). Australian road capacity guide: provisional introduction and signalized intersections (Vol. 4). Vermont: ARRB.
[19] Akçelik, R. (1981). Traffic signals: Capacity and timing analysis. Vermont: ARRB.
[20] Traffic control signal design manual. (2009). Connecticut Department of Transportation Bureau of Engineering and Construction Division of Traffic Engineering.
[21] Lu, T.M.E. (2015). Dynamic network-wide traffic signal optimization. Braunschweig: Civil Engineering, Technischen Universität CaroloWilhelmina.
[22] Abdelghaffar, H.M. (2018). Developing and testing a novel de-centralized cycle-free game theoretic traffic signal controller: A traffic efficiency and environmental perspective. (Doctoral dissertation, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, USA).
[23] Xie, Y. (2007). Development and evaluation of an arterial adaptive traffic signal control system using reinforcement learning. (Doctoral dissertation, Texas A&M University, Texas, USA).
[24] Yue, R. (2020). Determination of progression speeds for traffic signal coordination. (Doctoral dissertation, University of Nevada, Reno, USA).
[25] Farzaneh, M. (2005). Modeling traffic dispersion. (Doctoral dissertation, Virginia Polytechnic Institute, Blacksburg, USA).
[26] Gartner, N.H. (1990). OPAC: Strategy for demand-responsive decentralized traffic signal control. IFAC Proceedings Volumes, 23(2), 241-244. doi: 10.1016/S1474-6670(17)52677-4.
[27] Yin, Y., Liu, H.X., Laval, J.A., Lu, X.Y., Li, M., Pilachowski, J., & Zhang, W.B. (2007). An offset refiner for coordinated actuated signal control systems. California: University of California.
[28] Adacher, L. (2012). A global optimization approach to solve the traffic signal synchronization problem. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 54, 1270-1277. doi: 10.1016/j.sbspro.2012.09.841.
[29] Fernandez, R. (2006). Evolution of the TRANSYT model in a developing country. Transport Research Part A Policy and Practice, 40, 386-398. doi: 10.1016/j.tra.2005.08.008.
[30] Day, C.M., Haseman, R., Premachandra, H., Brennan, T.M., Wasson, J.S., Sturdevant, J.R., & Bullock, D.M. (2010). Evaluation of arterial signal coordination. Methodologies for visualizing high-resolution event data and measuring travel time. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2192, 37-49.
[31] Day, C.M., Brennan, T.M., Premachandra, H., Hainen, A.M., Remias, S.M., Sturdevant, J.R., Richards, G., Wasson, J.S., & Bullock, D.M. (2010). Quantifying benefits of traffic signal retiming. West Lafayette: Indiana Department of Transportation and Purdue University.
[32] Day, C.M., Brennan, T.M., Premachandra, H., Sturdevant, J.R., Richards, G., Wasson, J.S., & Bullock, D.M. (2010). Visualization and assessment of arterial progression quality using high resolution signal event data and measured travel time. Purdue: Purdue University.
[33] Li, M., Zhang, L., Song, M.K., Wu, G., Zhang, W.B., Zhang, L., & Yin, Y. (2010). Improving performance of coordinated signal control systems using signal and loop data. University of California & University of Florida.
[34] Andalibian, R., & Tian, Z. (2012). Signal timing and coordination strategies under varying traffic demands: Research report No. 236-11-803. Nevada: NDOT.
[35] Wei, M., Jin, W., & Shen L. (2012). A platoon dispersion model based on a truncated normal distribution of speed. Journal of Applied Mathematics, 2012, article number 727839. doi: 10.1155/2012/727839
[36] Lighthill, M.J., & Whitham, G.B. (1955). On kinematic waves:a theory of traffic flow on long crowded roads. Proceedings of the Royal Society of London A, 229(1178), 317-345.
[37] Wong, S.C., & Wong, G.C.K. (2002). An analytical shock-fitting algorithm for LWR kinematic wave model embedded with linear speed-density relationship. Transportation Research B, 36(8), 683-706.
[38] Zhang, P., Wong, S.C., & Dai, S.Q. (2009). A conserved higher-order anisotropic traffic flow model: Description of equilibrium and non-equilibrium flows. Transportation Research B, 43(5), 562-574.
[39] Fusco, G., Bielli, M., Cipriani, E., Gori, S., & Nigro, M. (2013). Signal settings synchronization and dynamic traffic modelling. European Transport \ Trasporti Europei, 53, article number 7.
[40] Cantarella, G.E., Di Pace, R., Memoli, S., & de Luca, S. (2013). The network signal setting problem: The coordination approach vs. the synchronisation approach.In UKSim 15th international conference on computer modelling and simulation (pp. 575-579). Cambridge: IEEE. doi: 10.1109/UKSim.2013.99.
[41] Zhou, Y., Jia, S., Mao, B., Ho, T.K., & Wei, W. (2016). An arterial signal coordination optimization model for trams based on modified AM-BAND. Discrete Dynamics in Nature and Society, 2016, 1-10.
[42] Kim, S.R., Warchol, S., Schroeder, B.J., & Cunningham, C. (2016). Innovative method for remotely fine-tuning offsets along a diverging diamond interchange corridor. Transportation Research Record, 2557, 33-43.
[43] Rane, V., Goliya, H.S., Sanwaliya, P., & Faraz, M.I. (2016). Synchronization of signalized intersection from rasoma to high court in indore district. International Journal of Scientific and Research Publications, 6(4), 112-116.
[44] Leal, S.S., de Almeida, P.E.M., & Chung, E. (2017). Active control for traffic lights in regions and corridors: an approach based on evolutionary computation. Transportation Research Proceeding, 25, 1769-1780.