Details

Предметом исследования выпускной квалификационной работы являются методы динамического управления светофорными объектами на основе текущих характеристик транспортного потока. Целью выпускной квалификационной работы является разработка алгоритма динамической оптимизации временных параметров кластера светофорных объектов, основанного на разбиении дорожно-транспортной сети на подзоны управления и адаптивном регулировании фаз сигналов в зависимости от текущей транспортной ситуации. В работе рассмотрены существующие методы кластеризации дорожно-транспортных сетей и алгоритмы оптимизации временных параметров светофорного регулирования. Сформирована математическая модель перекрестка как объекта управления, описана модель динамического формирования подзон управления и разработан подход к дискретному управлению светофорными фазами на основе степени их загрузки. Предложенный алгоритм реализован в виде программного прототипа в имитационной среде LimSim. Для оценки эффективности разработанного подхода проведены вычислительные эксперименты на дорожных сетях Town05 и Bilbao. Результаты экспериментов показали, что кластерный режим управления способен снижать среднее время ожидания и повышать среднюю скорость движения в условиях, где соседние перекрестки имеют выраженную взаимосвязь по транспортному потоку. При этом эффективность кластерного подхода зависит от масштаба дорожной сети, уровня транспортной нагрузки и качества сформированных подзон управления.

The subject of the research is the study of dynamic traffic signal control methods based on current traffic flow characteristics. The objective of the thesis is to develop an algorithm for dynamic optimization of timing parameters for a cluster of traffic signal objects based on road network partitioning into control subareas and adaptive signal phase regulation according to the current traffic situation. The thesis examines existing methods for road network clustering and algorithms for optimizing traffic signal timing parameters. A mathematical model of an intersection as a control object is formulated, a model for dynamic formation of control subareas is described, and an approach to discrete signal phase control based on phase load is developed. The proposed algorithm is implemented as a software prototype in the LimSim simulation environment. Computational experiments are conducted on the Town05 and Bilbao road networks to evaluate the effectiveness of the developed approach. The experimental results show that the clustered control mode can reduce average waiting time and increase average speed in cases where adjacent intersections have a strong traffic-flow relationship. At the same time, the effectiveness of the clustered approach depends on the scale of the road network, the level of traffic demand, and the quality of the formed control subareas.