A multi agent system for urban traffic control

Abstract

Trafik sinyalizasyonu, hedef bir yol ağında yer alan trafik ışıklarının araç trafiğini düzenleme amaçlı olarak eş zamanlamasını gerçekleştiren bir sistemdir. Sinyalizasyon sistemleri, trafik ışık sürelerinin otomatik olarak değişmesini sağlayarak trafik akışının araçların durma ve bekleme sürelerini, kavşaktan geçen araç sayısını azami olarak arttırmayı hedefler. Bu tezde sunulan çalışma ile değişen trafik koşullarına hızlı uyum sağlayan akıllı bir trafik kontrolü önerilmektedir. Yeni trafik kontrol birimi, kentsel kavşaklar ve bu kavşaklara giriş yapan yol şeritlerine odaklanmaktadır. Önerilen sistemin girdi değerleri, izlenen kavşakta yer alan yol şeritlerindeki araç yoğunluklarıdır, çıktı değerleri de sürekli değişim içinde olan trafik ışıkları gösterim süre değerleridir. Önerilen trafik kontrol sistemi, bir hiyerarşi içerisinde tanımlı ve farklı rollere sahip çoklu aracı modeline dayanmaktadır. Bu yapı boyunca işletilen bulanık mantık kontrol ünitesi ile trafik süreleri belirlenmektedir. Yerel kontrolü sağlayan bulanık mantık ünitesinin yanında diğer kavşakların durumunu da değerlendiren bögesel etkileşim birimi de sisteme monte edilmiştir. Bu birimin ürettiği sonuçlar da yeni trafik sinyalizasyon sürelerinin hesaplamasına katılmıştır. Tüm bu tasarım çalışmaları Java yazılım platformunda uygulama ortamına aktarılmış ve sonuçları çeşitli örnek senaryolar ışığında ifade edilmiştir. Elde edilen neticeler, önerilen dinamik sinyalizasyon sisteminin zaman eksenli sinyalizasyon sistemlerine göre kavşaklardan daha başarılı araç akışı sağladığı görülmüştür. Traffic signal control is a system for synchronizing the timing of any number of traffic signals in a target road domain. These systems automate the process of adjusting signals to optimize traffic flow by reducing stops, overall vehicle delay and thus maximizing throughput. The study presented in this thesis proposes a new intelligent traffic light control that is quickly adaptive to changing environment. The new controller focuses on urban intersections and road lanes that are incoming to this intersection. The system inputs are traffic volumes on road lanes and the outputs are continuously changing light periods for the traffic light units in target intersections. The proposed system is based on a hierarchical multi agent model and a fuzzy controller is executed through this agent hierarchy. In addition to this local traffic light control, a reasoning engine is also integrated into the system to evaluate neighbor intersection situations. The outputs of the reasoning engine are also used for updating traffic light periods. All these work has been implemented on software basis and the results are given according to some sample scenarios. The obtained results show that the proposed dynamic signalization system outperforms the fixed time-plan based controllers and generate better vehicle flows through intersections.