مطالعه ای درباره کنترل چراغ راهنمایی در تقاطع های مجهز به چراغ راهنما در شبکه های ادهاک وابسته به وسایل نقلیه

فرمانداری شهری سئول از سال 2001 سیستم کنترل چراغ راهنمایی با نام COSMOS (چرخه ، انحراف ، مدل تفکیک برای سئول) را عملیاتی کرده است. COSMOS درجه اشباع و ازدحام را که با نصب آشکارسازهای حلقه محاسبه می شود، تحلیل می کند. در حال حاضر، آشکارسازهای حلقه قیاسی (القایی) زیرزمینی معمولا برای تشخیص وسایل نقلیه استفاده می شود، اما نگهداری آنها باعث اسباب زحمت و پر هزینه است. علاوه بر این، ممکن است طول صف براورد شده بواسطه اشتباهات در اندازه گیری سرعت، تحت تاثیر قرار گیرد، زیرا آشکارسازها تنها سرعت گذر وسایل نقلیه را در نظر می گیرند. ما در عوض، یک الگوریتم کنترل چراغ راهنمایی را پیشنهاد دادیم که جریان ترافیکی روان را در تقاطع ها، میسر می کند. الگوریتم پیشنهادی، وسایل نقلیه را به گروهی از هر مسیر (خط عبوری) ، اختصاص می دهد و حجم ترافیک و درجه تراکم را با استفاده از اطلاعات ترافیکی هر گروه، از طریق ارتباطات بین وسایل نقلیه در شبکه های ادهاک وسایل نقلیه (VANETs)، محاسبه می کند. این کار به نصب دستگاه های اضافی نظیر دوربین ها، سنسورها یا واحد پردازش تصویر، نیاز ندارد. در این مقاله، الگوریتم پیشنهاد شده ما برای AJWT (متوسط زمان انتظار اتصال ) و TQL (طول صف مجموع ) تحت یک مدل تقاطع مجزا بر اساس شبیه ساز GLD (بخش نور سبز )، تایید شده است. نتايج به دست آمده از روش کنترل تصادفی و روش کنترل اولین - بهترین است. این تحقیق برای تعمیم روش کنترل زمان واقعی با VANET ها، پیشنهاد می کند که فناوری کنترل ترافیک در تقاطع های مجهز به چراغ راهنما با استفاده از ارتباط بی سیم، بسیار سودمند خواهد بود.

امروزه بسیاری از کشورها در حال مبارزه با ازدحام شدید ترافیکی روزانه هستند که باعث ایجاد زیان های عظیم اجتماعی و اقتصادی می شود. زیان اقتصادی ناشی از تراکم ترافیکی در سال 2007 براساس گزارش موسسه حمل و نقل کره ای مبنی بر بهبود روش برآورد مربوط به هزینه های ازدحام ترافیک، تخمین زده شده است که تقریبا 14.4 تریلیون دلار است [1]. اتلاف وقت و انرژی اضافی نیز یک زیان قابل توجه برای اشخاص و ملت ها هست. برای حل و فصل چنین تراکم ترافیکی، روش های کنترل چراغ راهنمایی برای بهبود جریان ترافیک در تقاطعات استفاده می شود. روش های کنترل، می تواند بیشتر به صورت، کنترل زمانی از روز (TOD)، زمان ثابت و روش های کنترل بلادرنگ، طبقه بندی شود. روش کنترل زمانی از روز، از برنامه زمان بندی سیگنال از پیش تعریف شده بوسیله ساعت / روز تبعیت میکند. روش کنترل زمان ثابت، از یک برنامه زمان بندی سیگنال که توسط یک مدیر تنظیم شده است، استفاده می کند در حالی که کنترل بلادرنگ، اطلاعات ترافیکی به دست آمده از سنسور ها را تجزیه و تحلیل می کند و یک کنترل زمانبندی سیگنال مناسب را ایجاد می کند [2]. روش کنترل زمانی از روز و روش کنترل زمان ثابت، دارای مزایایی هستند به این معنی که آنها نیازی به الگوریتم کنترلی پیچیده و سخت افزار اضافی ندارند. با این حال، تراکم ترافیک در مناطق شهری مدرن، نه تنها توسط ساعات شلوغی دوره ای ایجاد می شود، بلکه حوادثی از قبیل تصادفات جاده ای و ساخت جاده ها نیز،گهگاه در جهت جریان ترافیک مداخله می کنند. علاوه بر این، سرعت گیر ها ، جاده های پر پیچ و خم و بی ثباتی سرعت وسیله نقلیه به دلیل رانندگان بی دقت نیز، می تواند باعث تراکم ترافیک شود. بنابراین، روش های کنترل زمانی از روز و زمان ثابت، احتمالا حتی ممکن است به جای کاهش، به افزایش تراکم ترافیک منجر شوند [3]. برعکس، روش کنترل بلادرنگ مبتنی بر سنجش بلادرنگ است که می تواند به طور بالقوه، یک استراتژی مناسب برای حل و فصل تراکم ترافیک در مناطق شهری مدرن باشد. علاوه بر این، بهبود اخیر در تکنولوژی های حسگری همگرا شده و شبکه های بی سیم، توسعه روش های مختلف کنترل بلادرنگ را میسر ساخته است. دستیابی به اطلاعات دقیق تشخیص وسیله نقلیه، مهمترین عامل برای کنترل سیگنال بلادرنگ است. سنسورهایی که در حال حاضر به طور گسترده برای تشخیص وسایل نقلیه استفاده می شوند، ردیاب های ترافیک نقطه ای و ردیاب های ترافیک منطقه ای هستند. ردیاب های ترافیک نقطه ای مانند ردیاب های حلقه و ردیاب های مافوق صوت ، سنسورهایی هستند که در زیر جاده ها دفن شده اند، باعث می شود که این نگهداریشان را اسباب رحمت و پرهزینه می کند. انواع دیگر عبارتند از: آشکارسازهای مایکروویو و آشکارسازهای (ردیاب) تصویر، که نصب انها اسان است ولی هزینه تعمیر و نگهداریشان بالا است. انواع آشکارسازهای ترافیک منطقه ای، AVI (شناسایی خودکار وسیله نقلیه )، سیگنال راهنما و ردیاب GPS (سیستم موقعیت یابی جهانی)، هستند. آشکارسازهای ترافیک منطقه ای، به طور کلی قیمت بالا هستند و گاهی اوقات با توجه به شرایط جاده، دقت پایین را نشان می دهد. علاوه بر این، هر دو آشکارسازهای ترافیک منطقه ای و ردیاب های ترافیک نقطه ای، تنها قادر به پوشش یک منطقه محلی محدود هستند و نمی توانند برای پیش بینی مسیر استفاده شوند [3]. در این مطالعه، روش براورد طول صف با استفاده از ارتباط بین وسایل نقلیه در محیط شبکه های ادهاک وابسته به وسایل نقلیه، پیشنهاد شده است. این روش نیاز به نصب آشکارسازهای اضافی ندارد و اجازه برآورد طول چرخه بهینه و تفکیک سبز برای کنترل بلادرنگ تقاطع های مجهز به چراغ راهنما را در اختیار می گذارد. ادامه مقاله به شرح زیر تدوین شده است. • سیستم کنترل ترافیک با استفاده از VANET ها (بخش 3.1) • مدل تقاطع و پیکربندی فاز (بخش 3.2) • طول چرخه و براورد تفکیک سبز (بخش 3.4) • محیط شبیه سازی (بخش 4) • نتایج شبیه سازی (بخش 5) • نتیجه گیری (بخش 6)