Transport automation research Transport automation research Автоматика на транспорте 2412-9186 89061 10.20295/2412-9186-2024-10-03-282-295 Электронное моделирование Electronic simulation Электронное моделирование Investigation of the influence of lighting objects control algorithms on the characteristics of road traffic at intersections ВЛИЯНИЕ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОФОРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ СМЕЖНЫХ ПЕРЕКРЕСТКОВ Митрохин Максим Александрович Mitrohin Maksim Aleksandrovich mmax83@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Аляев Александр Олегович Alyaev Aleksandr Olegovich alyaev-2003@mail.ru Лобанов Рамиль Ильясович Lobanov Ramil' Il'yasovich ramil_lobanov@mail.ru Семенкин Максим Викторович Semenkin Maksim Viktorovich maxim.semekin@codeinside.ru Пензенский государственный университет Пенза Россия Penza State University Penza Russian Federation Пензенский государственный университет Пенза Россия Penza State University Penza Russian Federation Пензенский государственный университет Пенза Россия Penza State University Penza Russian Federation ООО CodeInside Пенза Россия CodeInside LLC Penza Russian Federation 29 09 2024 29 09 2024 10 3 282 295 29 09 2024 https://atjournal.ru/en/nauka/article/89061/view

Статья посвящена исследованию воздействия адаптивных алгоритмов управления светофорными объектами на одном перекрестке на изменения в движении транспорта на смежных перекрестках. Основная цель исследования заключается в выявлении преимуществ и недостатков внедрения таких алгоритмов для оценки влияния на смежные перекрестки. К исследованию предложены три алгоритма: пропуска очередей, перераспределения длительности фаз и оценки времени ожидания. Исследование включало моделирование трафика, сбор данных о времени ожидания и длине очередей, а также оценку изменений в транспортных потоках на смежных перекрестках. С помощью интеллектуальных камер были собраны данные, что позволило выявить, как изменение планов работы светофоров на одном перекрестке влияет на трафик смежных перекрестков. Доказаны возможные изменения в трафике на смежных перекрестках, в частности увеличение количества ожидающих транспортных средств и среднего времени ожидания, что говорит об отрицательном влиянии адаптивных алгоритмов на смежные перекрестки.

The article is devoted to the study of the impact of adaptive algorithms for controlling traffic lights at one intersection on changes in traffic at adjacent intersections. The main purpose of the study is to identify the advantages and disadvantages of implementing such algorithms to assess the impact on adjacent intersections. Three algorithms have been proposed for the study: queue skipping, phase duration redistribution, and waiting time estimation. The study included traffic modeling, data collection on waiting times, queue lengths, and an assessment of changes in traffic flows. Data was collected using smart cameras, which allowed us to identify how changing traffic light work plans at one intersection affects the dynamics of traffic at neighboring intersections. Possible changes in traffic at adjacent intersections are proved, in particular, an increase in the number of waiting vehicles and the average waiting time at adjacent intersections, which indicates the negative impact of adaptive algorithms on adjacent intersections.

 моделирование транспортных потоков трафик симулятор городской мобильности алгоритм управления светофорами смежные перекрестки traffic flow modeling traffic urban mobility simulator traffic light control algorithm adjacent intersections

Мирзаи Х. Разработка адаптивного алгоритма контроллера светофора с приоритетной выборкой в режиме реального времени // Вестник Воронежского государственного университета. 2017. № 1. С. 26–32. Mirzai H. Razrabotka adaptivnogo algoritma kontrollera svetofora s prioritetnoy vyborkoy v rezhime real'nogo vremeni // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. 2017. № 1. S. 26–32. Остапенко П. В., Султантемирова К. А., Сапрыкин О. Н Адаптивное управление светофорным объектом на основе машинного обучения // Материалы VI Международной конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии» (ИТНТ‑2020). Самара, 2020. Ostapenko P. V., Sultantemirova K. A., Saprykin O. N Adaptivnoe upravlenie svetofornym ob'ektom na osnove mashinnogo obucheniya // Materialy VI Mezhdunarodnoy konferencii i molodezhnoy shkoly «Informacionnye tehnologii i nanotehnologii» (ITNT‑2020). Samara, 2020. Faye S., Chaudet C., Demeure I. A Distributed Algorithm for Adaptive Traffic Lights Control // 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. USA, Anchorage, 2012. Faye S., Chaudet C., Demeure I. A Distributed Algorithm for Adaptive Traffic Lights Control // 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. USA, Anchorage, 2012. Aleko D. R., Djahel S. An Efficient Adaptive Traffic Light Control System for Urban Road Traffic Congestion Reduction in Smart Cities // Emerging Topics in Wireless Communications for Future Smart Cities. 2020. No. 56. DOI:10.3390/info11020119. Aleko D. R., Djahel S. An Efficient Adaptive Traffic Light Control System for Urban Road Traffic Congestion Reduction in Smart Cities // Emerging Topics in Wireless Communications for Future Smart Cities. 2020. No. 56. DOI:10.3390/info11020119. Оптимизация работы адаптивных светофоров на основе использования машинного зрения / В. Д. Шепелев [и др.] // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2017. Т. 14, № 1. С. 189–196. DOI: 10.14529/em200119. Optimizaciya raboty adaptivnyh svetoforov na osnove ispol'zovaniya mashinnogo zreniya / V. D. Shepelev [i dr.] // Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. 2017. T. 14, № 1. S. 189–196. DOI: 10.14529/em200119. Агафонов А. А., Юмаганов А. С., Мясников В. В. Эффективность адаптивного управления дорожными сигналами в условиях смешанного потока транспортных средств // Материалы IX Международной конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии» (ИТНТ‑2023). Самара, 2023. Agafonov A. A., Yumaganov A. S., Myasnikov V. V. Effektivnost' adaptivnogo upravleniya dorozhnymi signalami v usloviyah smeshannogo potoka transportnyh sredstv // Materialy IX Mezhdunarodnoy konferencii i molodezhnoy shkoly «Informacionnye tehnologii i nanotehnologii» (ITNT‑2023). Samara, 2023. Акопов A. C., Зарипов Е. А., Мельников А. М. Адаптивное управление транспортной инфраструктурой в городской среде с использованием генетического алгоритма вещественного кодирования // Бизнес-информатика. 2024. Т. 18, № 2. С. 48–66. DOI: 10.17323/2587- 814X.2024.2.48.66. Akopov A. C., Zaripov E. A., Mel'nikov A. M. Adaptivnoe upravlenie transportnoy infrastrukturoy v gorodskoy srede s ispol'zovaniem geneticheskogo algoritma veschestvennogo kodirovaniya // Biznes-informatika. 2024. T. 18, № 2. S. 48–66. DOI: 10.17323/2587- 814X.2024.2.48.66. Моделирование локальных транспортных потоков в условиях неполноты исходных данных. Текст: непосредственный / М. А. Митрохин [и др.] // Автоматика на транспорте. 2023. Т. 9, № 4. С. 355–367. DOI: 10.20295/2412-9186-2023-9-04-355-367. Modelirovanie lokal'nyh transportnyh potokov v usloviyah nepolnoty ishodnyh dannyh. Tekst: neposredstvennyy / M. A. Mitrohin [i dr.] // Avtomatika na transporte. 2023. T. 9, № 4. S. 355–367. DOI: 10.20295/2412-9186-2023-9-04-355-367. Кретов А. Ю. Обзор некоторых адаптивных алгоритмов светофорного регулирования перекрестков // Известия Тульского государственного университета. 2013. Т. 7, № 2. С. 61–67. Kretov A. Yu. Obzor nekotoryh adaptivnyh algoritmov svetofornogo regulirovaniya perekrestkov // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. 2013. T. 7, № 2. S. 61–67. Харабаджи А. Ю. Исследование влияния длительности циклов светофорных объектов на длину очереди на смежных перекрестках // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2017. № 4–5. С. 61–67. Harabadzhi A. Yu. Issledovanie vliyaniya dlitel'nosti ciklov svetofornyh ob'ektov na dlinu ocheredi na smezhnyh perekrestkah // Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta. 2017. № 4–5. S. 61–67. Юмаганов А. С., Агафонов А. А. Оптимизация траектории движения транспортных средств в задаче управления транспортными потоками на перекрестке // Материалы VIII Международной конференции и молодежной школы «Информационные технологии и нанотехнологии» (ИТНТ‑2022). Самара, 2022. Yumaganov A. S., Agafonov A. A. Optimizaciya traektorii dvizheniya transportnyh sredstv v zadache upravleniya transportnymi potokami na perekrestke // Materialy VIII Mezhdunarodnoy konferencii i molodezhnoy shkoly «Informacionnye tehnologii i nanotehnologii» (ITNT‑2022). Samara, 2022. Мясников В. В., Агафонов А. А., Юмаганов А. С. Детерминированная прогнозная модель управления сигналами светофоров в интеллектуальных транс‑ портных и геоинформационных системах // Компьютерная оптика. 2021. Т. 45, № 6. С. 917–925. DOI: 10.18287/2412-6179-CO‑1031. Myasnikov V. V., Agafonov A. A., Yumaganov A. S. Determinirovannaya prognoznaya model' upravleniya signalami svetoforov v intellektual'nyh trans‑ portnyh i geoinformacionnyh sistemah // Komp'yuternaya optika. 2021. T. 45, № 6. S. 917–925. DOI: 10.18287/2412-6179-CO‑1031. Анализ и моделирование транспортных потоков на перекрестке для управления качеством городской среды / Т. В. Ерещенко [и др.] // Инженерный вестник Дона. 2022. № 8. С. 99–107. Analiz i modelirovanie transportnyh potokov na perekrestke dlya upravleniya kachestvom gorodskoy sredy / T. V. Ereschenko [i dr.] // Inzhenernyy vestnik Dona. 2022. № 8. S. 99–107. Wilcoxon F. Individual Comparisons by Ranking Methods // Biometrics Bulletin. 1945. Vol. 1, no. 6. P. 80–83. Wilcoxon F. Individual Comparisons by Ranking Methods // Biometrics Bulletin. 1945. Vol. 1, no. 6. P. 80–83. Everitt B. The Cambridge dictionary of statistics. Cambridge University Press, 1988. 67 p. Everitt B. The Cambridge dictionary of statistics. Cambridge University Press, 1988. 67 p.