[論文レビュー] Design Of Fuzzy Logic Traffic Controller For Isolated Intersections With Emergency Vehicle Priority System Using MATLAB Simulation

Mohit Jha, Shailja Shukla|arXiv (Cornell University)|May 5, 2014

Smart Parking Systems Research参考文献 11被引用数 12

ひとこと要約

本稿では、混雑を低減するため、待機時間とキュー長を入力として用い、信号タイミングを動的に調整するファジィ論理ベースの孤立交差点用交通制御システムを提案する。緊急車両優先機能を備え、サイレン検知センサーにより救急車や消防車の迅速通過を可能にする。MATLABシミュレーションの結果、特に緊急時において交通の流れが向上し、待機時間が短縮された。

ABSTRACT

Traffic is the chief puzzle problem which every country faces because of the enhancement in number of vehicles throughout the world, especially in large urban towns. Hence the need arises for simulating and optimizing traffic control algorithms to better accommodate this increasing demand. Fuzzy optimization deals with finding the values of input parameters of a complex simulated system which result in desired output. This paper presents a MATLAB simulation of fuzzy logic traffic controller for controlling flow of traffic in isolated intersections. This controller is based on the waiting time and queue length of vehicles at present green phase and vehicles queue lengths at the other phases. The controller controls the traffic light timings and phase difference to ascertain sebaceous flow of traffic with least waiting time and queue length. In this paper, the isolated intersection model used consists of two alleyways in each approach. Every outlook has different value of queue length and waiting time, systematically, at the intersection. The maximum value of waiting time and vehicle queue length has to be selected by using proximity sensors as inputs to controller for the ameliorate control traffic flow at the intersection. An intelligent traffic model and fuzzy logic traffic controller are developed to evaluate the performance of traffic controller under different pre-defined conditions for oleaginous flow of traffic. Additionally, this fuzzy logic traffic controller has emergency vehicle siren sensors which detect emergency vehicle movement like ambulance, fire brigade, Police Van etc. and gives maximum priority to him and pass preferred signal to it.

研究の動機と目的

• 増加する車両数に起因する都市部の交通渋滞の緩和を目的とする。
• 孤立交差点における車両の待機時間とキュー長を最小限に抑えるリアルタイム交通制御システムの設計を目的とする。
• サイレン検出を用いた緊急車両優先機能の統合を目的とする。
• MATLABシミュレーションを用いて、さまざまな交通状況下でのシステム性能の評価を目的とする。
• 動的入力パラメータに基づくファジィ論理を用いた信号タイミングの最適化を目的とする。

提案手法

• 制御システムは、各進入方向からのキュー長と待機時間を、段階的制御意思決定の主な入力として使用する。
• 「低」「中」「高」のキュー長および待機時間について、言語変数に基づいたファジィ論理ルールを定義する。
• キューの長さに応じて信号タイミングを動的に調整し、全体の遅延を低減する。
• 緊急車両検出は、サイレン検知センサーを用いて実装され、即座に緑色信号の割り当てが行われる。
• MATLABシミュレーションでは、各方向に2つの進入方向を持つ孤立交差点をモデル化し、それぞれが異なるキュー長と待機時間を有する。
• システムは、最適な信号フェーズ切り替えのため、最大キュー長と待機時間を検出する近接センサーを用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 可変な交通流を有する孤立交差点において、ファジィ論理を効果的に信号タイミング最適化に応用する方法は何か？
• RQ2 緊急車両優先が、全体の交通遅延およびキュー管理に与える影響は何か？
• RQ3 リアルタイムでのキュー長および待機時間入力は、固定周期制御システムと比較して、信号タイミング意思決定をどのように改善できるか？
• RQ4 サイレン検出の統合は、緊急車両の信号応答時間にどのように影響するか？
• RQ5 ファジィ論理制御システムは、待機時間およびキュー長の短縮という観点で、どのような性能向上を達成できるか？

主な発見

• ファジィ論理制御システムは、リアルタイムでのキュー長および遅延データに基づく信号フェーズの動的調整により、平均車両待機時間を有意に短縮した。
• 緊急車両の検出後数秒以内に優先制御が実現され、救急車や消防車の応答時間が顕著に短縮された。
• ピーク時においても、すべての進入方向でキューの蓄積が低減され、交通の流れの安定性が向上した。
• MATLABシミュレーションの結果、固定周期信号制御システムに比べ、遅延およびキュー長の最小化という点で本制御システムが優れた性能を示した。
• 近接センサーの統合により、最大キュー長の正確な検出が可能となり、制御の精度が向上した。
• 本制御システムは、多様な交通状況下でも効率的な運用を維持でき、その頑健性および適応性が検証された。