Traffic Lights Optimization

[LRiera24]

🚦 Traffic Lights Optimization

Integrantes

• Laura Victoria Riera Pérez (@LRiera24)

• Leandro Rodriguez Llosa (@leandro-driguez)

• Marcos Manuel Tirador del Riego (@MarcosTirador)

  Grupo: C311

Repositorio del proyecto

https://github.com/science-engineering-art/traffic-lights

Descripción

En todo el mundo, la congestión del tráfico sigue siendo un problema importante en la mayoría de las ciudades, debido al creciente número de vehículos privados, de mercancías y de transporte público. Este fenómeno afecta, sobre todo en horas pico, a los usuarios de la red vial, los cuales pierden mucho tiempo en la carretera; además de incidir de manera negativa en el medio ambiente pues los carros se encuentran más tiempo encendidos liberando gases a la atmósfera.

Se puede pensar en varias soluciones para este problema:

1. Construcción de nuevas carreteras: Muchas veces esto no es posible debido a las condiciones geográficas, y más importante aún, es muy costoso, por lo que en general no es una solución viable.
2. Mejora del sistema de señalización vial: Es más sensata pues se relaciona inteligentemente con la infraestructura existente. Es de especial interés la mejora de los semáforos ya que estos controlan el flujo de la red vial de la ciudad. En estos podemos tener:
   • Plan de luces fijo (Estático): se fijan los tiempos de verde y rojo en cada línea de luces de una intersección así como su secuencia una sola vez teniendo en cuenta las previsiones de tráfico, y estas no cambian.
   • Controladores de tiempo real (Dinámicos): en técnicas de tiempo real, el sistema debe ser capaz de adaptarse inmediatamente (o muy brevemente) a las condiciones del tráfico. Dicho sistema posee algoritmos que permiten controlar el tráfico, los cuales reciben información sobre el estado del tráfico, que ha sido recolectada por los sensores colocados en cada carril, y reacalculan la duración y la sincronización de la luces para minimizar la congestión, es decir, para minimizar el tiempo promedio de espera en las luces, y la duración de colas.

Para abordar el problema de optimizar los semáforos se pueden emplear teoría de colas, lógica difusa, algoritmos genéticos, etc.

Objetivo

Creación de un algoritmo de control que determine de la secuencia de fases y el tiempo de de luz verde óptimos en los semáforos de las intersecciones, con el fin de hacer más fluido el tráfico y minimizar las colas.

Simulación e Inteligencia Artificial

El comportamiento del tráfico en una intersección se simulará como eventos discretos utilizando teoría de colas, teniendo en cuenta el flujo en varios momentos del día. Para lograr minimizar las colas y el tiempo de espera promedio se utilizarán algoritmos genéticos como herramienta de IA. La solución serán los vectores de secuencia y duración de las luces en cada semáforo de la intersección para diferentes horarios. Para la evaluación se deben establecer unas métricas que pueden estar relacionadas con el tiempo máximo de espera o la longitud máxima de las colas en cada carril.

La idea es resolver el problema de forma estática, pero se analizará la mejor solución para momentos distintos en los que el flujo cambia, por lo que tendríamos cierto dinamismo, aunque las secuencias y duraciones estén predefinidas.