Trafik akış sisteminin bulanık mantıkla denetimi
The Control of traffic flow systems using fuzzy logic
Yazar: REMZİ GÜMÜŞTAŞ
Danışman: DOÇ.DR. HARUN TAŞKIN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1996
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli denetim = Computer aided control ; Trafik akışı = Traffic flow

Özet:
Anahtar Kelimeler: Bulanık Denetim, Linguistik,Yapılan çalışmada, bulanık denetleyicinin üç girişi vardır: Yeşil ışıkta ortalama trafik yoğunluğu, kırmızı ışık arkasındaki ortalama trafik yoğunluğu ve değişim süresi. Kırmızı ve yeşil ışıklardaki trafik yoğunluğunu belirten 3 adet üyelik fonksiyonu vardır. Bu fonksiyonlar: Düşük, Orta ve Yüksek 'tir. Yeşil ışık, kırmızı ışık ve değişim zamanını saniye olarak zamanı belirten üyelik fonksiyonlarının aynı olması teoride ve kural tablosunu oluşturmada kolaylık sağlaması bakımından uygun görülmüştür. Uygulamamızdaki kural sayısı, her giriş için üyelik fonksiyonlarının sayısından çıkarılan giriş konbinasyonlannın sayısına eşittir. Mesela üçer üyelik fonksiyonuna sahip olan iki giriş vardır, buna karşılık kural sayısı dokuza eşittir. Adapazarı Atatürk Bulvarındaki trafik denetiminde önceden belirlenmiş ışık değiştirme periyodu esası baz alınarak, fakat önceden belirlenmiş değişim zamanını ve ışıklan değiştirebilen sensörlerin kullanım yaklaşımı teorik olarak düşünülüp klasik kapalı döngü ışık sisteminin gerçek gözlem verileri kullanılarak bulanık denetim uygulamsı gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada bulanık denetimin kullanılmasındaki amaç, trafik denetiminde bulanık mantığın kullanılmasının diğer klasik ve matematiksel algoritmalardan oluşan denetim sistemlerine karşı cazip kılan en önemli faktör belli bir zaman diliminde trafik akış hızının ve maliyet açısından performansın klasik denetime nazaran daha iyi sonuçlar vermesinden kaynaklanmaktadır. Bulanık mantık trafik ortamının denetimi için alternatif bir metot olarak kullanılabilir. Bir trafik ortamı, kavşağa gelen ve giden şeritler, kavşak, araç trafiği ve sinyal lambalarından oluşmaktadır. Bulanık denetimin en büyük avantajı, trafik yoğunluğunun oldukça düzensiz olduğu ortamlarda göstermektedir. Bulanık denetleyiciler ışılan, daha önceden belirlenen bir peryottan daha çok maksimum geçişi sağlayacak şekilde değiştirmesidir. Bu durum, araçların trafik sisteminde daha az bekleme ve daha fazla hareket etme sürelerine sahip olmalarını sağlar. Bulanık denetimin diğer bir avantajı da, bulanık denetleyici büyük ölçüde devamlı değişen trafik modelini kontrol edebilmektedir. Bu özellik, bulanık denetleyiciyi tekrar kullanılabilir kılmaktadır ki bu klasik yöntemlerde olmayan bir karekteristiktir. Sadece bu özellik bile bulanık denetimi tercih edilir kılabilir. Bununla birlikte tekrar kullanım özelliği trafik denetim sistem maliyetlerini düşürebilir. Mevcut klasik metotların çoğunda kavşaklardaki trafik denetimi istatistiki verilere dayanarak ışık sürelerini belirleyip değiştirmeye giderken, bulanık denetim ise kavşağa giren araçların sayısını belirleyip buna göre sinyali değiştirmektedir. Bu ise değişken trafik yoğunlukları durumunda daha iyi sonuçlar almasını sağlar. Adapazan Atatürk Bulvarında bulunan 5 ayn noktalarda oluşan bir kavşakta, yapılmış olan çalışma sonucunda kırmızı ışık yanma süresinin 63 sn den 33 sn ye. Yeşil ışık yanma süresinin de 35 sn den 18 sn ye indirgenmiştir. Bulunmuş olan bu çevrim sürelerinin iki faydasından bahsetmek mümkündür. Birinci fayda, belli bir zaman diliminde kırmızı ve yeşil ışıkların periyodundaki artışlar trafik akış zamanım artıracaktır. İkinci fayda ise trafik akış hızındaki artış kırmızı ışıkta araç bekleme süresini azaltacağından maliyetten önemli ölçüde (yaklaşık %50) tasaruf sağlanmış olacaktır.

Abstract:
Keywords: Fuzzy Logic, Linguistic, FuzzyControl can be used as an alternative in order to control traffic problem. The traffic problem consists of coming and going lane, junction, traffic jam and traffic light. In this study, fuzzy control has three inputs. First input is average traffic density while green light is on. Second input is average traffic density while red light is on. Third input is time of variation. There are three membership functions which show traffic density for red and green light. There are low, medium, high. Red light, green light and time of variation are defined in terms of second; this assumption is chosen because theory of problem and rule table can be easily established. In this study, an application has been carried out on Atatürk Boulevard at Adapazarı. In this application, period of light changing was assumed as a base; light changing time which can be determined beforehand and sensor which changes lights were included theoretically. Observation data which are produced by classic closed loop system were used. As shown in this study, the purpose of choosing fuzzy control is that it achieves better performances in terms of traffic flow and cost than classic and mathematical algorithm. An important advantage of fuzzy control can be observed in an unsteady traffic density case. Fuzzy control changes traffic lights in order to achieve maximum passing instead of predetermined fixed light changing time. As a result, waiting time will be less and moving time will be long. In addition to the above advantages of fuzzy control, it controls a traffic model which continuously changes. It is going to be used repeatedly because of this characteristic. This advantage can be a reason to prefer fuzzy control. In addition, repeatedly using reduces also cost of the traffic control. Time of light in the current traffic control is based on statistical data in most of the classical approaches. But, fuzzy control determines firstly the number of cars around junction and then it changes traffic signal. Therefore, results will be much better particularly under a changeable traffic density conditions. In this study, an experiment has been carried out on the junction which has five roads on Atatürk Boulevard at Adapazarı. As a result of this experiment, period of red and green light are equal to 33 and 18 consequently. These results have two advantages. First of them, time of traffic flow will be increased because period of red and green light are increased. Second of them, increment of traffic flow reduces waiting time while red light is on, so that cost of the system (approximately 50%) will be less.