Sinyalize kavşaklarda trafik ışık sürelerinin belirlenmesi için uyarlamalı etkin dinamik bir ışık kontrol yöntem(algoritma) önerileri
Adaptive efficient dynamic signal control method(algori̇thm)proposals for determining traffic light durations at signalized intersections
Yazar: TUĞÇE İNAĞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ARIKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering ; Trafik = Traffic

Özet:
Bu çalışma, Trafik Sinyal Kontrol (ATSC) algoritmalarının trafik verimliliğini arttırmak ve güvenliği sağlamak amacıyla geliştirilmesinde ortaya çıkan zorlukları ele almaktadır. Geleneksel sinyal kontrol yöntemleriyle kıyaslandığında, ATSC algoritmalarının trafik verimliliğinde belirgin bir artış sağlayabildiği ancak aynı zamanda güvenlik konularında tutarsızlıkların olduğu belirtilmektedir. Özellikle, sadece verimliliğe odaklı ATSC algoritmalarının trafik güvenliğini olumsuz etkileyebileceği görülmüştür. Çalışmamızda Sürücü Davranış Analizi (SDA) ile birleştirilmiş bir yaklaşım benimseyerek, ATSC algoritmalarının etkisini değerlendirmekte ve maddi maliyetlerin ötesinde zaman, güvenlik, çevresel etkiler gibi geniş bir perspektifi ele almaktadır. Sürücü davranışlarını analiz ederken sürücü davranışı, hava durumu, araç tipi, yol geometrisi, hatalı şerit kullanımı ve çevresel faktörlerin etkileşimini kapsayan ve daha fazla bütünlük arz eden bir yaklaşım benimsenmiştir. Ayrıca, tüm bu çevresel ve teknik parametreleri dikkate alan bir öneri sunularak, Kavşaklar için Webster tabanlı Yeni Verimli Dinamik Adaptif Trafik Işığı Kontrol Algoritması (EDATLC) geliştirilmiştir. Daha sonra, literatür de yaygın olarak kullanılan parça sürüsü algoritmalarından biri olan Karınca Kolonisi Algoritması (KKA) ve bulanık mantık tabanlı bütünleşik kontrol sistemleri geliştirilmiştir. EDATLC, önerilen Webster, Modifiye Webster tabanlı KKA, Mamdani tipi bulanık mantık ve ANFIS tabanlı akıllı trafik kontrol yöntemleri de literatür de ve gerçek hayatta yaygın olarak kullanılan sabit zamanlı yöntemlerle karşılaştırılarak etkinlikleri gösterilmiştir. EDATLC'nin sabit zamanlı ışık kontrol yöntemi, diğer önerilen bulanık mantık ve KKA tabanlı yöntemlere kıyasla daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir. Önerilen yöntemlerin performanslarını karşılaştırabilmek için SUMO trafik simülatörü kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları Ankara ilinde bulunan Polatlı Refik Cesur Kavşak verileri kullanılarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
This study addresses the challenges encountered in developing Adaptive Traffic Signal Control (ATSC) algorithms to enhance traffic efficiency and ensure safety. It is acknowledged that, compared to traditional signal control methods, ATSC algorithms can markedly improve traffic efficiency yet concurrently exhibit inconsistencies in safety considerations. The study observes that ATSC algorithms exclusively focused on efficiency may adversely affect traffic safety. Employing a merged approach with Driver Behavior Analysis (DBA), the study assesses the impact of ATSC algorithms, encompassing a comprehensive perspective that extends beyond material costs to include aspects such as time, safety, and environmental effects. A holistic approach is adopted in scrutinizing driver behaviors, considering factors such as driver usage, weather conditions, vehicle type, road geometry, improper lane usage, and the interplay of environmental elements. Additionally, a proposal that considers all pertinent environmental and technical parameters is proffered, culminating in the development of a novel, Efficient Dynamic Adaptive Traffic Light Control Algorithm (EDATLC) based on the Webster method for intersections. Subsequently, commonly employed piecewise control algorithms like Karinca Kolonisi Algoritması (KKA) and fuzzy logic-based control systems are devised. Comparative analyses demonstrate the efficacy of EDATLC against prevalent methodologies such as the proposed Webster, Modified Webster-based Ant Colony Algorithm, Mamdani-type fuzzy logic, and ANFIS-based intelligent traffic control methods. Results indicate that EDATLC outperforms fixed-time approaches and other proposed fuzzy logic and KKA-based methods. The SUMO traffic simulator is utilized to compare the performance of the proposed methods, with the simulation results being elucidated using identical isolated intersection data.