Adaptive Verfahren zur Lichtsignalsteuerung - Weiterentwicklung eines prototypischenAnsatzes zur Versatzzeitoptimierung -
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Basierend auf zwei bestehenden Ansätzen zur Verkehrsnachfrageschätzung in städtischen Netzen und zur modellbasierten Offline-Optimierung von Versatzzeiten in lichtsignalgeregelten Netzen wurde im Projekt ein neues Verfahren zur Online-Optimierung von LSA-Steuerungen entwickelt. Alle 15 Minuten erfolgt eine Optimierung der Signalpläne. Zunächst werden Detektorzählwerte des nächsten Optimierungsintervalls prognostiziert, die dann als Randbedingungen für eine Gesamtnachfrageschätzung dienen. Danach liegen geschätzte Belastungen aller Routen und Kanten für das nächste Intervall vor. Auf dieser Grundlage werden eine gemeinsame Umlaufzeit sowie angepasste Freigabezeiten an allen Knotenpunkten über einen analytischen, auslastungsgradabhängigen Ansatz bestimmt. Im Anschluss werden unter Verwendung des Cell Transmission Models und heuristischer Optimierungsverfahren die Versatzzeiten der Signalpläne optimiert. Zum Einsatz kommen dabei entweder ein Paralleler oder ein Serieller Genetischer Algorithmus oder ein einfaches Verfahren der „Sequentiellen Enumeration“. Das angewendete Verfahren zur Prognose von Detektorwerten konnte insofern verbessert werden, als dass systematische Über- oder Unterschätzungen von Detektorzählwerten in einzelnen Zeitintervallen reduziert werden konnten. Die Nachfrageschätzung wurde so umgesetzt, dass die als Randbedingungen genutzten, prognostizierten Detektorzählwerte auf Redundanzen geprüft werden und diese bei Bedarf eliminiert werden. Ein existierender Ansatz wurde dazu für allgemeine Netze erweitert. Auch konnte ein Algorithmus entwickelt werden, der die Randbedingungen für die Schätzung so weit als möglich verfeinert und somit verbessert. Bei der Optimierung der Signalsteuerung auf Basis der geschätzten Nachfrage lag das Hauptaugenmerk auf der modellbasierten Versatzzeitoptimierung, wobei auch die vorherige Optimierung von Umlaufzeiten und Freigabezeiten über einen analytischen Ansatz integriert wurde. Bei der Versatzzeitoptimierung erwiesen sich entgegen der Erwartungen die beiden auf Genetischen Algorithmen basierenden Optimierungsverfahren als dem einfachen Ansatz der „Sequentiellen Enumeration“ nicht überlegen. Bei der Optimierung werden konsequent auch die Effekte der notwendigen Umschaltvorgänge zwischen den Optimierungsintervallen berücksichtigt. Eine ausführliche Evaluierung des Gesamtverfahrens zeigt, dass sich gegenüber einer Festzeitsteuerung mit jeweils einem Vormittags- und einem Nachmittagssignalplan, die mit TRAN- SYT 7F optimiert worden sind, Verbesserungen einstellen, die in den Schwachlastzeiten besonders ausgeprägt sind und in den Hauptverkehrszeiten weniger stark ausfallen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009): Combined Short-Term Forecasting and Traffic Demand Estimation for Online Control Strategies. Proceedings of the XIII Meeting of the EURO Working Group on Transportation, September 23-25, 2009, Padova, Italy
Pohlmann, T., Friedrich, B.
- (2009): Short Term Estimation of OD Matrices and Traffic Streams in Urban Networks. Proceedings of mobil.TUM 2009 International Scientific Conference on Mobility and Transport, May 12-13, 2009, Munich, Germany
Pohlmann, T., Friedrich, B.
- (2010): Traffic Signal Transition in Coordinated Meshed Networks. Proceedings of the TRB 89th Annual Meeting, January 10-14, 2010, Washington, D.C., USA
Pohlmann, T., Friedrich, B.
- Online Control of Signalized Networks using the Cell Transmission Model. Submitted at the 13th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), September 19-22, 2010, Madeira Island, Portugal
Pohlmann, T., Friedrich, B.
- Traffic Signal Transition in Coordinated Meshed Networks. Submitted for publication in Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board (TRR Journal)
Pohlmann, T., Friedrich, B.
