On Modifications to the Traffic-Responsive Urban Control Method

Dantas, Luciano Dionisio

Das Verkehrs-Steuersystem Traffic-responsive Urban Control (TUC) wurde ursprünglich konzipiert für Hauptverkehrsadern, und bietet nur die Möglichkeit, die Schaltzeit der Lichtsignalanlagen zu synchronisieren, die die Durchfahrt der Hauptvekehrsströme vorberechtigen. Nebenströmen , die die Hauptroute überschneiden, können durch TUC in der Regel nicht synchronisiert werden. Diese Synchronisierung wird durch die Einstellung der Versatzzeit erreicht, und sie vermeidet die unnötige Stopps an aufeinanderfolgenden signalgesteuerten Knotenpunkten. Dadurch werden Verzögerungen im Verkehrsablauf reduziert und der Komfort der Fahrer erhöht. Die vorliegende Arbeit schlägt eine Erweiterung der ursprünglichen Formulierung TUCs vor, wodurch komplexe Netzwerke behandelt werden können, und auch die sekundären Nebenströmen von der Synchronisierung profitieren. Darüber hinaus ist die ursprüngliche Methode TUC, die für die notwendigen Veränderungen in Versatzzeiten verwendet wird, auch verbessert. Die neue Methode berücksichtigt die Auswirkungen auf den Betrieb des Verkehrsnetzes, die die Änderung der Versatzzeiten ergeben. Eine der wichtigsten Eingangsdaten TUCs ist die Beschreibung der aktuellen Rückstaulängen. Ergänzend zu den oben genannten Änderungen zu TUC, eine neue Methode für die Schätzung/Prognose von Rückstaus wird vorgestellt. Die vorgeschlagene Rückstauschätzer-prädiktor verwendet ein makroskopisches Verkehrsmodell, um die Verkehrsdynamik des Netzes zu erfassen. Diese Dynamik wird dann benutzt, um die Schätzung der Rückstaulängen, die in einem vorherigen Schritt berechnet wurden, zu verbessern. Schliesslich ist die Beurteilung der aktuellen Entwicklung dargestellt. Die Auswertung erfolgt durch die Simulation eines realen Netz während eines ganzen Tages. Die neuen Entwicklungen sind nicht nur mit der ursprünglichen Formulierung TUCs verglichen, sondern auch gegen eine andere kürzlich entwickelte Adaptive Traffic Control System (ATCS) Prototyp. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Entwicklungen in Vorteil für TUC waren, obwohl die Verbesserungen nicht ganz so hoch wie erwartet waren.

The current work has its focus on further improvements envisioned for an existing traffic control system called Traffic-responsive Urban Control (TUC). Originally conceived for corridor networks, TUC only offers the possibility to maintain synchronized traffic lights that give right-of-way for the vehicles traveling through the main routes or, more specifically, the routes that do not intersect. This synchronization is achieved through the adjustment of the Offset parameter, and it is known to avoid unnecessary stops at the successive traffic controlled intersections, reducing traffic delays and increasing the drivers' comfort. The present investigation proposes an extension to TUC's original formulation, enabling it to handle more complex networks (meshed networks), where the secondary intersecting routes may also profit from traffic lights synchronization. Moreover, TUC's original method, employed during the necessary changes in Offsets, is also improved. The new method takes into consideration the impacts that the change in Offsets may incur to the operation of the network. TUC's main input information, during its operation, is the description of current traffic queue lengths. Complementing the mentioned modifications to TUC, a new method for the estimation/prediction of traffic queues is presented. The proposed Queue Estimator/Predictor uses a macroscopic traffic model to capture the traffic dynamics of the network, and uses this information for improving the traffic queue estimations calculated in a previous step. Finally, the evaluation of the current developments is presented. The evaluation is carried out through the simulation of a real network during a whole day operation. The new developments are not only compared to TUC's original formulation, but also against a recently developed Adaptive Traffic Control System (ATCS) prototype. The results show that the developments proposed in the current work were indeed beneficial to TUC's operation, even though the improvements were not quite as high as expected.

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Dantas, Luciano Dionisio: On Modifications to the Traffic-Responsive Urban Control Method. 2014.

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