Abstract
Traffic control at intersections is a key issue and hot research topic in intelligent transportation systems. Existing approaches, including traffic light scheduling and trajectory maneuver, are either inaccurate and inflexible or complicated and costly. More importantly, due to the dynamics of traffic, it is really difficult to obtain the optimal solution in a real-time way. Inspired by the emergence of vehicular ad hoc network, we propose a novel approach to traffic control at intersections. Via vehicle to vehicle or vehicle to infrastructure communications, vehicles can compete for the privilege of passing the intersection, i.e., traffic is controlled via coordination among vehicles. Such an approach is flexible and efficient. To realize the coordination among vehicles, we first model the problem as a new variant of the classic mutual exclusion problem, and then design algorithms to solve new problem. Both centralized and distributed algorithms are. We conduct extensive simulations to evaluate the performance of our proposed algorithms. The results show that, our approach is efficient and outperforms a reference algorithm based on optimal traffic light scheduling. Moreover, our approach does not rely on traffic light or intersection controller facilities, which makes it flexible and applicable to various kinds of intersections
چکیده
مسئلهی کنترل ترافیک در چهارراهها را میتواند مسئلهای کلیدی و یک مبحث پژوهشی داغ در سیستمهای حملونقل هوشمند دانست. روشهای موجود، که شامل زمانبندی کنترل ترافیک و مانور مسیر میباشند، صحیح نبوده و انعطافپذیر نیستند و همچنین هزینهبر و پیچیده میباشند. مهمتر اینکه به دلیل پویاییهای ترافیکی، نمیتوان راهحل بهینهای را بهصورت بلادرنگ به دست آورد. ازاینرو ما با الهام از ظهور شبکههای خودرویی، یک روش جدیدی را بهمنظور کنترل ترافیک در چهارراهها ارائه میدهیم. با استفاده از ارتباطات خودرو به خودرو و یا خودرو به زیر ساختار، این خودروها میتوانند بهمنظور به دست آوردن مجوز عبور از چهارراه باهم رقابت کنند، مثلاٌ ترافیک بهوسیلهی هماهنگسازی در بین خودروها کنترل میشود. یک چنین روشی هم کارآمد بوده و هم انعطافپذیر است. بهمنظور درک هماهنگیهای بین خودروها، در ابتدا باید مسئله را بهعنوان یک مسئلهی انحصار متقابل مدلسازی کنیم و به دنبال آن الگوریتمهایی را برای حل مسئلهی جدید طراحی کنیم. هر دو الگوریتمهای متمرکز و توزیعشده را میتواند در این خصوص بکار برد. ما شبیهسازیهای زیادی را بهمنظور ارزیابی کارائی الگوریتمهای پیشنهادی خود بکار بردهایم. نتایج نشان میدهد که روش ما کارآمد بوده و عملکرد بهتری برای زمانبندی ترافیک بهینه دارد. علاوه بر این، این روش متکی به چراغ ترافیک و یا تجهیزات کنترلری نبوده و این امر باعث شده تا روش ما برای چهارراههای مختلفی کارآمد و کاربردی باشد.