استفاده از ترکیب دو روش فراابتکاری "برنامه ژنتیک- الگوریتم ژنتیک" در بهینه‌سازی زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی در تقاطع های متوالی

Abstract

در شبکه راه‌های شهری، چراغ‌های راهنمایی برای کنترل حرکت وسائل نقلیه در تقاطعات استفاده می‌شوند. هدف از نصب چراغ‌های راهنمایی، کاهش تراکم ترافیک، افزایش ایمنی و یا اجرای سیاست‌هایی از قبیل به حداقل رساندن تأخیر و یا کاهش آلودگی هوا می‌باشد. بهینه‌سازی زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی به عنوان هسته کنترل ترافیک شهری تلقی می‌شود. در دهه‌های اخیر برای کنترل چراغ‌های راهنمایی در یک شبکه از تکنیک‌های بهینه‌سازی مختلفی استفاده شده‌است. بهینه سازی زمان‌بندی تقاطعات چراغدار مسئله ایست که معمولاً با روش‌های تحلیلی قابل حل نیست، زیرا یافتن زمان‌های سبز منجر به تشکیل معادلات دیفرانسیل پیچیده‌ای می‌شود که محاسبه بهینه دقیق این گونه توابع با استفاده از روش‌های تحلیلی امکان‌پذیر نیست و اعمال آنها صرفاً تخمینی از مقدار بهینه و نقطه نظیر آن را به دست می‌آورد لذا، لازم است تا از الگوریتم‌های فراابتکاری بهره گرفت به‌گونه‌ای که بتوان به جواب مناسب و نزدیک به بهینه رسید. با توجه به قابلیت‌ برنامه نوین ژنتیک به عنوان شبکه‌ی تقریب‌ساز و مزیت‌ الگوریتم ژنتیک در جستجوی یک راه حل مناسب از میان راه حل‌های احتمالی گسترده، در این تحقیق، از ترکیب شبکه‌ تقریب‌ساز و بهینه‌ساز برای زمان‌بندی بهینه تقاطعات متوالی با هدف کاهش تأخیر استفاده شده‌است. در این نوع مطالعه برای ارزیابی معیار کارایی یک شبکه که تأخیر می‌باشد، به جای استفاده از روابط ریاضی تقریبی از سابقهی آماری خود تقاطعات استفاده میشود. نتایج نشاندهنده‌ی توانایی برنامه ژنتیک در پیش‌بینی و بهینه‌کردن میانگین تأخیر نسبت به روش‌های دیگر می‌باشد، از طرفی، ارائه رابطه ریاضی را می‌توان از مزیت‌های این روش دانست.