Abstract
While most or fixed-time control systems such as UTCS produce the signal timing plans that either maximizing bandwidth or minimizing a disutility index of delay and stops, cannot consider the fluctuation of traffic flow. One category of the traffic-response control systems, which make small changes on a predefined signal plan such as SCOOT, cannot be easily modified for feedback real-time control schemes based on observation of variables other than traffic flow. The other category, which decide to whether switch the traffic lights or not at each step of time as in PRODYN, does not adequately consider the relations between traffic flows and traffic lights at each step of time. In this paper we present a complete formulation that adequately consider the relations between traffic flows and traffic lights at each step of time. The formulation is a binary mixed integer linear programing (BMILP) that obtain traffic lights at each step for minimizing delay. Since numarical examples for application of the proposed model illustrated that the model adequately produced dynamic traffic signal plans minimizing delay at each step, the model may be expected to contribute to advanced transportation management systems (ATMS) for dynamic traffic signal control.
UTCS와 같은 고정식 신호제어시스템은 미리 정해진 신호시간계획에 의해 운영되는 방식으로 통과폭을 최대화하거나 지체를 최소화하하는 신호시간을 산정해 주지만 교통량 변화를 고려하지 못한다. 감응식은 신호시간 변수들을 일정량씩 변화시키면서 교통량 변화에 대응하는 SCOOT 같은 방식과 동적교통모형을 이용하여 시간대별로 신호시간 변화를 최적화 하는 PRODYN 등과 같은 방식이 주를 이루고 있다. 전자의 경우에는 교통량 변화에 즉각적으로 대응하지 못하는 단점이 있고, 후자와 같은 실시간 동적 신호제어모형의 경우 신호제어 상태에 따른 교통류 흐름이 적절하게 반영되지 못하는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 후자의 방법을 토대로 시간대별로 신호상태에 따른 다양한 교통흐름을 반영할 수 있는 동적 신호제어 알고리즘을 제시하였다. 제시된 모형은 혼합정수선형계획법(BMILP)으로 매 시간단계별로 지체시간을 최소화해주는 신호제어변수를 산정해 준다. 모형적용 결과 본 모형은 단계별로 지체시간을 최소화해주는 동적신호시간을 적절하게 산정해 주었다. 따라서 실시간신호제어 등 첨단교통관리(ATMS)에 적용될 경우 그 효과가 기대된다고 할 수 있다.
