Optimalizace modelů řízení silničního provozu

Abstract

The efficiency of urban traffic is significantly influenced by the way intersections are controlled. This thesis addresses the problem of automatically selecting appropriate in- tersection types within a known road network in order to optimize overall traffic flow. The road network is modeled as a directed graph, where intersections are represented as vertices and roads as edges. For each intersection, the goal is to assign the most suitable type-major road, traffic light, or roundabout-so as to improve traffic throughput as much as possible. To this end, I developed a custom traffic simulator that enables testing and comparison of different intersection configurations on real-world maps. The simula- tor models continuous vehicle movement, accounting for speed, deceleration, stopping at intersections, and other relevant factors. Using the simulator, I evaluated several optimi- zation algorithms, ranging from simple heuristics to advanced methods such as simulated annealing and genetic algorithms. The results show that more complex algorithms are capable of finding more efficient solutions, particularly under heavy traffic conditions. The thesis demonstrates the potential of automated traffic infrastructure design based on a known traffic model. 1

Efektivita dopravy v mestských oblastiach je výrazne ovplyvnená spôsobom riadenia križovatiek. Táto práca sa zaoberáa problémom automatického výberu typov križovatiek v rámci známej cestnej siete tak, aby bol výsledný tok dopravy čo nejefektívnejší. Cestnú sieť modelujem ako orientovaný graf, kde križovatky predstavujú vrcholy a cesty hrany. Pre každú križovatku sa snažím zvoliť najvhodnejší typ z možností hlavná cesta, svetelná križovatka a kruhový objazd tak, aby sa čo najviac zlepšil dopravný tok. Za týmto úče- lom som vytvoril vlastný simulátor dopravy, ktorý umožňuje testovanie a porovnávanie rôznych konfigurácií križovatiek na reálnych mapách. Simulátor modeluje plynulý pohyb vozidiel s ohľadom na rýchlosť, spomalenie, zastavovanie v križovatkách a ďalšie faktory. Pomocou simulátora som vyhodnotil viaceré optimalizačné algoritmy od jednoduchých heuristík až po pokročilé metódy ako simulované žíhanie a genetický algoritmus. Výsledky ukazujú, že komplexnejšie algoritmy dokážu nájsť efektívnejšie riešenia, najmä pri vyso- kej zaťaženosti siete. Práca demonštruje potenciál automatizovaného návrhu dopravnej infraštruktúry na základe známeho modelu premávky. 1