Irena Strnad (Author), Rok Marsetič (Author)

Abstract

This paper introduces a numerical variable speed limit (VSL) control method on a motorway, modeled by the system of partial differential equations (PDEs) of a non- equilibrium continuum traffic model. The method consists of a macroscopic simulation (i.e., numerical solution of the system of PDEs of the continuum model), introduction of the solution-based cost function and numerical optimization with a differential evolution algorithm (DE). Due to the numerical solution scheme, the method enables application of a wide range of continuum traffic models without prior discretization of PDEs. In this way, the method overcomes the limitations of the basic continuum models and represents a step towards more accurate traffic modelling in control strategies. In this paper, we determine optimal variable speed limits with the DE algorithm on a motorway section modeled by the modified switching curve model, which is a non-equilibrium continuum model consistent with the three-phase traffic flow theory. The effectiveness of the determined variable speed limits is validated using microsimulations of the test section, which show promising reductions of queue lengths and number of stops.

Keywords

diferencialna evolucija;optimalna kontrola;numerična metoda;kontinuitetni model prometnega toka;spremenljive omejitve hitrosti;differential evolution;optimal control;numerical method;continuum traffic flow model;variable speed limit;

Data

Language: English
Year of publishing:
Typology: 1.01 - Original Scientific Article
Organization: UL FGG - Faculty of Civil and Geodetic Engineering
UDC: 656.1
COBISS: 137155587 Link will open in a new window
ISSN: 2227-7390
Views: 62
Downloads: 6
Average score: 0 (0 votes)
Metadata: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Other data

Secondary language: Slovenian
Secondary title: Vodenje prometa s spremenljivimi omejitvami hitrosti na podlagi algoritma diferencialne evolucije z uporabo neravnovesnega kontinuitetnega modela
Secondary abstract: ): V članku je predstavljena numerična metoda za vodenje prometa s spremenljivimi omejitvami hitrosti na avtocesti, ki je modelirana s sistemom parcialnih diferencialnih enačb neravnovesnega kontinuitetnega makroskopskega modela. Metoda je sestavljena iz makroskopske simulacije (tj. numerične rešitve sistema PDE kontinuitetnega modela), uvedbe kriterijske funkcije in numerične optimizacije z algoritmom diferencialne evolucije (DE). Ker metoda vsebuje numerično reševanje sistemov PDE brez predhodne diskretizacije PDE, omogoča aplikacijo naprednejših kontinuitetnih makroskopskih modelov. Na tak način metoda predstavlja korak k natančnejšemu modeliranju prometa v strategijah vodenja prometa. V prispevku smo določili spremenljive omejitve hitrosti na avtocestnem odseku, ki smo ga modelirali z modificiranim modelom krivulje preklapljanja, ki je neravnovesni kontinuitetni makroskopski model, skladen s trifazno teorijo prometnega toka. Učinkovitost t akšnega vodenja prometa je preverjena z mikrosimulacijami testnega odseka, ki prikazujejo pomembno zmanjšanje dolžin kolon in števila ustavljanj.
Secondary keywords: diferencialna evolucija;optimalna kontrola;numerična metoda;kontinuitetni model prometnega toka;spremenljive omejitve hitrosti;
Type (COBISS): Article
Pages: 17 str.
Volume: ǂVol. ǂ11
Issue: ǂiss. ǂ2, art. 265
Chronology: 2023
DOI: 10.3390/math11020265
ID: 19126946