A Mathematical Model for Urban Traffic and Traffic Optimization Using a Developed ICA Technique

El principal problema mostrado en este artículo es la falta de parámetros para la representación del tráfico, en los modelos actuales se queda como algo unidimensional que continuamente deja fuera características relevantes del tráfico.

Se propone el uso de ICA (Imperialist Competitive Algorithm) que optimiza la función objetivo bajo el concepto de competencia imperialista. Se utiliza la política de asimilación que ha sido empleada por los países imperialistas desde el siglo XIX. Esta política consta en que los imperialistas busquen ganarse la lealtad de sus colonias mejorando su economía, cultura y situación política. Según esta teoría, un imperialista con sus colonias se le puede denominar como imperio. El poder de un imperio se basa en el poder de sus imperialistas y colonias. En competencia, los imperialistas débiles pierden sus colonias frente a los fuertes y al final cuando un imperio débil pierde todas sus colonias termina convirtiéndose en colonia de otro imperio. Eventualmente solo quedará un imperio que contenga todas las colonias. El proceso se muestra en la siguiente figura:

En cuanto a optimización del tráfico, las variables son el tiempo en las intersecciones en la ciudad. Entonces el tiempo en luz verde determina el poder de cada país en el ICA para optimizarlo utilizando el modelo presentado como función objetivo.

Se mapean cada una de las intersecciones de la ciudad y se les asignan los siguientes números:

• N indica el número de vehículos disponibles en cada camino
• R, L, D: Son la probabilidad de que el automóvil doble a la derecha, doble a la izquierda o continúe de frente.

Una muestra de esto se presenta en la siguiente figura:

Hicieron dos tipos de pruebas, una que no es en tiempo real en la que se usa la secuencia de luces verdes para calcular el ritmo de la siguiente secuencia y por otro lado en tiempo real, la información se usa constantemente para calcular el ritmo.

Los resultados muestran que este tipo de algoritmos pueden controlar el tráfico de manera eficiente. La principal aportación fue que permite al modelo tomar en cuenta la concentración de vehículos a lo largo de la ciudad. Se puede mantener en un nivel óptimo la cantidad de vehículos que se encuentran en la calle debido a la forma en que se optimiza la sincronización de los semáforos.

Khorani, V., Razavi, F., & Disfani, V. R. (2011). A Mathematical Model for Urban Traffic and Traffic Optimization Using a Developed ICA Technique. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 12(4), 1024-1036. doi:10.1109/TITS.2011.2127475