Analysis of adaptive traffic control systems and design of a decision support system for better choice

Near half of the population of the world are living in the cities. From many years ago the authorities and governments of big cities have faced with the difficulties that caused by the junctions. Junctions and congestions are the cause of many other problems like air pollution, time wasting, delay, increasing the average trip time, decreasing the average cruise speed, increasing fuel consumption and lots of other problems. These milestones cost a lot to the governments both in time and money. Cities have had the vintage problem of fixed-timed planning for the traffic signals at the intersections. In this thesis the author went through these problems and discussed about the difficulties of fixed-time plan traffic lights and what are the solutions for them. Adaptive traffic control systems are one of the solutions which stand exactly in the opposite side compare to fixed-time plans. Four different adaptive traffic control systems would be discussed. Each of them has unique characteristics which make them worthy to compare. The general architecture of these systems are based on one similar concept but lots of general and detailed differences make them outstanding to compare. For each of these systems some case studies have been put under studies. By making a big comparison of these systems, which is one of the outputs of this thesis, governments and the authorities who are in charge would have an appropriate reference to look for their benefits and choose one adaptive traffic control system to apply to their networks and wait for the results. At the end one decision support system regards to adaptive traffic control system is also simulated and proposed to make the decision making for the principles easier. This would be one big assistant to choose one specific adaptive traffic control system for one special case study and reach to the benefits that is requested. Furthermore, one integrated adaptive traffic control system is proposed for city of Milan (Italy), to reduce the amount of the congestion in the city and achieve side benefits.

Quasi la metà della popolazione mondiale vive nelle città. É da molti anni che le amministrazioni delle grandi città devono affrontare il problema della congestione del traffico. Le intersezioni, e la congestione che vi si viene a formare, sono la causa di molti altri problemi quali l'inquinamento, i ritardi, l'aumento dei tempi di viaggio, la diminuzione della velocità media dei mezzi, l'aumento dei consumi di carburante e molte altre criticità. Questi aspetti costituiscono per le amministrazioni elevati costi economici. In questa tesi l'autore affronta questi aspetti con particolare attenzione al confronto tra semafori a ciclo fisso e i semafori attuati, vale a dire i sistemi adattativi di controllo del traffico che fanno variare il ciclo semaforico in base al traffico gravante sull'intersezione. Quattro differenti tecnologie sono state analizzate. Ciascuna di esse ha caratteristiche uniche. Per questo motivo é stata svolta un'analisi comparativa dei sistemi da un punto di vista dell'architettura del sistema e della tecnologia utilizzata. Per ciascun di questi sistemi sono stati analizzati casi studio. Dall'analisi e dal paragone dei differenti sistemi, che rappresenta uno degli obiettivi del lavoro di tesi, è possibile giungere ad una stima dei benefici potenziali e si creano gli strumenti a supporto della scelta del sistema adattativo di controllo del traffico che meglio si applica ai diversi bisogni. Con questo approccio è stato proposto un sistema di supporto alle decisioni per la scelta, da parte degli Enti competenti, del sistema di controllo del traffico adattativo più idoneo. Infine si è suggerito, a grandi linee, un progetto per l'introduzione di un sistema di controllo del traffico nella città di Milano.