심플렉스 알고리즘 기반 램프미터링 운영 파라미터 보정 방법론 개발
Methodology of the Automatic Calibration of the Operation Parameters on Ramp Metering Based on Simplex Algorithm
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초록
인터체인지는 연결로를 통해 연속류와 단속류를 연결하고 있으며, 전체 도로 네트워크의 운영을 위해 효율적으로 운영되어야 한다. 첨두 시 연결로에서 발생되는 대기 길이는 합류부의 교통혼잡을 유발한다. 고속도로 연결로에서의 교통혼잡을 줄이기 위한 다양한 대안과 전략이 필요하다. 그중 하나가 램프미터링 분야이다. 램프미터링의 운영은 연결로 접속부인 합류부의 교통류 특성을 정확히 파악하여 적용하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 램프미터링에 필요한 운영 파라미터를 선정하기 위해 최적화 알고리즘 중의 하나인 심플렉스 알고리즘의 활용을 소개한다. 이를 위해 우선 램프미터링의 다양한 알고리즘을 조명해 본 후 램프미터링의 운영 파라미터를 자동 보정하는 방법론을 제시하고 미시 교통모형에 적용한다. 본 연구에서는 대표적 미시 교통 모형인 CORSIM을 활용하여 방법론을 제시하고 구현하였다. 램프미터링의 운영 파라미터가 결정되면 이를 최적화할 수 있는 프로세스가 필요한데, 본 논문에서는 미시교통모형, 제어모듈, 최적화 모듈로 구성하였다. 본 논문에서는 CORSIM의 ALINEA 알고리즘을 선택하여 심플렉스 알고리즘의 최적화 방법론을 구현하였다. 최적화 모듈에서 정의한 목적함수를 어떻게 정의하느냐에 따라 알고리즘의 수렴도가 달라졌다. 심플렉스 알고리즘에서 찾은 최적해는 해를 찾는 초기 조건과 삼각형의 형태에 따라 달라지는데 더욱 정확한 해를 찾는 방법에 대해서는 연구가 더 필요하리라 생각된다. 본 연구에서는 교통분야에서 생소한 심플렉스 알고리즘을 적용하여 램프미터링의 운영 파라미터를 찾는 데 시도하였으며, 해를 찾는 데 비교적 효과적이었다고 판단된다.
Abstract
The interchanges are where the surface street system and the freeway system are connected with a ramp and needed to be controlled efficiently. The queue spillback on ramp often occurs in peak time periods and causes heavy congestion at the traffic merging points. To lessen the traffic congestion at freeway ramp junction, the possible alternatives and strategies in operation and control are needed. One of the alternatives is a ramp metering. It should be applied to the ramp after identifying the road and traffic characteristics correctly. This paper introduces a simplex algorithm, which is a direct search algorithm for the optimization, to select the best parameters for the ramp metering. It first reviews algorithms of ramp metering, and proposes the methodology for automatic selection of ramp metering parameters. In this paper, the CORSIM traffic micro simulation was applied to implement the methodology. After identifying the ramp metering parameters, the process is needed for optimizing the parameters. It consists of micro simulation model, control module, and optimization module. A ALINEA ramp metering algorithm was used for implementing the methodology. The results showed that an objective function for identifying the optimization had effects on the convergent rates of simplex algorithm. It should be noted that the initial search condition and triangle size for the search were also important factors, and they are needed to be study in future research. The proposed the methodology worked for finding better solutions in a simple network.
참고문헌 (6)
- Twin Cities Ramp Meter Evaluation, "Cambridge Systematics, Inc.", Minnesota Department of Transportation, ~ (2001)
- Evaluation of Coordinated and Local Ramp Metering Algorithms Using Microscopic Traffic Simulation, "Joseph R. Scariza", Massachusetts Institute of Technology Master of Science in Transportation, ~ (2003)
- Kyuok Kim, "Optimization Methodology for the Calibration of Transportation Network Micro-simulation Models", 박사, pp.2002
- Lianyu Chu, "Optimization of the ALINEA Ramp Metering Control Using Genetic Algorithm with Micro-Simulation", TRB Annual Meeting (2003), TRB
- Masroor Hasan, "Evaluation of Ramp Control Algorithms Using a Microscopic Traffic Simulation Laboratory, MITSIM" (1999), Massachusetts Institute of Technology