THE OTIMIZATION OF TRAFFIC SIGNAL TIMING FOR EMERGENCY EVACUATION USING THE SIMULATED ANNEALING ALGORITHM / OPTIMALUS ŠVIESOFORO SIGNALO LAIKO NUSTATYMAS, NAUDOJANT MODELIUOJAMĄJĮ ATKAITINIMO ALGORITMĄ AVARINĖS EVAKUACIJOS METU / ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ СИГНАЛА СВЕТОФОРА ВО ВРЕМЯ АВАРИЙНОЙ ЭВАКУАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМА ИМИТАЦИИ ОТЖИГА

Abstract

In recent years, natural and man-made disasters have increased and consequently put people's lives in danger more than before. Some of the crises are predictable. In these cases, there is a limited time for effective respond minimizing fatalities when people should be evacuated in a short time. Therefore, a transportation network plays a key role in evacuation. Hence, the outbound paths of urban networks are not sufficient from the viewpoint of number and capacity to encounter a huge amount of people; furthermore, it is costly to construct new routes or increase the capacity of the existing ones. Thus, a better utilization of the existing infrastructure should be considered. The article presents a model that determines optimum signal timing and increases the outbound capacity of the network. Moreover, in regard for the magnitude of the problem, an optimal solution could not be reached employing ordinary methods; therefore, the simulated annealing algorithm which is a meta-heuristic technique is used. The results of this study demonstrated that the objective function of the problem was greatly improved. Santrauka Pastaruoju metu gamtos ir žmonijos sukeltų nelaimių padaugėjo, todėl susiduriama su daugiau pavojų nei anksčiau. Kai kurių krizių ir nelaimių negalima numatyti. Tokiais atvejais veiksmingas reagavimo laikas yra ribotas, bet padeda sumažinti mirties atvejų, greitai evakuojant žmones. Šiuo atveju ypač svarbus yra transporto tinklas ir transportavimas. Iš miesto į užmiestį vedančios gatvės nėra pakankamai efektyvios, norint pervežti didelį žmonių skaičių. Be to, brangu pradėti rengti naujus maršrutus arba didinti jau esančių gatvių pralaidumą. Todėl turėtų būti apsvarstytas geresnis esančios transporto infrastruktūros panaudojimas. Straipsnyje nagrinėjamas modelis, nulemiantis optimalų šviesoforo signalo laiko nustatymą ir padidinantis išvykstančiųjų skaičių. Atsižvelgiant į problemos svarbą, optimalus sprendimas negali būti priimtas, naudojant įprastus metodus. Todėl naudojamas metaeuristinis metodas – modeliuojamasis atkaitinimo algoritmas (simulated annealing algorithm). Šio darbo rezultatai rodo, kad problemos tikslo funkcija labai pagerėjo. Резюме В настоящее время в мире увеличилось число стихийных бедствий и бедствий, связанных с неосторожной деятельностью людей. Значительную часть бедствий предсказать невозможно. В таких случаях эффективное время реагирования ограничено, что в свою очередь помогает уменьшить количество смертельных исходов и несчастных случаев при эвакуации населения. В этом случае транспортная сеть и сам процесс транспортирования играют решающую роль. Улицы, ведущие из города, становятся неэффективными из-за огромного количества людей. Кроме того, подготовка новых маршрутов или увеличение пропускной способности имеющихся улиц являются дорогостоящими мероприятиями. Поэтому следует проанализировать возможности более эффективного использования уже имеющейся транспортной инфраструктуры. В статье представлена модель, позволяющая определить выбор и установить оптимальное время сигнала светофора во время аварийной эвакуации с целью увеличить число эвакуируемых. Учитывая важность проблемы, оптимальное решение не может быть принято с использованием обычных методов. Поэтому используется метаэвристический метод – алгоритм имитации отжига (simulated annealing algorithm). Результаты, представленные в исследовании, показали, что целевая функция исследуемой проблемы значительно улучшилась