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Configuracao de Atrasos em redes de semáforos usando algoritmos genéticos

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Trabalho de disciplina de inteligência artificial. Uso de algoritmos genéticos para configurar uma rede de semáforos em relação aos atrasos e estados iniciais.

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Configuracao de Atrasos em redes de semáforos usando algoritmos genéticos

  1. 1. Otimização de Atrasos em Redes de Semáforos usando Algoritmo Genético Aluno: Murilo Augusto Tosatti Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO) Curso de Ciência da Computação – Inteligência Artificial
  2. 2. Introdução <ul><li>Motivação </li></ul><ul><li>Descrição do Problema </li></ul><ul><li>Descrição da Solução </li></ul><ul><li>Resultados Obtidos </li></ul><ul><li>Limitações </li></ul><ul><li>Demonstração do Sistema </li></ul>
  3. 3. Motivação <ul><li>Aumento constante de veículos nas vias urbanas </li></ul><ul><li>Mecanismos de Controle de Tráfego </li></ul><ul><ul><li>Redutores de Velocidade </li></ul></ul><ul><ul><li>Placas de Sinalização </li></ul></ul><ul><ul><li>Agentes de Trânsito </li></ul></ul><ul><ul><li>Semáforos </li></ul></ul>
  4. 4. Motivação <ul><li>Configuração dos semáforos é complexa </li></ul><ul><li>Falha leva a engarrafamentos </li></ul><ul><ul><li>Desconforto e Impaciência </li></ul></ul><ul><ul><li>Poluição </li></ul></ul><ul><ul><li>Gastos </li></ul></ul><ul><ul><li>Desrespeito à sinalização </li></ul></ul><ul><ul><li>Acidentes </li></ul></ul><ul><ul><li>Assaltos </li></ul></ul>
  5. 5. Descrição do Problema <ul><li>Semáforos Isolados </li></ul><ul><ul><li>Direções de Fluxo </li></ul></ul><ul><ul><li>Atrasos ou Tempos de Verde </li></ul></ul><ul><ul><li>Timer </li></ul></ul><ul><li>Redes de Semáforos </li></ul><ul><ul><li>Comunicação das Vias </li></ul></ul><ul><ul><li>Atuação Combinada </li></ul></ul>
  6. 6. Descrição do Problema <ul><li>Resolução Exata = Explosão Combinatória </li></ul><ul><li>Complexidade Computacional Intratável </li></ul><ul><li>Exemplo: </li></ul><ul><ul><li>9 cruzamentos </li></ul></ul><ul><ul><li>2 sentidos </li></ul></ul><ul><ul><li>Atrasos de 10 a 120 segundos (múltiplos de 5) </li></ul></ul><ul><ul><li>(23 2 x 120) 9 = aprox. 1,5 x 10 43 soluções </li></ul></ul>
  7. 7. Descrição da Solução <ul><li>Algoritmo Genético </li></ul><ul><ul><li>Busca inteligente pelo espaço de soluções </li></ul></ul><ul><ul><li>Configurações boas em tempo aceitável </li></ul></ul><ul><li>Simulador de Tráfego </li></ul><ul><ul><li>Analisar as soluções encontradas </li></ul></ul>
  8. 8. Descrição da Solução <ul><li>Indivíduo </li></ul><ul><ul><li>Conjunto de configurações de Semáforos </li></ul></ul><ul><li>Gene (configuração de semáforo) </li></ul><ul><ul><li>Direção com Verde Inicial </li></ul></ul><ul><ul><li>Timer Inicial </li></ul></ul><ul><ul><li>Conjunto de Atrasos </li></ul></ul>1 55 20 30 0 0 35 95 1 30 10 10
  9. 9. Descrição da Solução <ul><li>Operadores </li></ul><ul><ul><li>Cruzamento </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Uniforme </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Um ponto </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Mutação </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Inversão </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Alteração Pontual </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Troca </li></ul></ul></ul>
  10. 10. Descrição da Solução <ul><li>Seleção </li></ul><ul><ul><li>Roleta Viciada </li></ul></ul><ul><ul><li>Seleção por Torneio </li></ul></ul><ul><ul><li>Seleção por Ranking </li></ul></ul>
  11. 11. Descrição da Solução <ul><li>Avaliação: Simulador </li></ul><ul><ul><li>Vias </li></ul></ul><ul><ul><li>Cruzamentos - Semáforos </li></ul></ul><ul><ul><li>Caminhos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Densidade de Tráfego </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Carros </li></ul></ul>
  12. 12. Descrição da Solução
  13. 13. Descrição da Solução <ul><li>Iteração = 1 segundo do tempo real </li></ul><ul><li>Tempo de vida dos carros nas vias </li></ul><ul><li>Tempo parado </li></ul><ul><li>Engarrafamentos ( Overflows ) </li></ul>
  14. 14. Descrição da Solução
  15. 15. Descrição da Solução
  16. 16. Descrição da Solução
  17. 17. Descrição da Solução
  18. 18. Descrição da Solução
  19. 20. Resultados <ul><li>Simulações com pior e melhor indivíduo </li></ul><ul><li>Ganhos de fluxo </li></ul><ul><li>Minimização de engarrafamentos e tempo de espera em fila </li></ul>
  20. 21. Limitações <ul><li>Vias com uma faixa </li></ul><ul><li>Velocidade dos carros </li></ul><ul><li>Tempo de Cruzamento </li></ul><ul><li>Definição manual </li></ul><ul><ul><li>Caminhos </li></ul></ul><ul><ul><li>Densidade de Fluxo </li></ul></ul>

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