1.3 Controllo completamente attuato
1.3.2 Tipologie di controllo attuato
Le tecniche di controllo attuato esistenti sono molto diversificate tra loro [Cam01] ma, di base, vanno ad agire su tre fattori:
• sequenza variabile delle fasi;
• durate variabili dei verdi per ogni fase;
• durate variabili dei cicli semaforici causate dalla variabilità dei verdi.
Per quanto riguarda la modifica della sequenza delle fasi, esistono due tecniche di con- trollo principali: nel primo caso si possono realizzare dei piani con diverse e alternative sequenze di fasi, nel secondo caso il piano viene costruito attraverso la combinazione di fasi dipendenti dal traffico.
Le modalità di controllo legate all’adattamento del periodo di verde si basano sul con- trollo dei gap temporali tra i veicoli, sull’uso di metriche legate al grado di occupazione dell’intersezione oppure attraverso la rilevazione delle situazioni di congestione.[HFB+13] Ricordando che il periodo di verde deve comunque rispettare dei vincoli di durata mini- ma e massima, sono ora presentati alcuni dei criteri usati per stabilire quando è necessario terminarlo prima del raggiungimento del suo valore massimo.
1.3.2.1 Criterio a densità
Si basa sul gap temporale tra due veicoli. Viene quindi stabilito un valore soglia 4t, rappre- sentante il massimo tempo che può intercorrere tra il passaggio di due veicoli sul sensore. Se il gap tra veicoli è più basso di 4t, il verde viene prolungato di pari valore, altrimenti viene terminato.
1.3.2.2 Criterio a diminuzione di densità
Il criterio è simile al precedente ma il valore soglia non è costante. Col passare del tempo, il gap tra due veicoli deve essere sempre minore per garantire il mantenimento del verde. L’idea è quella di concedere prolungamenti più elevati all’inizio, quando la coda si muove più lentamente, e ridurli mano a mano che, in teoria, la coda si dirada.
1.3.2.3 Criterio a volume-densità
Il verde è compreso tra un valore minimo e uno massimo e mantenuto sulla base del gap tra i veicoli e dell’occupazione dei sensori di rilevazione del traffico.
1.3.2.4 Criterio ad occupazione-densità
Vengono utilizzati due diversi andamenti: uno in salita, legato al periodo di assenza dei veicoli, ed uno in discesa, legato al tempo di occupazione dei sensori. Con questo criterio si riesce a considerare meglio il passaggio di veicoli lenti o pesanti.[Cam01]
1.3.2.5 Controllo basato sulle fasi
Questo tipo di controllo attuato non va ad agire sulle durate dei verdi ma sulla sequenza delle fasi. Ai segnali del gruppo associato alla fase sono associate delle condizioni legate al cambio di fase. Quando compare una richiesta da parte di un flusso di traffico bloccato, tutte queste condizioni vengono controllate e, se tutte sono realizzate, è possibile passare ad una nuova fase. Tra due fasi si ha sempre una transizione della durata necessaria a far rispettare i tempi di sicurezza previsti.
1.3.2.6 Controllo basato sui gruppi di segnali
Questa modalità di controllo elimina il concetto di fase e necessita della sola dichiarazione di compatibilità o conflittualità tra i gruppi di segnali. Rispetto al controllo precedente, è molto più flessibile:
• L’inizio del verde per una corrente richiedente è vincolata alle sole condizioni di ter- minazione associate ai segnali verdi conflittuali e alla presenza di richieste a maggiore priorità;
• Tutte le possibili combinazioni di movimenti compatibili sono ammesse.
Venendo a mancare la definizione delle fasi, non si ha più la presenza delle transizioni di fase a garantire, per esempio, il soddisfacimento dei tempi di sicurezza e sgombero, per cui, prima di effettuare una commutazione di segnale, è necessario assicurarsi che ogni vincolo sia stato rispettato. Ad esempio, per le correnti di traffico attualmente libere è necessario che siano stati garantiti i tempi minimi di verde e controllare che non abbiano bloccato per un tempo eccessivo eventuali direzioni antagoniste che richiedono il verde. Dualmente, per i gruppi di segnali bloccati va verificato che siano presenti richieste e, qualora ce ne siano da parte anche di altri gruppi, quale sia la più prioritaria.[HFB+13]
Approccio Self-Organized
I
l settore delle intelligenze artificiali legato alla swarm intelligence studia sistemidi agenti semplici che, cooperando tra loro, mostrano un comportamento emer- gente definito intelligente. L’idea a cui si fa riferimento è la metafora delle colonie di insetti sociali, per esempio formiche o api, dove ogni individuo dimostra di avere una pro- pria autonomia ma, nonostante questo, l’intera colonia ha una sua organizzazione senza la presenza esplicita di un supervisore sovrastante tutti gli individui.Il motivo per cui ci si ispira a questo modello è perché una colonia di insetti sociali è, a tutti gli effetti, un sistema decentralizzato capace di risolvere problemi. Questi, tipicamente, sono la ricerca di cibo, l’espansione o costruzione del nido, la risposta a stimoli ed eventi esterni, tra cui pericoli o attacchi di cui bisogna avvertire l’intera colonia. Queste sono sfide che hanno diverse controparti nel mondo dell’ingegneria e dell’informatica e l’aspetto più interessante degli insetti sociali è la loro capacità di risolvere, in maniera flessibile e robusta, questi problemi. La flessibilità consente di adattarsi al mutare dell’ambiente circostante, quindi di adeguarsi a possibili situazioni impreviste, mentre la robustezza consente alla colonia la possibilità di funzionare anche in caso di fallimento di alcuni individui. Infine, gli insetti hanno capacità limitate, per cui è facile rappresentarli tramite dei semplici agenti autonomi capaci di auto-organizzarsi e di comunicare tra loro.
I sistemi che si basano su questa metafora sono costituiti da semplici agenti interagen- ti tra loro col fine di risolvere un problema che interessa l’intero gruppo. Il principale problema legato a questo approccio sta nel fatto che la soluzione al problema emerge dal comportamento e dalle interazioni degli agenti, non è cioè “programmabile”. La sfida sta quindi nell’individuare quali comportamenti inserire negli agenti e strutturare le interazioni
tra loro in modo da ottenere la soluzione al problema richiesto.[BDT99]