Crowd simulation and probabilistic planning for traffic light optimization

Orientadores: Siome Klein Goldenstein, Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: O trânsito é um problema cada vez maior nas cidades, consumindo recursos e agravando a poluição; em São Paulo perdem-se cerca de R$33 bilhões por ano por causa do trânsito. Neste trabalho de mestrado desenvolvemos um sistema que une as áreas de simulação de multidões e planejamento probabilístico para otimizar semáforos de tempo fixo. Essas duas áreas apresentam algoritmos que permitem soluções eficientes para os problemas, mas a sua aplicação ainda depende largamente da intervenção de especialistas no problema a ser estudado, seja descrevendo o problema de planejamento probabilístico, seja interpretando os dados devolvidos pelo simulador. Nosso sistema diminui essa dependência ao utilizar autômatos celulares para simular o tráfego e gerar informações que são então utilizadas para descrever o problema de planejamento probabilístico. Com isso podemos: (i) reduzir a necessidade de coleta de dados, que passam a ser gerados pelo simulador e (ii) produzir bons planos para o controle de semáforos de tempo fixo sem que seja necessária a intervenção de especialistas para a análise dos dados. Nos dois testes realizados a solução proposta pelo sistema diminuiu o tempo médio de percurso em 18:51% e 13:51%, respectivamente Abstract: Traffic is an ever increasing problem, draining resources and aggravating pollution. In Sao Paulo, for instance, financial losses caused by traffic represent a sum of about R$33 billions a year. In this work we've developed a system that puts together the areas of Crowd Simulation and Probabilistic Planning to optimize fixed time traffic lights. Although both areas present good algorithms their use is limited by their reliance on specialists, whether to describe the probabilistic planning problem or to analyze the data produced by the simulations. Our approach contributes to minimize this dependence by using cellular automata simulations to generate the data that is used to describe the probabilistic planning problem. This allows us to: (i) reduce the amount of data collection, since the data is now generated by the simulator and (ii) produce good policies for fixed time traffic light control without the intervention of specialists to analyze the data. In the two tests performed the solution proposed by the system was able to reduce travel times by 18:51% and 13:51%, respectively Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação