Synchronization of traffic lights in smart cities

dc.contributor.authorZERROUG , Rafik
dc.contributor.authorALIOUAT , Zibouda Supervisor
dc.date.accessioned2026-07-08T08:14:16Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractNowadays, STLSs (Smart Traffic Light Systems) are widely adopted by smart cities to control traffic lights. They often rely on dedicated equipment like camera and sensors to collect traffic data. However, STLSs in urban areas are not flexible enough to efficiently manage traffic tricky problems such , emergencies, etc. Therefore, the increasing need of automatic synchronized STLS system of various traffic controllers at different intersections which performed with reduced occupancy and waiting time benefits becomes a major concern. This is crucial for meeting the optimized traffic parameters of multiple intersections and driver's needs. Our objective is to develop a new system, called ADSTLS (Adaptive and Dynamic Smart Traffic Light System) to address traffic management at an intersection, solving the challenging problem of traffic congestion while prioritizing emergency vehicles. Therefore, we have proposed a system with new hybrid traffic flow model that combines a cycle model and a phase model for optimizing and efficiently managing traffic light planning, along with a decision-making approach focused on reducing congestion and average vehicle waiting time. By collecting traffic data, the system automatically extracts useful traffic information using computer vision and computing standard traffic metrics. Moreover, we proposed two-traffic modes for regular and emergency vehicles to achieve an optimal decision-making process. The first mode, the dynamic mode, select the best phase using the Weight Chicken Swarm Optimization (WCSO) algorithm to ensure an optimal vehicle waiting time and queue occupancy at the city’s intersection. The second mode, the adaptive mode, determines the priority direction based on the distance of emergency vehicles and their priority levels. We have also proposed extending ADSTLS system using the multi-agent paradigm to improve the system’s performance in terms of execution time. To demonstrate our approach, we have presented a simulator applied to a real case study of EL‐Hidhab Setif city intersection. The experimental results showed a decrease in the average vehicle waiting time (31 s) and queue occupation rate (33.82%) across all simulated traffic scenarios. Furthermore, compared to other car types, emergency vehicles usually had much shorter wait times.
dc.description.sponsorshipDe nos jours, les systèmes de feux de circulation intelligents (STLS) sont largement adoptés dans les villes intelligentes pour contrôler les feux de circulation. Ils s'appuient souvent sur des équipements dédiés tels que : les caméras, les capteurs, etc. pour collecter des données sur le trafic. Cependant, les STLSs dans les zones urbaines ne sont pas assez flexibles pour gérer efficacement les embouteillages et les véhicules d’urgences. Par conséquent, le besoin croissant d'un système STLS automatique et synchronisé de divers contrôleurs de trafic à différentes intersections, qui fonctionne avec une réduite et des avantages en termes de temps d'attente, devient une préoccupation majeure. Ceci est crucial pour répondre aux paramètres de trafic optimisés de plusieurs intersections et aux besoins des . Notre objectif est de développer un nouveau système, appelé ADSTLS (Système adaptatif et dynamique de feux de circulation intelligents) pour gérer le trafic à une intersection, en résolvant le problème difficile des embouteillages tout en donnant la priorité aux véhicules d'urgence. . Nous avons donc proposé un système avec un nouveau modèle hybride de flux de trafic qui combine, un modèle de cycle et un modèle de phases pour optimiser et gérer efficacement la planification des feux de circulation, ainsi qu'une approche décisionnelle axée sur la réduction des embouteillages et du temps d'attente moyen des véhicules. En collectant des données sur le trafic, le système extrait des informations utiles sur le trafic en utilisant la vision par ordinateur et en calculant des métriques du trafic. En outre, nous proposons deux modes de circulation pour les véhicules ordinaires et les véhicules d'urgence afin de parvenir à un processus décisionnel optimal. Le premier mode : le mode dynamique, sélectionne la meilleure phase à l'aide de l'algorithme d’optimisation « Weight Chicken Swarm (WCSO) » afin de garantir un temps d'attente optimal pour les véhicules et l'occupation des files d'attente aux intersections de la ville. Le second mode, le mode adaptatif, détermine la direction prioritaire en de la distance des véhicules d'urgence et de leurs niveaux de priorité. Nous avons également proposé le système ADSTLS en utilisant le paradigme multi-agents pour améliorer la performance du système en termes de temps d'exécution. Pour montrer la faisabilité de notre approche, nous avons réalisé un simulateur que nous avons appliqué à une étude de cas réelle de l'intersection de la cité EL-Hidhab, ville de Sétif. Les résultats expérimentaux ont montré une diminution du temps d'attente moyen des véhicules (31 s) et un taux d'occupation des files d'attente (33,82 %) dans tous les scénarios de trafic simulés. En outre, par rapport aux autres types de véhicules, les véhicules d'urgence ont également des temps d'attente beaucoup plus courts .
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1929
dc.language.isoen
dc.publisherSetif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Sciences
dc.subjectSmart cities
dc.subjectTraffic Controllers
dc.subjectCongestion
dc.subjectADSTLS
dc.subjectOptimization
dc.subjectWCSO
dc.subjectPriority
dc.subjectChronological Coordination.
dc.titleSynchronization of traffic lights in smart cities
dc.typeThesis

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