Thesis subject is a project documentation as a proposal of reconstruction of level crossing in Hradecká street to elevated crossing. Proposal is based on research of traffic intensity and consequential assessment of traffic capacity. Another thesis subject is a verification of potencial proposal of elevated crossing in Sportovní street and Hradecká street, which exists only in one way in present. This proposal is only indicative and can be used for next stage of project documentation. Proposal of crossing in Hradecká and Palackého třída includes design of beam of elevated crossing and design of cover crossing. Elevated crossing of Sportovní and Hradecká is designed as a beam of crossing, which runs on bridge construction of concrete.

In der vorliegenden Arbeit wird eine prädiktive Fahrstrategie vorgestellt, die auf Basis von Ampel-Fahrzeug-Kommunikationsdaten generiert wird. Dazu wird ein aktueller Ansatz für eine prädiktive Fahrstrategie zur Annäherung an eine Lichtsignalanlage (LSA) untersucht. Es werden verschiedene Optimierungsansätze deutlich, von denen ein großer Teil bei der Systemerweiterung berücksichtigt wird. Bei der Analyse konnte gezeigt werden, dass die bisherige Strategieempfehlung durch den Einfluss vorausfahrender Verkehrsteilnehmer eingeschränkt wird. Es ergaben sich potentielle Problemsituationen, welche sich im realen Straßenverkehr negativ auf die Funktionalität des Fahrerassistenzsystems (FAS) auswirken. Für Anfragen des Öffentlichen Personen Nachverkehrs (ÖPNV) wurde ermittelt, dass keine allgemeingültigen Aussagen über die Eignung der Assistenzfunktion gegeben werden können. Die wesentliche Neuerung zu bisheriger Strategieansätze für die Annäherung an Knotenpunkte mit LSA ist die Berücksichtigung anderer Verkehrsteilnehmer. Dazu werden die neuen Größen effektive Freigabezeit und virtuelle Position der Haltelinie eingeführt, auf Basis derer die Strategieempfehlung des FAS an die Anzahl wartender Fahrzeug angepasst wird. Zur Untersuchung des möglichen Energieeinsparpotentials durch den Einsatz eines FAS wurde ein Simulationsmodell in MATLAB/SIMULINK entwickelt. Mit dessen Hilfe konnten verschiedene Situationen dargestellt werden, an denen der Einfluss der Funkreichweite sowie die Auswirkungen der Warteschlange auf das FAS verdeutlicht werden. Ferner kann der positive Effekt auf den Kraftstoffverbrauch und die Haltezeit an der LSA bestätigt werden. Das Simulationsmodell stellt eine gute Grundlage für weiterführende Untersuchung dar und kann an unterschiedliche Situationen angepasst werden. Um den Nutzen auch praktisch zu verifizieren wird eine Reihe von Fahrversuchen durchgeführt. Dem Fahrer wird dabei die Strategie in einem Display visualisiert. Für Situationen, in denen der Fahrzeugstillstand vermeidbar ist erhält dieser eine Geschwindigkeitsempfehlung. Ist ein Stillstand nicht vermeidbar, so erfolgt unmittelbar vor der Haltelinie, die Ausgabe der Restlaufzeit der Rotphase. Bei der Versuchsauswertung wird das Einsparpotential deutlich. Durch eine entwickelte GUI wird dem Fahrer eine Strategie auf dem Display visualisiert. Innerhalb mehrerer Versuchsfahrten konnten das FAS erprobt und in der anschließenden Versuchsauswertung klar die Verbesserungen aufgezeigt werden.:Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielsetzung der Arbeit 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Stand der Technik 2.1 System Fahrer-Fahrzeug-Verkehr 2.2 Fahrerassistenzsysteme 2.2.1 Klassifizierung nach Art der Fahrerunterstützung 2.2.2 Klassifizierung nach Fahraufgabenebene 2.2.3 Prädiktive Fahrerassistenzsysteme 2.2.4 Kreuzungsassistenz 2.3 Kooperative Systeme 2.3.1 Forschungsaktivitäten in Europa 2.3.2 Fahrerassistenzsysteme zur Reduktion der Fahrzeugemissionen 2.4 Berechnung des Kraftstoffverbrauches 2.5 Positionsbestimmung im Strassenverkehr 2.5.1 Aufbau eines Satellitennavigationssystems 2.5.2 Ablauf einer Positionsbestimmung 2.5.3 Fehlerquellen und Ursachen bei der Positionsbestimmung 2.5.4 Genauigkeit der Positionsbestimmung 2.5.5 Verarbeitung der Positionsdaten 2.6 Lichtsignalanlagen (LSA) 2.6.1 Definition wichtiger Begriffe 2.6.2 Überblick über Steuerungsverfahren 2.6.3 Umschaltung zwischen Signalprogrammen 2.6.4 Bevorrechtigungsarten für den ÖPNV 3 Analyse des bestehenden Systems 3.1 Fahrprofile zur Annäherung an LSA 3.2 Nutzen des Assistenzsystems 3.3 Ausgangslage des bisherigen Fahrerassistenzsystems 3.3.1 Phasenzyklus 3.3.2 Fahrzeugortung 3.3.3 Kommunikationsdaten des Ampelmoduls 3.3.4 Strategieansatz 3.4 Analyse der Strategieempfehlung 3.5 Optimierungsansätze 4 Erweiterter Systementwurf 4.1 Rahmenbedingungen und Vorgaben 4.2 Entscheidungssystem 4.3 Einfluss von Fahrzeugkolonnen 4.4 Effektive Freigabezeit und Rückstaulänge 4.5 Untersuchung der Geschwindigkeitsregelgrenzen 4.6 ÖPNV - Umgang mit dynamischen Signallaufzeiten 4.7 Ermittlung einer Fahrstrategie 4.8 Zusammenfassung der Optimierung 5 Simulative Untersuchung 5.1 Longitudinalmodell - Intelligent Driver Model – IDM 5.2 Modell zur Schätzung des Kraftstoffverbrauches 5.3 Aufbau des SIMULINK-Modells 5.4 Parametervariation und Ergebnisse 5.4.1 Rahmenbedingungen und Vorgaben 5.4.2 Einfluss der Funkreichweite 5.4.3 Einfluss der Pulklänge 5.5 Zusammenfassung 6 Experimentelle Untersuchung 6.1 Versuchsaufbau 6.2 Mensch Maschine Schnittstelle 6.3 Programmstruktur 6.4 Versuchsdurchführung 6.5 Ergebnis und Zusammenfassung 7 Zusammenfassung und Ausblick A Abbildungsverzeichnis B Tabellenverzeichnis C Literaturverzeichnis D Anhang / In this paper a predictive driving strategy is presented, which is generated based on car to infrastructure communication data. An actual approach for a driver assistance system has been analyzed to identify room for improvements. The additional benefit of the presented work is the consideration of other road users driving ahead of the ego-vehicle in the process of finding the optimal speed for approaching the traffic-light. A MATLAB/SIMULINK model has been developed, which allows the simulation of different traffic situations to investigate the fuel consumption benefit of a vehicle equipped with the considered system. It illustrates the influence of the radio range and the length of the queue in front of the stop line. Furthermore the positive effect to the fuel consumption of the developed system could be evaluated. The simulation model is a good basis for further tests and could be easily adapted to various situations and vehicles. In addition to the simulation, a human machine interface was developed for evaluating the advanced driver assistance system in test runs. The driver assistance system was tested in several situations to show the benefit of the system. It has been tested via multiple test runs. In the following test evaluation the improvement could clearly be shown.:Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielsetzung der Arbeit 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Stand der Technik 2.1 System Fahrer-Fahrzeug-Verkehr 2.2 Fahrerassistenzsysteme 2.2.1 Klassifizierung nach Art der Fahrerunterstützung 2.2.2 Klassifizierung nach Fahraufgabenebene 2.2.3 Prädiktive Fahrerassistenzsysteme 2.2.4 Kreuzungsassistenz 2.3 Kooperative Systeme 2.3.1 Forschungsaktivitäten in Europa 2.3.2 Fahrerassistenzsysteme zur Reduktion der Fahrzeugemissionen 2.4 Berechnung des Kraftstoffverbrauches 2.5 Positionsbestimmung im Strassenverkehr 2.5.1 Aufbau eines Satellitennavigationssystems 2.5.2 Ablauf einer Positionsbestimmung 2.5.3 Fehlerquellen und Ursachen bei der Positionsbestimmung 2.5.4 Genauigkeit der Positionsbestimmung 2.5.5 Verarbeitung der Positionsdaten 2.6 Lichtsignalanlagen (LSA) 2.6.1 Definition wichtiger Begriffe 2.6.2 Überblick über Steuerungsverfahren 2.6.3 Umschaltung zwischen Signalprogrammen 2.6.4 Bevorrechtigungsarten für den ÖPNV 3 Analyse des bestehenden Systems 3.1 Fahrprofile zur Annäherung an LSA 3.2 Nutzen des Assistenzsystems 3.3 Ausgangslage des bisherigen Fahrerassistenzsystems 3.3.1 Phasenzyklus 3.3.2 Fahrzeugortung 3.3.3 Kommunikationsdaten des Ampelmoduls 3.3.4 Strategieansatz 3.4 Analyse der Strategieempfehlung 3.5 Optimierungsansätze 4 Erweiterter Systementwurf 4.1 Rahmenbedingungen und Vorgaben 4.2 Entscheidungssystem 4.3 Einfluss von Fahrzeugkolonnen 4.4 Effektive Freigabezeit und Rückstaulänge 4.5 Untersuchung der Geschwindigkeitsregelgrenzen 4.6 ÖPNV - Umgang mit dynamischen Signallaufzeiten 4.7 Ermittlung einer Fahrstrategie 4.8 Zusammenfassung der Optimierung 5 Simulative Untersuchung 5.1 Longitudinalmodell - Intelligent Driver Model – IDM 5.2 Modell zur Schätzung des Kraftstoffverbrauches 5.3 Aufbau des SIMULINK-Modells 5.4 Parametervariation und Ergebnisse 5.4.1 Rahmenbedingungen und Vorgaben 5.4.2 Einfluss der Funkreichweite 5.4.3 Einfluss der Pulklänge 5.5 Zusammenfassung 6 Experimentelle Untersuchung 6.1 Versuchsaufbau 6.2 Mensch Maschine Schnittstelle 6.3 Programmstruktur 6.4 Versuchsdurchführung 6.5 Ergebnis und Zusammenfassung 7 Zusammenfassung und Ausblick A Abbildungsverzeichnis B Tabellenverzeichnis C Literaturverzeichnis D Anhang

In der vorliegenden Arbeit wurden Verfahren entwickelt und getestet, um Prioritätsstufen für öffentliche Verkehrsmittel zur fahrtkonkreten Beeinflussung von Lichtsignalanlagen zu ermitteln und darüber hinaus Anschlüsse im öffentlichen Personennahverkehr zu sichern. Die Testergebnisse zeigen, dass die Ziele, eine höhere Pünktlichkeit und eine höhere Anschlusssicherheit, sehr gut erreicht werden.

La siguiente Tesis de investigación propone implementar medidas de acoplamiento de la infraestructura sobre el diseño actual de la geometría vial en la intersección de la Av. José Matías Manzanilla con Av. J.J. Elías de la ciudad de Ica; con la finalidad de mejorar el desempeño de la seguridad vial urbana de peatones y usuarios vulnerables. Las propuestas de dichas mejoras, están basadas en las recomendaciones de la Federal Highway Administration – FHWA de los Estados Unidos, para la implementación de elementos de seguridad vial en intersecciones con semáforo. Para conocer el nivel de riesgo a la seguridad vial en el área de estudio, se determinaron la hora de máxima demanda para los peatones que transitan por estas avenidas, mediante recolección de datos volumétricos del flujo de tráfico multimodal. Además, se incorporaron al análisis, la información de la geometría de la intersección y las características actuales de los dispositivos de control semafórico y de señalización horizontal y vertical. Con el apoyo en la información recopilada, se implementaron la evaluación del desempeño de la situación actual de la seguridad vial con el programa de acceso libre VIDA-IRAP. Los resultados obtenidos indicaron serios cuestionamientos a la seguridad vial de los usuarios vulnerables, que serían superados con la implementación de las estrategias recomendadas en el presente trabajo. Asimismo, las recomendaciones propuestas en los puntos 4.2.5. y 4.2.6. del Capítulo 4 respectivamente, desarrollan un listado de verificación del alojamiento de peatones en las intersecciones con semáforo que puedan ser recogidas en una actualización de Manual de Seguridad Vial (MTC, MSV; 2017); así como, una serie de técnicas y procedimientos de levantamiento de información y clasificación de datos de los sitios en estudio, para aplicar modificaciones operacionales de semaforización, que favorezcan a la seguridad peatonal y que puedan ser recogidas en una actualización de Manual de Dispositivos de Control del Tránsito Automotor para Calles y Carreteras (MTC; MDCTACC, 2016). / The following research proposes to implement measures of coupling of the infrastructure on the current design of the road geometry at the intersection of Av. José Matías Manzanilla with Av. J.J. Elías in Ica city; in order to improve the performance of urban road safety for pedestrians and vulnerable users. The proposals for these improvements are based on the recommendations of the Federal Highway Administration - FHWA of the United States, for the implementation of road safety elements in signalized intersections. In order to know the level of risk to road safety in the study area, the rush hour demand was determined for pedestrians passing through these avenues, by collecting volumetric data on the multimodal traffic flow. In addition, the information on the geometry of the intersection and the current characteristics of signal control devices and horizontal and vertical signaling were incorporated into the analysis. With the support of the information collected, the performance evaluation of the current situation of road safety was implemented with the free access program VIDA-IRAP. The results obtained indicated serious questions to the road safety of vulnerable users, which would be overcome with the implementation of the strategies recommended in this work. Likewise, the recommendations proposed in points 4.2.5. and 4.2.6. of Chapter 4 respectively, develop a checklist of pedestrian accommodation at signalized intersections, that can be included in an update of the Road Safety Manual (MTC, MSV; 2017); as well as a series of techniques and procedures for collecting information and classifying data from the sites under study, to apply operational modifications signal timing, which favor pedestrian safety and which can be included in an update of the Control Devices Manual of Automotive Traffic for Streets and Highways (MTC; MDCTACC, 2016). / Tesis

Die Dissertationsschrift widmet sich einer systemtheoretischen Untersuchung zur verkehrsabhängigen Steuerung von Lichtsignalanlagen in Straßennetzwerken. Aus einem mathematischen Modell für den Verkehrsablauf auf Knotenzufahrten wird ein Verfahren abgeleitet, mit dem sich Umschaltzeitpunkte und Phasenwechsel flexibel an das tatsächliche Verkehrsgeschehen anpassen lassen. Der Ansatzpunkt ist, die einzelnen Knotenpunkte des Netzwerks lokal zu optimieren. Eine "Grüne Welle" soll sich von selbst einstellen, und zwar genau dann, wenn dadurch lokal Wartezeiten eingespart werden. Indem die lokale Optimierung in ein lokales Stabilisierungsverfahren eingebettet wird, können Instabilitäten aufgrund netzwerkweiter Rückkopplungen ausgeschlossen werden. Das vorgestellte Verfahren setzt sich aus drei Teilen zusammen: (i) einem lokalen Prognoseverfahren zur Bewertung von Schaltzuständen und Phasenübergängen bezüglich zukünftig entstehender Wartezeiten, (ii) einem lokalen Optimierungsverfahren, das jeder Phase einen dynamischen Prioritätsindex zuweist und die Phase mit höchster Priorität zur Bedienung auswählt und (iii) einem lokalen Stabilisierungsverfahren, das zum Einhalten einer mittleren und einer maximalen Bedienperiode korrigierend in die lokale Optimierung eingreift. Indem die Knotenpunkte ausschließlich über die Verkehrsströme gekoppelt sind, ergeben sich die Umschaltzeitpunkte unmittelbar aus den Ankunftszeitpunkten der Fahrzeuge selbst. Die Phasenwechsel stellen sich somit von selbst bedarfsgerecht ein. Simulationsergebnisse machen deutlich, dass sich aufgrund der höheren Flexibilität sowohl die Wartezeiten als auch der Kraftstoffverbrauch senken lassen.

Traffic light control (TLC) with transit signal priority (TSP) is an effective way to deal with urban congestion and travel delay. The growing amount of available connected vehicle data offers opportunities for signal control with transit priority, but the conventional control algorithms fall short in fully exploiting those datasets. This paper proposes a novel approach for dynamic TLC with TSP at an urban intersection. We propose a deep reinforcement learning based framework JenaRL to deal with the complex real-world intersections. The optimisation focuses on TSP while balancing the delay of all vehicles. A two-layer state space is defined to capture the real-time traffic information, i.e. vehicle position, type and incoming lane. The discrete action space includes the optimal phase and phase duration based on the real-time traffic situation. An intersection in the inner city of Jena is constructed in an open-source microscopic traffic simulator SUMO. A time-varying traffic demand of motorised individual traffic (MIT), the current TLC controller of the city, as well as the original timetables of the public transport (PT) are implemented in simulation to construct a realistic traffic environment. The results of the simulation with the proposed framework indicate a significant enhancement in the performance of traffic light controller by reducing the delay of all vehicles, and especially minimising the loss time of PT.

Public transport prioritization is used at signalized intersections to reduce travel times and increase the attractiveness of public transport. In the future, analog communication technologies for public transport prioritization are soon to be replaced by the promising vehicle-to-everything (V2X) technology. This abstract presents a holistic approach using V2X communication in public transport prioritization for an automated vehicle. In order to take full advantage of the V2X technology, this means to V2X-enable the traffic infrastructure and change the way of communication as well as the traffic light control. The approach was implemented and tested under real-life conditions at the research intersection Tostmannplatz in Braunschweig.

In AP 1.4 wurde ein Verfahren zur Schaltzeitprognose verkehrsabhängiger Lichtsignalanlagen entwickelt, welches auf eine Vielzahl weiterer Lichtsignalanlagen anwendbar ist. Weiterhin wurden (AP.1.4.5) im Bereich der spurgenauen Ortung, die auf Basis von GPS ermittelten Positionen durch Fusion mit anderen Sensordaten, wie der axialen Beschleunigungen und den Drehraten um die Fahrzeughochachse sowie der Einbeziehung einer digitalen Karte (Digital Enhanced Map), diese hinsichtlich einer Spurdetektion weiterhin verbessert. Im Bereich der Datenübertragung (LSA-Fzg.) konnte die erste Teilstrecke von der Verkehrsmanagementzentrale zum Serviceprovider im Labor untersucht werden. In AP 2.1 wurde eine auf der optimalen Steuerung basierte Methode zum Energiemanagement von seriellen Hybriden entwickelt. Die optimale Ansteuerung von Motor-Start-Stopp, Gangwahl und Momentenaufteilung wird modellprädiktiv unter Beachtung des Kraftstoffverbrauchs und der Schademissionen berechnet. Nach Anpassung auf praktische Randbedingungen, lässt sich diese Methode in zukünftigen Hybridfahrzeugen als optimales Energiemanagement nutzen. Die in AP 3.1 entwickelte Softwareumgebung zur gekoppelten Fahrzeug und Verkehrssimulation wurde an Beispielszenarien getestet. Für ein Modell der Versuchsstrecke wurde umfangreiche Analysen des Ampelassistenzfunktion in komplexen Verkehrsszenarien durchgeführt. Für eine Variation verschiedener Parameter, wie Wirkreichweite, Verkehrsstärke, usw. konnten Aussagen über das Potential getroffen werden. In Zusammenarbeit mit AP 3.3 wurde ein Ampelassistenzsystem und die Ansteuerung des Active-Force-Feedback Pedals im Demonstrator implementiert. In AP 3.3 wurde ein Konzept zur Darstellung von LSA-Daten im Fahrzeug erarbeitet. Dieses wurde in einem Versuchsträger umgesetzt. Dazu wurde der Versuchsträger hardwareseitig ertüchtigt, und für die Untersuchung verschiedener Varianten der Darstellung eingesetzt.

A fundamental question in a sequential decision making setting under uncertainty is “how to allocate resources amongst competing entities so as to maximize the rewards accumulated in the long run?”. The resources allocated may be either abstract quantities such as time or concrete quantities such as manpower. The sequential decision making setting involves one or more agents interacting with an environment to procure rewards at every time instant and the goal is to find an optimal policy for choosing actions. Most of these problems involve multiple (infinite) stages and the objective function is usually a long-run performance objective. The problem is further complicated by the uncertainties in the sys-tem, for instance, the stochastic noise and partial observability in a single-agent setting or private information of the agents in a multi-agent setting. The dimensionality of the problem also plays an important role in the solution methodology adopted. Most of the real-world problems involve high-dimensional state and action spaces and an important design aspect of the solution is the choice of knowledge representation. The aim of this thesis is to answer important resource allocation related questions in different real-world application contexts and in the process contribute novel algorithms to the theory as well. The resource allocation algorithms considered include those from stochastic optimization, stochastic control and reinforcement learning. A number of new algorithms are developed as well. The application contexts selected encompass both single and multi-agent systems, abstract and concrete resources and contain high-dimensional state and control spaces. The empirical results from the various studies performed indicate that the algorithms presented here perform significantly better than those previously proposed in the literature. Further, the algorithms presented here are also shown to theoretically converge, hence guaranteeing optimal performance. We now briefly describe the various studies conducted here to investigate problems of resource allocation under uncertainties of different kinds: Vehicular Traffic Control The aim here is to optimize the ‘green time’ resource of the individual lanes in road networks that maximizes a certain long-term performance objective. We develop several reinforcement learning based algorithms for solving this problem. In the infinite horizon discounted Markov decision process setting, a Q-learning based traffic light control (TLC) algorithm that incorporates feature based representations and function approximation to handle large road networks is proposed, see Prashanth and Bhatnagar [2011b]. This TLC algorithm works with coarse information, obtained via graded thresholds, about the congestion level on the lanes of the road network. However, the graded threshold values used in the above Q-learning based TLC algorithm as well as several other graded threshold-based TLC algorithms that we propose, may not be optimal for all traffic conditions. We therefore also develop a new algorithm based on SPSA to tune the associated thresholds to the ‘optimal’ values (Prashanth and Bhatnagar [2012]). Our thresh-old tuning algorithm is online, incremental with proven convergence to the optimal values of thresholds. Further, we also study average cost traffic signal control and develop two novel reinforcement learning based TLC algorithms with function approximation (Prashanth and Bhatnagar [2011c]). Lastly, we also develop a feature adaptation method for ‘optimal’ feature selection (Bhatnagar et al. [2012a]). This algorithm adapts the features in a way as to converge to an optimal set of features, which can then be used in the algorithm. Service Systems The aim here is to optimize the ‘workforce’, the critical resource of any service system. However, adapting the staffing levels to the workloads in such systems is nontrivial as the queue stability and aggregate service level agreement (SLA) constraints have to be complied with. We formulate this problem as a constrained hidden Markov process with a (discrete) worker parameter and propose simultaneous perturbation based simulation optimization algorithms for this purpose. The algorithms include both first order as well as second order methods and incorporate SPSA based gradient estimates in the primal, with dual ascent for the Lagrange multipliers. All the algorithms that we propose are online, incremental and are easy to implement. Further, they involve a certain generalized smooth projection operator, which is essential to project the continuous-valued worker parameter updates obtained from the SASOC algorithms onto the discrete set. We validate our algorithms on five real-life service systems and compare their performance with a state-of-the-art optimization tool-kit OptQuest. Being ��times faster than OptQuest, our scheme is particularly suitable for adaptive labor staffing. Also, we observe that it guarantees convergence and finds better solutions than OptQuest in many cases. Wireless Sensor Networks The aim here is to allocate the ‘sleep time’ (resource) of the individual sensors in an intrusion detection application such that the energy consumption from the sensors is reduced, while keeping the tracking error to a minimum. We model this sleep–wake scheduling problem as a partially-observed Markov decision process (POMDP) and propose novel RL-based algorithms -with both long-run discounted and average cost objectives -for solving this problem. All our algorithms incorporate function approximation and feature-based representations to handle the curse of dimensionality. Further, the feature selection scheme used in each of the proposed algorithms intelligently manages the energy cost and tracking cost factors, which in turn, assists the search for the optimal sleeping policy. The results from the simulation experiments suggest that our proposed algorithms perform better than a recently proposed algorithm from Fuemmeler and Veeravalli [2008], Fuemmeler et al. [2011]. Mechanism Design The setting here is of multiple self-interested agents with limited capacities, attempting to maximize their individual utilities, which often comes at the expense of the group’s utility. The aim of the resource allocator here then is to efficiently allocate the resource (which is being contended for, by the agents) and also maximize the social welfare via the ‘right’ transfer of payments. In other words, the problem is to find an incentive compatible transfer scheme following a socially efficient allocation. We present two novel mechanisms with progressively realistic assumptions about agent types aimed at economic scenarios where agents have limited capacities. For the simplest case where agent types consist of a unit cost of production and a capacity that does not change with time, we provide an enhancement to the static mechanism of Dash et al. [2007] that effectively deters misreport of the capacity type element by an agent to receive an allocation beyond its capacity, which thereby damages other agents. Our model incorporates an agent’s preference to harm other agents through a additive factor in the utility function of an agent and the mechanism we propose achieves strategy proofness by means of a novel penalty scheme. Next, we consider a dynamic setting where agent types evolve and the individual agents here again have a preference to harm others via capacity misreports. We show via a counterexample that the dynamic pivot mechanism of Bergemann and Valimaki [2010] cannot be directly applied in our setting with capacity-limited alim¨agents. We propose an enhancement to the mechanism of Bergemann and V¨alim¨aki [2010] that ensures truth telling w.r.t. capacity type element through a variable penalty scheme (in the spirit of the static mechanism). We show that each of our mechanisms is ex-post incentive compatible, ex-post individually rational, and socially efficient

El congestionamiento vehicular es uno de los problemas que más se agudiza en la ciudad de Lima. Este problema se ve reflejada en casi todas las calles y avenidas principales de la ciudad, debido a factores como el incremento del parque automotor que hacen colapsar la capacidad de la infraestructura y dejan en desuso la gestión de tránsito para la que fue diseñada; dicho de otra manera, el incremento del flujo vehicular ocasiona gran congestión, largas colas, prolongadas demoras y niveles de servicio deficientes. La zona de estudio a tratar se encuentra en el distrito de Surco y la vía intervenida es la avenida Caminos del Inca en el tramo del jirón Batallón Callao hasta el jirón Cádiz atravesando avenidas importantes como Velazco Astete e Higuereta. Esta avenida es una de las más transitadas del distrito de Surco a causa de los centros comerciales, institutos, universidades, entre otros, que se encuentran cercanas a esta importante arteria vial. Por ello, este trabajo de tesis tiene como objetivo principal disminuir la congestión vehicular de la Av. Caminos del Inca en el tramo de estudio y mejorar los niveles de servicio en sus intersecciones con la implementación de la ola verde a través del modelamiento y simulación en el software Synchro 8. Para la elaboración de este trabajo se recopilaron datos de campo como el aforo vehicular para determinar la hora punta y el volumen horario de máxima demanda vehicular, asimismo se realizó la medición de los ciclos semafóricos y sus faces en un día típico de la semana. Con todos estos datos compilados en el trabajo de campo, se obtuvieron los grados de saturación y los niveles de servicio actuales para que posteriormente sean evaluadas a fin de implementar la ola verde y optimizar el tránsito. Finalmente, con la implementación de la ola verde y las modificaciones de gestión de tráfico se obtuvieron mejoras notables como optimización de los niveles de servicio en las intersecciones, por ejemplo, en la intersección N° 01 pasó de C a B, en la N° 02 de F a D, en la N° 03 de C a B y en la N° 04 de C a B; asimismo, las esperas en las intersecciones disminuyeron favorablemente como se indica a continuación, en la intersección N° 01 Bajó de 20.1s a 16.7s, en la N° 02 de 332.2s a 35.3s, en la N° 03 de 239.9s a 11.4s y en la N° 04 de 37.0s a 6.3s; de igual forma, el tiempo de recorrido de un punto extremo, intersección N° 01, al otro, Intersección N° 04, mejoró considerablemente de 6 minutos y 30 segundos aproximadamente a 1 minuto y 28 |segundos debido a la sincronización progresiva del color verde de los semáforos en cada intersección. / Traffic congestion is one of the most acute problems in the city of Lima. This problem is reflected in almost all the streets and main avenues of the city, due to factors such as the increase in the vehicle fleet that collapses the capacity of the road infrastructure and leaves the traffic management for which it was designed in disuse; In other words, the increase in the flow of vehicles causes great congestion, long queues of vehicles, prolonged delays and poor service levels. The study area to be treated is in the district of Surco and the intervened road is the Caminos del Inca avenue in the stretch from Batallón Callao street to Cádiz street crossing important avenues such as Velazco Astete and Higuereta. This is one of most heavily traveled avenue in the district of Surco because of the shopping centers, institutes, universities, among others, that are close to this important traffic artery. Therefore, this thesis work has as main objective to reduce the vehicular congestion of this avenue and improve the service levels of its intersections with the implementation of the green wave through modeling and simulation in the Synchro 8 software. For the elaboration of this research work, field data were collected, such as the vehicle capacity to determine the peak hour and the hourly volume of maximum vehicular demand, as well as the measurement of the traffic light cycles and their faces in a typical day of the week. With all this data compiled in the field work, saturation degrees and current service levels were obtained so that later they can be evaluated in order to implement the green wave and optimize traffic. Finally, with the implementation of the green wave and traffic management modifications, notable improvements were obtained such as optimization of service levels at intersections, for example, at intersection No. 01 it went from C to B, at No. 02 from F to D, in No. 03 from C to B and in No. 04 from C to B; in the same way, the travel time from an extreme point, intersection No. 01, to the other, Intersection No. 04, improved considerably from 6 minutes and 30 seconds approximately to 1 minute and 28 seconds due to the progressive synchronization of the green colour of the traffic lights in each intersection. / Tesis