基于深度强化学习的单路口交通信号控制

合理的交通信号灯控制方案能减少交叉口处的排队长度,缓解交通拥堵问题.路口交通流具有非线性、时变性、不确定性等特点,对其建模困难,从而导致无法借助其精确的数学模型来优化交通信号控制方案.本文将深度强化学习方法应用到交通信号控制问题,深度强化学习Agent以减少路口处的排队车辆总数为目标,通过观察交叉口处所有入口车道的状态进行相位控制;使用SUMO仿真平台对本文提出的控制方法进行了仿真实验.实验结果表明,相较于定时控制方法,本文提出的基于深度强化学习的控制方法能显著减少交叉口处的排队车辆数,缓解交通拥堵.     

城市交通信号控制的新思路——基于综合待行区的交通控制方法研究

在分析传统交叉口交通信号控制模式的基础上,对目前热议的基于综合待行区的交通信号控制方法进行了研究。重点对该方法的工作原理、控制参数、停车线位置选取进行了研究,以最大通行流量为目标函数,分析了相位顺序及配时的设计原则,通过对比仿真案例交叉口运行前后的实测数据,结果表明基于综合待行区的交通信号控制较传统控制方法具有较大的优势。     

车联网环境下连续信号交叉口协同控制模型

智能交通信号控制技术是缓解交通拥堵的重要手段。为解决传统强化学习算法应用到连续多交叉口的局限性问题，提出了1种基于上下层神经网络的连续交叉口交通信号控制模型。控制模型由下层神经网络选择当前状态下可能的最优控制策略，再由上层神经网络根据各路口车均延误进行二次调整，将最终控制策略应用到多交叉口的相位配时中。以典型连续3个交叉口为例，通过SUMO仿真平台对模型进行仿真验证，在低与高饱和度下，该控制模型分别对车均延误降低了23.6%和26%，排队长度降低了8.4%和9.4%。实验数据表明，该模型可有效提高连续交叉口道路通行能力，为缓解城市交通拥堵提供了1种有效技术手段。      

基于Vissim仿真软件的交通信号配时研究

研究了交通信号配时，阐述了平面交叉口单点信号控制配时设计的具体方法和过程，以及各种交通信号配时参数的确定方法、标准及依据，并将其应用于长春市一个极具代表性的5路交叉口；在现有配时方案的基础上，设计多个不同时段的新方案，并利用仿真软件Vissim对其进行模拟，从模拟结果中选取适当参数加以综合比较，评选出最优方案。     

信号控制下交叉口延误计算方法研究

为了对交通信号控制参数进行优化,需要对交叉口延误进行定量的分析与计算。根据信号控制交叉口理论,在以往定时信号延误研究的基础上,基于交叉口一个进口方向的车辆延误分析,针对交叉口各进口方向同时处于非饱和与同时处于过饱和交通状况,分析并推导了交叉口延误公式.并用具体的算例说明了公式的用法。公式表明了交叉口延误与信号控制参数、车辆到达率等参数之间的动态关系,为进一步研究交通信号自适应控制方法和建立交通信号控制参数优化的性能指标函数提供了信息。     

相位相序安排与交叉口设计之间的关系

交叉口信号控制中,相位相序的安排与交叉口设计之间存在着非常密切的关系,两者之间需要相互协调、相互适应,才能充分发挥交通信号的效益。目前,由于交叉口设计与相位相序安排不适应造成的交叉口时空资源损失和事故隐患越来越多。另外,多数交通控制系统中对相位相序的优化考虑较少,更少涉及与交叉口设计相适应的调节方法。随着交叉口设计在中国的普及,它的不适应性也会凸显。因此有必要进一步研究两者之间的关系,以更大限度地提高交叉口通行能力利用率,减少事故隐患,同时为智能交通信号控制系统提供优化根据。     

MDP下基于特征表示强化学习的自适应交通信号控制

将传统强化学习算法应用到交叉口自适应交通信号控制中,存在着维数灾难的问题,即状态和动作空间大小随着交叉口的增加而呈指数增长。因此,将交叉口自适应交通信号控制问题看成马尔科夫决策过程(MDP)问题,通过有效地利用基于特征的状态表示和线性平均函数估计思想,减少了计算复杂度,保证了收敛性。在设置的多交叉口交通环境下,仿真试验表明:在不同的交通需求水平和车流到达分布下,此算法均优于定时控制和传统的强化学习算法,并且其参数θ和学习步数是收敛的。     

基于移动控制代理技术的交叉口交通信号控制算法

基于移动控制代理技术和“当地简单,远程复杂”的控制思想,提出了一种新型的交叉口交通信号控制算法。采用移动控制代理软件把多种交叉口信号控制算法“打包”成可在计算机网络上分发的移动控制代理(Mobile Control Agent,MCA);由位于远程监控层的网络调度器,根据交叉口实时交通流状况向交叉口信号控制器派遣或召回相应的MCA,从而实现“按需控制”。这种做法可降低交叉口信号控制器所需的内存等计算资源,实现低成本自适应智能交通信号网络化控制。     

北京市交通信号管理与控制平台设计及应用

在分析现有交通信号系统的特性以及存在问题的基础上,以对现有信号系统进行有效整合、综合利用交通流数据、提高交通信号控制的管理水平为目标,设计了1种集成的交通信号控制平台,并给出了平台在北京市交通信号管理与控制系统中的应用。     

城市错位交叉口信号控制方案优化研究

针对城市中心地区较为常见的错位交叉口带来的交通问题,结合南京市中航科技城开发建设项目,对错位交叉口的交通信号联动控制方法进行研究,以保证错位交叉口运行的顺畅性和安全性.基于错位交叉口信号联动控制模型的建立,以南京市航空路一瑞金路一尚书巷形成的错位交叉口为研究对象,利用Vissim建立错位交叉口的仿真环境,对城市错位交叉口的运行状态进行了评价.研究结果表明通过优化错位交叉口信号控制策略,可以提高错位交叉口的通行能力,减少交叉口车辆的延误,达到改善交叉口运行环境的目的.     

一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法

针对传统的单交叉口交通信号控制方法考察不全面和运算量大等缺陷，引出了“大相位”的概念。提出了一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法，通过分析和仿真，对该信号控制方法的有效性进行了验证。仿真结果表明，该方法有效地提高了控制效果和计算效率，特别是在路口交通量相差较大和变化较快的情况下。     

平面交叉口信号模糊控制与仿真

在分析平面交叉口交通信号控制问题的基础上，根据车辆感应控制理论和模糊控制理论，提出了一种平面交叉口信号的多相位多级模糊控制方案，仿真结果表明其优于相位定周期控制。     

不良天气和路面环境对交通信号配时方案的影响

针对不良天气和路面环境下沿用正常天气交通信号配时方案时信号控制效益下降的问题,从不良天气和路面环境下交通流运行特征入手,分析了因天气和路面环境改变导致的以经典信号控制理论为优化基础的信号配时方案演变情况,采用Vissim软件建立了哈尔滨市嵩山路与淮河路交叉口良好天气与雪天的交通信号控制仿真模型,并进行了案例分析.分析表明:雪天及时调整信号配时方案,与仍采用良好天气情况下的信号配时方案相比,能有效降低车辆在信号交叉口的停车次数和延误,提高交叉口的通行效率.这一分析结果适用于所有不良天气和路面环境下的交通信号优化控制.     

自适应信号控制下交叉口延误计算方法研究

为了研究交通信号的自适应控制方法,需要对交叉口延误进行定量的分析与计算。本文根据信号交叉口理论,在以往定时信号延误研究的基础上,基于交叉口一个进口方向的车辆延误分析,推导了信号控制交叉口不同交通运行状况下的交叉口延误公式;进而对自适应信号控制下交叉口延误的计算方法进行了研究,提出了自适应信号控制下交叉口延误的计算方法———根据交叉口各进口方向不同的交通运行状况以及所处的相序选择相应的公式计算交叉口各进口方向的车辆延误,然后对其求和,得到交叉口延误。     

交通信号模拟演示控制机的设计与实现

基于现代城市交通控制的要求以及作为科技人员研究交通信号控制的模拟演示平台的需要,设计并实现了交通信号模拟演示控制机,阐述了交通信号模拟演示控制机的结构与功能,并对各组成部分的工作原理及软件流程进行了分析。     

信号交叉口混合交通流控制仿真系统研究

运用交通流控制理论建立了信号交叉口混合交通流控制优化仿真模型,并利用VB搭建了交叉口内混合交通流控制仿真系统平台,选用VC 作为仿真二次开发工具,对微观仿真软件Vissim进行二次开发和参数校正;采用遗传-混沌混合优化方法,利用Matlab编程实现其优化计算.并以武汉市中山路-胭脂路的小东门交叉口为例,进行交叉口信号设计与仿真,实践证明所开发的微观仿真系统具有较强的实用性.     

十字交叉口的单口放行与对称放行相位设计方法对比研究

十字交叉口是城市道路中最典型的交叉口类型,其相位设计方法的优劣直接影响交叉口的服务水平高低。以广东省东莞市虎门大道-连升路十字交叉口为例,比较单口放行方式和对称放行方式2种相位设计方法的特性,并通过Vissim交通仿真建模,分析对比在高峰、平峰、低峰等3种交通需求下2种相位设计方法的平均延误时间、排队长度、停车次数等交通信号控制性能指标优劣。仿真结果表明,对十字交叉口而言,交通流量不均衡时宜采用单口放行相位设计方法,交通流量均衡时宜采用对称放行相位设计方法。      

单交叉口信号配时的动态优化

为了缓解城市交通压力,根据实时单交叉口交通数据,利用模糊控制理论,结合matlab软件,以缩短车辆平均延误时间为目标,对各个相位的信号配时进行动态优化,使单交叉口的绿灯时间及周期成为可变参数。仿真结果表明,与传统信号控制方式相比,本文所提出的交通信号配时控制效果更好,车辆平均延误时间更少。     

逆向可变车道动态切换及信号控制优化方法

为弥补逆向可变车道切换控制方法判断条件较为单一,且配套的信号控制方法难以适应交通流动态变化的不足,提出逆向可变车道动态启停切换及交通信号优化控制方法.根据交叉口流向饱和度、车道切换效益与车道切换时间间隔等指标获取逆向可变车道动态切换控制决策,实现逆向可变车道的动态开启和关闭;同时,利用检测器获取车辆到达率、车道饱和流率与剩余排队车辆数等实时交通流数据,根据车流到达驶离图示推导交叉口车均延误计算公式.引入左转车道释放流率系数,修正左转车道释放流率,改进了交叉口延误计算公式,构建以延误最小为目标的交叉口信号配时动态优化模型.最后,以武汉市古田四路-长丰大道交叉口为对象开展了仿真实验,结果表明:相比于定时切换控制方式,动态切换控制与信号配时动态优化方式下的逆向可变车道交叉口车均延误减少6.7%~14.9%,含有逆向可变车道进口方向的左转车均延误减少7.6%~15.6%,平均排队长度减少6.4%~21.9%,验证了动态控制方法提升交叉口运行效率的有效性.      

基于车队离散模型的交叉口关联度量化方法研究与试验

分析了常用的基于流量、距离、周期的交叉口合并控制原则,提出了综合因素关联度量化方法,考虑交通流量、交叉口距离、车队离散特性等因素,基于车队离散模型,构建相邻交叉口间关联度的量化公式,建立指标修正公式,结合实际分析模型的可靠性,获得反映综合因素的关联度值,为子区交通信号控制提供是否合并控制的决策支持。采用仿真软件进行模型应用,选择了具有典型意义的700 m相邻交叉口,以及4个交通流平稳上升的时段,进行关联度值计算,并根据是否合并的决策支持调整信号控制参数。结论表明:对于单一原则难以界定的边缘性合并判断,基于车队离散模型的量化综合判断方法能够有效地解决,并为交通信号协调控制决策。