【摘要】：近年來(lái),我國(guó)因城市交通擁堵帶來(lái)的一系列問(wèn)題日趨嚴(yán)重,智能交通控制技術(shù)的發(fā)展,有效地解決了部分城市交通問(wèn)題。區(qū)域協(xié)調(diào)信號(hào)控制可以顯著提高城市路網(wǎng)整體的通行效率,因而是智能交通控制技術(shù)的重點(diǎn)研究方向。本文研究降低局部路網(wǎng)車(chē)均延誤的區(qū)域協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法,論文的主要工作如下:1.局部路網(wǎng)區(qū)域平均延誤建模通過(guò)對(duì)交叉口相關(guān)性和局部路網(wǎng)交通流特性的分析,將區(qū)域平均延誤分為外部進(jìn)口道延誤和內(nèi)部進(jìn)口道延誤,進(jìn)一步針對(duì)交通流的整體性和離散性將內(nèi)部進(jìn)口道延誤分為均勻延誤和隨機(jī)延誤,在此基礎(chǔ)上,建立了區(qū)域平均延誤模型,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的有效性。2.單交叉口優(yōu)化控制研究單交叉口控制是區(qū)域協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ),論文研究單交叉口優(yōu)化控制的深度Q學(xué)習(xí)算法。為了進(jìn)一步提升部分可觀測(cè)馬爾可夫情形下的單交叉口控制性能,引入了深度循環(huán)Q學(xué)習(xí)算法。將交叉口進(jìn)口道的車(chē)輛表示成位置、速度和加速度矩陣,使得Q學(xué)習(xí)所需的狀態(tài)空間更符合實(shí)際狀態(tài)。在深度Q網(wǎng)絡(luò)中引入循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)LSTM,利用LSTM網(wǎng)絡(luò)記憶時(shí)間軸信息的能力,使得深度Q網(wǎng)絡(luò)提取到車(chē)輛的動(dòng)態(tài)信息。仿真實(shí)驗(yàn)表明,深度循環(huán)Q學(xué)習(xí)算法有效降低了交叉口的平均延誤。3.區(qū)域協(xié)調(diào)優(yōu)化控制將單交叉口的深度循環(huán)Q學(xué)習(xí)算法擴(kuò)展到局部路網(wǎng)中,采用動(dòng)作聯(lián)動(dòng)的多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法,進(jìn)行區(qū)域協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。為了提高算法的速度,使用分布式Max-plus算法獲得最優(yōu)聯(lián)合動(dòng)作,同時(shí)采用遷移學(xué)習(xí)對(duì)多交叉口進(jìn)行Q學(xué)習(xí)的初始化從而減少訓(xùn)練時(shí)間。仿真實(shí)驗(yàn)表明了本文所提的區(qū)域協(xié)調(diào)優(yōu)化算法有效地減少了區(qū)域內(nèi)車(chē)輛的平均延誤,提高了整個(gè)路網(wǎng)的通行能力。
【圖文】：

相位指的是在交叉口各個(gè)方向的交通流不產(chǎn)生沖突的情況下，某一時(shí)段某些逡逑交通流的放行方向，經(jīng)過(guò)Ｎ種放行方向后又回到初始的放行情況，則代表該交逡逑叉口有Ｎ個(gè)相位。實(shí)際中最為常用的是兩相位和四相位的控制模式。圖２．１所示逡逑是經(jīng)典的四相位交叉口示意圖。逡逑這四個(gè)相位的順序可以進(jìn)行調(diào)整，，不同的相位順序就是相序。逡逑邐邋Ｊ邋｜邐Ｊ邋［１ｔ邐１１邋邐兒邋｜Ｘ邐逡逑西邐西邐西邐＾—邐西邐＾—逡逑東邐東邐—、邐東邐—＇逡逑ｒ邐ｒ邐潔邋ｉｉｒ逡逑－Ｊ邋１１邐１１１邋Ｍｌ邋Ｉ＇ｌ逡逑相位１邐相位２邐相位３邐相位４逡逑圖２．１四相位示意圖逡逑７逡逑

＾邋ｍｏｄ（ｒ）邋＋邋ｒ邋＝邋＾．，＋１邐（３．４）逡逑交叉口邋＼＋｜累積到達(dá)流量示意圖如圖３．２所示：逡逑ｑｎ逡逑——－—ｔ逡逑——＾邐｜逡逑￣ｉ邐邐＞邐邐？逡逑＾＾＾邋ｔｇｒｅｅｎ邋＾邐ｔ逡逑？邐？逡逑Ｔ逡逑圖３．邋２頭部受阻累積車(chē)輛數(shù)示意圖逡逑圖中代表交叉口紅燈時(shí)間＿代表綠燈時(shí)間，車(chē)輛會(huì)在綠燈開(kāi)始后的ｔ逡逑時(shí)間內(nèi)離開(kāi)交叉口，那么可以得到逡逑＾Ｍ｛Ｔ邋＋邋ｔ）邋＝邋ＵＭｔ邐（３．５）逡逑ｆ邋Ｔ（ｈ＋＇逡逑ｔ邋￣邐（３．６）逡逑Ｈｍ逡逑圖３．２是累積車(chē)輛數(shù)和時(shí)間的關(guān)系，三角形ＡＢＣ的面積代表的是車(chē)隊(duì)所有車(chē)逡逑輛經(jīng)過(guò)交叉口的總延誤，記為ｒｆ，＋ｌ＞ｕｒｆ，則有：逡逑１８逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U491.54;TP181

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638139