基于改进深度强化学习方法的单交叉口信号控制.pdf

基于改进深度强化学习方法的单交叉口信号控制 本文讨论了基于改进深度强化学习方法的单交叉口信号控制问题，该方法结合了深度学习和强化学习技术，以解决智能交通领域中的信号控制问题。文中首先讨论了现有的研究_methodology，指出这些方法忽略了信号灯状态对动作选择的影响以及经验池中的数据采样效率的问题。然后，文中提出了基于智能体模型设计的方法，将信号灯状态纳入状态设计，并引入动作奖惩系数来调节智能体动作选择，以满足相位最小绿灯时间和最大绿灯时间的约束。 文中还讨论了基于短期内交通流存在的时序相关性，采用优先级序列经验回放（Priority Sequence Experience Replay，PSER）的方式来更新经验池中序列样本的优先级，使得智能体获取与交通状况匹配度更高的前序相关样本。文中使用双Q网络和竞争式Q网络来进一步提升DQN（Deep Q Network）算法的性能，并在SUMO仿真平台上对算法进行验证，实验结果表明，提出的智能体模型优于无约束单一状态模型，在此基础上提出的算法能够有效缩短车辆平均等待时间和路口总排队长度，控制效果优于实际配时策略以及传统的DQN算法。 知识点： 1. 深度强化学习（Deep Reinforcement Learning）：结合深度学习和强化学习技术，用于解决智能交通领域中的信号控制问题。 2. 智能体模型设计（Intelligent Agent Model Design）：将信号灯状态纳入状态设计，并引入动作奖惩系数来调节智能体动作选择，以满足相位最小绿灯时间和最大绿灯时间的约束。 3. 优先级序列经验回放（Priority Sequence Experience Replay，PSER）：一种更新经验池中序列样本的优先级的方法，使得智能体获取与交通状况匹配度更高的前序相关样本。 4. 双Q网络（Double Q-Network）：一种用于提升DQN算法性能的方法，通过使用两个Q网络来估计状态价值函数和动作价值函数。 5. 竞争式Q网络（Dueling Q-Network）：一种用于提升DQN算法性能的方法，通过使用两个Q网络来估计状态价值函数和动作价值函数，并使用竞争机制来选择最优动作。 6. SUMO仿真平台（Simulation of Urban Mobility）：一种用于仿真智能交通系统的平台，用于验证算法的效果。 7. 信号控制（Signal Control）：智能交通领域中的一个重要问题，涉及到交通信号灯的控制和优化。 8. 动作奖惩系数（Action Reward and Punishment Coefficients）：用于调整智能体动作选择的系数，以满足相位最小绿灯时间和最大绿灯时间的约束。 9. 交通流时序相关性（Temporal Correlation of Short-term Traffic Flow）：指短期内交通流存在的时序相关性，影响着信号控制的效果。 10. 数据采样效率（Data Sampling Efficiency）：指经验池中的数据采样效率，对智能体模型的训练过程和性能产生重要影响。