[發明專利]一種基于多智能體的區域道路交通信號控制優化方法

在審

• 申請號: 202211078908.5
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115424461A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 任安虎;任洋洋
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G08G1/083
• 分類號: G08G1/083;G08G1/095;G06N3/08;G06F30/27
• 代理公司: 合肥繁知新知識產權代理事務所(普通合伙) 34278
• 代理人: 許立磊

本申請屬于道路交通信號控制技術領域，尤其是涉及一種基于多智能體的區域道路交通信號控制優化方法，包括S1：獵取交通干線交叉口信息和多模式交通流量模式；S2：對干線中的每個交叉口生成一個信號把握智能體。本發明中，仿真建模多模式交通干線與流量生成，訓練輸出多模式交通干線各交叉口的智能體；將每個交叉口的多模式交通信號把握設計為一個智能體，同時綜合考慮交通干線各交叉口的協作，以干線整體的人流量和延誤為目標優化訓練交通信號把握智能體，為道路交通管理者供應管控依據，實現交通干線整體最優的目標，以提升城市道路交通服務水平，基于多智能體的思想，提出環道交叉口的綠波協調控制方法，并進行仿真驗證。

技術領域

本發明涉及道路交通信號控制技術領域，具體涉及一種基于多智能體的區域道路交通信號控制優化方法。

背景技術

城市化進程不斷推動帶動著城市經濟的飛速發展，同時城市交通的問題也日益突出，擁堵問題已經成為各個城市的通病，由此引發的社會問題比如：汽車尾氣、交通事故、城市治理混亂等成為全社會關注的焦點。環道是城市中必不可少的交通組成部分，往往是一個城市的交通樞紐，起著緩解環境城市交通壓力，調節城市交通運行態勢的作用，同時也是交通量大、車流較密集的地方，城市環道如果產生擁堵現象，由于其幾何拓撲結構的影響，往往會波及到周邊的道路環境，造成大面積的交通擁堵，因此對城市道路的交通控制是非常有意義的。

交通控制的目的主要包括在以下幾個方面：一，增加交通安全，減少交通事故，具體來說就是通過實施交通控制，把可能發生沖突的交通流從空間和時間上分離開來，從而減少交通事故的次數，有效地保證交通安全；二，降低能源消耗，減少環境污染，具體來說就是良好的交通信號控制可以減少在路車輛的停車次數，使得車輛能夠在較佳的狀態下行駛，從而大大減少尾氣排放和能源消耗；三，減緩交通擁擠，提高交通效益，合理的交通控制，可以對交通流進行有效的引導以調度，使城市交通流保持在一種平穩的運行狀態，從而避免或減緩交通擁擠，縮短在路車輛的交通延誤，提高交通運輸的整體效益。

本發明的核心在于解決環道交叉口信號控制以及干道節點的暢通優化問題，將每個交叉口信號燈作為智能體，在實現改進的配時算法的基礎上達到單點信號控制最優，同時考慮多個交叉口的協調，研究基于多智能體的環道多交叉口信號協調問題，從而達到整個環道最優，解決城市環道目前存在的車輛延誤較大，高峰時段環道死鎖問題。

發明內容

本公開的主要目的在于提供了一種基于多智能體的區域道路交通信號控制優化方法，以有效解決發明人在上述背景技術提出的問題。

為達成上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于多智能體的區域道路交通信號控制優化方法，所述優化方法包括以下步驟：

S1：獵取交通干線交叉口信息和多模式交通流量模式，根據以上數據用法仿真軟件對模式交通干線進行仿真標定，還原多模式交通流量達到率；

S2：對干線中的每個交叉口生成一個信號把握智能體，交通干線n個交叉口對應n個智能體，智能體i讀取時刻tk該交叉口包含多模式交通位置、排隊長度、速度信息的狀態將狀態輸入智能體i在時刻tk時參數為的神經網絡，輸出交叉口智能體i在時刻tk的動作相位其中，表示在神經網絡參數下，選用動作相位ai且狀態為的狀況下的價值函數，簡稱q值，ai表示本交叉口 i可以放行的動作相位集和；

S3：初始化干線內全部智能體的神經網絡和閱歷回放池，設定訓練輪數，初始化仿真的多模式交通干線流量到達率，設定初始仿真時間t0，總仿真時間t，獵取各智能體的多模式交通狀態，以智能體i為例，獵取其對應交叉口 i在時刻tk的多模式交通局部觀看狀態，其中分別表示交叉口i在時刻tk的社會車輛狀態、公交狀態、行人及非機動車狀態；