基于交叉口多維狀態評估的信號配時優化研究
信息技術與網絡安全 6期
倪 茹
（中國科學技術大學 信息科學技術學院，安徽 合肥 230026）
摘要： 交叉口運行狀態的準確評估能夠為交通管理系統提供可量化的交叉口信息，為優化交叉口信號控制提供依據。針對當前交叉口運行狀態評估側重行車感受，客觀性不強，確定了結合機動車和行人需求的多維評估指標體系，利用AHP-變異系數雙層集成賦權模型確定各指標權重，得到交叉口運行評估模型。基于評估模型采用含噪聲的深度Q學習（NoisyNet DQN）算法進行信號配時優化研究。以合肥市某交叉口為例，基于交通仿真軟件證明了該方法能有效減緩交通擁堵，提高行人感受，具備較高的應用拓展性。
中圖分類號：U491.2
文獻標識碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2022.06.016
引用格式： 倪茹. 基于交叉口多維狀態評估的信號配時優化研究[J].信息技術與網絡安全，2022，41(6)：102-108.
文獻標識碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2022.06.016
引用格式： 倪茹. 基于交叉口多維狀態評估的信號配時優化研究[J].信息技術與網絡安全，2022，41(6)：102-108.
Research on signal timing optimization based on intersection multi-dimensional state evaluation
Ni Ru
(School of Information Science and Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)
Abstract： The accurate evaluation of intersection operation status can provide quantifiable intersection information for traffic management system and provide basis for optimizing intersection signal control. In view of the current intersection operation status evaluation focuses on driving experience and is not objective, this paper determines multi-dimensional evaluation index systems combined with the needs of motor vehicles and pedestrians, and uses the AHP variation coefficient double-layer integrated weighting model to determine the weight of each index, so as to obtain the intersection operation evaluation model. Based on the evaluation model, a NoisyNet deep Q-learning reinforcement learning algorithm is used to optimize the signal timing. Taking an intersection in Hefei as an example, based on traffic simulation software, it is proved that this method can effectively alleviate traffic congestion, improve pedestrian feeling, and has high application expansibility.
Key words : traffic evaluation; indicator system; AHP-coefficient of variation; deep reinforcement learning
0 引言
在城市交通網絡中，信號交叉口是削弱道路路網通行能力的“滯點”，因此交叉口運行狀態評估是城市交通的研究重點。交叉口處交通運行狀況十分復雜，大部分交通問題均會產生在交叉口處，如交叉口阻塞嚴重，交通事故率上升，車輛通行效率低等。由此，精確實時地評估交叉口運行狀態，并將狀態信息作為城市交通控制管理的指導依據，相應交叉口處的交通流便能得到較好的時空協調，助力城市路網平穩運行，提升市民幸福感。
國內外在交叉口信號控制方面評價交叉口運行狀態的主要指標有通行時間、排隊長度[1]、交通流量、平均延誤、平均速度、停車次數、停車等待時間[2]等。目前并沒有完整的交叉口運行狀態評估系統是結合機動車和行人需求而建立的，無法客觀地判斷交叉口的真實運行效果，導致實際工作的實用性非常受限。
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作者信息：
倪 茹
（中國科學技術大學 信息科學技術學院，安徽 合肥 230026）
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