0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

实现道路交叉口无信号灯控制

倩倩 来源:智能浪尖 作者:智能浪尖 2022-08-12 15:14 次阅读

随着智能网联汽车、5G通信和智能交通系统的发展,有望在保证通行安全,提升通行能力的情况下实现道路交叉口无信号灯控制。

研究背景

自动交叉口管理系统(Autonomous Intersection Management systems,AIMs)能够实现无交通信号下对网联智能汽车(CAV)进行控制,保障安全有效的交通流。但目前的AIM算法主要基于控制算法,不具备适应或不断学习新情况的能力。如:

(1)基于固定时间的交通灯控制算法(Fix Time,FT)

(2)基于排队理论的智能交通灯控制算法(iREDVD )

(3)近期提出的AIMs。

本文要解决的问题

让AIMs系统具有对真实且复杂的交通场景(不断变化的十字交叉口流量密度,双向6车道,直行,左转,右转三个行驶方向,100m内)进行自主学习和主动协同控制CAV的能力,且保证不发生碰撞事故。

解决的方案:先进AIM方法(本文定义为adv.RAIM)。基于端到端多主体深度强化学习(MADRL)(LSTM)+通过自我游戏进行基于课程的学习

方案的效果:通行时间,等待时间,和时间损失的减少,附带的让经济性和排放性能都得到改善。

传统的AIMs

主要包括两个模块:冲突模块和优先级模块 1、冲突模块:负责确定两辆车在接近或穿过交叉口时是否会发生冲突。四种冲突识别方法:i)基于交叉口的,ii)基于网格的,iii)基于冲突点的,iv)基于车辆自由选择的。 2、优先级模块:在遇到冲突时,对车辆状态(例如速度、加速度、路线等)采取行动并管理车辆的通行权来解决冲突。通行权的分配有以下五个方法:i)基于到达交叉口的顺序,先到先得(FCFS);ii)根据车辆/交叉口状态分配优先级,如快速优先服务(FFS)(到达交叉口最快的车辆获得最高优先级)或长队优先(LQF)(进入队列最长的车辆具有最高优先级);iii)使用一些启发式方法,如动态规划(DP)或线性混合整数规划(MILP)(通过一系列方程和条件用于求解,实时性和复杂适应性差);iv)通过拍卖,对出价最高的车辆给予更高的优先权(不行,平等问题);v)通过人工智能机制,如遗传算法或强化学习。

注意:在车辆流量较低的情况下,FCFS提供了更好的性能,但当交通流量较高(>800辆/小时)时,红绿灯控制提供了更好性能。此外,当交通不对称、突发或有主干道和街道连接时,FCFS的性能比红绿灯控制差。

本文提出的方案:adv.RAIM(状态/冲突编码器+运动规划器)

1、状态/冲突编码器(使用LSTM).输入为车辆状态(位置,速度,角度,车道,行驶方向,行驶趋势等),输出为待控制车辆与其他车辆之间冲突的编码。 2、运动规划器。包括具有ReLU激活函数的四个全连接层。 3、更新时间步长为250ms.使用双延迟深度确定性策略梯度(TD3)优化控制器. 4、奖惩机制:如果发生碰撞给予−100(强负奖励)。如果通过交叉口,给予+100(强正奖励)。−timestep(弱负奖励)鼓励尽可能快地通过交叉口。确保车辆尽可能快地通过交叉口,同时保证安全。 5、实现更稳定和快速的训练模型的两个技术: i) Prioritized Experience Replay: (PER)。在DRL中,添加了一个重放缓冲区来存储过去的经验,最“可学习”的经验是当预测Q值和实际Q值差值(时间差(TD)误差)高时, 在优化过程中从重放缓冲区中选择体验的可能性就越大。 ii) Learning by curriculum:训练任务由易到难,且逐渐增加仿真车辆数。 6、仿真软件:SUMO;算法编写:Pytorch1.5.0和Python3.7;仿真包含一个训练场景和四个测试场景。使用的车辆分布为:35%的柴油车、35%的汽油车和30%的零排放电动汽车。 7、分析指标: (1)训练场景:全局奖励、碰撞次数和时间损失

(2)测试场景:直接指标:行程时间、等待时间和拥堵造成的时间损失。间接指标:排放污染物和燃油/电力消耗。

结果

训练出的模型系统稳定性好。在最接近真实复杂交通场景的第四个测试场景中,行程时间最多减少59%。时间损失最多可减少95%。污染气体(CO、CO2、HC、PMx和NOx)的排放量减少了37%、13%、28%、37%、50%,燃料和电力的消耗量分别减少21%和27%。(因为减少了加减速的次数)

读后感:本文最大的创新点是将深度强化学习网络运用到AIMs中,并且将交通场景扩展得更为复杂。

审核编辑 :李倩

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 管理系统
    +关注

    关注

    1

    文章

    2491

    浏览量

    35913
  • 信号灯
    +关注

    关注

    2

    文章

    69

    浏览量

    13389

原文标题:未来交叉口无信号灯可行吗?

文章出处:【微信号:智能浪尖,微信公众号:智能浪尖】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    基于FPGA技术的智能交通信号灯控制系统

    一、项目概述 随着城市交通流量的不断增长,传统交通信号灯控制系统已难以满足高效、智能的交通管理需求。本项目基于现场可编程门阵列(FPGA)技术,旨在开发一套智能交通信号灯控制系统,以
    的头像 发表于 12-18 10:07 191次阅读

    智慧交通信号灯控制系统,计讯工业无线路由器助力城市道路管理

    城市人口、车辆增长导致拥堵加剧,推动交通信号系统需求增加,信号控制是城市交通管理的核心,旨在提升道路效率,减轻拥堵。面临数据整合、人工运维成本等问题计讯物联整合物联网、大数据技术促进政
    的头像 发表于 12-04 16:27 139次阅读
    智慧交通<b class='flag-5'>信号灯</b><b class='flag-5'>控制</b>系统,计讯工业无线路由器助力城市<b class='flag-5'>道路</b>管理

    语音IC方案,在交通信号灯语音提示器的应用解析,NV040D

    随着智能化城市的快速发展,语音IC方案在交通信号灯语音提示器中的应用愈发显得重要且高效。NV040D作为一款先进的语音合成芯片,凭借其卓越的音质还原能力和灵活的编程接口,成为了众多交通管理部门的首要
    的头像 发表于 11-02 08:02 178次阅读
    语音IC方案,在交通<b class='flag-5'>信号灯</b>语音提示器的应用解析,NV040D

    人工智能在智慧城市建设中的应用

    传感器和智能控制算法实时收集和分析交通数据,实现智能信号控制,提高道路通行效率。 无人驾驶技术 结合智能车辆和无人驾驶技术,人工智能可以实时
    的头像 发表于 10-24 16:15 1137次阅读

    推动智慧交通建设,边缘计算赋能交通信号灯数据处理与决策能力

    随着智慧城市建设的快速发展,智慧交通已成为城市发展的重要组成项目。智慧交通旨在通过大数据、人工智能、物联网等先进技术,实现交通系统的全面感知、智能分析、主动服务和协同管理。边缘计算在交通信号灯物联网
    的头像 发表于 07-25 16:04 702次阅读
    推动智慧交通建设,边缘计算赋能交通<b class='flag-5'>信号灯</b>数据处理与决策能力

    路由器在平台在线、报警灯亮、信号灯不亮、路由器重启一下又好了,为什么?

    有时候路由器在平台在线、报警灯亮、信号灯不亮、路由器重启一下又好了,是什么原因啊?
    发表于 07-25 08:13

    基于555定时器的四路交通灯电路图

    交通灯,也称为交通信号灯,是城市交通管理的重要工具,用于指示车辆和行人通行。它由红灯、黄灯和绿灯(有时还包括其他类型的信号灯,如箭头灯、闪光警告信号灯等)组成,通过不同颜色的灯光周期性交替显示,以
    的头像 发表于 07-03 18:16 2079次阅读
    基于555定时器的四路交通灯电路图

    源继电器信号是如何传递的

    源继电器是一种常见的电气元件,广泛应用于各种电气控制系统中。它通过接收外部信号控制电路的通断,实现对电路的
    的头像 发表于 06-28 10:59 1068次阅读

    倍加福推出全新IO-Link信号灯

    还具备固定、闪烁以及三种不同速度的旋转点亮模式,色彩选择超过一百万种,展现了更高的灵活性和多样性。 倍加福新型信号灯的推出,不仅丰富了其工业通信产品系列,更通过IO-Link接口实现了系统监控的智能化升级。
    的头像 发表于 06-21 14:30 1216次阅读

    XL.CH09系列LED铁路信号灯盘的技术应用

    电子发烧友网站提供《XL.CH09系列LED铁路信号灯盘的技术应用.pdf》资料免费下载
    发表于 05-22 11:16 0次下载

    TIDA-01437-配备 IO-li<x>nk 接口的 RGB 信号灯 PCB layout 设计

    电子发烧友网站提供《TIDA-01437-配备 IO-link 接口的 RGB 信号灯 PCB layout 设计.pdf》资料免费下载
    发表于 05-10 09:31 0次下载
    TIDA-01437-配备 IO-li<x>nk 接口的 RGB <b class='flag-5'>信号灯</b> PCB layout 设计

    常见PLC程序应用案例

    信号灯系统由一个启动开关控制,当启动开关接通时,该信号灯系 统开始工作,当启动开关关断时,所有信号灯都熄灭。
    发表于 04-26 11:26 445次阅读
    常见PLC程序应用案例

    交通信号灯控制PLC的I/O配置、梯形图分享

    交通信号灯控制PLC的I/O配置、梯形图
    的头像 发表于 02-20 09:17 3672次阅读
    交通<b class='flag-5'>信号灯</b><b class='flag-5'>控制</b>PLC的I/O配置、梯形图分享

    信号灯的气密性检测方法

    随着科技的发展,信号灯在交通、航海、航空等各个领域的应用越来越广泛。为了保证信号灯的稳定性和安全性,对其气密性的检测显得尤为重要。本文将介绍信号灯的气密性检测方法。一、信号灯气密性测试
    的头像 发表于 01-27 11:26 462次阅读
    <b class='flag-5'>信号灯</b>的气密性检测方法

    模块SFP-GE-T:实现与电之间的转换

    模块是一种用于实现转电功能的设备,在网络通信中起到重要作用。电模块没有光电转换的过程,只是传输电
    的头像 发表于 01-08 13:38 2466次阅读
    电<b class='flag-5'>口</b>模块SFP-GE-T:<b class='flag-5'>实现</b>光<b class='flag-5'>口</b>与电<b class='flag-5'>口</b>之间的转换