基于MDP的多智能体交通信号灯控制的设计与研究

• 作 者: 蒋耀基
• 出 处: 湖北工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: MDP 多智能体 交通信号灯 控制优化

近年来,随着交通网络的完善与发展,无论是城市经济,还是人民的日常生活,均受到交通的影响,交通也被视为关乎城市经济活动状态的关键部门。在计算机技术、互联网技术的推动下,人们对交通系统的智能化提出了更高的要求,这是因为智能化交通系统的出现与应用可以缓解道路拥挤的现状,提升道路的整体利用效率,是现代化交通体系的发展方向。另外,受智能化交通系统的影响,交通信号灯控制与优化方案也逐渐成为了国内外学者的关注对象。目前,交通信号灯控制系统多处于定时、静态状态,且信号灯颜色的切换并不能以道路车辆实际情况信息进行调整,无形中增加了车辆等待信号灯的时间,造成道路的应用效率、应用效果不断降低。通过收集、阅读大量的国内外参考文献,了解基于MDP的多智能体交通信号灯控制研究现状,概述本研究的研究背景与研究意义。同时,为了保证本研究的开展具备坚实的理论基础,本研究对MDP的由来、最优准则、决策问题、动态规划进行了探讨,并从智能体概念、多智能体系统、强化学习理论等方面出发,分析了智能体交通的特点与本质。之后,本研究深入分析了我国普遍存在的城市主干道路口信号灯配时问题,重点探索了交通控制形式,诸如集中控制形式、分布式控制形式,MDP博弈架构,以及MDP交叉协作控制对交通信号灯控制系统的影响。基于此,本研究对城市主干道路口组间、路口车道流量进行了分析,并由此提出,为优化多智能体交通信号灯控制方案,凸显MDP的作用,则相关部门应注重构建多智能体交通信号灯控制模型,优化信号状态求解过程,完善信号灯控制器控制系统,积极学习信号灯控制方法等。应用基于MDP的多智能体交通信号灯控制系统之后,可以将交通信号灯控制优化问题分解成不同的子项目进行完善,将各子项目分配给对应的路口智能体。因此,此系统充分发挥了多智能体技术的优势,有助于提升城市主干道交叉路口的畅通能力,高效解决我国大多城市面临的交通问题。