基于Double DQN的双模式多目标信号配时方法

来源：计算机技术与发展杂志2024年第08期北京时间：

作者：聂雷;张明萱;黄庆涵;鲍海洲;

摘要：近年来深度强化学习作为一种高效可靠的机器学习方法被广泛应用在交通信号控制领域。 目前,现有交通信号配时方法通常忽略了特殊车辆(例如救护车、消防车等)的优先通行;此外,基于传统深度强化学习的信号配时方法优化目标较为单一,导致其在复杂交通场景中性能不佳。 针对上述问题,基于 Double DQN 提出一种融合特殊车辆优先通行的双模式多目标信号配时方法(Dual-mode Multi-objective signal timing method based on Double DQN,DMDD),以提高不同交通场景下路口的通行效率。 该方法首先基于路口的饱和状态选择信号控制模式,特殊车辆在紧急控制模式下被赋予更高的通行权重,有利于其更快通过路口;接着针对等待时长、队列长度和 CO2排放量 3 个指标分别设计神经网络进行奖励计算;最后利用 Double DQN 进行最优信号相位的选择,通过灵活切换信号相位以提升通行效率。 基于 SUMO 的实验结果表明,DMDD 与对比方法相比能有效缩短路口处特殊车辆的等待时长、队列长度和 CO2排放量,特殊车辆能够更快通过路口,有效地提高了通行效率。

关键词：交通信号配时;深度强化学习;双模式多目标;Double DQN;SUMO