Multi-Lane Differential Variable Speed Limit Control via Deep Neural Networks Optimized by an Adaptive Evolutionary Strategy
Notice bibliographique
Résumé
In advanced transportation-management systems, variable speed limits are a crucial application. Deep reinforcement learning methods have been shown to have superior performance in many applications, as they are an effective approach to learning environment dynamics for decision-making and control. However, they face two significant difficulties in traffic-control applications: reward engineering with delayed reward and brittle convergence properties with gradient descent. To address these challenges, evolutionary strategies are well suited as a class of black-box optimization techniques inspired by natural evolution. Additionally, the traditional deep reinforcement learning framework struggles to handle the delayed reward setting. This paper proposes a novel approach using covariance matrix adaptation evolution strategy (CMA-ES), a gradient-free global optimization method, to handle the task of multi-lane differential variable speed limit control. The proposed method uses a deep-learning-based method to dynamically learn optimal and distinct speed limits among lanes. The parameters of the neural network are sampled using a multivariate normal distribution, and the dependencies between the variables are represented by a covariance matrix that is optimized dynamically by CMA-ES based on the freeway's throughput. The proposed approach is tested on a freeway with simulated recurrent bottlenecks, and the experimental results show that it outperforms deep reinforcement learning-based approaches, traditional evolutionary search methods, and the no-control scenario. Our proposed method demonstrates a 23% improvement in average travel time and an average of a 4% improvement in CO, HC, and NOx emission.Furthermore, the proposed method produces explainable speed limits and has desirable generalization power.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».