Adaptive Transit Signal Priority Algorithms for Optimizing Bus Reliability and Travel Time using Deep Reinforcement Learning
Notice bibliographique
Résumé
Transit Signal Priority (TSP), a broadly used traffic signal control strategy, is traditionally designed for reducing transit delays at signalized intersections. Conditional TSP is popular in field applications, and research studies have often designed such strategy based on criteria-oriented yes or no rules, which target simple objectives and do not guarantee optimality. Although recent objective-oriented TSP systems began to consider the optimization of more objectives, headway adherence is rarely included. TSPs that addressed transit reliability issues commonly focused on improving the schedule adherence and were only able to reduce schedule delays by expediting buses. Headway regularity which is a critical performance indicator for high-frequency services has not received much attention. Algorithms that expedite late buses only have limited capacity to resolve short headway gaps. Moreover, objective-oriented TSPs most frequently use mathematical programming methods, the main concern with which is the requirement of explicit formulation and representation of the system performance, which typically includes assumptions that simplify the dynamic traffic environment greatly. These assumptions, like deterministic traffic flow could ignore or oversimplify the stochastic characteristics of the system. This PhD thesis proposes dual-objective adaptive TSP algorithms optimized using Deep Reinforcement Learning (DRL). These TSPs use loop detectors, and they optimize transit delays and reliability (i.e., headway adherence) at an individual intersection or multiple intersections. The proposed algorithms are trained and tested in a stochastic microsimulation environment in Aimsun Next that models a transit line segment with reliability issues in the City of Toronto. The performance of developed TSPs is compared against carefully developed baseline scenarios, including background signal timing plans without TSP, current TSP algorithm used in the field in the City of Toronto, and more advanced TSP algorithms with a machine-learning based bus arrival prediction model or DRL agents. These TSP systems are evaluated on a series of aspects including bus headway adherence, percentage of extreme headways, travel time, passenger experience, effectiveness under different traffic demand levels, and impact on the cross-street traffic delays. The developed DRL-based TSPs provide noticeable improvement in headway adherence and travel time at the individual and multiple intersections levels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».