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Enregistrement W7133019497

Dynamic Autonomous Driving Headway Optimization with Deep Reinforcement Learning for Freeway Congestion Management and Control

2023· dissertation· W7133019497 sur OpenAlexaboutno aff
Lina Elmorshedy

Notice bibliographique

RevueTSpace · 2023
Typedissertation
Langue
DomaineEngineering
ThématiqueTraffic control and management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHeadwayCruise controlCooperative Adaptive Cruise ControlIntelligent transportation systemAutomationControl (management)Traffic congestionReinforcement learningTraffic flow (computer networking)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Our transportation system is at the precipice of a paradigm shift with the significant and growing efforts that have been dedicated to developing Connected and Automated Vehicular Systems (CAVS) over the past few years. CAVS are expected to dramatically alter the capabilities of individual vehicles and the transportation infrastructure in smart cities of the near future. At present, some CAVS, in the name of comfort and safety, maintain long headways between vehicles which ultimately reduces road capacities in contrast to what we aspire for. As such, on one hand, the proliferation of CAVS can be detrimental to road capacities and traffic congestion, while on the other hand, if exploited correctly, they could create new opportunities for more efficient traffic control and management strategies through their automation and connectivity capabilities, leading to significant improvements in the capacities of our road infrastructure in addition to minimizing congestion and its negative externalities. This dissertation quantifies the expected impacts of CAVS on freeway driving and develops novel control strategies to maximize their benefits. Adaptive Cruise Control (ACC) systems are the core building block in future full autonomous driving. This dissertation examines two widely used ACC car following models and investigates the impact of the time headway parameter on traffic operation and performance on one of the busiest freeway corridors in Ontario, Canada. The dissertation further presents a regulator-based traffic control strategy which aims to adapt the time headway of ACC-equipped vehicles in real time according to the prevailing traffic conditions so that freeway performance is improved. It is then illustrated that, although shorter headways result in higher capacity, flow break down can still occur if traffic densities at bottlenecks are allowed to exceed the critical density which necessitates dynamic traffic control near bottlenecks to avoid bottleneck activation and capacity loss. Consequently, an adaptive Deep Reinforcement Learning (DRL) headway controller that uses ACC headways to optimize traffic flow and minimize delay based on real-time traffic information is proposed. The controller learns to dynamically assign an optimal headway value every control cycle for each controlled section on a freeway such that system delay is minimized, and flow maximized. This is first performed on a single-bottleneck network with a single global RL agent configuration to establish proper understanding of the approach and its impact, then on a multi-bottleneck network with a global RL agent and two different multiagent RL configurations. The proposed DRL headway control strategy was found to improve traffic, enhance the network throughput, and reduce the system delay by up to 57% and 46% in the single-bottleneck and the multi-bottleneck networks, respectively, compared to the examined nondynamic headways.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,038

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,005
Tête enseignante GPT0,230
Écart entre enseignants0,225 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
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