一种具有表观遗传机制的遗传规划交通信号控制系统

交通拥堵在世界大多数城市中日益严重。它影响着企业及通勤者，影响着发展中与发达经济体的小城市与大都市。减少城市交通拥堵的一种途径是优化交通信号行为，使其适应交通状况的变化。从智能交通系统的角度看，该优化问题称为交通信号控制问题，被视为具有高复杂性与不确定性的大型组合问题。本文提出一种解决交通信号控制问题的新方法。该方法包含一种受表观遗传学启发的遗传规划新机制。表观遗传机制在表型分化、代内记忆巩固以及环境诱导的行为表观遗传修饰等生物过程中发挥重要作用。这些特性使我们考虑将表观遗传机制作为提升进化算法在动态环境变化现实问题（如交通信号控制问题）中求解性能的手段。所提表观遗传机制在四个具有不同属性与交通条件的场景中，使用两个微观模拟器进行了评估。实验结果表明，遗传规划能为所有测试场景生成具有竞争力的感应式交通信号控制器。此外，表观遗传机制的使用在所有场景中均提升了遗传规划的性能。所演化出的控制器能适应交通密度的变化，且因依据各路口本地交通状况动态调整信号行为，较其他方案需要更少的监控与人工干预。