自动驾驶交通的节奏控制——第二部分：网格网络节奏与在线路由
最优化与控制
2020-10-13 v1
摘要
网联自动驾驶车辆 (CAV) 技术正为城市交通管理者提供优化城市出行系统运行的巨大机遇。然而，实时实施存在显著挑战，因为相应运行优化模型的计算时间随车辆数增加呈指数增长。继提出孤立交叉口新型自动驾驶交通控制方案的姊妹篇 (Chen et al., 2020) 之后，本研究提出一种网格网络上 CAV 的网络级实时交通控制框架。该框架将节奏控制 (RC) 方法与在线路由算法相结合，以实现网络上所有 CAV 的无碰撞控制，并在平均车辆延误、网络吞吐量与计算可扩展性方面取得优越性能。具体而言，我们构建预设的网络节奏，所有 CAV 可遵循其在网络上行驶并避免所有交叉口碰撞。基于该网络节奏，我们将 CAV 的在线路由建模为混合整数线性规划，实时优化 CAV 在网络所有入口的进入时间及其时空路由。我们给出了在线路由模型的线性规划松弛给出最优整数解的充分条件。进行了大量数值测试以展示所提运行管理框架在不同场景下的性能。结果表明，该框架能够实现可忽略的延误并提升网络吞吐量。此外，计算时间结果亦令人鼓舞：在普通个人计算机上求解含 2000 辆车的无碰撞控制优化问题 CPU 时间仅 0.3 s。
引用
@article{arxiv.2010.05416,
title = {Rhythmic Control of Automated Traffic -- Part II: Grid Network Rhythm and Online Routing},
author = {Xi Lin and Meng Li and Zuo-jun Max Shen and Yafeng Yin and Fang He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05416},
year = {2020}
}