Learning Decentralized Traffic Signal Controllers with Multi-Agent Graph Reinforcement Learning

计算机科学 强化学习 可扩展性 图形 分布式计算 网络拓扑 可观测性 分散系统 理论计算机科学 拓扑(电路) 人工智能 控制(管理) 计算机网络 组合数学 数据库 数学 应用数学
作者
Yao Zhang,Zhiwen Yu,Jun Zhang,Liang Wang,Tom H. Luan,Bin Guo,Chau Yuen
出处
期刊:IEEE Transactions on Mobile Computing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-16
标识
DOI:10.1109/tmc.2023.3332081
摘要

This paper considers optimal traffic signal control in smart cities, which has been taken as a complex networked system control problem. Given the interacting dynamics among traffic lights and road networks, attaining controller adaptivity and scalability stands out as a primary challenge. Capturing the spatial-temporal correlation among traffic lights under the framework of Multi-Agent Reinforcement Learning (MARL) is a promising solution. Nevertheless, existing MARL algorithms ignore effective information aggregation which is fundamental for improving the learning capacity of decentralized agents. In this paper, we design a new decentralized control architecture with improved environmental observability to capture the spatial-temporal correlation. Specifically, we first develop a topology-aware information aggregation strategy to extract correlation-related information from unstructured data gathered in the road network. Particularly, we transfer the road network topology into a graph shift operator by forming a diffusion process on the topology, which subsequently facilitates the construction of graph signals. A diffusion convolution module is developed, forming a new MARL algorithm, which endows agents with the capabilities of graph learning. Extensive experiments based on both synthetic and real-world datasets verify that our proposal outperforms existing decentralized algorithms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
笑笑发布了新的文献求助10
1秒前
yangya应助纫之以佩采纳,获得10
1秒前
2秒前
孟姑娘完成签到,获得积分10
2秒前
TOPLi发布了新的文献求助100
5秒前
5秒前
罗盘应助pululu采纳,获得10
5秒前
勤劳的星月完成签到,获得积分10
5秒前
子车茗应助bujiachong采纳,获得10
7秒前
从容芮应助bujiachong采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
小二郎应助fenghy采纳,获得30
9秒前
香蕉觅云应助sisyphus_yy采纳,获得10
9秒前
10秒前
天天快乐应助XA采纳,获得10
12秒前
陈法国发布了新的文献求助10
13秒前
孟姑娘发布了新的文献求助10
13秒前
wulibear完成签到,获得积分10
15秒前
Philips完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
yanwu完成签到,获得积分10
16秒前
Billy应助LmaPN7采纳,获得20
17秒前
19秒前
幽默不乐发布了新的文献求助30
20秒前
青藤关注了科研通微信公众号
20秒前
21秒前
白兔发布了新的文献求助10
21秒前
yin驳回了小马甲应助
21秒前
22秒前
小可爱完成签到 ,获得积分10
24秒前
852应助陈法国采纳,获得10
26秒前
26秒前
曲聋五完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
文献求助发布了新的文献求助10
28秒前
微风往事发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
30秒前
幽默不乐完成签到,获得积分20
31秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3302000
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2936552
关于积分的说明 8477981
捐赠科研通 2610247
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1425064
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 662289
邀请新用户注册赠送积分活动 646456