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Atténuer les oscillations du trafic dans les flux de trafic mixtes grâce au contrôle prédictif évolutif de Koopman profond

Created by
  • Haebom

Auteur

Hao Lyu, Yanyong Guo, Pan Liu, Nan Zheng, Ting Wang, Quansheng Yue

Contour

Cet article présente une méthode permettant d'atténuer les fluctuations de trafic dans les flux mixtes de véhicules autonomes (VAC) et de véhicules à conduite humaine (VCH). Pour répondre aux problèmes de faisabilité informatique des systèmes de contrôle prédictif existants et aux défis de la modélisation du comportement non linéaire et hétérogène des VCH, nous proposons un système de contrôle prédictif adaptatif de Koopman profond (AdapKoopPC). AdapKoopPC intègre un nouveau réseau de Koopman profond (AdapKoopnet) qui apprend de manière adaptative à partir de données naturalistes pour représenter la dynamique complexe de suivi des VCH sous la forme d'un système linéaire dans un espace à grande dimension. Cette représentation linéaire apprise est intégrée à une technique de contrôle prédictif par modèle (MPC), permettant un contrôle des VCH en temps réel, évolutif et optimal. Validé par un jeu de données HighD et des simulations numériques approfondies, AdapKoopnet atteint une précision de prédiction de trajectoire supérieure à celle des modèles de référence, tandis que le contrôleur AdapKoopPC est robuste même à faible ratio de VCH et réduit considérablement les fluctuations de trafic avec une charge de calcul minimale. Cette étude fournit une solution évolutive et basée sur les données pour améliorer la sécurité dans des environnements de trafic mixte réalistes, et le code est accessible au public.

Takeaways, Limitations_

Takeaways:
Présentation d'une solution efficace pour améliorer la stabilité du flux de trafic dans un environnement de trafic mixte de véhicules autonomes et de véhicules conventionnels.
Modélisation efficace du véhicule suivant la dynamique des HDV complexes avec AdapKoopnet.
Contrôle CAV en temps réel, évolutif et optimal via AdapKoopPC.
Excellentes performances même avec de faibles ratios de véhicules autonomes.
Assurer la reproductibilité et l’extensibilité de la recherche grâce à la divulgation ouverte du code développé.
Limitations:
Les performances d’apprentissage d’AdapKoopnet peuvent dépendre de la qualité et de la quantité des données utilisées.
Une validation supplémentaire des performances de généralisation dans des environnements routiers réels est nécessaire.
Une évaluation de la robustesse est nécessaire pour diverses situations de circulation et conditions routières.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur l’interprétabilité des représentations de systèmes linéaires dans des espaces de grande dimension.
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