Multi-agent deep reinforcement learning for adaptive coordinated metro service operations with flexible train composition

强化学习 人工神经网络 计算机科学 马尔可夫决策过程 理论(学习稳定性) 功能(生物学) 分布式计算 服务(商务) 过程(计算) 控制(管理) 人工智能 运筹学 马尔可夫过程 工程类 机器学习 统计 数学 经济 进化生物学 经济 生物 操作系统
作者
Cheng-shuo Ying,Andy H.F. Chow,Hoa T.M. Nguyen,Kwai‐Sang Chin
出处
期刊:Transportation Research Part B-methodological [Elsevier BV]
卷期号:161: 36-59 被引量:59
标识
DOI:10.1016/j.trb.2022.05.001
摘要

This paper presents an adaptive control system for coordinated metro operations with flexible train composition by using a multi-agent deep reinforcement learning (MADRL) approach. The control problem is formulated as a Markov decision process (MDP) with multiple agents regulating different service lines in a metro network with passenger transfer. To ensure the overall computational effectiveness and stability of the control system, we adopt an actor–critic reinforcement learning framework in which each control agent is associated with a critic function for estimating future system states and an actor function deriving local operational decisions. The critics and actors in the MADRL are represented by multi-layer artificial neural networks (ANNs). A multi-agent deep deterministic policy gradient (MADDPG) algorithm is developed for training the actor and critic ANNs through successive simulated transitions over the entire metro network. The developed framework is tested with a real-world scenario in Bakerloo and Victoria Lines of London Underground, UK. Experiment results demonstrate that the proposed method can outperform previous centralized optimization and distributed control approaches in terms of solution quality and performance achieved. Further analysis shows the merits of MADRL for coordinated service regulation with flexible train composition. This study contributes to real-time coordinated metro network services with flexible train composition and advanced optimization techniques. • An adaptive rail transit control system with passengers’ transfers and flexible train composition. • A novel modeling and optimization framework based on multi-agent deep reinforcement learning. • A computational framework with ‘decentralized execution and centralized training’ for effectiveness and stability. • Case study demonstrating the system efficiency and computational effectiveness of proposed algorithm over previous methods.
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
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
解冰凡完成签到,获得积分10
1秒前
blossom614完成签到 ,获得积分10
2秒前
糊涂的采柳完成签到 ,获得积分10
10秒前
往徕完成签到,获得积分10
18秒前
杨馨蕊完成签到 ,获得积分10
19秒前
happyboy2008完成签到 ,获得积分10
20秒前
若琦2026完成签到 ,获得积分10
20秒前
瓦洛佳完成签到,获得积分10
21秒前
PHI完成签到 ,获得积分10
24秒前
Maestro_S完成签到,获得积分0
27秒前
千空完成签到 ,获得积分10
27秒前
桐桐应助汉德萌多林采纳,获得10
32秒前
34秒前
锅包又完成签到 ,获得积分10
37秒前
cdercder应助NattyPoe采纳,获得10
40秒前
落后的小伙完成签到,获得积分10
43秒前
优雅莞完成签到,获得积分10
45秒前
正直的誉完成签到 ,获得积分10
46秒前
科研通AI2S应助Ningliangming采纳,获得10
47秒前
慧慧34完成签到 ,获得积分10
49秒前
Waiting完成签到 ,获得积分10
51秒前
SY1005完成签到 ,获得积分10
53秒前
LiuZhaoYuan完成签到,获得积分10
54秒前
55秒前
yinjy完成签到,获得积分20
56秒前
58秒前
aajhajkahna举报eilizheng求助涉嫌违规
1分钟前
1分钟前
yinjy发布了新的文献求助10
1分钟前
Ningliangming发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
qhebdb完成签到 ,获得积分10
1分钟前
aajhajkahna举报ling0313求助涉嫌违规
1分钟前
Ningliangming完成签到,获得积分10
1分钟前
勤劳的尔丝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yes完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
慕青应助汉德萌多林采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7677118
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9242947
关于积分的说明 19919512
捐赠科研通 7247631
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3286773
关于科研通互助平台的介绍 2444739
邀请新用户注册赠送积分活动 2289829