Efficient traffic signal control is critical for reducing traffic congestion and improving overall transportation efficiency. The dynamic nature of traffic flow has prompted researchers to explore Reinforcement Learning (RL) for traffic signal control (TSC). Compared with traditional methods, RL-based solutions have shown preferable performance. However, the application of RL-based traffic signal controllers in the real world is limited by the low sample efficiency and high computational requirements of these solutions. In this work, we propose DTLight, a simple yet powerful lightweight Decision Transformer-based TSC method that can learn policy from easily accessible offline datasets. DTLight novelly leverages knowledge distillation to learn a lightweight controller from a well-trained larger teacher model to reduce implementation computation. Additionally, it integrates adapter modules to mitigate the expenses associated with fine-tuning, which makes DTLight practical for online adaptation with minimal computation and only a few fine-tuning steps during real deployment. Moreover, DTLight is further enhanced to be more applicable to real-world TSC problems. Extensive experiments on synthetic and real-world scenarios show that DTLight pre-trained purely on offline datasets can outperform state-of-the-art online RL-based methods in most scenarios. Experiment results also show that online fine-tuning further improves the performance of DTLight by up to 42.6% over the best online RL baseline methods. In this work, we also introduce Datasets specifically designed for TSC with offline RL (referred to as DTRL). Our datasets and code are publicly available.


翻译:高效的交通信号控制对缓解交通拥堵、提升整体运输效率至关重要。交通流的动态特性促使研究人员探索基于强化学习的交通信号控制方法。与传统方法相比,基于强化学习的解决方案展现出更优性能。然而,基于强化学习的交通信号控制器在实际应用中的局限性在于样本效率低且计算需求高。本文提出DTLight——一种简洁而强大的轻量级基于决策Transformer的交通信号控制方法,可从易于获取的离线数据集中学习策略。DTLight创新性地利用知识蒸馏技术,从训练成熟的大规模教师模型中学习轻量级控制器,以降低实现计算量。此外,它集成了适配器模块以降低微调成本,使得DTLight在实际部署中仅需少量计算和极少的微调步骤即可实现在线自适应。DTLight还经过进一步增强,更适用于真实交通信号控制问题。在合成场景和真实场景中的大量实验表明,基于纯离线数据集预训练的DTLight在大多数场景中可超越最先进的在线强化学习方法。实验结果还显示,在线微调进一步将DTLight的性能提升至最高超过最优在线强化学习基线方法42.6%。本文还针对离线强化学习场景引入了专用于交通信号控制的数据集(简称DTRL)。我们的数据集和代码均已公开。

0
下载
关闭预览

相关内容

服务范围涵盖服务创新研发的所有计算和软件科学技术方面。IEEE服务计算事务强调算法、数学、统计和计算方法,这些方法是服务计算的核心,是面向服务的体系结构、Web服务、业务流程集成、解决方案性能管理、服务操作和管理的新兴领域。官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/tsc/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月5日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月31日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
0+阅读 · 58分钟前
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员