第四章 實驗結果分析
第四節 應用於實際狀況結果比較
在此節主要會針對訓練好的不同 Model 進行模擬實際狀況結果的比較。
其中會依照與無開放路肩以及無管控路肩流量的資料進行比較,而在模擬 環境中,會以前面章節所提到的表現評估方式分別為:出發延遲時間與減 少總放行車流量進行比較。
在本研究中,針對不同的 Model 進行了 20 次的模擬測試,其延遲出發 時間結果如圖20 所示,依序先是 Continuous Model 的各種不同 Epoch 與 𝛽 設置,最後兩組則是 Individual Model 分別以 7 天跟 8 天訓練出來的 Model,
透過結果可以直接地看出如果沒有開啟路肩舒緩車流,整體的延遲出發時 間會非常長,而且整體的交通情況會很不穩定,而開啟路肩可以直接的減 緩延遲出發時間,透過圖中資訊也可以看出本研究所有的實驗 Model 都可 以降低延遲出發時間,且都維持在一定的範圍中,代表透過預先訓練好的 Model 確實可以在變化很大的交通中,還可以很平穩的做決策,證明了確 實可以透過 Q Learning 的技術訓練一套 Model 並且依此來控管交通狀況。
圖20. 不同Model 模擬20次結果。
了解訓練好的 Model 都能夠確實做決策後,就可以比較整體與原先無管 控路肩車流時的交通紓緩情形與減少車輛比率,圖21為各 Model 的模擬延 遲出發時間減少比率,一樣從左邊開始依序是 Continuous Model 中各種不 同的 Epoch 與 𝛽 設定,而最後兩筆為 Individual Model 中分別以 7 天跟 8 天 訓練出來的 Model,首先在延遲出發時間減少比率中可以發現所有的 Continuous Model 都可以有效率的減少整體的延遲出發時間,也就是說能夠 確實的透過訓練好的 Model 來舒緩整體的交通壅塞狀況;而 Individual Model 在這裡的表現就不是很好,基本上與原先的延遲出發時間沒有差別,
代表當把所有的資料分開訓練時,系統給予的反饋比較不適合讓整體交通 環境在壅塞情況發生時能夠有效的紓緩車流。
圖21. 不同Model 平均延遲出發時間縮短比率。
圖22為各 Model 的路肩車流量縮短比率,依序一樣是 Continuous Model 中不同 Epoch 與 𝛽 的設定,最後兩個為 Individual Model 分別以7天與8天的 訓練結果,透過實驗結果可以發現到在 Continuous Model 中,當 Epoch 為 100、 𝛽 設為 0.7 的時候減少了很多的車流量,也可以結合上一張圖得出一 個結果依照這樣的設定,能夠在減緩很多車流量的同時,一起舒緩整體的 壅塞情況;而雖然 Individual Model 在延遲出發時間的表現不好,但是透過 結果可以發現它減少了非常多的車流量,而這邊也可以解釋成,因為是透 過每天的資料堆疊訓練出來的結果,所以會因為不同天的重新訓練而產生 出不一樣的結果,也讓訓練好的 Model 會因為每天不同的情況產生不同的 結果。
-0.45 0.31
Continuous Model Individual Model
圖22. 不同Model 減少路肩車流量比率。
從上述的驗證過程來看,不管是 Continuous Model 或是 Individual Model,
都可以對於交通的改善有所幫助,在 Continuous Model 中整體來說當 𝛽 = 0.7 的時候效果還是最好的,雖然當迭代次數越高反而結果比較差,都還是 都有比原先的無控制路肩車流量來的好很多,都能夠同時減少延遲出發時 間跟行駛車流量;而 Individual Model 雖然無法降低延遲時間,但其降低了 非常多的車流量比率,甚至會降低比 Continuous Model 更多的比率。透過 此小節的結果來看,不管使用哪一個 Model 或是 𝛽 設定為多少,本研究提 出的 ARSTC 不但可以使用比無控制路肩車流量還要少的車流量,更可以降 低整體的出發延遲時間,讓整體高速公路的行車環境能夠安全且更有效率 的舒緩壅塞情況。
Continuous Model Individual Model