SCC-IRG Track 2: Data-Informed Modeling and Correct-by-Design Control Protocols for Personal Mobility in Intelligent Urban Transportation Systems

SCC-IRG 第 2 轨:智能城市交通系统中个人移动的数据知情建模和设计校正控制协议

基本信息

  • 批准号:
    1736582
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 99.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-15 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This Smart and Connected Communities project will develop a unified model-based and data-driven framework for modeling and controlling three core components of personal mobility in intelligent urban transportation: parking, ride-sharing services, and traffic flow on urban arterial roads. Data from recently installed technologies such as smart parking meters and probe-based sensors (e.g., wifi sensors) can be leveraged in, e.g., designing dynamic parking pricing and to help guide drivers to available parking spaces using smart-device apps. Such data will be available via collaborations with the Departments of Transportation (DOT) in Los Angeles and Seattle. Furthermore, we will engage several commercial districts in Los Angeles and Seattle, which are significant stakeholders in new parking systems and serve very diverse communities. Coupling new technologies with methodological innovations, this project aims to reduce negative impacts of traffic congestion on the environment, quality of life, productivity, and physical and financial well-being. In-situ experimental trials will allow for the impact of policy changes suggested by the research to be assessed. Collaborations with municipal partners will also be leveraged to create opportunities for workforce development that avail students to domain experts and aid in research-capacity building. In pursuit of utilizing new data-driven technologies, this project will develop stochastic decision models for parking, ride-sharing, and traffic flow in urban environments. The team will explore: i) Stochastic Game-theoretic(SG) and Markov Decision Process (MDP)-based models to capture vehicle behavior as well as the traffic dynamics as an ensemble behavior; ii) Synthesis of correct-by-design decision algorithms using formal methods and convex optimization; iii) Integration and testing of the proposed algorithms in a relevant urban environment. Developed models will capture individuals' behaviors as well as overall urban traffic dynamics and will be validated against real data. This project will explore new ways to merge formal methods with optimization-based MDP and SG synthesis for decision-making policies that incorporate unique set of specifications at an individual and ensemble level. Formal methods techniques allow for qualitative specifications (e.g., access, fairness, etc.) to be encoded into objectives for which the proposed correct-by-design innovations will lead to provable guarantees needed to ensure sustainable policy development. Finally, with collaborators at the Seattle DOT, experimental trials that go beyond data collection will be conducted in selected Seattle commercial districts to test and validate designed control and parking policy changes.
这个智能互联社区项目将开发一个统一的基于模型和数据驱动的框架,用于建模和控制智能城市交通中个人移动性的三个核心组成部分:停车、拼车服务和城市主干道上的交通流量。最近安装的智能停车计时器和基于探针的传感器(如wifi传感器)等技术的数据可以用于设计动态停车定价,并帮助驾驶员使用智能设备应用程序找到可用的停车位。这些数据将通过与洛杉矶和西雅图的交通部(DOT)合作提供。此外,我们将与洛杉矶和西雅图的几个商业区合作,这些商业区是新停车系统的重要利益相关者,服务于非常多样化的社区。该项目将新技术与方法创新相结合,旨在减少交通拥堵对环境、生活质量、生产力以及身体和经济福祉的负面影响。现场试验将允许对研究建议的政策变化的影响进行评估。还将利用与市政伙伴的合作,为劳动力发展创造机会,使学生受益于领域专家,并有助于研究能力建设。为了利用新的数据驱动技术,该项目将开发城市环境中停车、拼车和交通流量的随机决策模型。该团队将探索:i)基于随机博弈论(SG)和马尔可夫决策过程(MDP)的模型,以捕获车辆行为以及作为整体行为的交通动态;ii)利用形式化方法和凸优化综合设计正确决策算法;iii)在相关的城市环境中整合和测试所提出的算法。开发的模型将捕捉个人行为以及整体城市交通动态,并将根据真实数据进行验证。该项目将探索新的方法,将形式化方法与基于优化的MDP和SG合成相结合,用于在个人和集成级别上合并独特规范集的决策策略。正式方法技术允许将定性规范(例如,获取、公平等)编码为目标,建议的设计正确的创新将导致确保可持续政策发展所需的可证明的保证。最后,我们将与西雅图交通部合作,在选定的西雅图商业区进行数据收集之外的试验,以测试和验证设计控制和停车政策的变化。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optimal Tolling for Heterogeneous Traffic Networks with Mixed Autonomy
混合自治异构交通网络的最优收费
Uncertainty in Multicommodity Routing Networks: When Does It Help?
  • DOI:
    10.1109/tac.2019.2962102
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    S. Sekar;Liyuan Zheng;L. Ratliff;Baosen Zhang
  • 通讯作者:
    S. Sekar;Liyuan Zheng;L. Ratliff;Baosen Zhang
Ride-Sharing Networks with Mixed Autonomy
具有混合自主权的乘车共享网络
  • DOI:
    10.23919/acc.2019.8815333
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wei, Qinshuang;Rodriguez, Jorge Alberto;Pedarsani, Ramtin;Coogan, Samuel
  • 通讯作者:
    Coogan, Samuel
Data Driven Spatio-Temporal Modeling of Parking Demand
数据驱动的停车需求时空建模
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fiez, Tanner;Ratliff, Lillian;Dowling, Chase;Zhang, Baosen
  • 通讯作者:
    Zhang, Baosen
Koopman Operator Approach for Instability Detection and Mitigation in Signalized Traffic
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