智能车流预测决策支持系统模型的研究

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1、智能车流预测决策支持系统模型的研究杜艳平中国铁道科学研究院陈光伟铁道部信息技术中·L摘要：通过车流预洲进行有预见性的车流调整可以保证路网车流的合理分布，实现遥力资源的优化配置。及时消除已发生的车流积压和堵塞。现有的车流预测方法是依靠人工经验加概算手工推算完成的，在准确性、层次性等方面存在着不少问题，已远不能适应铁路现代化发展的需要。因此，建立智能车流预测理论、研制车流预测智能决策支持系统已成为运输调度指挥发展的必然趋势。本文运用Agent思想和柔性模糊自动机原理建立了车流预测智能决策支持系统模型，从而可以为运输部门和管理者提供完整、准确的信息服务和

2、决策支持，提高列车调度的自动化水平，并有效平衡各条干线运输能力．确保枢纽畅通。关键词：车流预测智能决策支持系统Agent柔性模糊自动机铁路运输是国民经济的大动脉，肩负着发展国民经济各种物质运输的重任。车流调整是整个铁路运输调整工作的重要组成部分，它可以保证路网车流的合理分布，实现运力资源的优化配置，及时消除已经发生的车流积压和堵塞。但欲进行有预见性的车流调整，必须事先预测未来车流，掌握未来车流的变化J隋况，作为采取调整措施的依据。当前TMIS各信息系统(确报、货票、车号自动识别、车站系统等)的建设为车流预测提供了完备的数据源，网络通信的发展为预测信

3、息的传输提供了保证。因此，建立一套全新的智能车流预测理论、开发一套完善的车流预测智能决策支持系统已成为运输调度指挥发展的必然趋势。我国的现行车流预测方法从20世纪50年代初铁道部规定一直沿用至今，已远不能适应铁路现代化发展的需要。20世纪60年代初我国沈奏廷教授曾提出车流分类并指定车流预报站的方法，其实质是将外局装车自局接人的车流分为三大类，并在适当地点增设信息收集点，为每个铁路局设置一定的车流预报站，以提前取得较准确的车流分布信息。该方法是完全依靠人工经验，在准确性、层次性等方面存在着不少问题。前苏联技术科学博士Ⅱ．Ⅱ．图鲁波夫提出了状态预测试探

4、法，该方法通过所建立的数学模型，运用计算机完成铁路局运营指标的预测。状态预测试探法充分考虑了影响预测指标的参数，需要处理的中间数据量很大，而且由于该方法采用的是比选逐步求精的思想，其解决的结果也需要人加以评价和进行修改，从而影响了车流预测的客观性和准确性。本文运用Agent思想和柔性模糊自动机原理形成了一套新的智能车流预测理论，并在此基础上建立了车流预测智能决策支持系统模型。该模型的研究一方面可以为运输部门和管理者提供完整、准确的信息服务和决策支持，提高列车调度的自动化水平，有效增加全路运输收入；另一方面可以有效避免由于数据不准确所造成的“有车无线

5、，有线无车”状态，提高既有设备的利用率，有效平衡各条干线运输能力，确保枢纽畅通。68lAgent概念和结构Agent的概念源于人工智能领域，其最大的特点是具有一定智能性及良好的灵活性和自治性，特别适合对复杂、协同和难以预测的问题进行处理。但关于Asent的概念目前还没有一种能为大家所共同接受和认可的定义，这里给出一个没有基于任何特定的具体领域的更为一般的Agent概念定义，即Agent是指驻留在某一环境下能持续、自主地发挥作用，满足反应性、社会性、主动性等特征的计算实体。其一般结构如图1所示，它由知识库、推理机、用户界面、通讯模块、事物处理模块及学

6、习模块组成。图1Agent的一般结构(1)知识库：存储Agent的知识，知识来源有两个，一个由用户增加，另一个是通过学习模块学习而获得。(2)推理机：利用已有的知识控制通讯模块、事物处理模块和学习模块。(3)用户界面：用户可以利用该界面维护知识库，并通过推理机控剡通讯模块、事物处理模块和学习模块。(4)通讯模块：负责Agent与外界(外界环境或别的Agent)的通讯。(5)事物处理模块：是Agent要到达目标的事物处理方法模块。、(6)学习模块：从Agent的不断运行过程中总结经验，为知识库增加新的知识。多Agent系统是指一些Agent通过协作完

7、成某些任务或达到某些目标的计算系统。单个Agent的能力是有限的，但可以通过适当的体系结构把Agent组织起来，从而弥补各个Agent的不足，使整个系统能力超过任何单个Agent的能力。2基于Agent的智能车流预测决策支持系统2．1智能车流决策支持系统的目标车流预测智能决策支持系统的目标为如下几个方面：(I)预计未来时间段即将到达某范围或某车站的重空车辆数，为更好地组织装卸车，加快车辆周转、提高车辆利用率、缩短全路货车周转时间提供准确的信息。(2)实时掌握分界口重空车流，为更好地进行日班计划的编制、凋度指挥运输生产提供及时、准确的信息。69(3)

8、为运输部门更好地编制重空车调整计划、更合理地进行车流调整提供可靠的依据。(4)为均衡运输、合理运输，提高线路的利用率提供完