探索基于mas的城市轨道交通列车运行调整方法研究

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1、北京交通大学硕士学位论文基于MAS的城市轨道交通列车运行调整方法研究姓名：李家平申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：宁滨20080601=

2、匕立交堑厶堂亟±堂位途塞虫塞揸垩中文摘要摘要：城市轨道交通具有快速、便捷、运量大、污染小的特点，已经成为缓解城市交通矛盾的主要运输方式。『F常运行情况下，列车严格按照计划运行图运行，但由于许多随机因素的干扰，会出现列车的实际运行图偏离计划运行图的情况。而轨道交通行车密度大，运行间隔短，一辆列车的晚点往往会影响其它列车正常运行，有时甚至会影响整个系统的有序运营。因此，对城市轨道交通列车运行调整方法进行研究是很有必要的。列车运行调

3、整具有实时性要求高、多目标优化和内部关系复杂等特点，系统具有多个输入变量和多个输出变量，绝大部分参变量具有非线性、时变、不确定性。因而很难给出其统一的、确定的、形式化的数学模型。本文针对列车运行调整的上述特点，提出基于MAS的运行调整方法。MAS依靠系统内的Agent之间的相互协调、合作最终做出决策，具有自主性、分布性、协调性，并具有自组织能力、学习能力和推理能力。因此，将MAS技术应用于列车运行调整是适用的。本文的主要工作如下：(1)提出利用分布式方法对系统自下而上进行建模，设计了三层的MAS体系结构，阐述了结构中的Agent所应遵守的社会规则和Agent的功能，并分别构造列车

4、Agent、资源Agent和管理Agent模型。(2)根据列车晚点情况制定局部调整和全局调整的调整策略，将列车运行调整方案的制定过程抽象为列车群对于车站、线路等共享资源的预约占用过程。提出基于预约一应答形式的Agent协作方式，列车Agent根据自身运行状态与计划运行图向资源Agent提出资源占用申请，资源Agent对申请进行评价并向列车Agent发布承诺或建议信息。管理Agent负责全线的列车和资源的管理，并进行冲突处理。(3)利用谓词逻辑对Agent的生存坏境进行形式化描述，并对Agent进行知识表示。采用消息传输机制、结合KQML通信语言实现系统的通信与协作。(4)对系统进

5、行仿真分析，模拟列车不同的晚点情况并进行调整，给出调整结果，并对调整结果进行分析。实验结果表明，基于MAS的列车运行调整的方法是可行的，并且得到了较好的调整效果。关键词：城市轨道交通；运行调整；MAS；建模；协作；仿真分类号：U49ABSTRACTABSTRACT：UMT(urbanrailtransit)hasalreadybecomethemaintransportationwayonreleasingurbantrafficpressureforitsadvantageslikehighspeed，convenience，large—volumeandlesspolluti

6、on．Generally,trainobeyarrangedtimetablestrictly,but，forsomerandomreason，realtrainrunningmaydeflectfromtimetable．SinceUMThascharactersincludingbigtrafficdensityandshortinterval，atrain’Sdelaymayaffectothertrains，sometimes，itevenaffectsthewholesystem；Scommonwork．Soresearchontrainadjustmethodsfor

7、UrbanRailTransitisquiteimportant．TrainOperationAdjustmenthascharacterslikehighrealtimerequirement，multi—objectiveoptimizationandcomplexinter-relationship．anditisamulti—input&multi·outputsystem，mostparametricvariablesarenonlinear,time—varyinganduncertainty．Therefore，itishardtomakeaunified，defi

8、nitiveandformalmathematicalmodel．Aimingatcharactersabove，thispaperproposedaMAS—BasedMethodforTrainOperationAdjustment．MASdependsonmutualcoordinationamongAgentsinthesystem，andfinallyitmakesadecision．MAShasfeaturesincludingautonomy,distribution