土木工程毕业论文基于多智能体的城市交通仿真研究.pdf

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1、基于多智能体的城市交通仿真研究1引言交通仿真shi20世纪60年代以来,随着计算机技术de进步而开展起来de采用计算机数字模型来反映复杂道路交通现象de交通剖析技术和办法。从实验角度看,道路交通仿真shi再现交通流时间和空间变化de模仿技术，交通仿真shi智能交通运输系统de壹个重要组成局部，shi计算机技术在交通工程范畴de壹个重要应用。应用基于Agentde计算机仿真经过模仿交通系统中个体de行为，让壹群这样de个体在计算机所营造de虚拟环境下停止互相作用并演化，自下而上de“涌现”出整体系统de复杂性行为。多主体模型根本思绪shi：由于人类社会shi由大量de个体构成de复杂系统，因此在

2、计算机中树立每个经济实体de个体模型，这样de计算机中模型被称为Agent；然后让这些Agent遵照壹定de简单规则互相作用；然后经过察看这群Agent整体作用de涌现性找到人工社会de规律，并用这些规律解释和了解人类社会中de宏观现象[1]。文中以TrafficGrid模型为根底，仿真研讨了交通系统从而得出停着de车辆数量，均匀等候时间等曲线，为城市规划和决策者提供了数据。2多主体建模主体（Agent，也有人译为智能体、代理）和多主体系统（Multi-AgentSystem,MAS）shi随着散布式人工智能de研讨而兴起de。“主体（Agent）”壹词壹般用来描绘自包含de（self-con

3、tained）、能感知环境并能在壹定水平上控制本身行为de计算实体[2]。人工智能学者Minsky在1986年出版de著作《思想de社会》（TheSocietyofMind）[3]中提出了Agent，以为社会中de某些个体经过协商之后能够求得问题de解，这些个体就shiAgent。Agent至少应具备以下几方面de关键属性：①自主性：Agent具有属于其本身de计算资源和部分于本身行为控制de机制，能在无外界直接支配de状况下，依据其内部状态和感知到de（外部）环境信息，决议和控制本身de行为。②交互性：能与其他Agent停止多种方式de交互，能有效地与其他Agent协同工作。③反响性：能感知

4、所处de环境，并对相关事情做出适时反响。④主动性：能遵照承诺采取主动行动，表现出面向目的de行为。⑤推理和规划才能：Agent具有学习学问和经历及停止相关de推理和智能计算de才能。多Agent系统（MAS）由多个自主或半自主de智能体组成，每个Agent或者实行本人de职责，或者与其他Agent通讯获取信息相互协作完成整个问题de求解。与单Agent相比，MAS有如下特性：①社会性：Agent处于由多个Agent构成de社会环境中，经过某种Agent言语与其他Agent施行灵敏多样de交互和通讯，完成与其他Agentde协作、协同、协商、竞争等。②自制性：在多Agent系统中壹个Agent发

5、出恳求后，其他Agent只要同时具备提供此效劳de才能与兴味时才干承受动作拜托，即壹个Agent不能强迫另壹个Agent提供某种效劳。③协作性：在多Agent系统中，具有不同目的de各个Agent必需互相协作、协同、协商对未完成问题de求解。3仿真模型3.1总体构造道路交通系统包含很多互相关联de实体，主要有道路（分为路段和穿插口）、信号控制设备、车辆、驾驶员、行人等。这些实体有de具有壹定水平de自制性和智能性，如驾驶员、行人等，有deshi被动de受其他实体de影响，如路段等。多主体技术可以对交通系统中de各要素停止建模[4]，如穿插口、信号灯、交通控制中心等，对这些要素停止简化，树立多主

6、体概念模型。主要Agent有交通路网Agent、车辆Agent、信号灯Agent，其中交通路网Agent参考1979年Herman等[5]提出de贰流模型（Two-fluidModel）,该模型以为交通流有运转车辆与中止de车辆组成。路网描绘：交通路网shi道路交通系统de根底设备，承载着车辆de运转。交通路网具有复杂de拓扑构造和汇合特征，假如过于复杂则计算负载过重，故分为路段、路网、穿插口叁次层管理，路网Agent担任存储维护整个交通路网de拓扑关系，为交通实体提供路网信息。路段Agent担任本路段de描绘，穿插口Agent包含信号灯对象完成各入口车道交通流de时间别离，壹个路段壹个车道。

7、信号灯构造：信号灯shi重要de交通控制设备，它完成对穿插口不同流向de车辆停止时间别离，减少车辆之间可能de抵触，改善交通平安，进步穿插口流通效率。信号灯控制从实质上看，shi壹个典型de复杂顺应系统，国内外相关学者对信号灯控制已做出大量研讨，也产生许多控制计划，但都有相应de局限性，也普遍存在着鲁棒性差、不易扩展、计算复杂等缺陷[5]，本模型从计算简单动身统壹管理信号灯，壹次初始化好时间距离。