基于多Agent的智能信號控制系統(tǒng)及其在城市交通中的應用研究.pdf

1、隨著社會經濟的高速持續(xù)發(fā)展，城市道路堵塞、擁擠、事故頻發(fā)等等現象日益嚴重，交通已成為城市發(fā)展的“瓶頸即，鑒于交通流的高度復雜性和隨機性，難于對其進行數學建模，傳統(tǒng)的控制方法很難取得理想的效果。本論文運用人工智能領域的新理論——智能體技術，構建了基于Agent的智能信號控制系統(tǒng)(ISCS)，結合一些先進的智能控制理論和方法，對多Aget系統(tǒng)(MAS)中的Agent通信、自主學習、協(xié)調合作等問題進行了深入分析，對ISCS中的Ag

2、ent建模和交通信號控制進行了理論研究與探討，給出了緩解交通路口擁塞的有效方法。具體工作主要有以下幾方面：本文在對Agent理論深入理解的基礎上，提出了基于多Agent的智能信號控制系統(tǒng)(ISCS)，給出了該系統(tǒng)的三層基本框架——決策層、控制層、執(zhí)行層，對系統(tǒng)的工作過程進行了詳細規(guī)劃，對其中的各交通Agent模型進行了設計和實現。為了使系統(tǒng)中各Agent的協(xié)同工作，建立對交通領域知識的共同認識和理解，論文引入了本體(Ont

3、ology)的概念，提出了一種基于本體的知識集成方法，在此基礎上實現了Agent間的通信，提高了協(xié)調和協(xié)作的效率，體現了多Agent系統(tǒng)中Agent間的交互性，并說明了ISCS中交通Ontology的構建方法。論文借鑒了生物的免疫遺傳原理，使交通信號控制系統(tǒng)具有抗原識別、免疫記憶的進化學習機制和自適應能力強的特點，并對免疫遺傳算法進行了改進，應用于相位配時優(yōu)化，實驗結果驗證了該算法的有效性;另外，還將再勵學習應用于此類問題的

4、解決中，也收到了很好的效果。這兩種方法都充分體現了在單路口信號配時方案決策中Agent的自治性和學習性。論文使用多級模糊控制技術對交通控制問題進行了探討，建立了一個三級模糊控制器，協(xié)調各路口的信號控制策略，仿真試驗表明該方法有助于得到合理的信號控制方案；另外，為合理配置路口間的相位差，交叉路口Agent之間運用了基于博弈論的協(xié)調，以提高系統(tǒng)控制范圍內的路口的總通行能力。這些都體現了Agent在MAS中的協(xié)調合作性。

5、最后，論文還提出了運用Petri網技術的交通控制系統(tǒng)性能評估方法。Petri網為描述和評價具有并行、異步、分布式和隨機性等特征的交通系統(tǒng)提供了強有力的手段。在對單個交叉路口進行Petri網建模后，給出了系統(tǒng)中主干線和區(qū)域路網的交通性能評估的詳細計算方法，這種基于Petri網的系統(tǒng)評估技術可以大大減少計算的復雜性。本論文對多智能體系統(tǒng)的構建及智能體性質進行了深入的分析和探討，為解決城市交通問題提供了一種新的思路。采用多種智能控