基于AGENT的快速公交系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、基于Agent的建模與仿真方法(Agent-Based Modeling and Simulation， ABMS)是一種新型的建模與仿真方法，在過去十多年里獲得越來越多的關(guān)注。一些學(xué)者主張ABMS是歸納法和演繹法之外的第三種研究方法。這種類型仿真的特點是沒有或者只有很少中間核心的管理與指導(dǎo)，只通過許許多多agent之間的交互影響而存在。ABMS基于Agent的思想和智能模擬復(fù)雜系統(tǒng)，通過描述agent之間的交互活動產(chǎn)生復(fù)雜系統(tǒng)總體的運

2、行效果。所以，基于agent模型涌現(xiàn)出的特性不是沿著“自頂向下”的方向展開，而是一個“自底向上”的過程。
　　 本文基于agent理論和ABMS方法，構(gòu)建了快速公交系統(tǒng)仿真模型。將乘客、公交車、信號燈抽象為不同的agent，并引入車輛調(diào)度agent和站臺管理agent，通過乘客agent、車輛調(diào)度agent、站臺管理agent、公交車agent和信號燈agent之間的交互仿真快速公交系統(tǒng)的運行。其中，站臺管理agent是連接乘客

3、agent和公交車agent的紐帶。每個站臺對應(yīng)一個站臺管理agent，每一個站臺管理agent負責(zé)管理一個乘客agent隊列。車輛調(diào)度agent負責(zé)整個快速公交系統(tǒng)車輛的產(chǎn)生與調(diào)度，并接受公交車agent和站臺管理agent發(fā)送的消息。信號燈agent根據(jù)初始設(shè)定的紅綠燈交替變換的周期發(fā)生狀態(tài)更替。
　　 公交公司根據(jù)乘客流量的平峰期和高峰期，來制定不同時間段的發(fā)車時刻表。一般做法為發(fā)車時間間隔為一固定值，平峰期時該間隔較長，

4、高峰期時較短。此種方案簡單，但對諸如個別站點出現(xiàn)乘客“涌現(xiàn)”等問題不易解決。為了降低乘客候車時間，在兼顧公交公司利益的前提下，提出了一種基于動態(tài)調(diào)整的車輛調(diào)度算法。本算法核心思想是：在通常情況下，車輛調(diào)度agent根據(jù)某方向乘客候車總?cè)藬?shù)設(shè)定平峰與高峰兩個發(fā)車時間間隔。如果當(dāng)前個別站臺出現(xiàn)某方向乘客“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，根據(jù)預(yù)計得出若現(xiàn)在發(fā)車直達該站臺的時間，再計算得到該時間范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)出尚未到達該站臺的公交車數(shù)目，進而求得到達該站臺時的預(yù)計載

5、客量，再由單車最大載客量計算出所需的車輛數(shù)目，然后根據(jù)當(dāng)前庫存車輛數(shù)目和最近即將到站的公交車時間，做出分析判斷，計算得出實際可發(fā)車數(shù)目，這些車輛直接發(fā)往出現(xiàn)乘客涌現(xiàn)的站臺，之前所有站臺均不停車，且行駛速度高于常規(guī)速度，以超車的方式直達目的站臺，解決因“涌現(xiàn)”現(xiàn)象導(dǎo)致該站臺乘客等待時間過久的問題。
　　 本文采用netlogo平臺實現(xiàn)了快速公交系統(tǒng)模型，并進行了系統(tǒng)運行仿真實驗。實驗結(jié)果和分析表明，該模型既能夠較為逼真地模擬快速公