基于分层递阶与多智能体理论的城市交通协调控制研究.pdf

中国科学院自动化研究所
博士学位论文
基于分层递阶与多智能体理论的城市交通协调控制研究
姓名:刘小明
申请学位级别:博士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王飞跃
20040714
随着现代城市交通量的增长和智能交通研究的发展,在对城市交通控制的研究中,以整个城市或者区域作为研究对象的区域控制方法越来越受到研究人分层递阶控制做到了集中控制与分散控制的合理结合、,因此采用分层递阶控制理论来解决城市交通协调控制是一个较好的研究方法。但值得提出的是分层递阶结构形式受协调器的性能、工作状况、通讯带宽的限制,并且各局部智能控制器问的协作完全依赖协调器而进行,自主性较差,上层全局协调器可能由于计算量过重而使计算效率变低,不能适应实时智能交通控制的需要。多低呈茿的集合,是当今人工智能的前沿学科,是分布式人工智能研究中的一个重要分支,其目标是将大的复杂系统建造成小的、彼此相互通信及协调的、易于管理的系统。多低持忻个际且桓鼍哂邢嗤侍馇蠼夥椒ǖ淖灾蜗低常芾镁植啃畔⒔凶主规划,并能通过规划推理解决局部冲突实现协作,从而完成与自身相关的局部目标。因此将多际跤敕植愕萁捉峁瓜嘟岷险墙饩龀鞘薪煌ǹ刂频交通系统除了其多学科、跨领域、规模巨大等复杂特性之外,还具有实验试行成本极高甚至无法进行的特征。国际上己经有多种大规模的交通规划、管理、优化和控制计算机仿真模拟系统,但随着计算机容量和速度的提高,随着并行、分布和网格计算结构和方法的不断普及,目前的交通仿真模拟思想的局限性也日益明显,与计算机所能提供的性能脱节,没有最大可能地发挥计算机在此基础上,在后一部分由点到面逐步地对城市交通协调控制策略进行了研究,并在实现的人工交通系统上对控制策略进行了仿真研究。本文的具体研究内容如下:中文摘要规模系统控制的首选控制方式。而城市交通系统是一个典型的非线性、时变、一个可行的策略。的作用。因此,本文的前一部分首先对人工交通系统的实现作了一定的研究,员的重视。
在本文所提出的车辆代理模型中,~方面应用智能体理论,首先将跟车和换道现象通过模糊规则的方式分别获得加速度;另一方面将二者的加速度值通对最终得出的加速度又进行了加权。最后,作者应用际醵晕薜瓶芈房的车辆代理插车过程进行了研究。这些工作的完成对后续人工交通系统的开发开发了人工交通系统软件在车辆模型的基础上,对人工交通系统软件中的几个关键部分的设计和实对于每类墓δ芗捌渲匾J粜越辛嗣枋觯憾猿盗敬碓谌斯そ煌ɑ肪中的产生、插入、删除、暂时消失等行为实现进行了描述:对系统与外部程序交互的接口部分进行了描述;对车辆代理与人工环境之间的交互实现做了一定的描述。结构部分系统软件采用组合性的方式,整个系统软件分为路网生成软件、信号灯相位生成软件、路线生成软件、人工环境生成软件等几部分。通过对每部分软件的操作生成募詈蠼ǹ墒踊砑魑H萜鳎诳墒踊件部分加以集成,构成人工交通系统。路网的生成可以在赝忌厦杌嫒范ǎ最后提取,这样使系统中的路网与实际路网可以更加接近。整个系统采取痵结构,可以实现对大城市路网分割到不同的计算机上面,这样一方面解决了单机建立大路网的困难性,另一方面可以将大路网庞大的计算量付与较多的计算机进行网格计算,可以提高人工交通系统的运行速度。提出了基于牡ヂ房诮煌ǹ刂品椒本文采取自上而下的分析方法,首先对单路口控制进行研究。本文正是以多际跷;。ü乖煜辔籄和路口菡饬街諥作用以及要求的不同,分别对这两种⒛P汀2⒍圆煌珹之间的交提出了基于某盗敬砟P过对不同类型的驾驶员运用偏好系数相乘之后,再进行对比的方式,获得驾驶员最终的决定:跟车还是换道。在模型建立的后期,考虑到了天气因素的影响,奠定了基础。现进行了描述:首先对路口、路段、检测器、相位、人工环境等建立对应的基于分层递阶与多智能体理论的城市交通协调控制研究
本文正是以多际跷;。ü乖炻范蜛和路口约对涞男鞣椒ń醒芯浚赋隽嘶贏进行区域交通流协调控提出了基于分层递阶和多砺鄣某鞘薪煌ㄐ骺刂品椒在前面对单路口和区域控制研究的基础上,本文对城市交通的协调控制进行了研究。首先提出了城市交通的控制框架,在此基础上对框架中每部分的实互关系和路口难胺椒ń醒芯浚赋隽嘶贏进行单路口交通流控制的可行性。提出了基于某鞘薪煌ㄐ骺刂品椒制的可行性。现进行了论述,最后在前面开发的人工交通系统软件的基础上进行了必要的验证。关键词:分层递阶,多智能体系统,人工交通系统,盗敬砟P停嫦骺刂
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斟峰豇咝出关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所成交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽的研究成果。与我一同工作