基于多智能体技术的多交叉口协调控制运行机理研究

VIP免费

3.0 牛悦 2024-11-19 4 4 2.94MB 95 页 15积分

侵权投诉

摘要

随着城市的发展，城市交通拥堵问题越来越突出，交通智能控制系统的研究

也在快速向前发展。城市交通流具有时变性和随机性，很难建立精确的控制模型，

传统的方法（定时控制和感应控制）难以取得良好的效果。Agent技术具有强大的

智能性操作能力，因此它是推进交通智能控制发展的一个重要研究方向。

本论文主要做了以下工作：

首先总结了现阶段交通控制系统研究的发展现状，对 Agent技术在城市区域

交通控制系统应用的研究进展做了简单的总结。接着简单介绍了多Agent交通区域

协调控制系统设计时用到的主要技术和理论：Agent技术和模糊控制理论。

然后结合对Agent和多Agent技术的分析，以可靠性和可行性为原则，以降低

通信网络复杂程度和保证提高协调控制效果为主要目标，设计了方便实现的区域

分散协调控制系统结构。

论文研究的重点在第四、五章。第四章首先阐述了在分散协作的多Agent结构

下的区域交通信号协调的控制原理。然后，它以现有的单点最优控制为前提，假

设单点控制机在即将完成相位初始决策绿灯持续时间时，能够一次性完成延长时

间的决策，令其接受协调Agent的控制策略修正。于是设计了两输入单输出的模糊

控制器，该模糊控制器的模糊输入都做了标准化处理，增强了在不同交叉口的通

用性，体现了集成化特点。最后对模糊控制器的输出也提出了个性化修正的思想，

有助于填补控制器输出准确性的不足。

第五章主要对智能体的体系结构和组成都分别做了详细说明。Agent的组成包

括很多简单的逻辑判断和计算模块，其体系结构是从整体上完成模块之间的协作

过程和问题求解程序。论文最终根据第四章的协调原理和控制器设计，给出了

Agent的协调控制程序。

最后借助项目以五角场附近的交通网络为实验对象，建立了区域交通控制系

统评价指标，用交通仿真软件对本文中的多Agent协调控制系统做了仿真评价。

关键词:智能体模糊控制交通信号控制协调控制

ABSTRACT

With the development of the city, urban traffic congestion problems are becoming

more and more prominent, and the study on intelligent traffic control system is urgently

needed. Urban traffic flow is time-varying and randomness, so it is difficult to establish

a precise control model, however, the traditional methods (Timing Control and sensor

control) are also difficulty to obtain good results. Agent technology has the powerful

intelligence operations ability; therefore it becomes an important research direction for

the development of Transport Intelligent Control.

First of all, this paper sums up the development status of current study on Urban

Traffic Control Systems (UTCS) and briefly sums up the research progress of agent

technology’s application in Urban Area Traffic Control System. In addition, it gives

introduction to the agent technology and fuzzy control theory, which are the major

technical and theoretical for designing the regional coordinate Traffic Control System

based on Multi-agent technology.

Then, combining with the analysis of Agent technology and Multi-agent

technology, amusing to obey the only rational assumption (Assuming the behaviors of

all the other Agents were known), this paper designs a structure of regional

decentralized coordination control system which can be achieved, for the main objective

of reducing the complexity of communication networks and improving coordinated

control effects.

This Paper’s focus of the study is in the fourth and five chapters. Chapter IV

describes the traffic signals control principle of Regional coordination under the

collaboration in the decentralized structure of many Agents. It make the optimal control

of existing single point as the premise, assuming a single point controller can

completion the extension of time at one-time when the initial green light duration time

to be finished, single controller accept the coordinate amendment of coordinate agent.

This paper designed two-input and single-output fuzzy controller. Each of the fuzzy

inputs is standardized, which enhances the commendation in different intersections, and

embodies the characteristics of integration. Finally the output of fuzzy controller is also

proposed the idea of personalization amendments which will help to improve the

common of controller output.

Chapter Five made particular statements about the form and the system structure of

the intelligent body. Agent combines many simple logic judgments and computational

modules, and the system structure is a problem-solving program as well as to mainly

complete the cooperating procedure between modules. Then based on the corresponding

theory and the controller design in Chapter Four, the corresponding control program of

Agent is given.

Finally by dint of the items using the traffic network around the Wujiao square as

an experimental object, a regional traffic controlling system evaluating index was

established. And simulating evaluations on the multi- Agent corresponding control

system mentioned in this paper were made by traffic simulating software.

Key Words: Agent, fuzzy control, traffic signal control,

coordination control

摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ........................................................ 1

§1.1 研究的意义 .................................................. 1

§1.2 城市交通信号区域控制的研究现状 .............................. 2

§1.3 基于 AGENT 技术区域协调控制的研究进展 ......................... 2

§1.4 研究内容 .................................................... 4

第二章 AGENT 技术和模糊控制理论 ..................................... 7

§2.1 AGENT 与多 AGENT 系统 .......................................... 7

§2.1.1 Agent 的特征 ............................................. 7

§2.1.2 Agent 的体系结构 ......................................... 8

§2.1.3 多 Agent 的组织结构 ...................................... 9

§2.2 模糊数学和模糊控制理论 ..................................... 10

§2.2.1 模糊数学的起源 ......................................... 10

§2.2.2 模糊性的诠释 ........................................... 11

§2.2.3 模糊集合和隶属度 ....................................... 12

§2.2.4 模糊控制 ............................................... 13

§2.3 本章小结 ................................................... 15

第三章基于 MA 的交通信号协调控制组织结构 ........................... 17

§3.1 现有的交通协调控制组织结构分析 ............................. 17

§3.2 交通控制系统的功能结构设计 ................................. 19

§3.2.1 设计原则 ............................................... 19

§3.2.2 控制系统功能结构描述 ................................... 20

§3.3 交通控制多 AGENT 系统的组织结构 .............................. 21

§3.3.1 系统的自主单元 ......................................... 21

§3.3.2 交通自主单元划分方法 ................................... 21

§3.3.3 系统的组成 ............................................. 22

§3.3.4 基于多 Agent 的交通信号协调控制组织结构 ................. 23

§3.4 本章小结 ................................................... 23

第四章交通信号协调原理及控制器设计 ................................ 25

§4.1 交叉口群的协调原理 ......................................... 25

§4.1.1 协调思想 ............................................... 25

§4.1.2 协调功能的实现流程图 ................................... 26

§4.2 协调控制器 ................................................. 26

§4.2.1 控制器的设计思想 ....................................... 27

§4.2.2 变量模糊化 ............................................. 28

§4.2.3 模糊控制规则 ........................................... 32

§4.2.4 控制策略个性化修正 ..................................... 36

§4.3 本章小结 ................................................... 37

第五章协调 AGENT 的体系结构 ........................................ 39

§5.1 协调 AGENT 的体系结构设计依据 ................................ 39

§5.2 协调 AGENT 的体系结构说明 .................................... 39

§5.3 协调 AGENT 各模块功能的实现 .................................. 41

§5.3.1 通信模块 ............................................... 41

§5.3.2 知识模块 ............................................... 44

§5.3.3 经验库 ................................................. 46

§5.3.4 决策模块 ............................................... 47

§5.3.5 规则库模块 ............................................. 48

§5.3.6 个性修正模块 ........................................... 48

§5.3.7 学习模块 ............................................... 51

§5.4 协调 AGENT 控制程序设计 ...................................... 52

§5.5 本章总结 ................................................... 58

第六章 AGENT 协调控制系统仿真实证及其评价研究 ...................... 59

§6.1 建立评价指标体系的意义 ..................................... 59

§6.2 建立评价体系的原则 ......................................... 60

§6.3 区域控制系统的评价指标 ..................................... 60

§6.4 路网评价 ................................................... 61

§6.5 本章小结 ................................................... 65

第七章结论和展望 .................................................. 67

§7.1 论文的主要研究成果 ......................................... 67

§7.2 论文的创新点 ............................................... 67

§7.3 论文的不足之处暨有待于进一步研究的问题 ..................... 68

参考文献 ............................................................ 69

附录 A .............................................................. 72

附录 B: ............................................................. 81

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ...................... 91

致谢 ............................................................. 92

第一章绪论

§1.1 研究的意义

交通拥挤是目前国际上各大城市的通病，由于城市规模和人口的扩张，小汽

车拥有量的飞速上涨，即使道路在不断的修建也始终没有逃脱交通拥堵的厄运。

直到近几年人们才醒悟到解决交通拥堵问题不能单靠道路的修建，有效的交通控

制方法才是保证交通顺畅的真谛。

为了缓解城市交通的拥阻现象，近年来城市智能交通控制系统在世界上倍受

瞩目且得到了迅速发展和应用。一方面，它有利于提高交通的安全性、生产效率

和效益；另一方面，它还关系到土地资源和能源的合理利用、环境污染的改善乃

至国民经济的持续稳定发展和社会经济效益的全面提高。迄今为止，日本、欧洲、

美国都竞相投入大量的财力和人力，建立了相应的研究机构从事相关方面的开发

应用，并且己经取得了较大的成果。我国作为一个大的发展中国家，在经济持续

稳定的发展同时，交通问题也越来越受到人们的重视。

交通控制措施随着路网的发展而不断丰富，例如，单行道、禁左、左转相位、

路口行驶线、公交专用道等，这些措施在现有的道路条件下有效地提高了路段或

路口的通行能力，它们属于静态交通控制措施。城市的交通是复杂的动态系统，

保证城市交通的顺畅时时刻刻都离不开动态交通信号的控制，同时对交通信号控

制系统的控制策略的实时性和有效性提出了更高的要求。

目前面向交通信号控制的研究集中在以下几个方面：单点控制、干线控和区

域控制。单点控制的控制目标在于所控制交叉路口的控制效果最优，它一般不考

虑相邻路口的车流运行状况；干线控制以一条干线作为研究对象，以牺牲支路车

流的利益为前提，主要对干线车流的运行进行协调控制。但以上两种控制方式均

不能使整个区域的交通流运行情况最优。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员的重视。但同时区

域控制由于受到较多因素的影响和限制，其控制的复杂程度也大大增加[1]~[3]。

由大量路口连结的道路网承担着城市交通的主要职能，大中城市的老路交通

网通常包含数百甚至数千的路口，如此庞大的交通网络必须通过交通信号协调控

制车流的通行。与单路口的交通信号控制不同，多路口的交通网络存在路口之间

的交通流的相互影响，任何一个交叉口的控制信号的变化会引起网络上交通流的

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

15 积分 4人已下载

立即下载 VIP免费下载

摘要：

摘要随着城市的发展，城市交通拥堵问题越来越突出，交通智能控制系统的研究也在快速向前发展。城市交通流具有时变性和随机性，很难建立精确的控制模型，传统的方法（定时控制和感应控制）难以取得良好的效果。Agent技术具有强大的智能性操作能力，因此它是推进交通智能控制发展的一个重要研究方向。本论文主要做了以下工作：首先总结了现阶段交通控制系统研究的发展现状，对Agent技术在城市区域交通控制系统应用的研究进展做了简单的总结。接着简单介绍了多Agent交通区域协调控制系统设计时用到的主要技术和理论：Agent技术和模糊控制理论。然后结合对Agent和多Agent技术的分析，以可靠性和可行性为原则，以降低通...

展开>> 收起<<

基于多智能体技术的多交叉口协调控制运行机理研究.pdf

共95页,预览10页

还剩页未读，继续阅读

基于多智能体技术的多交叉口协调控制运行机理研究

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: