基于Agent的人工交通系统建模与评估

摘要

交通系统仿真是进行城市交通系统问题研究，进而提高交通系统管理与控制效率的重要方法。传统仿真的抽象建模方法能准确灵活地反映各种道路和交通条件的影响，但由于受到计算机条件和软件开发方法的限制，在进行具有较强随机性和不确定性的系统仿真时效果较差。人工交通系统概念的提出，把交通仿真推向更高的层次，为我们提供了一个通过建模研究城市交通问题的新思路。
　　为了提高仿真分析交通问题的效果，本文在分析国内外交通仿真相关研究基础上，提出基于Agent的人工交通系统建模方法。结合人工交通系统理念，利用Agent建模技术、面向对象编程方法和并行分布式计算技术，建立一段典型交通场景的人工交通系统，并对其进行可行性评估，从建模实践上讨论人工交通系统的可行性。主要内容分为以下几个方面:
　　(1)介绍人工交通系统的概念以及相对于传统仿真方法的建模优势，探讨了人工交通系统的实现手段——基于Agent建模技术及面向对象编程方法，建立现实交通系统的人工交通系统并对其进行可行性评估，确立了本论文的研究路线。
　　(2)用Agent建模方法描述交通系统中具有自适应性的智能实体，利用其自治性、社会性、反应型和交互性等优点，将多种不同功能的Agent组合起来，利用Java多线程原理实现它们之间的交互、协调，建立交通系统的Multi-Agent System，以进行交通问题的仿真研究。
　　(3)建模过程中将车辆跟驰规则、换道规则、信号灯控制规则等交通工程学规则以知识库形式封装在Agent实体内，通过仿真实验对其验证，最后以动画效果展示出来，并通过动态图表分析其结果，以此从局部模块角度验证人工交通系统的可行性。
　　(4)进行实地交通流数据调研，利用统计学分析方法将现实交通场景采集数据与人工交通系统仿真数据进行滤波、均值化等算法处理，并对处理后的数据进行统计对比分析，利用评价树从交通流角度对仿真系统可信度进行评估，并在此基础上进行信号灯优化控制实验。

目录

声明

致谢

摘要

1．绪论

1．1 研究背景、目的和意义

1．2 国内外研究现状、水平及发展趋势

1．3 主要研究内容和工作安排

2．基于Agent的人工交通仿真系统体系结构

2．1 人工交通系统思想

2．1．1 人工社会的出现

2．1．2 人工交通系统的产生

2．2 需求分析和功能设计

2．2．1 需求分析

2．2．2 功能设计

2．2．3 本文仿真系统的描述

2．3 基于Agent的交通仿真系统的三层架构

2．4 交通系统结构化实现

2．4．1 交通场景中的道路结构

2．4．2 交通场景中的车辆行为仿真

2．5 实时仿真运行软件

2．6 本章小结

3．Agent智能体建模综述

3．1 Agent概述

3．1．1 Agent特性

3．1．2 常用Agent模型和结构

3．2 Multi-Agent系统

3．2．1 Multi-Agent系统功能特性

3．2．2 Multi-Agent技术前景

3．3 面向Agent的仿真建模方法

3．4 基于Agent的人工交通系统建模优势

3．5 面向Agent的软件平台和开发工具的选取

3．5．1 软件开发平台的选取

3．5．2 软件开发语言和开发工具的选取

3．6 Agent下的人工交通系统建模

3．7 本章小结

4．基于Agent的人工交通系统建模

4．1 概述

4．2 基于Agent交通元素模型研究

4．2．1 静态模型

4．2．2 动态模型

4．2．3 模型实现及验证

4．3 程序功能实现部分

4．3．1 仿真流程图

4．3．2 程序实现中多线程的应用

4．3．3 图形绘制实现

4．3．4 系统交互式输入

4．4 本章小结

5．人工交通系统可信度评估与验证

5．1 系统评估实验基本思想

5．2 仿真可信度与可信度评估

5．3 整体建模实现及验证：交通流实验验证

5．4 人工交通系统下的信号配时优化实验

5．5 本章小结

6．总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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