[發明專利]多智能體區域道路交叉口信號集成控制仿真系統

有效

• 申請號: 200810207315.8
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101477581A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 韓印;夏曉梅;楊曉芳;魏贇;高強飛;呂磊;臧莉莉;張靜靜;張楠;張健;高洪振;徐琛
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N5/00;G08G1/07
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種道路交叉口信號控制領域，特別涉及一種多智能體區域道路交叉口信號集成控制仿真系統。

背景技術

目前，主要的感應控制系統有英國的SCOOT、澳大利亞的SCATS、法國以及日本的控制系統等，這些控制系統從結構上主要是中心控制型結構，即交通控制方案由控制中心來統一制定，各個路口控制器并沒有自己動態調整的能力，只是負責交通數據的采集以及控制方案的執行等任務。這種結構在控制策略的制定上主要是以控制區域內關鍵交叉口的交通數據為主，對局部交通的波動難以給以有效考慮，并且，由于控制方案的制定都需控制中心來完成，導致控制中心優化算法復雜，運算量大，系統效率低下，難以適應多變的交通局面。因此，人們需要根據交通系統的特點設計新的交通控制系統，達到既能對交通系統進行宏觀調控又能進行微觀調節的智能系統。

運用agent技術進行微觀交通仿真，正引起廣大研究人員的濃厚興趣，國外的Birgit?Burmeister等對采用agent技術進行交通仿真研究，Klaus探討了運用agent技術進行貨物運輸的調度問題。

2001年北京交通大學的俞崢進行了“多智能體在交通控制系統中的應用”研究，闡述交通的規模復雜性特征及傳統交通控制方法的局限性，迫使人們應用智能程度更高的技術來解決控制問題。一個解決的方法是將交通控制分布到一些智能的、可自動獲取并完成任務的自主體上。這種方法不是將子系統進行部分或全部集成，而是提供一種在松散耦合的子系統之間進行協調的機制，通過增強子系統的自治能力提高控制系統的控制能力。

2002年中國農業大學的孫晉文提出了基于Agent技術的智能交通控制的體系結構，論述了該結構的優點。并根據Agent的特點，介紹了運用Agent技術進行交通仿真的優勢，探討了采用Agent技術進行交通仿真的方法。

2003年華中科技大學的陳進才進行了基于Agent技術的智能交通線控系統仿真環境研究，建立了基于Agent技術的智能交通線控系統仿真環境。

2005年汕頭大學的韋影儀介紹了利用Agent技術構建交通微觀模擬的過程，并著重敘述了Agent技術在微觀模擬中的優勢，同時，在Agent的決策過程中應用了模糊決策控制，使Agent個體模擬人類的思維決策，從而使整個模擬系統更加貼近現實的交通系統。

發明內容

本發明是針對現有交通控制系統效率低下，難以適應多變的交通局面的問題，提出了一種多智能體區域道路交叉口信號集成控制仿真系統，基于多智能體的道路多交叉口信號集成控制仿真系統。克服現有的控制系統中各個路口控制器沒有自己動態調整能力的不足，根據Agent理論，提出基于Multi-Agent智能交通控制系統，系統采用多層體系結構，每一個層次都代表不同的agent，使控制策略實時體現交通的波動情況，達到真正的智能控制；將這些控制策略用C++語言編程實現嵌入到AIMSUN微觀仿真軟件中進行仿真，結果表明本系統與現有系統相比，減少交通延誤和提高道路通行能力2％以上。

本發明的技術方案為：一種多智能體區域道路交叉口信號集成控制仿真系統，包括決策層主控中心智能體、戰略控制層區域中心智能體、戰術控制層路口智能體和執行層交通檢測器的信號燈、傳感器和攝像機，主控中心智能體不斷分析從各區域中心智能體傳來的交通數據，合理的劃分和調整控制子區，在調整控制子區時，主控中心智能體向相關區域中心智能體發送指令，命令相關區域中心智能體釋放和劃分對路口智能體的管理權限；區域中心智能體不斷收集和分析路口智能體傳送過來的交通數據和控制方案，進而診斷路口智能體及其檢測器是否正常；路口智能體不斷接受從交叉口交通檢測器傳來的交通參數，與同一區域Agent管轄范圍內的其他路口智能體進行協商，得出各交叉口的控制方案，同時需要向上一層的區域中心智能體發送本地的交通狀況和控制方案。

所述路口智能體得出各交叉口的控制方案由協調智能體體系完成，協調智能體體系包括通信模塊、感知模塊、知識庫、經驗庫、決策模塊、模糊規則庫、個性修正模塊、學習機模塊，除去通信模塊和感知模塊與外部其他Agent或交通環境交互外，其他的模塊都是經過一步一步承接，密切配合，在協調智能體體系內部完成交叉口的智能協調。

所述感知模塊直接控制基礎數據采集設備環形感應線圈和原始數據預處理程序，并將要采集的數據種類由推理模塊和決策模塊的推理和決策方法決定。

所述通信模塊采用點對點的直接通訊方式，通信的過程包括：

通知索要信息的agent通知某一個agent想得到什么信息；