[發明專利]一種基于多智能體的人行橫道混合交通流仿真方法與系統

有效

• 申請號: 202010050483.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111291469B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 王煒;陳坦;華雪東;李欣然;屠雨
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

1.一種基于多智能體的人行橫道混合交通流仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)人行橫道仿真系統各功能區的劃定；

(2)人行橫道仿真系統內各類交通參與者的初始化；具體的：

將出現了的交通參與者的類別總數記為s，在仿真系統中，用s類不同的智能體分別代表不同種類的交通參與者；為第i類智能體賦予長度為Length_i,寬度為Width_i，期望行進速度為Velocity_i；根據智能體所代表的交通參與者的期望行進速度大小，為智能體賦予優先級；具體來說，在仿真系統里，期望行進速度越大的智能體優先級越高；人行橫道上的交通參與者是對向前進的，選定其中一個方向記為正向P，另一個方向記為反向R；將第i類智能體中執行正向過街的總數記為N_iP，執行反向過街的總數記為N_iR；則所有執行正向過街的智能體的總數記為執行反向過街的智能體的總數記為將前述N_P個正向過街的智能體隨機的依次放置于正向等待區上，放置時保持前進方向與人行橫道方向平行，同時智能體所占據的空間不能越過等待區的空間，且后放置的智能體不與已經在仿真系統內的智能體互相重疊；依據同樣的方法放置執行反向過街的N_R個智能體，完成仿真系統的初始化；

(3)人行橫道仿真系統內智能體的轉移；

(4)人行橫道仿真系統運行終止的判定。

2.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的人行橫道混合交通流仿真方法，其特征在于，步驟(1)中，將長方形中與交通參與者行進的方向平行的邊記為長邊，長度記為L₁，將長方形中與交通參與者行進方向垂直的邊記為短邊，長度記為W₁，記該長方形所占區域為人行橫道區；在人行橫道區的長邊的兩端，沿人行橫道區長邊的方向向外延伸長度L₂，形成兩個長度為L₂寬度為W₁的長方形，記為等待區，代表各交通參與者在沒有獲得過街通行權時在系統內放置區域；在人行橫道區的短邊的兩端，沿人行橫道區短邊的方向向外延伸長度W₂，形成兩個長度為L₁寬度為W₂的長方形，記為溢出區，代表在過街行為中交通參與者可能外溢出人行橫道區的容許范圍。

3.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的人行橫道混合交通流仿真方法，其特征在于，步驟(3)中，選定仿真系統中每一步長所代表的實際時間T，根據各類智能體的優先級，依次對智能體進行空間上的轉移；在每一步長時，對于第i類智能體，當優先級高于其的i-1類智能體完成本步長的轉移后，執行此步長時的第i類智能體的轉移；首先，對于這N_iP+N_iR個智能體，每個步長時都隨機的賦予其順序，使該組智能體在每個步長時都以不相同的順序依次進行位置轉移；其次，對于某一個智能體，當其準備移動時，先以該智能體的中心點為中心，劃定其正前方給定的扇形區域為其下一步長后可能移動到的潛在范圍，將該范圍記為Ω；Ω即為該智能體下一步長后可能移動到的點的集合；具體的說，Ω的范圍與該類智能體的期望行進速度Velocity_i和所代表的交通參與者的交通特性相關；智能體的運動分為橫向和縱向，橫向代表智能體在期望前進方向上的運動，縱向代表智能體在與前進方向垂直的方向上的運動；在每個方向上，智能體的運動長度都符合某一給定的概率密度函數；具體的說，將智能體在橫向上運動的距離的長度記為X，則f(x)代表X取值為x時的概率密度；同樣的，將智能體在縱向上運動的距離的長度記為Y，則f(y)代表Y取值為y時的概率密度；f(x)和f(y)的具體形式與該類智能體的期望行進速度Velocity_i和所代表的交通參與者的交通特性相關；當潛在范圍Ω有部分處于溢出區內時，處于溢出區內的點的轉移概率需要進行折減修正，智能體的運動需要避免與系統中其它智能體發生碰撞；對于潛在范圍Ω內的某一個點，如果智能體運動到該點后，會與系統內的其它智能體共用一塊空間，則認為會發生碰撞；為避免發生碰撞，這些會導致碰撞的點對應的概率密度置為零；潛在范圍Ω內的點所對應的轉移概率經過溢出區修正和碰撞修正后，即為最終該智能體在本步長時的轉移概率；智能體依據概率密度的大小隨機的獲取一個點，作為智能體在這個步長下的移動。