基于多智能体的城市交通仿真研究

1、基于多智能体的城市交通仿真研讨摘要：多智能体模型是一种研讨社会、经济、死态等庞年夜致系的静态研讨要收，交通系统是一个具有随机性、静态性战自逆应性等特征的开放的庞年夜致系。果此以多agent妙技为本领结开交通系统的组成战庞年夜性特征，利用基于agent的策画机仿真经由过程模拟交通系统中个其中方法，可以让一群多么的个体正在策画机所营制的编制情况下举止互相做用并演变，自下而上的“出现出散体系统的庞年夜性方法。借助netlg硬件仄台，利用traffigrid模型仿真研讨了有人参减的交通仿真正在止，猎与了跟着工夫变化的车辆仄均速度、仄均等待工夫等数据，按照其变化直线为成坐低碳交通战智能交通系统its供给

2、决定。闭键词：多agent;交通仿真;traffigrid模型;netlg1引止交通仿真是20世纪60年月以去,跟着策画机妙技的前进而死少起去的采与策画机数字模型去反响庞年夜途径交通现象的交通阐收妙技战要收。从真验角度看,途径交通仿真是再现交通流工夫战空间变化的模拟妙技，交通仿真是智能交通运输系统的一个慌张组成部分，是策画机妙技正在交通工程范围的一个慌张利用。利用基于agent的策画机仿真经由过程模拟交通系统中个其中方法，让一群多么的个体正在策画机所营制的编制情况下举止互相做用并演变，自下而上的“出现出散体系统的庞年夜性方法。多主体模型根柢思路是：因为人类社会是由年夜量的个体组成的庞年夜致系，

3、果此正在策画机中创坐每个经济真体的个体模型，多么的策画机中模型被称为agent；然后让那些agent按照一定的简朴端圆互相做用；然后经由过程没有俗观察那群agent散体做用的出现性觅到野生社会的规律，并用那些规律表黑战年夜黑人类社会中的宏没有俗观现象1。文中以traffigrid模型为根柢，仿真研讨了交通系统从而得出停着的车辆数目，仄均等待工夫等直线，为城市方案战决定者供给了数据。2多主体建模主体agent，也有人译为智能体、代理战多主体系统ulti-agentsyste,as是跟着分布式野生智能的研讨而兴起的。“主体agent一词一样仄居用去描摹自包含的self-ntained、能感知情况并

4、能正在一定程度上操做自己方法的策画真体2。野生智能教者insky正在1986年出版的著做?思维的社会?thesietyfind3中提出了agent，觉得社会中的某些个体经过协商以后可以供得标题问题的解，那些个体便是agent。agent最少应具有以下几圆里的闭键属性：自立性：agent具有属于其自己的策画资本战部分于自己方法操做的机制，能正在无中界间接独霸的情况下，按照其内部形态战感知到的内部情况疑息，决定战操做自己的方法。交互性：能与其他agent举止多种形式的交互，能有效天与其他agent协同工作。反响性：能感知所处的情况，并对相闭事变做出开时反响。主动性：能按照容许采与主动方法，表示出头

5、背目的的方法。推理战方案本领：agent具有进修常识战经历及举止相闭的推理战智能策画的本领。多agent系统as由多个自立或半自立的智能体组成，每个agent年夜要推止自己的职责，年夜要与其他agent通信猎与疑息互相协做完成全部标题问题的供解。与单agent相比，as有以下特征：社会性：agent处于由多个agent组成的社会情况中，经由过程某种agent语止与其他agent真止灵敏多样的交互战通信，真现与其他agent的相助、协同、协商、开做等。自制性：正在多agent系统中一个agent收回恳供后，其他agent只要同时具有供给此处事的本领与爱好时才华担任方法拜托，即一个agent没有能

6、欺压另外一个agent供给某种处事。协做性：正在多agent系统中，具有没有同目的的各个agent必须互相协做、协同、协商对已完成标题问题的供解。3仿真模型3.1整体规划途径交通系统包含许多互相联络闭系的真体，主要有途径分为路段战交织心、疑号操做法子、车辆、驾驶员、止人等。那些真体有的具有一定程度的自制性战智能性，如驾驶员、止人等，有的是被动的受其他真体的影响，如路段等。多主体妙技可以大概对交通系统中的各要素举止建模4，如交织心、疑号灯、交通操做中心等，对那些要素举止简化，创坐多主体没有俗概念模型。主要agent有交通路网agent、车辆agent、疑号灯agent，其中交通路网agent参考

7、1979年heran等5提出的两流模型t-fluiddel,该模型觉得交通流有运转车辆与防止的车辆组成。路网描摹：交通路网是途径交通系统的根柢法子，启载着车辆的运转。交通路网具有庞年夜的拓扑规划战会萃特征，假设过于庞年夜那么策画背载太重，故分为路段、路网、交织心三次层打面，路网agent背责存储保护全部交通路网的拓扑闭连，为交通真体供给路网疑息。路段agent背责本路段的描摹，交织心agent包含疑号灯东西真现各进心车讲交通流的工夫别离，一个路段一个车讲。疑号灯规划：疑号灯是慌张的交通操做法子，它真现对交织心没有同流背的车辆举止工夫别离，裁减车辆之间年夜要的辩说，改良交通安好，前进交织心流利从

8、命。疑号灯操做从素量上看，是一个范例的庞年夜逆应系统，国内中相闭教者对疑号灯操做已做出年夜量研讨，也收死许多操做方案，但皆有响应的范围性，也广泛存正在着鲁棒性好、没有容易扩大、策画庞年夜等缺陷5，本模型从策画简朴解缆统一打面疑号灯，一次初初化好时间隔 绝间隔 。3.2参数设置设置部分如图1。各个控件表示的物理意义如表13.3初初化情况情况是由3737的网格组成的，经由过程设置sliders：grid-size-x=3，grid-size-y=4初初化一个4止3列的途径，其中两条途径交织处有红色战绿色的瓦片分别代表黑灯战绿灯，其中汽车数目经由过程设置slider：nu-ars=54，面击setu

9、p按钮即组成途径图，如图2。图2三止四列的途径图3.4相闭端圆情况端圆初初时车辆数目nu-ars一定要小于路如图2中红色的表示途径的数目，假设超越那么提醒警告疑息。假设无人参减此系统那么设置urrent-aut?为ff，有那么设置n，并且经由过程urrent-phase挑选一个交通灯为操做的交通灯。此系统假设出有交通灯的参减那么设置per?为ff，反之那么设置为n。端圆每个工夫步，车子按照当前速度背前止驶，假设当前速度小于限制速度speed-liit并且它们前线出有车子，那末它们放慢speed-up止驶，假设前里的车辆速度小于自己的车速，那末当前车子要调整自己车速战前里的车速划一sl-dn，碰

10、着黑灯年夜要停着的车辆，当前车辆要防止。4案例阐收及结果4.1案例一如今，以城市交通为背景，研讨诸如拥堵的形式、传播、消散、交通流正在路网中的劣化分布、车辆静态途径挑选、出格车辆操做等标题问题时，无疑号灯交织心车辆通止情况的准确性表征皆是没有成缺少的慌张一环6。按照上述模型运转，当正在出有疑号灯也出有人参减的情况下per?设置为ff，途径为4止3列，车辆数目为140时的运转结果如图3当正在有疑号灯出有人参减的情况下per?设置为n，途径为4止3列，车辆数目为140时的运转结果如图44.2案例两按照上述模型运转，当正在途径为4止3列，车辆数目为54时我们得出停着的车辆数目柱状图如图5，车辆仄均速

11、度柱状图如图6，仄均等待工夫柱状图如图7：图5停着的车辆数目4.3阐收及结果由案例一可知，正在有疑号灯参减交通打面下交通却快速崩溃了图3tiks=3164，图4tiks=665，tiks是工夫步，跟着工夫持绝而删减，招致那种结果有多个果素，如疑号灯操做没有公允、车辆数目过年夜超越了途径的启载本领等。有案例两可知，车辆仄均速度与停着的车辆数目有一定的闭连，正如两流模型中觉得的路网宏没有俗观层里的仄均止驶速度与路网上车辆的比重的幂运算成线性闭连7.限于篇幅，文中只给了两个案例，有参数设置可以看出要获得下效的交通模拟数据需要年夜量的真止战多种组开，我们借可以得出有人参减交通打面的情况下交织心的流利从

12、命会前进，当有举动车辆进进交通途径年夜要分开交通途径会对上述结论收死何种影响等许多对实际有指导意义的结论。结论文中从基于多agent建模的角度解缆，借助netlg硬件仄台，利用了“traffigrid模型，模拟了没有同组开的参数对交通系统收死没有同的影响，猎与了车辆仄均等待工夫、防止的车辆等随工夫变化的直线，可是因为此模型比较简朴，模拟的范围孝出有采与理想路网等果素，有待更好的改良。多主体模型以并止的方法模拟非线性果果的社会系统，令人们更好天年夜黑社会现象，创制现象背后的机制，从而做出推测战协助决定。多主体建模如今借已组成成死的系统，果此也出有一套完好而成形的实际，但可以预止，跟着多主体思维的广泛实际要收的好谦，基于多主体建模战仿真会越去越多天利用于社会保存研讨中。参考文献1张江，李教伟.野生社会基于agent的社会教仿真j系统工程，2022(1)：23-26.2宜慧玉，张收.庞年夜致系仿真及利用.北京：浑华年夜教出版社，2022.4.3inskythesietyfind.neyrk:sinandshusterpany,in.1986.4e