基于多智能体的多应急车辆信号优先控制问题研究

论文摘要

灾害事件发生后,应急管理部门需要在最短的时间内派出各种类型的应急车辆赶赴事件现场进行应急救援。因此,确保应急车辆以一种快速、安全的方式赶赴事件现场具有重要的意义。本文主要研究在灾害较为严重的情况下,来自不同进口方向的多辆应急车辆需要在同一时段内通过信号交叉口时的信号控制问题。本文首先分析了多应急车辆通过信号交叉口实施信号优先时涉及的问题,说明了应急情况下的信号控制应该具有的特点,并提出应急情况下交通信号控制系统运行时应满足的要求。在此分析的基础上,本文借助多智能体技术,给出了多应急车辆信号优先控制系统结构。在该系统结构中引入相位智能体和管理智能体,相位智能体间互相协调,得到绿灯相位时长,而管理智能体则从全局的角度对相位的排序进行优化,得到各相位的最佳排序,这两种智能体相互配合,便得到了多应急车辆信号优先的控制策略。相位智能体和管理智能体的协商模块采用了模糊推理技术,其输入综合考虑了应急车辆的优先级别与实际交通量情况。在模糊推理过程中,由于运用了结合专家知识的模糊规则库,因此系统能够实现实时的智能化信号控制。本文最后利用Starlogo仿真软件并结合Matlab软件对定时信号控制策略、先到先服务控制策略和本文提出的信号优先控制策略进行仿真,比较分析结果表明本文所提出的多应急车辆信号优先控制系统是有效的。上述研究解决了多应急车辆通过信号交叉口时的信号优先控制问题,有助于保障应急车辆快速、安全地通过信号交叉口,并能减少应急车辆对其他车辆的干扰,这为应急管理部门在进行应急救援时的指挥调度提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 国内外研究现状评价
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 基于多智能体的多应急车辆信号优先控制系统结构
• 2.1 多应急车辆信号优先控制问题分析
• 2.2 智能体与多智能体技术在信号控制中的应用
• 2.2.1 智能体技术
• 2.2.2 多智能体系统
• 2.3 基于多智能体的多应急车辆信号优先控制系统结构设计
• 2.3.1 系统体系结构
• 2.3.2 相位智能体
• 2.3.3 管理智能体
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于多智能体的多应急车辆信号优先模糊推理过程
• 3.1 模糊推理技术
• 3.2 相位智能体模糊推理过程
• 3.2.1 信息预处理
• 3.2.2 输入模糊化
• 3.2.3 模糊推理
• 3.2.4 输出反模糊化
• 3.3 管理智能体模糊推理过程
• 3.3.1 输入模糊化
• 3.3.2 模糊推理和反模糊化
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于多智能体的多应急车辆信号优先控制仿真分析
• 4.1 智能体与Starlogo软件系统
• 4.1.1 Starlogo的功能
• 4.1.2 Starlogo与智能体之间的联系
• 4.2 仿真流程
• 4.3 仿真环境
• 4.4 仿真模型
• 4.4.1 发车模型
• 4.4.2 车辆控制模型
• 4.4.3 车辆检测模型
• 4.4.4 信号控制模型
• 4.5 仿真实例的验证与分析
• 4.5.1 仿真实验
• 4.5.2 仿真分析与评价
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 攻读学位期间参与的科研项目
• 致谢