基于分散自律体系的多Agent客运专线运营调度系统

论文摘要

客运专线运营调度系统是客运专线运营管理、调度指挥和列车运行控制的中枢；是客运专线运营管理高新技术的集中体现；是实现安全、正点、高效和运力资源有效利用的重要保障。本课题的目标是为适应我国客运专线发展的需要，致力于新一代综合性更强、智能化程度更高、实用的客运专线运营调度指挥系统的研究。其重点是研究新一代运营调度指挥系统的体系结构、实用的智能化方法和实现方式。 本文在充分研究中国铁路客运专线建设的实际情况的基础上，提出了基于分散自律体系的客运专线运营调度系统总体方案，并采用多Agent技术构建客运专线运营调度系统。运营调度系统由计划编制、运行管理、车辆管理、供电管理、客运调度、综合维修等6个子系统共同构成。论文以运调系统中的运行管理子系统为主要的研究对象，采用面向对象方法与Agent设计思想相结合的方式进行系统需求分析，通过调度指挥实体与Agent对象之间的映射，定义Agent对象、Agent的类关系构造以及在调度指挥过程中Agent的属性、相互间的关系和交互内容。以上述研究结果为基础，对系统中主要Agent的内部结构、知识表达和处理的方法进行了详细定义和说明，并介绍了系统中具有代表性的Agent推理过程。在确立了Agent的通信平台、通信方式和协作过程的基础上，提出了由5层决策网络方式构建的决策体系，用于指导整个系统共同解决所面临的问题。分别说明了各决策层包括的Agent对象，以及它们在决策过程中的作用和相互关系。最后以运行管理子系统为例，具体介绍了采用多Agent技术进行系统构建的方法和经验总结。 本文将理论研究与具体运用相结合，提出了基于分散自律体系的运调系统方案以及采用多Agent技术进行实现的方法。实践证明，利用多Agent技术建立智能化的客运专线运营调度系统是完全可行的，对于提高我国的客运专线运营调度系统研究与应用具有重要的理论价值和实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1.课题的提出
• 1.2.国外高速铁路调度系统设置情况
• 1.3.我国客运专线特征分析
• 1.3.1.总体特征
• 1.3.2.我国传统调度系统与国外调度系统的差异及发展方向
• 1.4.国内客运专线调度系统现有相关研究成果
• 1.5.我国客运专线运营调度系统的特殊性及基本功能
• 1.6.论文研究的主要内容
• 第二章 客运专线调度指挥模式与运营调度系统体系结构
• 2.1.客运专线工程概况
• 2.2.客运专线调度机构设置的几种模式
• 2.3.客运专线运营调度机构的设置原则
• 2.4.客运专线运营调度机构设置建议
• 2.4.1.机构设置
• 2.4.2.主要职责
• 2.4.3.客运专线运营调度系统业务流程概况
• 2.5.客运专线运营调度系统技术方案
• 2.5.1.方案一
• 2.5.2.方案二
• 2.5.3.方案比选
• 2.5.4.比选结论
• 2.5.5.分散自律运调系统方案的构成
• 2.6.方案的可行性分析
• 第三章 多Agent系统的概念和技术发展
• 3.1.Agent的起源和发展
• 3.1.1.起源
• 3.1.2.发展
• 3.2.Agent的定义和分类
• 3.3.当前Agent的研究现状
• 3.3.1.知识的表达与推理
• 3.3.2.Agent的形式化模型
• 3.3.3.多Agent系统
• 3.3.4.Agent系统开发语言和工具
• 3.4.Agent和多Agent技术在生产调度系统中的应用
• 3.5.多Agent技术应用于客运专线运营调度领域的可行性及前景
• 第四章 运营调度系统中Agent的属性和相互关系
• 4.1.目标系统的范围
• 4.2.Agent的选取
• 4.3.行车调度员的主要业务分析
• 4.4.车站值班员的主要业务分析
• 4.5.自律机的主要功能分析
• 4.6.各类Agent的属性及Agent之间的相互关系
• 第五章 运营调度系统中的Agent模型
• 5.1.Agent模型的内部结构
• 5.1.1.调度员Agent结构
• 5.1.2.值班员Agent结构
• 5.1.3.自律机Agent结构
• 5.1.4.接口Agent结构
• 5.1.5.基本通信Agent结构
• 5.2.Agent的知识表达
• 5.3.Agent的推理过程
• 5.3.1.调度员Agent的阶段计划调整过程
• 5.3.2.值班员Agent的阶段计划生命周期过程
• 第六章 运营调度系统的决策体系
• 6.1.通信方式
• 6.2.通信语言
• 6.3.Agent之间的协作
• 6.4.决策体系
• 第七章 多Agent客运专线运营调度系统的实现
• 7.1.编程语言和开发工具的选择
• 7.2.实现过程中应该注意的问题
• 7.3.运行管理功能的实现
• 7.3.1.硬件的高可靠性配置
• 7.3.2.软件的高可用性设计
• 7.3.3.软件与硬件相结合的安全性设计
• 7.3.4.系统结构与操作界面
• 第八章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表的学术论文
• 参加的科研项目
• 详细摘要