MAS在行车调度系统中的应用研究

论文摘要

MAS在行车调度系统中的应用研究 列车运行调度系统是智能铁路运输系统的核心系统之一，是列车安全、正点运行的保证。针对列车运行调度，采用理论研究的方法，本文对MAS（Multi-Agent System）理论在行车调度系统中的应用进行了研究。以一阶谓词逻辑为描述工具，通过将运输环境划分为静态环境和动态环境，对agent的生存环境进行了研究。静态环境的形式化描述包括车站与车站之间的关系、接车进路和发车进路之间的关系、进路与信号灯之间的关系、列车计划运行图等不随时间变化而变化部分的静态部分。动态环境的形式化描述包括列车动态属性的描述、车站的动态信息、线路、自然环境和agent社会属性等随时间变化而变化的动态部分，并在形式化描述的基础上给出推理规则；结合列车运行调度的实际情况，对agent的体系结构进行了研究，提出了两路四层混合式的铁路局agent BA（Bureau Agent）的体系结构和反应式的车站agent SA（Station Agent）体系结构，并详细描述了二者的工作原理；参照人类社会组织机构的形式，给出了MAS的组织结构并给出了每个agent必须遵守的社会规则；在建立agent体系结构的基础上，对agent的局部规划方法进行了研究，提出了基于遗传算法的列车运行调整模型及冲突检测算法；根据列车运行调整的实际情况，对agent之间的协调协作方法进行了研究，提出了一种协商方法，通过该协商方法，MAS可以形成全局目标；对agent之间的通信方法进行了研究，提出了基于KIF和KQML的知识交换协议和消息框架。最后，对MAS技术在综合调度仿真系统中的应用进行了介绍。 通过对MAS理论在行车调度系统中的应用进行研究，提出了基于MAS的列车运行调度理论，该理论对于提高我国列车运行调度自动化水平和管理水平具有重要的理论价值和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1.研究背景
• 1.2.国内外行车调度系统发展状况
• 1.1.1.国内现状
• 1.1.2.国外状况
• 1.3.MAS的研究状况
• 1.2.1.理论研究现状
• 1.2.2.应用研究现状
• 1.4.行车调度传统的研究方法
• 1.4.1.传统研究方法
• 1.4.2.智能的调度方法
• 1.4.3.未来的研究方法
• 1.5.研究的目的和意义
• 1.6.技术可行性分析
• 1.7.论文研究的主要内容
• 第二章 基于一阶谓词逻辑的环境和规则的形式化描述
• 2.1.引言
• 2.1.1.Agent外界环境
• 2.1.2.一阶谓词逻辑
• 2.2.静态环境的形式化描述
• 2.3.动态环境的形式化描述
• 2.4.推理规则的形式化描述
• 2.5.小结
• 第三章 Agent结构及MAS的体系结构
• 3.1.引言
• 3.2.BA的体系结构
• 3.3.SA的反应式结构
• 3.4.MAS的体系结构
• 3.5.小结
• 第四章 基于GA的局部规划方法
• 4.1.引言
• 4.2.遗传算法基础
• 4.3.列车计划运行图基础
• 4.3.1.列车运行图的要素
• 4.3.2.列车计划运行图对行车调度系统的影响
• 4.4.列车运行调整问题的数学模型
• 4.5.基于遗传算法的模型
• 4.4.1.染色体编码
• 4.4.2.适应度函数
• 4.4.3.交叉算子
• 4.4.4.变异算子
• 4.4.5.基于Metropolis判别准则的复制算子
• 4.4.6.收敛标准
• 4.4.7.算法流程
• 4.6.冲突检测算法
• 4.7.小结
• 第五章 基于全局目标的协商方法
• 5.1.前言
• 5.2.局部目标存在的问题
• 5.3.BA间的协商方法
• 5.4.小结
• 第六章 通信机制的研究
• 6.1.言语行为理论
• 6.2.Agent通信语言
• 6.2.1.KIF
• 6.2.2.KQML
• 6.3.Agent间通信的消息格式
• 6.4.小结
• 第七章 基于MAS的调整理论在综合调度仿真系统中的应用
• 7.1.综合调度仿真系统
• 7.2.列车运行调度仿真子系统
• 7.2.1.列车运行调度系统主要功能
• 7.2.2.其它调度子系统对列车运行调度的影响
• 7.3.列车运行调度仿真子系统和车站仿真子系统的实现
• 7.4.结论
• 第八章 结论和展望
• 附录 KQML的语用词
• 参考文献
• 致谢
• 发表的论文
• 参加项目
• 详细摘要