城市智能交通控制系統(tǒng)研究與設(shè)計
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4 城市智能交通控制系統(tǒng)設(shè)計
智能是一種應(yīng)用知識對一定環(huán)境進行處理的能力，或?qū)δ繕?biāo)準(zhǔn)則進行衡量的抽象思考能力。另一種定義是在一定環(huán)境下針對特定的目的而有效地獲取信息、處理信息和利用信息從而成功達(dá)到目的的能力。智能交通系統(tǒng)，是利用人工智能的理論和方法，解決交通問題的綜合系統(tǒng)。人工智能近年發(fā)展的成果，為智能交通系統(tǒng)的研究提供了堅實的理論基礎(chǔ)，可以利用這些成果解決傳統(tǒng)方法無法解決的問題。這是因為：一方面交通系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響因素多、隨機性很強的系統(tǒng)，利用數(shù)學(xué)方法解決交通問題的難度很大，所建立的模型往往過于復(fù)雜，難于求解，同時也很難用一種或幾種模型來概括交通流系統(tǒng)的多樣性。另一方面，交通系統(tǒng)又是一個動態(tài)的時變系統(tǒng)，交通管理與控制的實時性要求非常高。因此，從實際情況出發(fā)，基于數(shù)學(xué)描述的交通管理控制方法難以滿足在線實時控制的要求，可操作性較差。而人工智能的方法，借鑒人類求解問題的方法，通過知識的表達(dá)、推理和學(xué)習(xí)解決復(fù)雜的問題，將以往用純數(shù)學(xué)來描述交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛弥R或知識與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合來描述。通過逐步適應(yīng)環(huán)境的學(xué)習(xí)能力，來不斷提高管理和控制效果。
多智能體系統(tǒng)是當(dāng)今人工智能中的前沿學(xué)科，是分布式人工智能研究的一個重要分支，其目標(biāo)是將大的復(fù)雜系統(tǒng)建造成小的、彼此相互通訊及協(xié)調(diào)的、易于管理的子系統(tǒng)，通過子系統(tǒng)的自治能力和相互協(xié)調(diào)能力來解決復(fù)雜系統(tǒng)控制問題。城市區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)由于其道路交通規(guī)模的復(fù)雜性和交通流動態(tài)特性的實時性，使得將多智能體系統(tǒng)應(yīng)用到城市交通網(wǎng)絡(luò)控制學(xué)比較關(guān)注的研究課題。本文在此基礎(chǔ)上設(shè)計出城市智能交通控制結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/166358.htm
圖3中，左邊為基于多智能體的城市交通流系統(tǒng)，右邊為信號控制系統(tǒng)。在交通模型中，路段智能體既具有單個路段流量實時更新的能力，又能夠為相連接的信口提供交通流數(shù)據(jù)，以進行和優(yōu)化信號配時；根據(jù)上級區(qū)域交通流信息進行車流調(diào)控，同時通過路口與其他路段進行數(shù)據(jù)交換；與其相對應(yīng)的信號控制模型中，根據(jù)段智能體提供的信息，進行信號配時，并協(xié)調(diào)路段之間交通流的動態(tài)平衡。
區(qū)域智能體除了具有與路段智能體一樣的功能，如獲取交通流信息，為信號控制數(shù)據(jù)支持；相互之間獨立，能夠單獨運行等特點之外，區(qū)域智能體還能夠根據(jù)區(qū)交通流運行情況，對交通路口進行信號協(xié)調(diào)，以最優(yōu)化控制相應(yīng)路網(wǎng)運行的交通目標(biāo)，自主決定相應(yīng)的控制策略，并將信號配時結(jié)果及時下發(fā)鸚區(qū)域內(nèi)每個信號，同時將交通需求和控制效果傳送給上一層決策層，即交通管理中心。區(qū)域智能體在路段智能體和中央管理智能體之間起到承上啟下的作用，與單個路整個交通路網(wǎng)傳遞交通流信息；并與同級其他區(qū)域智能體進行信息交換，為交通控制提供服務(wù)。中央管理智能體由城市交通控制決策系統(tǒng)構(gòu)成。其功能是根據(jù)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通檢測及交通阻塞等因素對整個交通路網(wǎng)的運行狀況做出評估，其目的是尋求整個系統(tǒng)的性能指標(biāo)最優(yōu)，運用其優(yōu)越的推理和規(guī)劃能力使系統(tǒng)運行在最優(yōu)狀態(tài)。在信號控制系統(tǒng)中，路口級信號控制根據(jù)相連接路段智能體的交通流信息，通過控制決策給出路口信號配時。路口級信號控制將路口交通流信息和信號配時傳遞層區(qū)域控制，而上層區(qū)域控制則反饋控制命令，若某一區(qū)域中某一路口在某方向城市交通網(wǎng)絡(luò)區(qū)域控制的應(yīng)用研究上擁擠，區(qū)域控制通過給出控制命令，調(diào)節(jié)與其在同一路段上的其他路口信號配時，達(dá)到盡快緩解擁擠，減少區(qū)域總體延誤時間的目的。區(qū)域控制之間傳遞的則是該區(qū)域內(nèi)交通流信息，若某一區(qū)域出現(xiàn)擁擠路口，調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)以及相鄰區(qū)域信號配時，引導(dǎo)車流分散以緩解擁擠，并通過路邊信息指示牌或交通電臺信號引導(dǎo)車輛分流。而區(qū)域控制與交通控制中心之間傳遞的是區(qū)域交通流信息。調(diào)節(jié)路網(wǎng)交通流動態(tài)平衡，并向中央交通控制中心提供信息，以實現(xiàn)城市交通集中與分散的控制方式。
5 結(jié)語
智能交通系統(tǒng)是一個涉及面廣、綜合各種高新技術(shù)的研究領(lǐng)域。限于篇幅，本文僅從城市智能交通控制角度論述了一些提高城市道路安全的措施，而未從車輛和司乘人員的角度來開展研究。提高智能交通系統(tǒng)的整體水平需要各行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，才能共同促進城市交通水平的提高。
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