城市智能交通控制系統研究與設計
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4 城市智能交通控制系統設計
智能是一種應用知識對一定環(huán)境進(jìn)行處理的能力，或對目標準則進(jìn)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到目的的能力。智能交通系統，是利用人工智能的理論和方法，解決交通問(wèn)題的綜合系統。人工智能近年發(fā)展的成果，為智能交通系統的研究提供了堅實(shí)的理論基礎，可以利用這些成果解決傳統方法無(wú)法解決的問(wèn)題。這是因為：一方面交通系統是結構復雜、影響因素多、隨機性很強的系統，利用數學(xué)方法解決交通問(wèn)題的難度很大，所建立的模型往往過(guò)于復雜，難于求解，同時(shí)也很難用一種或幾種模型來(lái)概括交通流系統的多樣性。另一方面，交通系統又是一個(gè)動(dòng)態(tài)的時(shí)變系統，交通管理與控制的實(shí)時(shí)性要求非常高。因此，從實(shí)際情況出發(fā)，基于數學(xué)描述的交通管理控制方法難以滿(mǎn)足在線(xiàn)實(shí)時(shí)控制的要求，可操作性較差。而人工智能的方法，借鑒人類(lèi)求解問(wèn)題的方法，通過(guò)知識的表達、推理和學(xué)習解決復雜的問(wèn)題，將以往用純數學(xué)來(lái)描述交通系統轉變?yōu)橛弥R或知識與數學(xué)模型相結合來(lái)描述。通過(guò)逐步適應環(huán)境的學(xué)習能力，來(lái)不斷提高管理和控制效果。
多智能體系統是當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(gè)重要分支，其目標是將大的復雜系統建造成小的、彼此相互通訊及協(xié)調的、易于管理的子系統，通過(guò)子系統的自治能力和相互協(xié)調能力來(lái)解決復雜系統控制問(wèn)題。城市區域交通網(wǎng)絡(luò )由于其道路交通規模的復雜性和交通流動(dòng)態(tài)特性的實(shí)時(shí)性，使得將多智能體系統應用到城市交通網(wǎng)絡(luò )控制學(xué)比較關(guān)注的研究課題。本文在此基礎上設計出城市智能交通控制結構圖，如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166358.htm
圖3中，左邊為基于多智能體的城市交通流系統，右邊為信號控制系統。在交通模型中，路段智能體既具有單個(gè)路段流量實(shí)時(shí)更新的能力，又能夠為相連接的信口提供交通流數據，以進(jìn)行和優(yōu)化信號配時(shí)；根據上級區域交通流信息進(jìn)行車(chē)流調控，同時(shí)通過(guò)路口與其他路段進(jìn)行數據交換；與其相對應的信號控制模型中，根據段智能體提供的信息，進(jìn)行信號配時(shí)，并協(xié)調路段之間交通流的動(dòng)態(tài)平衡。
區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，為信號控制數據支持；相互之間獨立，能夠單獨運行等特點(diǎn)之外，區域智能體還能夠根據區交通流運行情況，對交通路口進(jìn)行信號協(xié)調，以最優(yōu)化控制相應路網(wǎng)運行的交通目標，自主決定相應的控制策略，并將信號配時(shí)結果及時(shí)下發(fā)鸚區域內每個(gè)信號，同時(shí)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(gè)路整個(gè)交通路網(wǎng)傳遞交通流信息；并與同級其他區域智能體進(jìn)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構成。其功能是根據路網(wǎng)結構、交通檢測及交通阻塞等因素對整個(gè)交通路網(wǎng)的運行狀況做出評估，其目的是尋求整個(gè)系統的性能指標最優(yōu)，運用其優(yōu)越的推理和規劃能力使系統運行在最優(yōu)狀態(tài)。在信號控制系統中，路口級信號控制根據相連接路段智能體的交通流信息，通過(guò)控制決策給出路口信號配時(shí)。路口級信號控制將路口交通流信息和信號配時(shí)傳遞層區域控制，而上層區域控制則反饋控制命令，若某一區域中某一路口在某方向城市交通網(wǎng)絡(luò )區域控制的應用研究上擁擠，區域控制通過(guò)給出控制命令，調節與其在同一路段上的其他路口信號配時(shí)，達到盡快緩解擁擠，減少區域總體延誤時(shí)間的目的。區域控制之間傳遞的則是該區域內交通流信息，若某一區域出現擁擠路口，調節區域內以及相鄰區域信號配時(shí)，引導車(chē)流分散以緩解擁擠，并通過(guò)路邊信息指示牌或交通電臺信號引導車(chē)輛分流。而區域控制與交通控制中心之間傳遞的是區域交通流信息。調節路網(wǎng)交通流動(dòng)態(tài)平衡，并向中央交通控制中心提供信息，以實(shí)現城市交通集中與分散的控制方式。
5 結語(yǔ)
智能交通系統是一個(gè)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(chē)輛和司乘人員的角度來(lái)開(kāi)展研究。提高智能交通系統的整體水平需要各行業(yè)協(xié)調發(fā)展，才能共同促進(jìn)城市交通水平的提高。
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