基于MAS的城市軌道交通列車運(yùn)行調(diào)整方法研究.pdf

1、城市軌道交通具有快速、便捷、運(yùn)量大、污染小的特點(diǎn)，已經(jīng)成為緩解城市交通矛盾的主要運(yùn)輸方式。正常運(yùn)行情況下，列車嚴(yán)格按照計(jì)劃運(yùn)行圖運(yùn)行，但由于許多隨機(jī)因素的干擾，會(huì)出現(xiàn)列車的實(shí)際運(yùn)行圖偏離計(jì)劃運(yùn)行圖的情況。而軌道交通行車密度大，運(yùn)行間隔短，一輛列車的晚點(diǎn)往往會(huì)影響其它列車正常運(yùn)行，有時(shí)甚至?xí)绊懻麄€(gè)系統(tǒng)的有序運(yùn)營。因此，對(duì)城市軌道交通列車運(yùn)行調(diào)整方法進(jìn)行研究是很有必要的。 列車運(yùn)行調(diào)整具有實(shí)時(shí)性要求高、多目標(biāo)優(yōu)化和內(nèi)部關(guān)系復(fù)雜等特

2、點(diǎn)，系統(tǒng)具有多個(gè)輸入變量和多個(gè)輸出變量，絕大部分參變量具有非線性、時(shí)變、不確定性。因而很難給出其統(tǒng)一的、確定的、形式化的數(shù)學(xué)模型。本文針對(duì)列車運(yùn)行調(diào)整的上述特點(diǎn)，提出基于MAS的運(yùn)行調(diào)整方法。MAS依靠系統(tǒng)內(nèi)的Agent之間的相互協(xié)調(diào)、合作最終做出決策，具有自主性、分布性、協(xié)調(diào)性，并具有自組織能力、學(xué)習(xí)能力和推理能力。因此，將MAS技術(shù)應(yīng)用于列車運(yùn)行調(diào)整是適用的。本文的主要工作如下： (1)提出利用分布式方法對(duì)系統(tǒng)自下而上進(jìn)行建

3、模，設(shè)計(jì)了三層的MAS體系結(jié)構(gòu)，闡述了結(jié)構(gòu)中的Agent所應(yīng)遵守的社會(huì)規(guī)則和Agent的功能，并分別構(gòu)造列車Agent、資源Agent和管理Agent模型。 (2)根據(jù)列車晚點(diǎn)情況制定局部調(diào)整和全局調(diào)整的調(diào)整策略，將列車運(yùn)行調(diào)整方案的制定過程抽象為列車群對(duì)于車站、線路等共享資源的預(yù)約占用過程。提出基于預(yù)約一應(yīng)答形式的Agent協(xié)作方式，列車Agent根據(jù)自身運(yùn)行狀態(tài)與計(jì)劃運(yùn)行圖向資源Agent提出資源占用申請(qǐng)，資源Agent對(duì)申

4、請(qǐng)進(jìn)行評(píng)價(jià)并向列車Agent發(fā)布承諾或建議信息。管理Agent負(fù)責(zé)全線的列車和資源的管理，并進(jìn)行沖突處理。 (3)利用謂詞邏輯對(duì)Agent的生存環(huán)境進(jìn)行形式化描述，并對(duì)Agent進(jìn)行知識(shí)表示。采用消息傳輸機(jī)制、結(jié)合KQML通信語言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通信與協(xié)作。 (4)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，模擬列車不同的晚點(diǎn)情況并進(jìn)行調(diào)整，給出調(diào)整結(jié)果，并對(duì)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于MAS的列車運(yùn)行調(diào)整的方法是可行的，并且得到了