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基于Agent和元胞自动机的智能交通仿真研究

严飞  
【摘要】:交通问题是全球普遍关注的重要问题,已严重影响了人类社会经济的正常运行。由于交通系统所特有的复杂性、随机性等特点,使得仿真技术成为进行交通研究的重要手段。本文根据交通仿真研究所面临的主要问题,针对传统数学建模进行微观交通仿真存在的不足以及目前的交通仿真模型的缺点,创新性地提出了基于Agent和元胞自动机结合的交通仿真思想。 本文首先分析了多Agent系统(MAS)和元胞自动机这两种理论方法在交通仿真应用中各自存在的优缺点以及它们结合进行交通仿真的可行性,并对它们进行了适当的改进与扩展,寻找到了这两种理论方法的结合点以及结合方法。 在此基础上,本文提出了一种基于Agent和元胞自动机构建的交通仿真系统模型,该模型采用了元胞自动机的总体框架,而对车辆则采用了Agent技术进行建模。本文还探讨了驾驶员特性对车辆Agent驾驶行为的影响,并采用模糊控制思想建立了车辆Agent的驾驶行为模型框架。在此框架的基础上,本文重点研究了在驾驶过程中最重要的自由驾驶、跟驰驾驶和换车道驾驶在决策单元和执行单元中的决策产生和执行方法,并进一步为三种不同类型的车辆Agent建立了基本的驾驶行为模型。 最后,本文对基于Agent和元胞自动机构建的交通仿真模型进行了可视化实现,并对仿真结果进行了基本交通流特性的分析,结果表明这种新的仿真建模方法是可行的,具有进一步深入研究和推广应用的价值。


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