專利名稱：基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
非適應(yīng)行為是在緊急情況下人群的常見(jiàn)的焦慮，緊張和恐慌等行為，同樣包括由人駕駛的機(jī)動(dòng)車(chē)的情況，該行為的危害是加劇人群的恐慌、不利于人群及車(chē)輛的疏散， 其最終后果是造成嚴(yán)重的人員傷亡。非適應(yīng)人群行為是在緊急情況下產(chǎn)生的，而緊急情況是一個(gè)由多個(gè)人員組成的復(fù)雜系統(tǒng)。在大型集會(huì)及交通事故災(zāi)難緊急狀況下，如發(fā)生化學(xué)藥品泄露，火災(zāi)等情況，交通環(huán)境中包括行人和機(jī)動(dòng)車(chē)各種自主實(shí)體，往往會(huì)出現(xiàn)非適用性行為，因此，在現(xiàn)實(shí)中需要觀察這樣復(fù)雜系統(tǒng)里面的各種非適用性行為，從而對(duì)這種緊急狀況給出合適的指導(dǎo)疏散方案。解決這些問(wèn)題往往需要投入大量資金，同時(shí)在實(shí)際環(huán)境中操作存在許多不安全因素，這使得尋求優(yōu)化方案的難度加大，甚至不可行。此時(shí)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行交通仿真成為解決交通中非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真的有效技術(shù)手段。它不僅可以復(fù)現(xiàn)緊急狀況時(shí)行人，車(chē)輛疏散時(shí)時(shí)空變化的技術(shù)、為交通道路設(shè)計(jì)規(guī)劃、現(xiàn)有環(huán)境下發(fā)生緊急狀況時(shí)建立疏散方案提供技術(shù)依據(jù)。
在交通災(zāi)難緊急狀態(tài)疏散仿真環(huán)境中，行人、車(chē)輛等交通實(shí)體模型是否有效建立是影響仿真準(zhǔn)確性及仿真效率的一個(gè)重要因素。由于當(dāng)前Agent(智能體)技術(shù)能夠很好的對(duì)行人及車(chē)輛的行為進(jìn)行很好的仿真描述，并且在各種對(duì)自主計(jì)算，自治能力需求強(qiáng)的領(lǐng)域已經(jīng)取得了很好的效果。李海剛，吳啟迪等在《同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)》(JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY)2003年第6期728到732頁(yè)上發(fā)表的“多Agent系統(tǒng)研究綜述”的文章中提到Agent的基本思想是使軟件能模擬人類的社會(huì)行為和認(rèn)知，即人類社會(huì)的組織形式、協(xié)作關(guān)系、進(jìn)化機(jī)制，以及認(rèn)知、思維和解決問(wèn)題的方式。 和傳統(tǒng)的對(duì)象概念相比，Agent概念具備更多的知識(shí)、主動(dòng)性和協(xié)作性，具有更強(qiáng)的問(wèn)題求解能力和自治能力。因此，利用Agent技術(shù)對(duì)大規(guī)模復(fù)雜交通環(huán)境以及發(fā)生災(zāi)難情況下行人，車(chē)輛緊急疏散時(shí)交通實(shí)體行為模型進(jìn)行建模能夠很好的滿足仿真的需求，并能為覺(jué)得提供有效的依據(jù)。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，魏明等在《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》(JOURNAL OFSYSTEM SIMULATION)2003年第8期1179到1187頁(yè)上發(fā)表的“交通仿真的發(fā)展及研究現(xiàn)狀”的文章中提到國(guó)內(nèi)外各種典型的仿真軟件中基本上屬于從宏觀或微觀方面對(duì)交通環(huán)境的某一個(gè)側(cè)面、某一個(gè)局部進(jìn)行仿真，如CORSIM(美國(guó)聯(lián)邦公路局開(kāi)發(fā)的微觀仿真系統(tǒng))和PARAMICS(蘇格蘭開(kāi)發(fā)的道路網(wǎng)方面的仿真系統(tǒng))，其不足在于不能很好地為災(zāi)難情況疏散及大型集會(huì)中交通指揮調(diào)度中對(duì)交通實(shí)體的非適用性行為進(jìn)行仿真。因此，為了從根本上對(duì)仿真交通災(zāi)難環(huán)境中行人，車(chē)輛的非適應(yīng)性行為進(jìn)行仿真，是復(fù)雜交通仿真研究的一個(gè)重要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，克服當(dāng)前仿真中交通實(shí)體非適用性行為描述的缺乏與不足，使其能夠在仿真環(huán)境中提供交通實(shí)體精確的行為描述、高效的行為計(jì)算模型，使仿真系統(tǒng)中能有效的體現(xiàn)交通實(shí)體在遇到交通災(zāi)難的緊急狀況時(shí)所體現(xiàn)的同時(shí)涌往同一個(gè)出口，實(shí)體之間互相擠對(duì)等現(xiàn)象，從而為疏導(dǎo)指揮方案的制定提供依據(jù)；同時(shí)，通過(guò)抽象出不同種類交通實(shí)體的不同特征參數(shù)，使交通實(shí)體具有靈活性和可定制性，通過(guò)不同區(qū)域的交通實(shí)體特性，設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)快速的定制該區(qū)域的交通實(shí)體Agent。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括仿真環(huán)境模塊、交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊、交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、區(qū)域管理模塊、通信模塊、概念表示模塊、信念、期望及目標(biāo)(BDI)推理模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊、自身愿望模塊、計(jì)劃并執(zhí)行模塊。
其中所述區(qū)域管理模塊是區(qū)域內(nèi)部交通實(shí)體Agent共享和交互信息的模塊，各區(qū)域管理模塊構(gòu)成仿真環(huán)境模塊，所述交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊是交通實(shí)體的參數(shù)配置單元，接受用戶的配置參數(shù)，然后將這些參數(shù)發(fā)送給交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊和自身愿望模塊，所述交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊根據(jù)參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的交通實(shí)體Agent，并使交通實(shí)體Agent加入到區(qū)域管理模塊，所述通信模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部跟區(qū)域管理模塊交互的模塊，從區(qū)域管理模塊獲取交通環(huán)境信息，然后發(fā)送給概念表示模塊，所述概念表示模塊對(duì)交通環(huán)境信息進(jìn)行過(guò)濾，重組成交通實(shí)體Agent內(nèi)部概念，所述恐慌行為描述模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示恐慌行為的靜態(tài)信息模塊，所述焦慮行為描述模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示焦慮行為的靜態(tài)信息模塊，所述自身愿望模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示出行目標(biāo)、出行線路和行走習(xí)慣等自身愿望的靜態(tài)信息模塊，概念表示模塊的信息和恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊、自身愿望模塊中的參數(shù)作為信念、期望及目標(biāo)推理模塊推理的依據(jù)，所述信念、期望及目標(biāo)推理模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部的推理模塊，用來(lái)指定和產(chǎn)生下一步執(zhí)行計(jì)劃，該執(zhí)行計(jì)劃傳送給計(jì)劃并執(zhí)行模塊，計(jì)劃并執(zhí)行模塊執(zhí)行該計(jì)劃，最后通信模塊把交通實(shí)體Agent的狀態(tài)信息匯報(bào)給所屬的區(qū)域管理模塊。
所述交通實(shí)體Agent參數(shù)配置模塊，對(duì)交通實(shí)體Agent的初始化參數(shù)的設(shè)置，包括出行目的地、出行線路、恐慌行為、焦慮行為特征參數(shù)的設(shè)置，該模塊實(shí)現(xiàn)了交通實(shí)體Agent的參數(shù)可定制化。
所述交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊是指實(shí)體Agent產(chǎn)生單元，根據(jù)仿真區(qū)域交通實(shí)體的狀態(tài)分布、群體分布產(chǎn)生相應(yīng)的交通實(shí)體Agent。
所述交通實(shí)體Agent，包括行人Agent和車(chē)輛Agent。
所述通信模塊，通過(guò)Agent通信語(yǔ)言(ACL)進(jìn)行通信，通信數(shù)據(jù)包括接收交通仿真環(huán)境信息數(shù)據(jù)、匯報(bào)交通實(shí)體Agent位置及狀態(tài)數(shù)據(jù)。
所述概念表示模塊，是指仿真環(huán)境信息表示單元，所有交通實(shí)體Agent都需要感知外界的環(huán)境信息，概念表示模塊負(fù)責(zé)對(duì)接收到的環(huán)境信息根據(jù)自身的視野進(jìn)行過(guò)濾與選取并重新組織和本地化表示成為交通實(shí)體Agent內(nèi)部能識(shí)別的概念知識(shí)，為后續(xù)的推理決策做準(zhǔn)備，概念表示模塊定義了統(tǒng)一的概念表示，存取、更新和訪問(wèn)方式，本質(zhì)上是一個(gè)信息加工器，并產(chǎn)生需要的知識(shí)，推動(dòng)后續(xù)推理的決策。
所述恐慌行為描述模塊，是交通實(shí)體Agent恐慌行為描述單元，交通實(shí)體Agent的恐慌行為由交通實(shí)體Agent的性格及遇到災(zāi)難時(shí)做出反應(yīng)所決定，如極端行為、想跳躍座位、避免過(guò)高的人群密度。
所述焦慮行為描述模塊，描述交通實(shí)體Agent的焦慮程度，有輕度焦慮狀態(tài)、中度焦慮狀態(tài)、高度焦慮狀態(tài)，它們通過(guò)0-10之間的數(shù)字表示，其中0-3表示輕度焦慮狀態(tài)，4-6表示中度焦慮狀態(tài)，7-10表示高度焦慮狀態(tài)。
所述信念、期望及目標(biāo)推理模塊，在交通實(shí)體Agent內(nèi)部充當(dāng)引擎的作用，是交通實(shí)體Agent一切行為的依據(jù)，負(fù)責(zé)交通實(shí)體Agent一切行為的決策，生成下一步將要執(zhí)行的計(jì)劃。
所述計(jì)劃并執(zhí)行模塊，負(fù)責(zé)執(zhí)行交通實(shí)體Agent的計(jì)劃，計(jì)劃并執(zhí)行模塊中包括一系列原子行為模塊，表示交通實(shí)體Agent在一個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)交通實(shí)體原子行為模塊的一個(gè)序列。
所述原子行為模塊中含有交通實(shí)體Agent的各種動(dòng)作，包括快速左轉(zhuǎn)、快速右轉(zhuǎn)、快速前進(jìn)、快速后退、正常左轉(zhuǎn)、正常右轉(zhuǎn)、正常前進(jìn)、正常后退各種行為。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1)高效性及準(zhǔn)確性本模型采用基于信念、期望及目標(biāo)推理和自主性強(qiáng)的Agent進(jìn)行建模，同時(shí)對(duì)仿真環(huán)境信息進(jìn)行有效的過(guò)濾，能夠在低通信負(fù)載的情況下，高效準(zhǔn)確的對(duì)交通實(shí)體非適用性行為進(jìn)行訪真；2)可訂制性由于可以通過(guò)定制界面對(duì)交通實(shí)體的目標(biāo)，行走線路，恐慌行為，焦慮行為等進(jìn)行配置，則只要通過(guò)配置相應(yīng)的參數(shù)，則可以對(duì)不同的交通實(shí)體Agent進(jìn)行定制；3)交通實(shí)體非適應(yīng)性行為的有效推理性該模型具有很強(qiáng)的推理性，只要通過(guò)信念、期望及目標(biāo)推理模塊，可以根據(jù)環(huán)境信息，自身愿望，恐慌行為及焦慮行為進(jìn)行邏輯推理，生成進(jìn)一步交通實(shí)體的行為計(jì)劃，能夠很好的符合交通仿真中交通實(shí)體非適應(yīng)性行為的訪真；4)具有很強(qiáng)的通用性及可擴(kuò)展性，由于系統(tǒng)采用抽取交通實(shí)體當(dāng)中的各種共性，把交通實(shí)體的信念，期望，目標(biāo)，恐慌行為，焦慮行為等抽取出來(lái)，同時(shí)通過(guò)共性和推理模塊及環(huán)境信息實(shí)現(xiàn)出各自的特征，這方面表現(xiàn)出該模型具有很強(qiáng)的通用性。


圖1為本發(fā)明整體環(huán)境框圖；圖2為本發(fā)明區(qū)域管理器內(nèi)部交互工作流程圖；圖3為本發(fā)明交通實(shí)體Agent對(duì)信息知識(shí)過(guò)濾并重新組織的工作流程圖；圖4為本發(fā)明交通實(shí)體Agent與區(qū)域管理器的交互工作流程圖；圖5為本發(fā)明信念、期望及目標(biāo)推理模塊執(zhí)行工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1和圖2所示，本實(shí)施例采用高層仿真體系結(jié)構(gòu)/運(yùn)行環(huán)境(HLA/RTI)與Agent技術(shù)相結(jié)合作為整體的交通仿真環(huán)境，包括仿真環(huán)境模塊、交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊、交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、區(qū)域管理模塊、通信模塊、概念表示模塊、信念、期望及目標(biāo)(BDI)推理模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊、自身愿望模塊、計(jì)劃并執(zhí)行模塊。其中所述區(qū)域管理模塊是區(qū)域內(nèi)部交通實(shí)體Agent共享和交互信息的模塊，各區(qū)域管理模塊構(gòu)成仿真環(huán)境模塊，所述交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊是交通實(shí)體的參數(shù)配置單元，接受用戶的配置參數(shù)，然后將這些參數(shù)發(fā)送給交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊和自身愿望模塊，所述交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊根據(jù)參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的交通實(shí)體Agent，并使交通實(shí)體Agent加入到區(qū)域管理模塊，所述通信模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部跟區(qū)域管理模塊交互的模塊，從區(qū)域管理模塊獲取交通環(huán)境信息，然后發(fā)送給概念表示模塊，所述概念表示模塊對(duì)交通環(huán)境信息進(jìn)行過(guò)濾，重組成交通實(shí)體Agent內(nèi)部概念，所述恐慌行為描述模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示恐慌行為的靜態(tài)信息模塊，所述焦慮行為描述模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示焦慮行為的靜態(tài)信息模塊，所述自身愿望模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示出行目標(biāo)、出行線路和行走習(xí)慣等自身愿望的靜態(tài)信息模塊，概念表示模塊的信息和恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊和自身愿望模塊中的參數(shù)作為信念、期望及目標(biāo)推理模塊推理的依據(jù)，所述信念、期望及目標(biāo)推理模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部的推理模塊，用來(lái)指定和產(chǎn)生下一步執(zhí)行計(jì)劃，該執(zhí)行計(jì)劃傳送給計(jì)劃并執(zhí)行模塊，計(jì)劃并執(zhí)行模塊執(zhí)行該計(jì)劃，最后通信模塊把交通實(shí)體Agent的狀態(tài)信息匯報(bào)給所屬的區(qū)域管理模塊。
本實(shí)施例主要實(shí)施過(guò)程如下1.建立仿真環(huán)境模塊。
每個(gè)交通實(shí)體Agent通過(guò)把自身的位置及狀態(tài)信息匯報(bào)給相應(yīng)的區(qū)域管理模塊路段(link)或路段交叉口(node)，然后在路段及路段交叉口收集完整了本區(qū)域的所有交通實(shí)體信息后，再向高層仿真體系結(jié)構(gòu)/運(yùn)行環(huán)境請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)，在高層仿真體系結(jié)構(gòu)/運(yùn)行環(huán)境得到所管轄的所有路段及路段交叉口推進(jìn)請(qǐng)求后，把準(zhǔn)許推進(jìn)請(qǐng)求發(fā)送給各路段及路段交叉口，然后路段及路段交叉口再把環(huán)境信息發(fā)送給自己所管轄的交通實(shí)體Agent，這個(gè)過(guò)程稱為仿真的一個(gè)步長(zhǎng)，這里所有的交通實(shí)體Agent及路段、路段交叉口都采用Agent進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，這就完成了交通環(huán)境模型的建立。
所述Agent采用Jade 3.5版本實(shí)現(xiàn)(可從http://jade.cselt.it/下載，Jade版本向前兼容)。
所述高層仿真體系結(jié)構(gòu)/運(yùn)行環(huán)境，負(fù)責(zé)各個(gè)路段與路段交叉口之間的時(shí)間同步，以及交通實(shí)體在路段和路段交叉口之間的轉(zhuǎn)移。
所述高層仿真體系結(jié)構(gòu)/運(yùn)行環(huán)境，采用HLA/RTI1.3版本實(shí)現(xiàn)(可從http://sdc.dmso.mil注冊(cè)下載)。
所述仿真環(huán)境為普通的局域網(wǎng)，局域網(wǎng)中的計(jì)算資源為普通PC機(jī)，各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)平均負(fù)載路段及路段交叉口的個(gè)數(shù)。
所述路段和路段交叉口，是從所選交通仿真場(chǎng)景中劃分出的，其中每?jī)蓚€(gè)路段交叉口之間如果雙向通行的話，則在這兩個(gè)路段交叉口之間有兩個(gè)路段，它們方向恰好相反，如果只有一個(gè)通行方向，則只有一個(gè)路段，方向與通行方向一致。每個(gè)路段和路段交叉口都是一個(gè)仿真子區(qū)域，通過(guò)把每個(gè)路段和路段交叉口設(shè)置成為一個(gè)聯(lián)邦成員的方式，并以Agent進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，通過(guò)高層仿真體系結(jié)構(gòu)/運(yùn)行環(huán)境把各個(gè)路段和路段交叉口聯(lián)邦成員互聯(lián)在一起，同時(shí)設(shè)定好時(shí)間同步推進(jìn)策略。
所述交通實(shí)體Agent，先通過(guò)由交通實(shí)體Agent參數(shù)配置模塊對(duì)交通實(shí)體的各種參數(shù)進(jìn)行配置，然后由交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊產(chǎn)生出來(lái)，包括行人Agent和車(chē)輛Agent，并且各個(gè)交通實(shí)體Agent以Agent通信語(yǔ)言通信的方式加入到所屬的路段或者路段交叉口中，建立起管理與被管理的邏輯關(guān)系。交通實(shí)體Agent通過(guò)相應(yīng)的路段及路段交叉口進(jìn)行信息共享和交互，包括交通實(shí)體Agent把自身的位置、前方方向、當(dāng)前行進(jìn)速度信息匯報(bào)給所屬的路段或路段交叉口，路段及路段交叉口再把收集到的環(huán)境信息發(fā)送給各個(gè)交通實(shí)體Agent。
2.交通實(shí)體Agent通過(guò)通信模塊從所屬的區(qū)域管理模塊獲取環(huán)境信息，通過(guò)對(duì)信息的過(guò)濾與選取，重新組織成內(nèi)部的概念知識(shí)表示，如圖3所示，同時(shí)也是通過(guò)通信模塊向區(qū)域管理模塊匯報(bào)自身狀態(tài)信息，包括速度和方向，如圖4所示；3.概念表示模塊是仿真環(huán)境信息表示單元，概念表示模塊負(fù)責(zé)對(duì)從通信模塊接收到的環(huán)境信息根據(jù)自身的視野進(jìn)行過(guò)濾與選取并重新組織和本地化表示成為交通實(shí)體Agent內(nèi)部能識(shí)別的概念知識(shí)，為后續(xù)的推理決策做準(zhǔn)備。概念表示模塊定義了統(tǒng)一的概念表示，存取、更新和訪問(wèn)方式，本質(zhì)上是一個(gè)信息加工器，并產(chǎn)生需要的知識(shí)，推動(dòng)推理的決策；4.信念、期望及目標(biāo)推理模塊通過(guò)分析概念表示模塊的信息和自身愿望模塊、恐慌行為描述模塊，焦慮行為描述模塊的參數(shù)推理下一步行為的決策，生成下一步將要執(zhí)行的計(jì)劃，焦慮行為越嚴(yán)重，則恐慌嚴(yán)重，從而導(dǎo)致推理出的行人速度和方向，如圖5所示；5.計(jì)劃并執(zhí)行模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行交通實(shí)體Agent的計(jì)劃，表示交通實(shí)體Agent在一個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)交通實(shí)體原子行為模塊的一個(gè)序列，原子行為模塊包括快速左轉(zhuǎn)、快速右轉(zhuǎn)、快速前進(jìn)、快速后退、正常左轉(zhuǎn)、正常右轉(zhuǎn)、正常前進(jìn)、正常后退各種行為。
6.執(zhí)行完行為計(jì)劃后，交通實(shí)體Agent把當(dāng)前的位置及狀態(tài)信息匯報(bào)給所屬的區(qū)域管理模塊，并等待下一次環(huán)境信息的到來(lái)。
本實(shí)施例能夠有效的實(shí)現(xiàn)交通災(zāi)難情況下交通實(shí)體非適應(yīng)性行為的有效準(zhǔn)確的仿真，同時(shí)又具有可定制的用戶界面，用戶可定制交通實(shí)體Agent的恐慌行為，焦慮行為，自身愿望及原子行為規(guī)則，具有很強(qiáng)的靈活性、可定制性，能夠有效、快速的反映交通仿真中交通實(shí)體非適用性行為的各種特征。本實(shí)施例通過(guò)Agent技術(shù)與交通實(shí)體內(nèi)部特征相結(jié)合，采用Agent實(shí)現(xiàn)對(duì)交通實(shí)體非適應(yīng)性行為進(jìn)行仿真，并采用內(nèi)部的信念、期望及目標(biāo)推理模塊進(jìn)行行為、動(dòng)作的決策依據(jù)，針對(duì)交通實(shí)體Agent當(dāng)前所處的交通環(huán)境以及自身的條件做出快速有效的反應(yīng)，如大型集會(huì)的人員疏散、緊急交通災(zāi)難的疏散等緊急交通環(huán)境，有效的仿真出交通實(shí)體的準(zhǔn)確行為是實(shí)現(xiàn)微觀緊急交通環(huán)境仿真的一個(gè)關(guān)鍵因素。同時(shí)本實(shí)施例的用戶操作簡(jiǎn)單，不需要涉及交通實(shí)體Agent非適用性行為仿真的細(xì)節(jié)操作，只需要在界面上配置相應(yīng)的參數(shù)則可。
權(quán)利要求
1.一種基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括仿真環(huán)境模塊、交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊、交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、區(qū)域管理模塊、通信模塊、概念表示模塊、信念、期望及目標(biāo)推理模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊、自身愿望模塊、計(jì)劃并執(zhí)行模塊，其中所述區(qū)域管理模塊是區(qū)域內(nèi)部交通實(shí)體Agent共享和交互信息的模塊，各區(qū)域管理模塊構(gòu)成仿真環(huán)境模塊，所述交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊是交通實(shí)體的參數(shù)配置單元，接受用戶的配置參數(shù)，然后將這些參數(shù)發(fā)送給交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊和自身愿望模塊，所述交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊根據(jù)參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的交通實(shí)體Agent，并使交通實(shí)體Agent加入到區(qū)域管理模塊，所述通信模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部跟區(qū)域管理模塊交互的模塊，從區(qū)域管理模塊獲取交通環(huán)境信息，然后發(fā)送給概念表示模塊，所述概念表示模塊對(duì)交通環(huán)境信息進(jìn)行過(guò)濾，重組成交通實(shí)體Agent內(nèi)部概念，所述恐慌行為描述模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示恐慌行為的靜態(tài)信息模塊，所述焦慮行為描述模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示焦慮行為的靜態(tài)信息模塊，所述自身愿望模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部表示出行目標(biāo)、出行線路和行走習(xí)慣自身愿望的靜態(tài)信息模塊，概念表示模塊的信息和恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊和自身愿望模塊中的參數(shù)作為信念、期望及目標(biāo)推理模塊推理的依據(jù)，所述信念、期望及目標(biāo)推理模塊是交通實(shí)體Agent內(nèi)部的推理模塊，用來(lái)指定和產(chǎn)生下一步執(zhí)行計(jì)劃，該執(zhí)行計(jì)劃傳送給計(jì)劃并執(zhí)行模塊，計(jì)劃并執(zhí)行模塊執(zhí)行該計(jì)劃，最后通信模塊把交通實(shí)體Agent的狀態(tài)信息匯報(bào)給所屬的區(qū)域管理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述交通實(shí)體Agent參數(shù)配置模塊，對(duì)交通實(shí)體Agent的初始化參數(shù)的設(shè)置，包括出行目的地、出行線路、恐慌行為、焦慮行為特征參數(shù)的設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊是指交通實(shí)體Agent產(chǎn)生單元，根據(jù)仿真區(qū)域交通實(shí)體的狀態(tài)分布、群體分布產(chǎn)生相應(yīng)的交通實(shí)體Agent。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述通信模塊通過(guò)Agent通信語(yǔ)言進(jìn)行通信，通信數(shù)據(jù)包括接收交通仿真環(huán)境信息數(shù)據(jù)、匯報(bào)交通實(shí)體Agent位置及狀態(tài)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述概念表示模塊是指仿真環(huán)境信息表示單元，所有交通實(shí)體Agent都需要感知外界的環(huán)境信息，概念表示模塊負(fù)責(zé)對(duì)接收到的環(huán)境信息根據(jù)自身的視野進(jìn)行過(guò)濾與選取并重新組織和本地化表示成為交通實(shí)體Agent內(nèi)部能識(shí)別的概念知識(shí)，為后續(xù)的推理決策做準(zhǔn)備，概念表示模塊定義了統(tǒng)一的概念表示，存取、更新和訪問(wèn)方式，產(chǎn)生需要的知識(shí)，推動(dòng)后續(xù)推理的決策。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述恐慌行為描述模塊，其交通實(shí)體Agent的恐慌行為由交通實(shí)體的性格及遇到災(zāi)難時(shí)做出反應(yīng)所決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述焦慮行為描述模塊，描述交通實(shí)體Agent的焦慮程度以它們通過(guò)0-10之間的數(shù)字表示，有輕度焦慮狀態(tài)、中度焦慮狀態(tài)、高度焦慮狀態(tài)，其中0-3表示輕度焦慮狀態(tài)、4-6表示中度焦慮狀態(tài)、7-10表示高度焦慮狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述信念、期望及目標(biāo)推理模塊在交通實(shí)體Agent內(nèi)部充當(dāng)引擎的作用，是交通實(shí)體Agent一切行為的依據(jù)，負(fù)責(zé)交通實(shí)體Agent一切行為的決策，生成下一步將要執(zhí)行的計(jì)劃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述計(jì)劃并執(zhí)行模塊，負(fù)責(zé)執(zhí)行交通實(shí)體Agent的計(jì)劃，計(jì)劃并執(zhí)行模塊中包括一系列原子行為模塊，表示交通實(shí)體Agent在一個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)交通實(shí)體原子行為模塊的一個(gè)序列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，其特征是，所述原子行為模塊中含有交通實(shí)體Agent的各種動(dòng)作，包括快速左轉(zhuǎn)、快速右轉(zhuǎn)、快速前進(jìn)、快速后退、正常左轉(zhuǎn)、正常右轉(zhuǎn)、正常前進(jìn)、正常后退各種行為。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的基于多智能體和非適應(yīng)性行為的微觀交通仿真系統(tǒng)，包括仿真環(huán)境模塊、交通實(shí)體Agent參數(shù)配置界面模塊、交通實(shí)體Agent產(chǎn)生器模塊、區(qū)域管理模塊、通信模塊、概念表示模塊、信念、期望及目標(biāo)推理模塊、恐慌行為描述模塊、焦慮行為描述模塊、自身愿望模塊、計(jì)劃并執(zhí)行模塊。本發(fā)明能夠在仿真環(huán)境中提供交通實(shí)體精確的行為描述、高效的行為計(jì)算模型，使仿真系統(tǒng)中能有效的體現(xiàn)交通實(shí)體在遇到交通災(zāi)難的緊急狀況時(shí)所體現(xiàn)的同時(shí)涌往同一個(gè)出口，實(shí)體之間互相擠對(duì)等現(xiàn)象，從而為疏導(dǎo)指揮方案的制定提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G06N99/00GK101093558SQ20071004422
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者伍建焜, 黃林鵬, 曹健, 李明祿 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)