專利名稱：基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能交通調(diào)度領(lǐng)域，是多智能體交互與基于GPS定位的主動調(diào)度技術(shù)的應用，特別是涉及一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在交通調(diào)度方面，目前主要依靠紅綠燈控制或者交通警察人工管理的方法。這種方法存在著一定的人身危險，而且僅僅通過紅綠燈只能保證路口前、左、右三個方向的分時流通。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及工作節(jié)奏的加快，私家車的數(shù)量正在飛速的增長。傳統(tǒng)的交通調(diào)度面臨巨大的壓力。因此，基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度方法在交通調(diào)度、緩解交通壓力方面非常實用。使用智能交通調(diào)度系統(tǒng)與車輛智能體實時對話，能夠有效地實現(xiàn)智能調(diào)度，有效防止交通擁堵，并能找到到達目的地的最佳路線，還可以通過停車場智能體快速找到停車位，實現(xiàn)停車位的預定。

發(fā)明內(nèi)容
目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)及方法，能夠降低車輛擁擠的幾率，并快速尋找停車位。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)，一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述智能交通調(diào)度系統(tǒng)包括:路口監(jiān)控探頭、車流量檢測器、路口智能體、智能控制中心、帶GPS的車輛智能體和停車場智能體；所述路口監(jiān)控探頭和車流量檢測器連接，通過路口監(jiān)控探頭拍攝路口的車流量圖，用車流量檢測器進行基于視覺的車流量統(tǒng)計，通過路口智能體控制處理將信息與智能控制中心交互，帶GPS的車輛智能體通過GPS對車輛位置進行定位，與路口智能體和智能控制中心通信從而及時了解道路交通狀況，尋找最佳路線，并與停車場智能體互交，快速查詢到離車輛最近的停車位，并可實現(xiàn)停車位的預定，停車場智能體用于實現(xiàn)監(jiān)測停車場的實時信息。所述的基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制中心包括主控中心智能體和區(qū)域中心智能體；所述路口智能體包括本地路口信號控制模塊、相鄰路口信息接收與處理模塊及無線通信模塊；所述車輛智能體設有GPS模塊和人機交互系統(tǒng)，利用GPS模塊實現(xiàn)定位，利用智能控制中心尋找最佳路線，并通過人機交互系統(tǒng)與駕駛?cè)藛T進行交互。一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度方法，其特征在于:包括如下步驟:步驟(I)、路口智能體通過路口監(jiān)控探頭對路口的車流進行實時拍攝；步驟(2)、路口智能體根據(jù)路口監(jiān)控探頭所拍攝的圖片，用車流量檢測器對拍攝的圖片進行處理，得到路口車流量等級；步驟(3)、路口智能體將步驟(2)中得到的路口車流量統(tǒng)計情況傳輸給智能控制中心；
步驟(4)、車輛智能體利用GPS模塊進行定位；步驟(5)、車輛智能體通過無線通信模塊與智能控制中心進行信息交互，將自身的位置發(fā)送給智能控制中心，并從智能控制中心獲取道路的實時情況，從而避開擁擠路段，找到一條到達目的地的最佳路線；步驟(6)、當需要尋找停車位時，車輛智能體與附近的停車場智能體進行交互，得到停車場位置和剩余停車位信息，并能夠提前預定停車位；步驟(7)、車輛智能體完成一次任務后，利用自身的學習和推理模塊進行在線學習，更新知識庫。所述步驟(I)中“路口智能體通過路口監(jiān)控探頭對路口的車流進行實時拍攝”是指:(la)、每個路口只放置一個路口智能體，其僅與相鄰的路口智能體交互信息；(lb)、每個路口智能體中裝有無線通信模塊，通信模塊不僅可以將本地的路口信息傳遞給相鄰的路口智能體，還可以從相鄰路口智能體中得到相鄰路口的信息；(lc)、路口智能體中裝有智能學習和推理模塊，可以進行在線學習和推理，具有感知環(huán)境變化，并進行推理判斷的能力，還可以對路口未來短期內(nèi)的狀態(tài)進行預測。所述步驟(2)中“用車流量檢測器對拍攝的圖片進行處理，得到路口車流量等級”是指:(2a)、車流量檢測器中預存路口各個車道的區(qū)域圖和車道的總長度信息，所述總長度是指從路口的停止線到攝像頭所能拍攝到的該車道最遠端的距離；(2b)、根據(jù)車 道的區(qū)域圖對拍攝的圖像進行區(qū)域分割，對各個車道分開處理；(2c)、利用相鄰幀的圖像差分，得到圖像中移動的部分，檢測出各個車道行駛中的車輛；此處，當出現(xiàn)一個車道中第N+1幀與第N幀之差所對應的移動的區(qū)域面積，小于第N幀與第N-1幀之差中對應的區(qū)域面積的1/5，即此刻有很多車輛停止前進，則認為行駛中的車輛遇到紅燈停止，此時以第N幀與第N-1幀之差得到的車輛為該車道區(qū)域中的車輛；除此之外，車道區(qū)域中車輛的總長度以整個車道中實際車輛為準；其中N為正整數(shù)，第N+1幀、第N幀、第N-1幀表示三個依次相鄰幀；( 2d)、求出路口車道中車輛的總長度，然后用車道中車輛的總長度除以對應車道的總長度L，結(jié)果為m，根據(jù)m得到該車道上車流量級別A ;將路口的車流量分為四個級別，分別定義為:空閑:m〈1/4，A=I ;正常:1/4( m〈l/3, A=2/3 ；一般堵塞:1/3 ( m<2/3, A=l/3 ；嚴重堵塞:m彡 2/3，A=l/4。所述步驟(3 )具體是指:(3a)、智能控制中心中的主控中心智能體是控制系統(tǒng)的最高層，負責整個系統(tǒng)整體的管理、各區(qū)域智能體之間的監(jiān)測工作，具有最高的決策權(quán)力；可通過信息發(fā)布模塊將實時交通信息通過各種媒體進行發(fā)布，出行人員可根據(jù)交通情況的動態(tài)信息調(diào)整行駛路線，避免交通擁擠；
(3b)、智能控制中心中的區(qū)域中心智能體是控制系統(tǒng)的中間層，負責本區(qū)域內(nèi)各路口的監(jiān)測維護工作，以及對區(qū)域內(nèi)緊急事件的處理工作，各區(qū)域中心智能體之間可進行信息的交互以及協(xié)作；(3c)、路口智能體具有關(guān)于本路口以及其所連接街道幾何形狀、街道特點的知識和數(shù)據(jù)，負責本路口信號的處理，可與其相鄰的路口進行實時的通訊聯(lián)系；同時，對本路口發(fā)生的異常情況能實時通知給其相連路口的區(qū)域中心智能體，從而能讓該區(qū)域內(nèi)的車輛及時知道。所述步驟(5)中“車輛智能體避開擁擠路段，找到一條到達目的地的最佳路線”包括以下步驟:(5a)、從智能控制中心接收以路口為頂點，道路為弧的帶權(quán)的有向圖，并以車輛當前位置P和目的地D為焦點，置信水平達80%的離心率作橢圓限制搜索區(qū)域；(5b)、從智能控制中心中得到搜索區(qū)域內(nèi)的實時車流量等級A，計算每個弧的權(quán)值
權(quán)利要求
1.一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述智能交通調(diào)度系統(tǒng)包括:路口監(jiān)控探頭、車流量檢測器、路口智能體、智能控制中心、帶GPS的車輛智能體和停車場智能體；所述路口監(jiān)控探頭和車流量檢測器連接，通過路口監(jiān)控探頭拍攝路口的車流量圖，用車流量檢測器進行基于視覺的車流量統(tǒng)計，通過路口智能體控制處理將信息與智能控制中心交互，帶GPS的車輛智能體通過GPS對車輛位置進行定位，與路口智能體和智能控制中心通信從而及時了解道路交通狀況，尋找最佳路線，并與停車場智能體互交，快速查詢到離車輛最近的停車位，并可實現(xiàn)停車位的預定，停車場智能體用于實現(xiàn)監(jiān)測停車場的實時信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制中心包括主控中心智能體和區(qū)域中心智能體；所述路口智能體包括本地路口信號控制模塊、相鄰路口信息接收與處理模塊及無線通信模塊；所述車輛智能體設有GPS模塊和人機交互系統(tǒng)，利用GPS模塊實現(xiàn)定位，利用智能控制中心尋找最佳路線，并通過人機交互系統(tǒng)與駕駛?cè)藛T進行交互。
3.一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟(I )、路口智能體通過路口監(jiān)控探頭對路口的車流進行實時拍攝； 步驟(2)、路口智能體根據(jù)路口監(jiān)控探頭所拍攝的圖片，用車流量檢測器對拍攝的圖片進行處理，得到路口車流量等級； 步驟(3 )、路口智能體將步驟(2 )中得到的路口車流量統(tǒng)計情況傳輸給智能控制中心； 步驟(4)、車輛智能體利用GPS模塊進行定位； 步驟(5)、車輛智能體通過無線通信模塊與智能控制中心進行信息交互，將自身的位置發(fā)送給智能控制中心，并從智能控制中心獲取道路的實時情況，從而避開擁擠路段，找到一條到達目的地的最 佳路線； 步驟(6)、當需要尋找停車位時，車輛智能體與附近的停車場智能體進行交互，得到停車場位置和剩余停車位信息，并能夠提前預定停車位； 步驟(7)、車輛智能體完成一次任務后，利用自身的學習和推理模塊進行在線學習，更新知識庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟(I)中“路口智能體通過路口監(jiān)控探頭對路口的車流進行實時拍攝”是指: (Ia)、每個路口只放置一個路口智能體，其僅與相鄰的路口智能體交互信息； (Ib)、每個路口智能體中裝有無線通信模塊，通信模塊不僅可以將本地的路口信息傳遞給相鄰的路口智能體，還可以從相鄰路口智能體中得到相鄰路口的信息； (lc)、路口智能體中裝有智能學習和推理模塊，可以進行在線學習和推理，具有感知環(huán)境變化，并進行推理判斷的能力，還可以對路口未來短期內(nèi)的狀態(tài)進行預測。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟(2)中“用車流量檢測器對拍攝的圖片進行處理，得到路口車流量等級”是指: (2a)、車流量檢測器中預存路口各個車道的區(qū)域圖和車道的總長度信息，所述總長度是指從路口的停止線到攝像頭所能拍攝到的該車道最遠端的距離； (2b)、根據(jù)車道的區(qū)域圖對拍攝的圖像進行區(qū)域分割，對各個車道分開處理； (2c)、利用相鄰幀的圖像差分，得到圖像中移動的部分，檢測出各個車道行駛中的車輛； (2d )、求出路口車道中車輛的總長度，然后用車道中車輛的總長度除以對應車道的總長度L，結(jié)果為m，根據(jù)m得到該車道上車流量級別A ;將路口的車流量分為四個級別，分別定義為:空閑:m<l/4, A=I ；正常:1/4≤ m<l/3,A=2/3 ； 一般堵塞:1/3 ≤ <m〈2/3，A=l/3 ； 嚴重堵塞:m≥2/3，Α=1/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)及方法，其特征在于:所述步驟(3)具體是指: (3a)、智能控制中心中的主控中心智能體是控制系統(tǒng)的最高層，負責整個系統(tǒng)整體的管理、各區(qū)域智能體之間的監(jiān)測工作，具有最高的決策權(quán)力；可通過信息發(fā)布模塊將實時交通信息通過 各種媒體進行發(fā)布，出行人員可根據(jù)交通情況的動態(tài)信息調(diào)整行駛路線，避免交通擁擠； (3b)、智能控制中心中的區(qū)域中心智能體是控制系統(tǒng)的中間層，負責本區(qū)域內(nèi)各路口的監(jiān)測維護工作，以及對區(qū)域內(nèi)緊急事件的處理工作，各區(qū)域中心智能體之間可進行信息的交互以及協(xié)作； (3c)、路口智能體具有關(guān)于本路口以及其所連接街道幾何形狀、街道特點的知識和數(shù)據(jù)，負責本路口信號的處理，可與其相鄰的路口進行實時的通訊聯(lián)系；同時，對本路口發(fā)生的異常情況能實時通知給其相連路口的區(qū)域中心智能體，從而能讓該區(qū)域內(nèi)的車輛及時知道。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟(5)中“車輛智能體避開擁擠路段，找到一條到達目的地的最佳路線”包括以下步驟: (5a)、從智能控制中心接收以路口為頂點，道路為弧的帶權(quán)的有向圖，并以車輛當前位置P和目的地D為焦點，置信水平達80%的離心率作橢圓限制搜索區(qū)域； (5b)、從智能控制中心中得到搜索區(qū)域內(nèi)的實時車流量等級A，計算每個弧的權(quán)值A(chǔ) O1)= ~ τ，其中L為道路長度，V為道路最聞限速；FxA (5c)、以P為起點,D為終點,構(gòu)成頂點不重復的有向路徑,并構(gòu)造節(jié)點η的啟發(fā)式估計函數(shù)^( ) = 7'(/' ) + / '(幻=[7;(/7) + ~廠，其中t’ (η)為路徑行程時間，Τ(η)為從起V點到終點所經(jīng)過的所有路段的動態(tài)行程時間總和，估計項h’ (η)是P和D之間的歐式距離除以估計的最高車速V’ ; (5d)、以所有的有向路徑構(gòu)成集合{V (n)}，取(η)}為最佳路線； (5e)、當車輛過一個路口，系統(tǒng)更新區(qū)域內(nèi)的車流量等級，并取集合{V (η)}中的十條函數(shù)值最小的路徑，根據(jù)車輛最新的位置更新有向路徑的函數(shù)值It’’(n)}，取(η)}為路徑的最佳路線；(5f)、車輛每過一個路口，重復步驟^e)，直至到達目的地。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)及方法，其特征在于:所述步驟(6)包括以下步驟: (6a)、駕駛?cè)藛T通過人機交互系統(tǒng)向車輛智能體發(fā)送尋找停車位要求； (6b)、車輛智能體根據(jù)GPS模塊定位，得到車輛當前位置信息，然后通過無線通信模塊搜索附近的停車場智能體，一旦搜索到，立刻建立交互關(guān)系，停車場智能體將停車場的停車位信息發(fā)送給車輛智能體，停車位信息包括停車場位置、總車位數(shù)、空車位數(shù)、可預訂車位數(shù)； (6c)、車輛智能體將接收到的停車位信息顯示在人機互交界面上，并提供最佳停車場供駕駛?cè)藛T參考；駕駛?cè)藛T根據(jù)信息停車位信息做出決定，并向目標停車場智能體發(fā)出預訂停車位請求； (6d)、停車場智能體接收到車輛智能體發(fā)送的預訂停車位請求，更新停車位信息,為車輛保留預訂的停車位。
全文摘要
本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，是多智能體交互技術(shù)與基于GPS定位的主動調(diào)度技術(shù)的應用，特別是涉及一種基于多智能體交互技術(shù)的智能交通調(diào)度系統(tǒng)及方法，主要包括采集路口車流量實時信息、路口車流量分級、傳輸給智能控制中心、車輛GPS定位、尋找最佳路線和尋找并預定停車位等步驟。本發(fā)明實現(xiàn)對路面上的汽車情況進行識別并統(tǒng)計判斷車流量級別，通過智能交通調(diào)度系統(tǒng)與車輛及時對話，從而實現(xiàn)智能調(diào)度，有效防止交通擁堵，并通過停車場智能體快速找到停車位，實現(xiàn)停車位的預定。
文檔編號G08G1/0968GK103208180SQ20131009998
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者倪建軍, 張繼, 范新南, 劉小峰 申請人:河海大學常州校區(qū)