基于AGENT的快速公交系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、基于Agent的建模與仿真方法(Agent-Based Modeling and Simulation， ABMS)是一種新型的建模與仿真方法，在過(guò)去十多年里獲得越來(lái)越多的關(guān)注。一些學(xué)者主張ABMS是歸納法和演繹法之外的第三種研究方法。這種類型仿真的特點(diǎn)是沒有或者只有很少中間核心的管理與指導(dǎo)，只通過(guò)許許多多agent之間的交互影響而存在。ABMS基于Agent的思想和智能模擬復(fù)雜系統(tǒng)，通過(guò)描述agent之間的交互活動(dòng)產(chǎn)生復(fù)雜系統(tǒng)總體的運(yùn)

2、行效果。所以，基于agent模型涌現(xiàn)出的特性不是沿著“自頂向下”的方向展開，而是一個(gè)“自底向上”的過(guò)程。
　　 本文基于agent理論和ABMS方法，構(gòu)建了快速公交系統(tǒng)仿真模型。將乘客、公交車、信號(hào)燈抽象為不同的agent，并引入車輛調(diào)度agent和站臺(tái)管理agent，通過(guò)乘客agent、車輛調(diào)度agent、站臺(tái)管理agent、公交車agent和信號(hào)燈agent之間的交互仿真快速公交系統(tǒng)的運(yùn)行。其中，站臺(tái)管理agent是連接乘客

3、agent和公交車agent的紐帶。每個(gè)站臺(tái)對(duì)應(yīng)一個(gè)站臺(tái)管理agent，每一個(gè)站臺(tái)管理agent負(fù)責(zé)管理一個(gè)乘客agent隊(duì)列。車輛調(diào)度agent負(fù)責(zé)整個(gè)快速公交系統(tǒng)車輛的產(chǎn)生與調(diào)度，并接受公交車agent和站臺(tái)管理agent發(fā)送的消息。信號(hào)燈agent根據(jù)初始設(shè)定的紅綠燈交替變換的周期發(fā)生狀態(tài)更替。
　　 公交公司根據(jù)乘客流量的平峰期和高峰期，來(lái)制定不同時(shí)間段的發(fā)車時(shí)刻表。一般做法為發(fā)車時(shí)間間隔為一固定值，平峰期時(shí)該間隔較長(zhǎng)，

4、高峰期時(shí)較短。此種方案簡(jiǎn)單，但對(duì)諸如個(gè)別站點(diǎn)出現(xiàn)乘客“涌現(xiàn)”等問題不易解決。為了降低乘客候車時(shí)間，在兼顧公交公司利益的前提下，提出了一種基于動(dòng)態(tài)調(diào)整的車輛調(diào)度算法。本算法核心思想是：在通常情況下，車輛調(diào)度agent根據(jù)某方向乘客候車總?cè)藬?shù)設(shè)定平峰與高峰兩個(gè)發(fā)車時(shí)間間隔。如果當(dāng)前個(gè)別站臺(tái)出現(xiàn)某方向乘客“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，根據(jù)預(yù)計(jì)得出若現(xiàn)在發(fā)車直達(dá)該站臺(tái)的時(shí)間，再計(jì)算得到該時(shí)間范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)出尚未到達(dá)該站臺(tái)的公交車數(shù)目，進(jìn)而求得到達(dá)該站臺(tái)時(shí)的預(yù)計(jì)載

5、客量，再由單車最大載客量計(jì)算出所需的車輛數(shù)目，然后根據(jù)當(dāng)前庫(kù)存車輛數(shù)目和最近即將到站的公交車時(shí)間，做出分析判斷，計(jì)算得出實(shí)際可發(fā)車數(shù)目，這些車輛直接發(fā)往出現(xiàn)乘客涌現(xiàn)的站臺(tái)，之前所有站臺(tái)均不停車，且行駛速度高于常規(guī)速度，以超車的方式直達(dá)目的站臺(tái)，解決因“涌現(xiàn)”現(xiàn)象導(dǎo)致該站臺(tái)乘客等待時(shí)間過(guò)久的問題。
　　 本文采用netlogo平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了快速公交系統(tǒng)模型，并進(jìn)行了系統(tǒng)運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析表明，該模型既能夠較為逼真地模擬快速公