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智能交通管理論文范文1
在傳統的交通管理工作中，往往都是在數學模型的基礎上，利用最優算法產生的一套管理體系。這種管理工作中通常都為了更好的簡化和解決某些問題受到技術限制。究其原因，這種簡化管理策略與城市尤其是大型城市的交通非線性、瞬變性和動態特征相悖，在很大程度上這些傳統交通管理控制策略無法應對瞬時多變的交通實際狀況。傳統交通管理策略的應用缺陷:首先，傳統的交通管理策略通常看似采用了最優方法，實際上這些管理策略往往都并非最優策略，反而存在著很多意料之外的問題，進而造成了交通管理混亂，引發各種交通問題。其次，在大規模城市交通管理中，由于城市交通流量的變化及突發狀況的增加，使得這些交通數據經常產生無法及時有效的傳輸實時數據的現象。再次，面對日益變化的城市交通路線以及迅速擴大的城市規模，傳統的交通管理系統經常出現無法及時根據道路實際狀況進行調整的問題，導致管理策略與現實不符。最后，對于各種突發性問題，傳統的交通管理系統并沒有相關的突發事故應急能力，這個時候往往都需要大量的人工干預來進行管理。
鑒于上述交通管理工作中存在的種種不足和缺陷，為了更好的簡化交通管理系統流程，完善交通管理工作流程，在傳統管理模型的基礎上進行優化計算來實現適時、有效的交通管理控制體系顯然是不現實的。此時，我們需要將目光脫離傳統的交通管理流程，從新的技術角度入手去研究交通管理新流程，從而實現交通管理工作的有序、科學。面對這種情況，以智能交通系統為核心的交通控制系統應運而生，然而時至今日仍然有不少單位雖然看似引入了人工智能技術，但是面對復雜的技術標準和設備操作要求，不少工作人員就顯得有點無力了。但是事實證明，這種做法是成功的，它雖然在交通管理領域工作人員操作上存在問題，但是在系統應用效果中有著巨大優勢。基于此，我們可以從下面兩個角度去分析智能協作技術在交通管理中的應用。首先，由于城市交通狀況本身有著復雜、非線性且瞬時多變的特征，同時交通管理人員又高度要求信息傳輸的實時性、瞬時性，這個時候對整個城市交通管理系統實現最佳控制顯然是不可能的，只能要求整個城市交通保持在最合理、最有序的狀態。其次，在智能協作技術在交通管理中的應用上，局部合理與整體合力并不存在相悖的問題，但是當產生這種問題的時候我們可以從局部入手進行協商，通過協作的方式來解決各種相悖問題，從而確保交通管理工作的有序開展。
2智能協作技術在交通管理中的具體應用研究
通過對我國傳統交通管理工作存在的問題和特征研究，采用多個不同功能的智能技術來協作控制交通工作可謂是一種合理、有效的管理方法，這一技術是基于智能協作為核心的新型交通管理系統，具體應用策略如下。
2.1系統建設
交通信號燈作為當今交通管理控制的主要手段，也是城市交通的基礎管理措施，在整個城市交通控制系統中一直發揮著不可替代的重要作用。因此在這里研究中，我們主要以路通燈的控制為基礎來闡述智能協作技術的應用情況。為了更好、更方便的敘述這一系統優勢，我們這里不妨將信號燈的應用設為如下情況。(1)路口是交通系統的基本控制單位。一個城市的交通系統主要由路口1,路口2,…,路口n共n個路口及連接這些路口的所有道路組成。(2)各方向紅綠燈基本周期相同,記周期開始時刻為t=0,1,2,…；(3)Li(t)為描述t時刻等候在i路口的車輛數量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分別表示t時刻等候在i路口的不同方向的等候車隊長度。Li(t)為狀態變量。(4)X′,Y′,…分別表示系統設定的不同方向等候車隊長度的閾值。一旦某方向的等候車隊長度超過閾值,則agent開始協商、協作以使等候車隊長度低于或盡量接近于此閾值。此閾值可根據具體情況動態修改。(5)g(t)為在t時刻開始的周期中綠燈亮所占的比例,此為控制變量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系統并非用于處理這種簡化假設—它恰恰是為了解決傳統交通控制過于簡化交通模型的問題而設計的;本文也不擬對此假設所涉及的變量進行精確建模和計算。對于復雜的實際情況和更多的功能需求,可以相應增加agent的知識庫內容及感知器的復雜度。這些都不影響對系統基本結構和工作原理的闡述。
2.2系統設計
目前，雖然智能協作技術已經在交通管理領域得到廣泛的應用，但是仍然有不少地方需要我們深入研究和探討。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不斷發生、交通問題越來越復雜的今天，建立健全交通管理機制勢在必行。在這里的智能協作技術應用中，具體的設計策略如下。
2.2.1系統結構
系統的整體結構如圖1所示。系統中包括兩類agent:一個區域控制主題(AreaControlAgent,簡記為ACA)和多個路口控制agent(CrossContro-lAgent,簡記為CCA)。其中,每個路口控制agent可與鄰近的agent通信,并與唯一的區域控制agent相連。下面分別對這兩類agent加以介紹。
2.2.2路口控制agent(CCA)
路口控制agent是典型的協同型agent,即所有的CCA有著共同的全局目標—使得區域交通暢通,同時每個CCA也有與全局目標一致的局部目標—盡量使本路通暢通。城市中的每個路口有且僅有一個CCA。CCA的基本功能是:根據路通狀況動態調整g(t),即一個周期內的紅綠燈配時方案,使得本路口的等候車隊長度Li(t+1)盡量取最小值,同時使Li每個分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系統設定的閾值。并每個周期向相鄰CCA及所從屬的ACA發送當前路口狀態信息。當Li的某個分量(如Xi)高于所預定的值閾X′時,該CCA根據其鄰近4個CCA及路口的狀態,發出協作請求。例如:請求其上游路口i的CCA在t1時刻減少gi(t2),或請求其下游路口j的CCA在t2時刻增加gj(t2)等,以確保路口的暢通。當CCA收到鄰近CCA的協作請求時,也可以根據自身狀況及當前路口狀況,接受、協商或拒絕。此外,CCA還接受ACA所發出的控制指令和策略調整指令。路口控制agent的結構如圖2所示:所有路口控制agent有著相同的結構。包括控制模塊、推理機、感知器、執行模塊、狀態欄、知識庫、路口模型等部分。
2.2.3區域控制
區域控制agent負責協調、指揮所管轄的CCA,并收集、分析、整理所轄CCA定期發送的路口狀態報告。在通常情況下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA對本路口的交通控制,以及CCA之間的協商協作行為。在具體的管理工作中，一旦發生如下情況，我們可以迅速的通過智能協作技術命令來實現交通管理工作。首先，突發事件的發生，比如有消防車、救護車等特殊車輛要通過某種特定的車道的時候，交通管理部門可以利用CAC強制命令該路段所有路口的交通燈全部亮綠燈，從而確保這類車輛的迅速通過。其次，發現區域路段出現嚴重負載不平衡現象的時候，可以在全局工作角度上去控制和分析，并合理的進行修正與處理。
3結束語
