面向Multi-Agent的實時信息下駕駛員行為仿真研究.pdf

1、先進出行者信息系統(tǒng)(Advanced Traveler Information Systems，ATIS)作為智能交通運輸系統(tǒng)(Intelligent Transportation System，ITS)的一個重要子系統(tǒng)，旨在通過提供實時的交通狀況信息，影響出行者的出行行為決策，從而到達對路網出行環(huán)境的改善。因而，ATIS環(huán)境下駕駛員的行為分析是ATIS服務商實施有效服務策略、確定相應市場規(guī)模等決策問題的重要理論依據。
　　ATI

2、S環(huán)境下的交通系統(tǒng)由于其內在的動態(tài)性、離散性、復雜性和不確定性，使得從嚴格的數學建模角度去刻畫駕駛員行為變得十分困難。而面向Multi-Agent的建模、仿真方法的產生，為描述復雜的交通系統(tǒng)中駕駛員的行為提供了嶄新的計算范式。該方法試圖通過建立交通中行為個體（主要是駕駛員一車輛單元）的Agent模型，限定Agent“生存”的ATIS交通環(huán)境，運用面向Agent(Agent-Oriented)仿真技術，可以在Agent與Agent之間和A

3、gent與環(huán)境之間的相互競爭、合作、交互中，再現一個復雜而有序的系統(tǒng)的形成過程，從而考慮通過改變Agent所處的生存環(huán)境（主要指信息環(huán)境），髟響Agent的決策，進而充分了解系統(tǒng)的形成機理，達到對系統(tǒng)的有效控制。
　　本文首先提出了基于雙層Agent架構的智能體模型，用于刻畫ATIS環(huán)境下的駕駛員一車輛單元Agent，包括戰(zhàn)略層行為模型和戰(zhàn)術層行為模型，其中戰(zhàn)略層行為模型負責實時信息下的出發(fā)時刻選擇、出行路徑選擇等“頭腦性”決策行

4、為；而戰(zhàn)術層負責實際的車輛運行中加速、減速、跟馳、換車道等基本仿真行為。在此基礎上，為形式化表達駕駛員一車輛單元的戰(zhàn)略層行為模型，本文引入了基于BDI的Agent模型，用于描述駕駛員決策過程中的內部推理邏輯，同時針對戰(zhàn)術層行為，本文建立了基于“期望車距”的車輛跟馳模型與基于反應型Agent技術的車輛換車道模型。
　　在此基礎上，本文利用已建立的駕駛員戰(zhàn)術層行為模型，基于微觀交通仿真軟件Paramics的可擴展編程接口，采用Borl

5、and公司通用開發(fā)環(huán)境Delphi，開發(fā)了交互式仿真機 DPIS(Delphi-Paramics InteractiveSimulator)。該仿真機能夠采用C/S(Client/Server)架構，通過服務器模擬路網交通運行及ATIS信息環(huán)境，使得客戶端被調查者能夠根據模擬的交通信息環(huán)境，進行實時信息下的行為決策，從而達到對實時信息下駕駛員行為數據的采集與分析。
　　為實例化前續(xù)建立的BDI戰(zhàn)略層行為模型，本文采用DPIS仿真機

6、對多名通勤者進行了實時信息下的行為數據采集，并在此基礎上，采用“有限理性”的行為分析框架，基于多項Probit(Multinomial Probit Model，MNP)統(tǒng)計分析模型，對實時信息下通勤者的逐日出行動態(tài)行為進行了深入分析，并基于離散選擇模型和模糊邏輯相結合的方法，對實時信息下駕駛員的“服從”行為進行了刻畫，從而達到了對駕駛員一車輛單元Agent戰(zhàn)略層行為模型的實例化表達。
　　最后，本文基于所開發(fā)的DPIS仿真機和上

7、述建立的駕駛員一車輛單元Agent模型（包含了戰(zhàn)略層行為模型和戰(zhàn)術層行為模型），討論了實時信息下駕駛員行為模型在若干ATIS設計與評價情景下的應用，主要包括ATIS信息提供比例的設計與對某種ATIS信息提供策略下的路網通行性能的逐日動態(tài)評價。以此為例，闡明了本文所建直的實時信息下駕駛員行為模型在ATIS項目的實施和評價中具體的應用。
　　本文的研究成果可以為ATIS服務商運營管理的決策制定提供理論依據，同時豐富了ATIS環(huán)境下駕駛