面向Multi-Agent的實(shí)時(shí)信息下駕駛員行為仿真研究.pdf

1、先進(jìn)出行者信息系統(tǒng)(Advanced Traveler Information Systems，ATIS)作為智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(Intelligent Transportation System，ITS)的一個(gè)重要子系統(tǒng)，旨在通過提供實(shí)時(shí)的交通狀況信息，影響出行者的出行行為決策，從而到達(dá)對(duì)路網(wǎng)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(wù)商實(shí)施有效服務(wù)策略、確定相應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模等決策問題的重要理論依據(jù)。
　　ATI

2、S環(huán)境下的交通系統(tǒng)由于其內(nèi)在的動(dòng)態(tài)性、離散性、復(fù)雜性和不確定性，使得從嚴(yán)格的數(shù)學(xué)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(chǎn)生，為描述復(fù)雜的交通系統(tǒng)中駕駛員的行為提供了嶄新的計(jì)算范式。該方法試圖通過建立交通中行為個(gè)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(yùn)用面向Agent(Agent-Oriented)仿真技術(shù)，可以在Agent與Agent之間和A

3、gent與環(huán)境之間的相互競(jìng)爭(zhēng)、合作、交互中，再現(xiàn)一個(gè)復(fù)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(jìn)而充分了解系統(tǒng)的形成機(jī)理，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的有效控制。
　　本文首先提出了基于雙層Agent架構(gòu)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(shù)層行為模型，其中戰(zhàn)略層行為模型負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)信息下的出發(fā)時(shí)刻選擇、出行路徑選擇等“頭腦性”決策行

4、為；而戰(zhàn)術(shù)層負(fù)責(zé)實(shí)際的車輛運(yùn)行中加速、減速、跟馳、換車道等基本仿真行為。在此基礎(chǔ)上，為形式化表達(dá)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(nèi)部推理邏輯，同時(shí)針對(duì)戰(zhàn)術(shù)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(yīng)型Agent技術(shù)的車輛換車道模型。
　　在此基礎(chǔ)上，本文利用已建立的駕駛員戰(zhàn)術(shù)層行為模型，基于微觀交通仿真軟件Paramics的可擴(kuò)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(jī) DPIS(Delphi-Paramics InteractiveSimulator)。該仿真機(jī)能夠采用C/S(Client/Server)架構(gòu)，通過服務(wù)器模擬路網(wǎng)交通運(yùn)行及ATIS信息環(huán)境，使得客戶端被調(diào)查者能夠根據(jù)模擬的交通信息環(huán)境，進(jìn)行實(shí)時(shí)信息下的行為決策，從而達(dá)到對(duì)實(shí)時(shí)信息下駕駛員行為數(shù)據(jù)的采集與分析。
　　為實(shí)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(jī)

6、對(duì)多名通勤者進(jìn)行了實(shí)時(shí)信息下的行為數(shù)據(jù)采集，并在此基礎(chǔ)上，采用“有限理性”的行為分析框架，基于多項(xiàng)Probit(Multinomial Probit Model，MNP)統(tǒng)計(jì)分析模型，對(duì)實(shí)時(shí)信息下通勤者的逐日出行動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了深入分析，并基于離散選擇模型和模糊邏輯相結(jié)合的方法，對(duì)實(shí)時(shí)信息下駕駛員的“服從”行為進(jìn)行了刻畫，從而達(dá)到了對(duì)駕駛員一車輛單元Agent戰(zhàn)略層行為模型的實(shí)例化表達(dá)。
　　最后，本文基于所開發(fā)的DPIS仿真機(jī)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(shù)層行為模型），討論了實(shí)時(shí)信息下駕駛員行為模型在若干ATIS設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)情景下的應(yīng)用，主要包括ATIS信息提供比例的設(shè)計(jì)與對(duì)某種ATIS信息提供策略下的路網(wǎng)通行性能的逐日動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。以此為例，闡明了本文所建直的實(shí)時(shí)信息下駕駛員行為模型在ATIS項(xiàng)目的實(shí)施和評(píng)價(jià)中具體的應(yīng)用。
　　本文的研究成果可以為ATIS服務(wù)商運(yùn)營(yíng)管理的決策制定提供理論依據(jù)，同時(shí)豐富了ATIS環(huán)境下駕駛