移動軟件代理在交通控制中的應用研究

陳曉燕，王海豐

(瓊州學院電子信息工程學院，海南三亞572022)

0 引言

隨著經濟的日益發展，擁有汽車的人越來越多，交通問題也就成為當今社會矚目的問題，交通問題的出現，又制約著經濟的發展，如何協調二者，讓交通成為經濟的推動力，而非阻力，應是研究的重點，而計算機技術的應用正是為了解決生活中遇到的問題?；诮煌ǖ默F狀，將計算機中的移動Agent技術應用于交通控制當中，對交通問題進行探討與研究。

1 移動Agent技術

移動Agent技術是集軟件Agent技術移動代碼技術分布式對象技術于一體的技術。具體的技術而言，移動Agent是可以在異質網絡環境中自主移動的可執行程序。在自己的執行過程中，移動Agent可以暫停自己的執行，移動到其它網絡節點，并在遠程網絡節點上的主機上恢復執行。移動Agent在自己的控制下進行移動，自主地決定是否移動、如何移動。在各網絡節點上，移動Agent依靠與靜態Agent、本地資源的交互，以及自己的計算能力完成任務［1］。

2 移動Agent的特點

移動Agent在他的生命周期內，可以在不同的網絡節點之間移動。在執行過程中，移動Agent可以從一個執行環境遷移到另一個執行環境。因此，在具備軟件Agent特性的基礎上，移動Agent有三個突出特點［2］:

1)持續性:能在網絡環境中不同節點之間移動和執行，轉移后其執行是持續的。

2)標識:任何一個移動Agent具有一個全局唯一標識。

3).目標:移動Agent根據自己的目標/任務對環境作出反應、判斷并實施行為以達到目標。

3 交通控制中移動Agent的設計

交通控制中所使用的移動Agent主要有四種類型:路口移動Agent、路段移動Agent、區域移動Agent，車輛Agent。四種Agent的具體說明如下:

3.1 路口移動Agent路口移動Agent在交通控制中的作用很重要，是實現交通控制任務的主要承擔者。它可從檢測器得到實時的交通狀態信息，作為推理決策的數據，也可將本路口的交通信息實時通知給其相鄰路口或區域控制中心，并能根據需要完成控制中心下達的控制工作［3］。

路口Agent的功能主要包含三部分:數據的收集和處理，信號控制策略的生成，控制策略的調整。其中數據的收集及處理是由數據預處理模塊和數據庫模塊完成，信號控制策略的生成是由推理決策模塊和規則庫模塊完成，控制策略的調整是由協調模塊完成［4］。借助車輛檢測器，將檢測到的實時交通流信息通過路側Agent發送給路口Agent，路口移動Agent的結構圖如下所示。

圖1 路口移動Agent結構圖

數據預處理模塊:根據收到的磁性傳感器所采集到的信息來計算車流量信息。

規則庫:根據路口的實際情況而事先確定的規則，如相位放行規則，信號燈調整規則。

學習器:對規則庫進行更新或補充。

協同模塊:從相鄰路口Agent接收到協調請求信息，并做出相應的調整策略，將調整策略傳送給推理決策模塊。

推理決策模塊:對調整策略進行一系列的判斷，最終得到一個最優的控制策略。

3.2 路段移動Agent路段移動Agent在交通中起信息中繼的作用，獲得有關交通流的實時信息，借助路段移動Agent可以將相鄰路口Agent與區域Agent聯系起來，其結構圖如下所示。

圖2 路段移動Agent結構圖

檢測器:采集路段的交通數據。

知識庫:存儲路段交通評價方法和指標。

路段評價:對信息進行分析處理，結合知識庫對路段作出交通情況評價，然后再通過信息公布給路段上的所有車輛共享信息。

通訊單元:給其他的Agent建立通信，使其能相互的協調工作。

3.3 區域移動Agent區域Agent主要解決路口Agent和路段Agent的一些沖突，決定最后的控制策略。除此之外，區域Agent還需要對區域中的車隊進行預測，從整體上來考慮車隊的沖突。其結構圖如下所示。

圖3 區域移動Agent結構圖

車隊預測模塊:對實時的交通流數據進行分析，預測車隊的行進，并判斷車隊會在哪個路口發生沖突。

參數調整模塊:采用車隊沖突決策樹算法來避免車隊沖突，得出對信號配時參數的調整量。

3.4 車輛Agent車輛Agent是一個抽象出來的實體，依據的是實際交通中的駕駛員的駕駛行為，它有車輛和駕駛員這兩個特性。車輛Agent可以自動獲取外界環境的信息，還擁有決策判斷能力，能根據周圍的交通情況實時調整自己的駕駛行為。車輛Agent結構圖如下所示。

環境感知單元:相當于實際車輛上所具有的各種傳感器，用來感受外界環境的變化。

執行單元:執行下一步駕駛行為的駕駛決策。

駕駛員知識庫:車輛Agent所具有的知識、事實、控制規則等。

車輛決策與智能控制單元:車輛Agent在行駛過程中，根據自己的駕駛特性、自己的位置、與前方車輛的距離以及與其它Agent的通信獲取的周圍交通信息，不斷地進行判斷并實時作出下一步駕駛行為。

車輛特性:指車輛的物理屬性，如車輛類型、車長、車速等。

駕駛員特性:駕駛員類型、疲勞程度等因素。

行車計劃:主要指當前的駕駛路線。

圖4 車輛Agent結構圖

4 多個Agent之間的交互

路口Agent、路段Agent、區域Agent、車輛Agent等基本交通元素不僅具有自己特點和職責，它們相互之間還會有影響，因此，研究它們之間的交互非常有必要。

在四個移動Agent中，交互最為頻繁的是車輛Agent與路段Agent。當車輛Agent進入一個路段時，它需要向該路段進行Agent注冊，同時路段Agent將開始監測車輛所在的位置以及車道等信息，并且會將當時相應的交通信息傳遞給車輛Agent，當車輛Agent離開這個路段時，它同樣發消息通知這個路段Agent，讓這個路段Agent注銷車輛Agent。同理，當車輛到達路口、在路口行駛以及離開路口時，都要和路口Agent進行交互合作。

5 小結

從交通控制出發，針對交通中的路口、路段、區域、車輛這些基本元素，將移動Agent技術引入其中，畫出基本元素的Agent結構圖，建立這些基本元素之間的聯系，目前所做的工作處于探索階段，作者下一步的工作將會繼續關注移動Agent技術在交通中的應用，加快理論推向實際應用的步伐。

［1］馬壽峰，李英，劉豹.一種基于Agent協調的兩路口交通控制方法［J］.系統工程學報，2003，18(3):43－50.

［2］張云勇.移動Agent及其應用［M］.北京:清華大學出版社，2002.

［3］承向軍，楊肇夏.基于多智能體技術的城市交通控制系統的探討［J］.北方交通大學學報，2002，26(5):47－50.

［4］顧榕，王小平，曹立明.交通信號控制系統中的Agent協同研究［J］.計算機應用，2004，24(12):129－131.