城市智能交通控制系统研究与设计
4 城市智能交通控制系统设计
智能是一种应用知识对一定环境进行处理的能力，或对目标准则进行衡量的抽象思考能力。另一种定义是在一定环境下针对特定的目的而有效地获取信息、处理信息和利用信息从而成功达到目的的能力。智能交通系统，是利用人工智能的理论和方法，解决交通问题的综合系统。人工智能近年发展的成果，为智能交通系统的研究提供了坚实的理论基础，可以利用这些成果解决传统方法无法解决的问题。这是因为：一方面交通系统是结构复杂、影响因素多、随机性很强的系统，利用数学方法解决交通问题的难度很大，所建立的模型往往过于复杂，难于求解，同时也很难用一种或几种模型来概括交通流系统的多样性。另一方面，交通系统又是一个动态的时变系统，交通管理与控制的实时性要求非常高。因此，从实际情况出发，基于数学描述的交通管理控制方法难以满足在线实时控制的要求，可操作性较差。而人工智能的方法，借鉴人类求解问题的方法，通过知识的表达、推理和学习解决复杂的问题，将以往用纯数学来描述交通系统转变为用知识或知识与数学模型相结合来描述。通过逐步适应环境的学习能力，来不断提高管理和控制效果。
多智能体系统是当今人工智能中的前沿学科，是分布式人工智能研究的一个重要分支，其目标是将大的复杂系统建造成小的、彼此相互通讯及协调的、易于管理的子系统，通过子系统的自治能力和相互协调能力来解决复杂系统控制问题。城市区域交通网络由于其道路交通规模的复杂性和交通流动态特性的实时性，使得将多智能体系统应用到城市交通网络控制学比较关注的研究课题。本文在此基础上设计出城市智能交通控制结构图，如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/166358.htm
图3中，左边为基于多智能体的城市交通流系统，右边为信号控制系统。在交通模型中，路段智能体既具有单个路段流量实时更新的能力，又能够为相连接的信口提供交通流数据，以进行和优化信号配时；根据上级区域交通流信息进行车流调控，同时通过路口与其他路段进行数据交换；与其相对应的信号控制模型中，根据段智能体提供的信息，进行信号配时，并协调路段之间交通流的动态平衡。
区域智能体除了具有与路段智能体一样的功能，如获取交通流信息，为信号控制数据支持；相互之间独立，能够单独运行等特点之外，区域智能体还能够根据区交通流运行情况，对交通路口进行信号协调，以最优化控制相应路网运行的交通目标，自主决定相应的控制策略，并将信号配时结果及时下发鹦区域内每个信号，同时将交通需求和控制效果传送给上一层决策层，即交通管理中心。区域智能体在路段智能体和中央管理智能体之间起到承上启下的作用，与单个路整个交通路网传递交通流信息；并与同级其他区域智能体进行信息交换，为交通控制提供服务。中央管理智能体由城市交通控制决策系统构成。其功能是根据路网结构、交通检测及交通阻塞等因素对整个交通路网的运行状况做出评估，其目的是寻求整个系统的性能指标最优，运用其优越的推理和规划能力使系统运行在最优状态。在信号控制系统中，路口级信号控制根据相连接路段智能体的交通流信息，通过控制决策给出路口信号配时。路口级信号控制将路口交通流信息和信号配时传递层区域控制，而上层区域控制则反馈控制命令，若某一区域中某一路口在某方向城市交通网络区域控制的应用研究上拥挤，区域控制通过给出控制命令，调节与其在同一路段上的其他路口信号配时，达到尽快缓解拥挤，减少区域总体延误时间的目的。区域控制之间传递的则是该区域内交通流信息，若某一区域出现拥挤路口，调节区域内以及相邻区域信号配时，引导车流分散以缓解拥挤，并通过路边信息指示牌或交通电台信号引导车辆分流。而区域控制与交通控制中心之间传递的是区域交通流信息。调节路网交通流动态平衡，并向中央交通控制中心提供信息，以实现城市交通集中与分散的控制方式。
5 结语
智能交通系统是一个涉及面广、综合各种高新技术的研究领域。限于篇幅，本文仅从城市智能交通控制角度论述了一些提高城市道路安全的措施，而未从车辆和司乘人员的角度来开展研究。提高智能交通系统的整体水平需要各行业协调发展，才能共同促进城市交通水平的提高。
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