基于多智能体的城市交通仿真研究(2)

　　路网描述：交通路网是道路交通系统的基础举措措施，承载着车辆的运行。交通路网具有复杂的拓扑结构和集合特征，假如过于复杂则计算负载过重，故分为路段、路网、交叉口三次层治理，路网Agent负责存储维护整个交通路网的拓扑关系，为交通实体提供路网信息。路段Agent负责本路段的描述，交叉口Agent包含信号灯对象实现各入口车道交通流的时间分离，一个路段一个车道。
　　信号灯结构：信号灯是重要的交通控制举措措施，它实现对交叉口不同流向的车辆入行时间分离，减少车辆之间可能的冲突，改善交通安全，入步交叉口畅通流畅效率。信号灯控制从本质上望，是一个典型的复杂适应系统，海内外相关学者对信号灯控制已做出大量研究，也产生很多控制方案，但都有相应的局限性，也普遍存在着鲁棒性差、不易扩铺、计算复杂等缺点[5]，本模型从计算简朴出发同一治理信号灯，一次初始化好时间距离。
　　3.2参数设置
　　设置部门如图1。
　　各个控件表示的物理意义如表1
　　3.3初始化环境
　　环境是由37×37的网格组成的，通过设置sliders ：grid-size-x=3，grid-size-y=4初始化一个4行3列的道路，其中两条道路交叉处有红色和绿色的瓦片分别代表红灯和绿灯，其中汽车数量通过设置slider：num-cars=54，点击Setup按钮即形成道路图，如图2。

　　图2 三行四列的道路图
　　3.4相关规则
　　3.4.1环境规则
　　初始时车辆数量（ num-cars ）一定要小于路（如图2中白色的表示道路）的数目，假如超出则提示警告信息。
　　假如无人介进此系统则设置 current-auto? 为 off ，有则设置 on ，并且通过 current-phase 选择一个交通灯为控制的交通灯。
　　此系统假如没有交通灯的介进则设置 power? 为 off ，反之则设置为 on 。
　　3.4.2运行规则
　　每一个时间步，车子按照当前速度向前行驶，假如当前速度小于限制速度（ speed-limit ）并且它们前方没有车子，那么它们加速（ speed-up ）行驶，假如前面的车辆速度小于自己的车速，那么当前车子要调整自己车速和前面的车速一致（ slow-down ），碰到红灯或者停着的车辆，当前车辆要休止。
　　4案例分析及结果
　　4.1 案例一
　　目前，以城市交通为背景，研究诸如拥堵的形式、传播、消散、交通流在路网中的优化分布、车辆动态路径选择、特殊车辆控制等题目时，无信号灯交叉口车辆通行情况的正确性表征都是不可缺少的重要一环[6]。按照上述模型运行，当在没有信号灯也没有人介进的情况下（power?设置为off），道路为4行3列，车辆数量为140时的运行结果如图3

　　当在有信号灯没有人介进的情况下（power?设置为on），道路为4行3列，车辆数量为140时的运行结果如图4
　　4.2 案例二
　　按照上述模型运行，当在道路为4行3列，车辆数量为54时我们得出停着的车辆数目柱状图如图5，车辆均匀速度柱状图如图6，均匀等待时间柱状图如图7：
　　图5 停着的车辆数目
　　4.3 分析及结果
　　由案例一可知，在有信号灯介进交通治理下交通却快速崩溃了（图3 ticks=3164，图4 ticks=665，ticks是时间步，跟着时间延续而增长），导致这种结果有多个因素，如信号灯控制不公道、车辆数量过大超过了道路的承载能力等。
　　有案例二可知，车辆均匀速度与停着的车辆数目有一定的关系，正如二流模型中以为的路网宏观层面的均匀行驶速度与路网上车辆的比重的幂运算成线性关系[7].
　　限于篇幅，文中只给了两个案例，有参数设置可以望出要得到高效的交通模拟数据需要大量的实验和多种组合，我们还可以得出有人介进交通治理的情况下交叉口的畅通流畅效率会入步，当有活动车辆入进交通道路或者离开交通道路会对上述结论产生何种影响等很多对实践有指导意义的结论。
　　结论

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