基于多Agent系统的自动导航车系统研究

音合成单元将文本信息以声音的形式输出,这是一种最直接方式;图形方式是在电子地图上用特殊颜色的连线表示出最优路径信息,这是一种常见的比较直观的屏幕输出形式。

在自动导航车系统中,自动导航车Agent不仅充当系统的感应器和传送器,在路段上感应、收集实时交通信息并向指挥中心Agent传送。同时,作为系统的接收器,接收由指挥中心Agent传送的实时路网信息,并充当诱导系统的计算单元,利用其收集的实时的局部交通信息,修正生成的最优路径。在AGV系统中,自动导航车Agent充当了感应器、传送器、计算单元和用户的多重角色,发挥了极其重要的作用。

自动导航车Agent的功能有:(1)接收实时交通信息数据;(2)定位;(3)显示交通信息,即用不同的颜色表示各不同路段的交通拥挤情况;(4)路径选择,即依据车辆定位所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地,结合动态路网交通信息进行动态交通分配,为驾驶员计算到达终点的最优行车路径;(5)路径在线导航提示,即在车载PC的电子地图上以颜色线标示所建议行驶的最优行驶路线,并通过多媒体设备在线提示。

自动导航车系统实现的功能主要有:自由浏览所在城市的路网地图;准确定位车辆和显示车辆的实时位置;车辆Agent向指挥中心Agent发送位置和行驶轨迹数据;车辆Agent可向指挥中心Agent发送请求服务及紧急求救信号;车辆Agent的显示设备可以显示最优行车路径;实时诱导行车(在行车过程中以文字或语音的形式,对前方的转弯、行驶方向及目的地等进行实时的提示);指挥中心Agent接收车辆Agent发送来的各种数据;指挥中心Agent向入网车辆Agent发送交通路况信息等;指挥中心Agent对单车或集群车辆Agent的跟踪、监控;信息查询,即能够查到入网车辆的型号、档案、驾驶员姓名等用户资料。

由于篇幅有限,本文仅对系统中较重要的路径诱导策略、搜索方式和多Agent间的通信进行了具体的研究。

信等问题的研究阶段,投入使用的基本上都是以无线电广播为基础的初级诱导手段,基于GPS、集群通信、可变标牌的诱导系统正处于研究和实验阶段,而缺少对车辆诱导系统全面的研究[10]。

为了解决车辆诱导系统存在的诸多问题,本文提出了自动导航车AGV(AutomaticGuidanceVehicles)系统,它是车辆诱导系统基础上的一个研究分支,以多Agent系统为基础,以多Agent间的通信来得到各种实时信息。

1自动导航车系统

本文提出的自动导航车(AGV)系统是车辆诱导系统基础上的一个研究分支,但又有很大不同。自动导航车系统以多Agent系统[11]为基础,并结合计算机和通信技术,为驾驶员提出的目的地找到最佳路径,并在车辆的行驶过程中实时地进行定位,以满足驾驶员的各种需求。该系统能够有效地防止交通阻塞的发生,减少车辆在道路上的逗留时间,并最终实现交通流量在网络中各路段上的最优分配。

自动导航车系统由指挥中心Agent[12]与多辆安装有

Agent系统的自动导航车组成。指挥中心Agent将多辆AGVAgent组成1个或若干个编队,指挥中心Agent统

一指挥各个编队,其中每个编队里由1辆AGVAgent担任组长。

指挥中心Agent是自动导航车系统的核心,对整个系统有全局控制的作用。指挥中心Agent的一个重要的部分是知识库,包含各个AGVAgent的基本信息和路网信息。基本信息包括静态信息(如名字、地址、接口和提供的服务等)和动态信息(如某些驶入或驶出指挥中心

Agent域范围的AGVAgent的信息);路网信息也有2

种形式:静态信息和动态信息。静态信息包含的是指挥中心域范围内的所有的道路信息,即路网信息、信号灯信息、立交桥相关信息等。动态信息即实时交通信息,由指挥中心Agent随时与每辆AGVAgent进行通信得到。

指挥中心Agent可以随时与每辆AGVAgent进行通信,并对得到的数据进行融合而得到动态路网交通信息,如交通事故、因施工而关闭的道路情况等信息,指挥中心Agent将这些交通信息传送给自动导航车Agent,并了解任务的完成情况及态势信息。

自动导航车Agent可以通过定位来确定车辆当前在网络中的位置和驾驶员输入的目的地,结合动态路网交通信息,为驾驶员提供能够避免拥挤、减少延误、快速到达终点的最优行车路线,在屏幕上显示出车辆行驶前方的交通状况,并以颜色线来标示所建议的最优路径。所得到的最优路径随驾驶员需求的不同而不同,既可以是路程最短的路径,也可以是时间最短的路径。最优路径的提示可以有3种方式:文本方式、声音方式、图形方式。其中,文本方式是在显示器上用文字显示诱导信息,如“在前方路口左转”等;声音方式是通过语音转换和语

2最优路径的路径诱导策略及搜索方式

2.1路径诱导策略

路径诱导是自动导航车系统的重要功能之一。其作用是依据车辆Agent定位所确定的车辆在网络中的位置和驾驶员输入的目的地,结合车辆Agent采集动态交通信息与中心Agent知识库中的路网交通信息,为驾驶员提供能够避免拥挤、减少延误、快速到达终点的行车路线,在车辆的屏幕上显示出车辆行驶前方的交通状况,并以箭头标示所建议的最优行驶路线。

路径诱导系统可分为集中式和分布式[13]。集中式是在交通信息中心Agent的主机上,基于实时交通信息进行路径优化选择,为每一个可能的车辆Agent计算出最

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《信息化纵横》2009年第17期

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