基于Agent和元胞自动机的港口交通流建模与仿真
本文选题:Agent + 元胞自动机 ; 参考:《大连海事大学》2017年硕士论文
【摘要】:港口交通流仿真是海上交通工程学中的重要研究领域,对港口改造的可行性论证和船舶调度等问题的解决具有指导意义。为了能够更好地模拟多种因素影响下的船舶交通流,分析各种交通现象对船舶航行安全和交通效率的影响,需要研究人员结合人工智能、交通控制等领域的技术和理论,不断发展和完善港口交通流仿真模型。本文主要做了以下工作:1.分析元胞自动机和Agent基本理论和结构特点,深入探讨两者相结合的可行性,针对港口交通流仿真特征,提出分层划分仿真实体的思路,即分为元胞实体层和Agent信号控制层。然后建立基于元胞自动机和Agent相结合的港口交通流仿真框架。2.通过分析港口系统特征并研究其内部要素及作业流程,确定港口各子系统作用及逻辑关系。在此基础上,针对港口水域交通特点,建立港口系统的元胞自动机模型。以Agent结构为基础并考虑船舶优先级、船舶领域及船舶行为,建立基于Agent的船舶行为模型。最后结合港口元胞演化规则,建立基于元胞自动机和Agent结合的港口交通流仿真模型。3.基于VC++设计了港口交通流仿真的功能模块,并实现基于元胞自动机和Agent方法的港口交通流仿真系统。以天津港真实数据为基础,结合天津港通航规则,通过仿真验证,再现天津港海上交通状况。实验结果表明,本模型能较为真实反映港口中船舶各种交通现象。
[Abstract]:Port traffic flow simulation is an important research field in marine traffic engineering. In order to better simulate the ship traffic flow under the influence of many factors and analyze the influence of various traffic phenomena on ship navigation safety and traffic efficiency, researchers need to combine the technology and theory of artificial intelligence, traffic control and other fields. Continuous development and improvement of port traffic flow simulation model. This article mainly does the following work: 1. The basic theory and structure characteristics of cellular automata and Agent are analyzed, and the feasibility of combining them is discussed. According to the characteristics of port traffic flow simulation, the idea of dividing simulation entity into cellular entity layer and Agent signal control layer is put forward. Then the simulation framework of port traffic flow based on cellular automata and Agent is established. By analyzing the characteristics of port system and studying its internal elements and operation flow, the function and logical relationship of each subsystem of port are determined. On this basis, the cellular automata model of port system is established according to the characteristics of port water traffic. Based on Agent structure and considering ship priority, ship domain and ship behavior, a ship behavior model based on Agent is established. Finally, a port traffic flow simulation model based on the combination of cellular automata and Agent is established based on the evolution rules of port cells. The function module of port traffic flow simulation is designed based on VC, and the port traffic flow simulation system based on cellular automata and Agent method is realized. Based on the real data of Tianjin Port, combined with the navigation rules of Tianjin Port, the sea traffic situation of Tianjin Port is reproduced by simulation. The experimental results show that the model can truly reflect the various traffic phenomena in the port.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U491;U691
【参考文献】
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,本文编号:1778635
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