基于Agent和元胞自動機的港口交通流建模與仿真
本文選題:Agent + 元胞自動機 ; 參考:《大連海事大學》2017年碩士論文
【摘要】:港口交通流仿真是海上交通工程學中的重要研究領域,對港口改造的可行性論證和船舶調(diào)度等問題的解決具有指導意義。為了能夠更好地模擬多種因素影響下的船舶交通流,分析各種交通現(xiàn)象對船舶航行安全和交通效率的影響,需要研究人員結(jié)合人工智能、交通控制等領域的技術和理論,不斷發(fā)展和完善港口交通流仿真模型。本文主要做了以下工作:1.分析元胞自動機和Agent基本理論和結(jié)構(gòu)特點,深入探討兩者相結(jié)合的可行性,針對港口交通流仿真特征,提出分層劃分仿真實體的思路,即分為元胞實體層和Agent信號控制層。然后建立基于元胞自動機和Agent相結(jié)合的港口交通流仿真框架。2.通過分析港口系統(tǒng)特征并研究其內(nèi)部要素及作業(yè)流程,確定港口各子系統(tǒng)作用及邏輯關系。在此基礎上,針對港口水域交通特點,建立港口系統(tǒng)的元胞自動機模型。以Agent結(jié)構(gòu)為基礎并考慮船舶優(yōu)先級、船舶領域及船舶行為,建立基于Agent的船舶行為模型。最后結(jié)合港口元胞演化規(guī)則,建立基于元胞自動機和Agent結(jié)合的港口交通流仿真模型。3.基于VC++設計了港口交通流仿真的功能模塊,并實現(xiàn)基于元胞自動機和Agent方法的港口交通流仿真系統(tǒng)。以天津港真實數(shù)據(jù)為基礎,結(jié)合天津港通航規(guī)則,通過仿真驗證,再現(xiàn)天津港海上交通狀況。實驗結(jié)果表明,本模型能較為真實反映港口中船舶各種交通現(xiàn)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.
【學位授予單位】:大連海事大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:U491;U691
【參考文獻】
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,本文編號:1778635
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