Разработка математического и программного обеспечения для системы имитационного моделирования транспортных потоков с интеллектуальными агентами

Развитие современного общества существенно опирается на транспортную инфраструктуру и во многом определяется ее свойствами и структурными особенностями. Актуальной является задача управления дорожным движением посредством динамического изменения режимов работы элементов транспортной системы с целью повышения пропускной способности транспортной сети в зависимости от наблюдаемой дорожной ситуации.

В предлагаемой работе ставится цель проанализировать имеющиеся математические модели описания движения интеллектуального агента и на их основе разработать программное обеспечение, позволяющее по заданным параметрам транспортного агента прогнозировать его поведение на дороге в стандартных дорожных ситуациях (проезд перекрестка, перестроение на соседнюю полосу и прочее).

На первом этапе агент представляется участником движения, с заданными значениями скорости, ускорения и длине дистанции до другого участника движения.

На втором этапе с каждой дорожной ситуацией ассоциируется специальный объект – дорожная среда, поддерживающий два основных механизма: интерфейс обмена сигналами и информацией между агентами (расположенными на третьем уровне), а также  интерфейс взаимодействия различных экземпляров дорожных сред. 

На третьем этапе функционирует множество транспортных агентов – интеллектуальных объектов, движущихся внутри дорожных сред. Агент может опрашивать среду об окружающем его состоянии, после чего на основе собственной внутренней логики принимает решение о дальнейшем дорожном поведении (решения о замедлении/ускорении, о начале маневра и пр.). 

Агенты основаны на известной модели Модели Intelligent Driver Model (модель Трайбера), адаптированной в работе для криволинейного движения, а также на разработанных моделях маневрирования на многополосном дорожном полотне.

В настоящей работе излагаются новые подходы к организации механизма взаимодействия транспортных агентов между собой и с дорожной средой. Важной особенностью является использование новой математической модели транспортного агента, базирующейся на методах искусственного интеллекта и теории конечных автоматов.

 

Работа выполняется под руководством проф., к.т.н. Крапухиной Н.В.