Multiagentní systémy pro řízení dopravy na dálnicích
Multi-Agent Systems for Highway Management
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Jana Kuklová
Vedoucí práce
Přibyl Ondřej
Oponent práce
Janota Aleš
Studijní obor
Inženýrská informatika v dopravě a spojíchStudijní program
Inženýrská informatikaInstituce přidělující hodnost
ústav aplikované matematikyPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Hlavním tématem této disertace je použití multiagentních systémů pro řízení dopravy na dálnicích. Práce je rozdělena do tří hlavních částí. První část je ryze teoretická a poskytuje obecný přehled teorie multiagentních systémů. Tento přehled je doplněn o rešerši zaměřenou na využití multiagentních systémů pro řízení dopravy na dálnicích. Na základě teoretických podkladů je v závěru této části představena navržená architektura pro agentní řízení dopravy na dálnicích. Ve druhé části je popsán vývoj simulačního modelu v prostředí Anylogic. Tento model vychází z navržené architektury a je určen pro testování různých přístupů k harmonizaci dopravního proudu pomocí proměnných rychlostních limitů. Celkem tři přístupy byly řešeny v rámci této práce, a to manuální centralizované řízení, automatické centralizované řízení pomocí rozhodovacích stromů a automatické decentralizované agentní řízení. Pro automatické centralizované řízení replikován algoritmus, který byl dříve implementován na českých dálnicích v rámci projektu INEP. Logika řízení z tohoto modelu byla využita pro návrh původního agentního algoritmu, jehož hlavním cílem byla decentralizace. Pro agentní řízení byla dále navržena dvě rozšíření využívající výhody decentralizace systému. Cílem prvního rozšíření bylo snížení časové agregace vstupních dat. Druhé rozšíření mělo obecně za cíl implementaci plovoucích vozidel. Všechny zmíněné způsoby řízení byly testovány na vymodelovaném úseku Silničního okruhu kolem Prahy. Výsledky těchto simulací jsou prezentovány ve třetí části této práce. Manuální centralizované řízení poskytlo dat k validaci řízení, zatímco výsledky pro automatické centralizoané řízení byly použity jako reference pro nově navržené agentní algoritmy. Výsledky obecně ukazují, že rozšířené agentní algoritmy přinášejí pozitivní účinky, zejména pak z hlediska bezpečnosti dopravního proudu. The use of a multi-agent approach for highway management is the principal topic of this dessertation.The work is divided into three main parts. The first part is purely theoretical and provides a general overview of the theory of Multi-Agent Systems. The overview is supplemented by a literature review focused on the use of multi-agent systems for highway management.Based on the theoretical background, the proposed architecture for agend-based highway management is presented in the end of this part. The second part describes the development of a simulation model in Anylogic. This model stems from the proposed architecture and is designed to test different approaches to the harmonization of traffic flow using variable speed limits. A total of three approaches were addressed in this work, namely manual centralized control, automated centralized control using decision trees, and automated decentralized agen-based control. For automated centralized control, a replication of the algorithm previously implemented on Czech highways within the NEP project was created. The control logic from this model was used to design the original agent-based algorithm, whose main goal was decentralization. Two extensions were further proposed for an agent-based control, benefiting from system decentralization. The goal of the first extension was to reduce the time aggregation of input data. The second extension generally aimed at implementing floating cars. All the mentioned control approaches were tested on the modeled section of the Prague Ring Road. The results of these simulations are presented in the third part of this work. The manual centralized control provided data for control validation, while the results for the automated centralized control were used as a reference for the newly designed agent-based algorithms. The results generally show that the extended agent - based algorithms result in positive effects, especially in terms of traffic safety.