時間：2023-03-29 09:20:36
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在飛行流量管理方面，飛行流量管理系統(tǒng)通過與輔助決策系統(tǒng)相結合，構成了人工智能輔助決策系統(tǒng)的飛行流量管理模塊。該模塊主要通過計算飛行流量來避免飛行流量的沖突，進而根據(jù)分析結果進行航班的排序。從具體的應用情況來看，首先，飛行流量的計算需要大量的原始數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)既包含了歷史數(shù)據(jù)，也包含了實時數(shù)據(jù)。同時，由于這些數(shù)據(jù)是來自于空域、機場和氣象等多個方面的復雜信息，所以系統(tǒng)需要建立相應的飛行流量管理數(shù)據(jù)庫，從而保證數(shù)據(jù)的準確性和及時性，進而保證飛行流量計算結果的可靠性。其次，在進行飛行流量計算時，系統(tǒng)利用了飛行動力學計算原理。根據(jù)數(shù)據(jù)庫的信息，系統(tǒng)對飛機的四維飛行軌跡進行了計算，從而可以得知飛機的降落時間和降落地點。這樣，系統(tǒng)就可以得出任意航段和交匯點在任意時間的飛行架次，進而列出潛在的飛行流量沖突信息。再者，在得知以上信息后，系統(tǒng)需要對這些信息進行分析，從而進行航班的排序，進而避免飛行流量的沖突。在排序方面，系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)飛行計劃的過程仿真，還可以找出空域資源的“空閑”狀態(tài)，進而利用該狀態(tài)，進行航班和起降順序的調(diào)整。而具體的排序原則有兩個，一是優(yōu)先級排序，二是全排列。其中，優(yōu)先排序是按照一定的標準給這些航班擬定優(yōu)先級，然后按照優(yōu)先順序進行航班的排序。而優(yōu)先級的擬定標準有很多，比如飛行任務、機型、機場和時間等因素，都可以成為優(yōu)先級的擬定標準。全排列原則是對沖突的航班進行全排列，從而根據(jù)每一次排列的延誤損失，選擇損失最小的排序方法。相比較來說，全排序法雖然較為科學，但是系統(tǒng)需要承擔的運算量較大，因此會占用系統(tǒng)較多的內(nèi)存資源。
2人工智能技術在飛行沖突探測與解脫管理方面的應用
人工智能技術的應用可以使空中交通管理系統(tǒng)具有高智能化的特征，從而滿足飛行沖突與解脫管理方案自動生成的需要。具體來說，實現(xiàn)這一功能的模塊是飛行沖突探測與解脫輔助決策模塊，而該模塊是由沖突探測與解脫系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)組成的。該模塊不但可以實現(xiàn)飛行沖突的預測，還可以為管制人員提供飛行沖突調(diào)配的決策方案，從而減輕管制人員的壓力，幫助他們做出正確的決定。所以，該系統(tǒng)的應用，彌補了人類與機器各自存在的不足，從而有效的避免了因人為失誤或機械故障而造成的飛行事故。從原理角度來看，系統(tǒng)首先通過分析飛行沖突情況來制定可能的解脫方案，然后根據(jù)航空器優(yōu)先級分類方法和沖突類型判定法等多種規(guī)則，進行方案的選擇和排除。在這一推理過程中，為了保證系統(tǒng)推理的有效性，系統(tǒng)需要根據(jù)大量的規(guī)則來進行方案的推理選擇。而這些規(guī)則，則要被統(tǒng)一存入知識庫系統(tǒng)中。這樣，管制人員只要在平時做好知識庫系統(tǒng)的更新和維護，就能夠保證系統(tǒng)推理的有效性，從而根據(jù)系統(tǒng)提供的方案，來進行飛行沖突航班的排序。
3結論
在傳統(tǒng)的交通管理工作中，往往都是在數(shù)學模型的基礎上，利用最優(yōu)算法產(chǎn)生的一套管理體系。這種管理工作中通常都為了更好的簡化和解決某些問題受到技術限制。究其原因，這種簡化管理策略與城市尤其是大型城市的交通非線性、瞬變性和動態(tài)特征相悖，在很大程度上這些傳統(tǒng)交通管理控制策略無法應對瞬時多變的交通實際狀況。傳統(tǒng)交通管理策略的應用缺陷:首先，傳統(tǒng)的交通管理策略通常看似采用了最優(yōu)方法，實際上這些管理策略往往都并非最優(yōu)策略，反而存在著很多意料之外的問題，進而造成了交通管理混亂，引發(fā)各種交通問題。其次，在大規(guī)模城市交通管理中，由于城市交通流量的變化及突發(fā)狀況的增加，使得這些交通數(shù)據(jù)經(jīng)常產(chǎn)生無法及時有效的傳輸實時數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。再次，面對日益變化的城市交通路線以及迅速擴大的城市規(guī)模，傳統(tǒng)的交通管理系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)無法及時根據(jù)道路實際狀況進行調(diào)整的問題，導致管理策略與現(xiàn)實不符。最后，對于各種突發(fā)性問題，傳統(tǒng)的交通管理系統(tǒng)并沒有相關的突發(fā)事故應急能力，這個時候往往都需要大量的人工干預來進行管理。
鑒于上述交通管理工作中存在的種種不足和缺陷，為了更好的簡化交通管理系統(tǒng)流程，完善交通管理工作流程，在傳統(tǒng)管理模型的基礎上進行優(yōu)化計算來實現(xiàn)適時、有效的交通管理控制體系顯然是不現(xiàn)實的。此時，我們需要將目光脫離傳統(tǒng)的交通管理流程，從新的技術角度入手去研究交通管理新流程，從而實現(xiàn)交通管理工作的有序、科學。面對這種情況，以智能交通系統(tǒng)為核心的交通控制系統(tǒng)應運而生，然而時至今日仍然有不少單位雖然看似引入了人工智能技術，但是面對復雜的技術標準和設備操作要求，不少工作人員就顯得有點無力了。但是事實證明，這種做法是成功的，它雖然在交通管理領域工作人員操作上存在問題，但是在系統(tǒng)應用效果中有著巨大優(yōu)勢?；诖耍覀兛梢詮南旅鎯蓚€角度去分析智能協(xié)作技術在交通管理中的應用。首先，由于城市交通狀況本身有著復雜、非線性且瞬時多變的特征，同時交通管理人員又高度要求信息傳輸?shù)膶崟r性、瞬時性，這個時候?qū)φ麄€城市交通管理系統(tǒng)實現(xiàn)最佳控制顯然是不可能的，只能要求整個城市交通保持在最合理、最有序的狀態(tài)。其次，在智能協(xié)作技術在交通管理中的應用上，局部合理與整體合力并不存在相悖的問題，但是當產(chǎn)生這種問題的時候我們可以從局部入手進行協(xié)商，通過協(xié)作的方式來解決各種相悖問題，從而確保交通管理工作的有序開展。
2智能協(xié)作技術在交通管理中的具體應用研究
通過對我國傳統(tǒng)交通管理工作存在的問題和特征研究，采用多個不同功能的智能技術來協(xié)作控制交通工作可謂是一種合理、有效的管理方法，這一技術是基于智能協(xié)作為核心的新型交通管理系統(tǒng)，具體應用策略如下。
2.1系統(tǒng)建設
交通信號燈作為當今交通管理控制的主要手段，也是城市交通的基礎管理措施，在整個城市交通控制系統(tǒng)中一直發(fā)揮著不可替代的重要作用。因此在這里研究中，我們主要以路通燈的控制為基礎來闡述智能協(xié)作技術的應用情況。為了更好、更方便的敘述這一系統(tǒng)優(yōu)勢，我們這里不妨將信號燈的應用設為如下情況。(1)路口是交通系統(tǒng)的基本控制單位。一個城市的交通系統(tǒng)主要由路口1,路口2,…,路口n共n個路口及連接這些路口的所有道路組成。(2)各方向紅綠燈基本周期相同,記周期開始時刻為t=0,1,2,…；(3)Li(t)為描述t時刻等候在i路口的車輛數(shù)量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分別表示t時刻等候在i路口的不同方向的等候車隊長度。Li(t)為狀態(tài)變量。(4)X′,Y′,…分別表示系統(tǒng)設定的不同方向等候車隊長度的閾值。一旦某方向的等候車隊長度超過閾值,則agent開始協(xié)商、協(xié)作以使等候車隊長度低于或盡量接近于此閾值。此閾值可根據(jù)具體情況動態(tài)修改。(5)g(t)為在t時刻開始的周期中綠燈亮所占的比例,此為控制變量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系統(tǒng)并非用于處理這種簡化假設—它恰恰是為了解決傳統(tǒng)交通控制過于簡化交通模型的問題而設計的;本文也不擬對此假設所涉及的變量進行精確建模和計算。對于復雜的實際情況和更多的功能需求,可以相應增加agent的知識庫內(nèi)容及感知器的復雜度。這些都不影響對系統(tǒng)基本結構和工作原理的闡述。
2.2系統(tǒng)設計
目前，雖然智能協(xié)作技術已經(jīng)在交通管理領域得到廣泛的應用，但是仍然有不少地方需要我們深入研究和探討。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不斷發(fā)生、交通問題越來越復雜的今天，建立健全交通管理機制勢在必行。在這里的智能協(xié)作技術應用中，具體的設計策略如下。
2.2.1系統(tǒng)結構
系統(tǒng)的整體結構如圖1所示。系統(tǒng)中包括兩類agent:一個區(qū)域控制主題(AreaControlAgent,簡記為ACA)和多個路口控制agent(CrossContro-lAgent,簡記為CCA)。其中,每個路口控制agent可與鄰近的agent通信,并與唯一的區(qū)域控制agent相連。下面分別對這兩類agent加以介紹。
2.2.2路口控制agent(CCA)
路口控制agent是典型的協(xié)同型agent,即所有的CCA有著共同的全局目標—使得區(qū)域交通暢通,同時每個CCA也有與全局目標一致的局部目標—盡量使本路通暢通。城市中的每個路口有且僅有一個CCA。CCA的基本功能是:根據(jù)路通狀況動態(tài)調(diào)整g(t),即一個周期內(nèi)的紅綠燈配時方案,使得本路口的等候車隊長度Li(t+1)盡量取最小值,同時使Li每個分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系統(tǒng)設定的閾值。并每個周期向相鄰CCA及所從屬的ACA發(fā)送當前路口狀態(tài)信息。當Li的某個分量(如Xi)高于所預定的值閾X′時,該CCA根據(jù)其鄰近4個CCA及路口的狀態(tài),發(fā)出協(xié)作請求。例如:請求其上游路口i的CCA在t1時刻減少gi(t2),或請求其下游路口j的CCA在t2時刻增加gj(t2)等,以確保路口的暢通。當CCA收到鄰近CCA的協(xié)作請求時,也可以根據(jù)自身狀況及當前路口狀況,接受、協(xié)商或拒絕。此外,CCA還接受ACA所發(fā)出的控制指令和策略調(diào)整指令。路口控制agent的結構如圖2所示:所有路口控制agent有著相同的結構。包括控制模塊、推理機、感知器、執(zhí)行模塊、狀態(tài)欄、知識庫、路口模型等部分。
2.2.3區(qū)域控制
區(qū)域控制agent負責協(xié)調(diào)、指揮所管轄的CCA,并收集、分析、整理所轄CCA定期發(fā)送的路口狀態(tài)報告。在通常情況下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA對本路口的交通控制,以及CCA之間的協(xié)商協(xié)作行為。在具體的管理工作中，一旦發(fā)生如下情況，我們可以迅速的通過智能協(xié)作技術命令來實現(xiàn)交通管理工作。首先，突發(fā)事件的發(fā)生，比如有消防車、救護車等特殊車輛要通過某種特定的車道的時候，交通管理部門可以利用CAC強制命令該路段所有路口的交通燈全部亮綠燈，從而確保這類車輛的迅速通過。其次，發(fā)現(xiàn)區(qū)域路段出現(xiàn)嚴重負載不平衡現(xiàn)象的時候，可以在全局工作角度上去控制和分析，并合理的進行修正與處理。
3結束語
