面向agent技術在城軌交通自動監(jiān)控數(shù)字仿真中的應用摘 要:針對國產化軌道交通列車自動監(jiān)控(ATS)系統(tǒng)建模、仿真方法存在的問題,研究采用agent技術進行軌道交通ATS系統(tǒng)全數(shù)字仿真的思路和實現(xiàn)方法.設計了基于多Agent的系統(tǒng)體系結構和語義描述,建立了6類agent的結構模型,并制定了它們的功能屬性和控制流程.采用時間步長法的進程推進機制和活動掃描法的仿真策略,在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下,實現(xiàn)了ATS系統(tǒng)可視化仿真.該方法降低了系統(tǒng)設計的復雜度.系統(tǒng)具有可重用性和可擴展性.關鍵詞:城市軌道交通;面向agent技術;多agent系統(tǒng);自動監(jiān)控;數(shù)字仿真 城市軌道交通具有運能大、速度快、安全、準時、乘坐舒適、節(jié)約能源以及能夠緩解地面交通擁擠和有利于環(huán)境保護等多方面的優(yōu)點,因此它將在城市市內交通中占有重要地位.隨著城市社會經濟的發(fā)展和城市化進程的加快,城市在交通問題上面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn),采用自動化、智能化的快速軌道交通解決日益嚴重的城市交通問題已經成為城市交通發(fā)展的大趨勢. 根據城市軌道交通系統(tǒng)列車運行的特征,既要保證列車運行安全可靠,又要盡量縮短行車間隔時間和提高軌道交通線路的輸送能力,列車運行控制系統(tǒng)(automatictraincontrol,ATC)可以較好地達到上述目的.ATC系統(tǒng)由列車超速防護(automatictrainprotection,ATP)、列車自動駕駛(automatictrainoperation,ATO)及列車自動監(jiān)控(automatictrainsupervision,ATS)3個子系統(tǒng)構成[1].ATS子系統(tǒng)的功能主要是實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制[2],輔助行車調度人員對全線列車運行進行管理. 對ATS系統(tǒng)進行全數(shù)字可視化仿真,具有成本低、高效率、操作方便、易觀測等顯著優(yōu)勢.1面向agent的ATS數(shù)字仿真系統(tǒng)體系結構的建立 面向agent(AO)的方法是繼面向數(shù)據流(DFO)[3]、面向數(shù)據結構(DSO)、面向對象(OO)之后成為新一代的軟件開發(fā)方法.面向agent的軟件系統(tǒng)具有自治性、協(xié)作性、反應性和主動性的基本特性. ATS系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng),采用面向對象方法建模過程復雜[4],同時考慮到ATS系統(tǒng)仿真適于分布式仿真,所以非常適合采用agent技術建模,因為軌道交通系統(tǒng)中對象的屬性隨時間的推移及事件的更新而發(fā)生有規(guī)可循的變化,鑒于ATS系統(tǒng)具有這種智能化自動控制的特點,所以ATS全數(shù)字仿真適合采用agent技術實現(xiàn). 在ATS系統(tǒng)中涉及的因素很多,根據仿真對象的側重,作者抽象出6大類agent,即仿真控制中心agent(SCC-agent)、實體agent(entity-agent)、仿真環(huán)境agent(VME-agent)、系統(tǒng)agent(system-agent)、人機界面agent(MMI-agent)、運行圖agent(TD-agent).其中,實體agent在仿真控制中心agent內部,是線路agent(line-agent)、信號機agent(signal-agent)、列車agent(train-agent)和車站agent(station-agent)4個agent的統(tǒng)稱. 系統(tǒng)的體系結構被設計為3層結構:控制層、狀態(tài)層和顯示層(見圖1).結構中的每一個層次都代表不同的agent,每個agent都是一個高度自治的實體,具有各自的功能,解決一定的問題,當問題需要協(xié)作解決時,它們之間通過消息傳遞和信息共享相互協(xié)作,相互配合,實現(xiàn)對軌道交通的監(jiān)控與管理.
該系統(tǒng)由system-agent存儲各個agent的狀態(tài)(未觸發(fā)或已觸發(fā))和系統(tǒng)時鐘.系統(tǒng)啟動時,首先由SCC-agent讀取數(shù)據庫,初始化VME-agent、MMI-agent、系統(tǒng)時鐘比例和初始時間等.在系統(tǒng)按照系統(tǒng)時鐘掃描的一個周期內,系統(tǒng)事件按照時刻表被觸發(fā),VME-agent中存儲的設備環(huán)境狀態(tài)發(fā)生變化.該變化被相應的entity-agent感知,entity-agent將感知的結果反映給SCC-agent,經SCC-agent整合與處理,制定出監(jiān)控策略,下放到VME-agent.改變相應設備狀態(tài),VME-agent再將這些變化與MMI-agent進行通信,MMI-agent將改變了的設備重新顯示.TD-agent通過VME-agent獲取時刻表信息,并將調整的列車計劃通過VME-agent傳送至SCC-agent.SCC-agent是一個智能的知識系統(tǒng),其內部的entity-agent的各個設備間可實時進行數(shù)據通訊,SCC-agent主要負責區(qū)段運行監(jiān)控任務,實時進行監(jiān)控策略的調整.各層agent的具體功能如下: 1仿真控制中心agent.SCC-agent的職責是負責將列車運行計劃(列車運行圖信息)以及突發(fā)情況下的列車運行變更計劃實時下達到仿真環(huán)境agent,并對反饋的信息作出處理,即列車運行控制. 2仿真環(huán)境agent.VME-agent通過在輸入、輸出通信器總線上偵聽,可以獲取模擬盤上設備的狀態(tài)(道岔的定、反位等),把這些區(qū)段占用、空閑狀態(tài),線路、車站的構成,列車群的運行等信息發(fā)送到環(huán)境模型中,控制列車的運行方向.向SCC-agent提供軌道電路占用情況,列車計劃的調整信息,并將處理SCC-agent的列控編碼輸出寫入仿真環(huán)境中. 3底層控制agent.底層控制agent包括線路agent、列車agent、信號機agent、車站agent.分別接收來自VME-agent的軌道電路控制信息、列車信息、信號機信息和車站信息,它們并不直接對這些狀態(tài)信息作出處理,而是將其實時通知給SCC-agent, 由其作出決策. 4人機界面agent.通過MMI-agent的控制界面,設置設備運行環(huán)境模型中的線路設備狀態(tài),實現(xiàn)特定環(huán)境的仿真.通過MMI-agent提供的監(jiān)視控制界面,可以觀察列車在線路上運行的完整仿真過程.實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能,包括初始化條件的選擇、模型的選擇、系統(tǒng)啟動和停止等功能以及電務維護檢測信息的接收和查詢等.各種條件和故障的設置:軌道電路、信號機、道岔等設備的故障設置;線路斷軌、區(qū)控中心故障等的設置及測試結果數(shù)據的報表輸出. 5運行圖agent.運行圖agent提供用戶操作界面進行列車運行圖的編制,提供列車運行圖繪制修改工具;調整列車運行計劃,通過VME-agent向SCC-agent設備下達控制命令. 6系統(tǒng)agent.系統(tǒng)agent實時顯示各個agent子系統(tǒng)運行狀態(tài)及協(xié)調各個agent子系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘,使agent保持同步.2agent的結構模型和語義表達[5～9] 在本系統(tǒng)中,有兩種結構的agent,其中SCC-agent是混合式agent,這里稱為agentI ;entity-agent,VME-agent,system-agent,MMI-agent,TD-agent是反應式agent,被統(tǒng)稱為agentII .agentI 的結構定義為:局部數(shù)據、知識庫、處理過程、處理機和通信器等,如圖2所示. agentII 是不包含符號表示,并且不使用復雜的符號推理的主體.它僅根據當前環(huán)境狀態(tài)和功能模塊作出相應的反應.agent 的結構定義為:感知器、行為器、功能模塊和通信器. 在具體實現(xiàn)中,agent主要由感知模塊、通信模塊、處理模塊、知識庫、信念庫和數(shù)據庫組成.感知模塊負責感知環(huán)境中與問題有關的信息.它表示agent感知能力,當觸發(fā)條件滿足時激活.通信模塊負責與其它agent之間可靠的數(shù)據通信,這里采用端-端基于消息的通信方式.處理模塊是一個推理機模塊,它使agent具有智能化,可以進行復雜的知識處理.知識庫是指導多agent協(xié)同工作的核心,也是所有智能活動的依據.數(shù)據庫存放系統(tǒng)的運行參數(shù).信念庫存放調度員的偏好信息,如運行圖人工調整時的參考量等.它與數(shù)據庫及知識庫的區(qū)別在于存放的數(shù)據是針對具體決策人員的,其大部分信息都是在用戶使用系統(tǒng)過程中形成的偏好信息.agent的語義描述采用數(shù)理邏輯的范式表達:〈Aid,目標,感知器,通信機制,信息處理器,效應器,知識庫,數(shù)據庫,信念庫〉其中各因素又可進一步用巴科斯范式(Backus-NaurForm,BNF)給出其語義描述為:〈agent〉∷=〈Aid〉〈目標〉〈感知器〉〈通信機制〉〈效應器〉〈信息處理器〉〈知識庫〉〈數(shù)據庫〉〈信念庫〉〈Aid〉∷=〈agent名〉〈目標〉∷=〈任務表〉〈感知器〉∷=〈激活條件〉〈信息流〉〈通信機制〉∷={〈通信原語〉(〈通信內容〉)}〈通信原語〉∷=〈command〉|〈require〉|〈accept〉|〈reject〉|〈information〉|〈cancel〉〈通信內容〉∷=〈發(fā)送者〉〈接收者〉〈時間〉〈信息流〉〈效應器〉∷={〈信息處理名〉(〈信息處理描述〉)}〈信息處理模塊〉∷=〈控制器〉〈類比匹配機制〉〈內部執(zhí)行機制〉〈推理機制〉〈控制器〉∷={〈控制命令〉}〈類比匹配機制〉∷=〈映射機制〉〈匹配度計算方法〉〈內部執(zhí)行機制〉∷={〈內部執(zhí)行動作〉}〈推理機制〉∷={〈推理規(guī)則〉}〈數(shù)據庫〉∷={〈數(shù)據庫文件〉}〈信念庫〉∷={〈數(shù)據庫文件〉}3系統(tǒng)的實現(xiàn)方案 系統(tǒng)由仿真數(shù)據庫為仿真現(xiàn)場提供各種數(shù)據.仿真核心軟件根據站場及列車信息,按照列車運行與信號控制邏輯規(guī)則模擬出列車的運行情況,給以圖像顯示,提供逼真、穩(wěn)定的仿真環(huán)境.仿真數(shù)據庫系統(tǒng)采用SQLServer2000開發(fā),系統(tǒng)核心軟件通過ADO對其進行訪問.數(shù)據庫的數(shù)據由靜態(tài)數(shù)據和動態(tài)數(shù)據組成,由數(shù)據庫管理員系統(tǒng)管理.其中靜態(tài)數(shù)據由描述信號點邏輯關系和時刻表數(shù)據構成.動態(tài)數(shù)據由系統(tǒng)運行后不斷變化的列車信息、信號點狀態(tài)等構成.數(shù)據庫管理員具有一般數(shù)據庫的維護管理功能,如數(shù)據查詢、增加、刪除、修改和報表輸出等.數(shù)據庫表包括列車時刻表(分為車次信息、車站信息、線路信息等)、信號機、仿真線路(分為無岔區(qū)段、單動道岔區(qū)段等)、列車(群)等設備信息和圖形信息. 本仿真系統(tǒng)由前面所劃分的6個agent子系統(tǒng)和數(shù)據庫構成.ATS仿真系統(tǒng)是一個MAS(多agent系統(tǒng)),可以更好地解決分布式系統(tǒng)的協(xié)作問題,包括各agent之間的通信方式、編碼規(guī)則、通信過程和具體的DCOM接口實現(xiàn). agent之間通信協(xié)作的必要條件是每個agent要有標準的通信接口,通信接口之間交互的信息流要按照標準的格式組織,即按照一定的編碼規(guī)則(相當于通信協(xié)議)進行通信.系統(tǒng)中詳細定義了這些編碼規(guī)則. 實現(xiàn)6個agent通信是通過有6個DCOM接口,ILine,ITrain,ISignal,IStation,ISystem,INotify.下面舉例說明線路接口的定義.interfaceISimLine:Iunknown{HRESULTGetLine([in]intlineId,[out]DCOM_Line*line);獲取一條線路的簡化屬性HRESULTGetSimLine([in]intlineId,[out]DCOM_SimLine*simline);獲取一條線路的屬性HRESULTGetLineArray([out,in]int*psizeInOut,[out,size_is(*psizeInOut)]DCOM_Lineline[]);獲取一組線路的簡化屬性HRESULTGetLineArrayById([out,in]int*psizeInOut,[out,in,size_is(*psizeInOut)]DCOM_Lineline[];根據線路ID獲取其簡化屬性HRESULTSetTempSpeed([in]intdevId,[in]floatTempSpeed);設置臨時線速……}; 在本系統(tǒng)仿真中,實現(xiàn)了可視化的數(shù)據輸入和數(shù)據顯示.前者的可視化通過輔助繪圖工具ATSDraw實現(xiàn),后者可視化體現(xiàn)在MMI-agent和TD-agent圖形界面.在程序實現(xiàn)時,借助了MFC的GDI功能. 利用計算機初步實現(xiàn)了ATS基本功能,驗證了系統(tǒng)設計的正確性.實現(xiàn)的具體功能有: 1仿真列車控制中心(SCC)對全線控制范圍內的列車運行狀態(tài)進行監(jiān)視; 2實現(xiàn)由控制中心時刻表或人工控制車站聯(lián)鎖設備,排列進路,開放信號,可人工設置設備運行環(huán)境模型中的線路設備狀態(tài),實現(xiàn)特定環(huán)境的仿真; 3實現(xiàn)列車的跟蹤及車次號碼顯示; 4系統(tǒng)工作狀態(tài)、進路狀態(tài)、軌道占用、車次信息、道岔位置,故障報警等信息在控制中心顯示裝置(MMI)上顯示; 5列車運行計劃自動下達; 6列車運行圖的編輯和生成; 7對列車運行圖(行車計劃)進行人工調整. 系統(tǒng)的編程環(huán)境為Win98/2000/NT,開發(fā)平臺采用VC++6.0.實現(xiàn)agent的技術基礎是計算機的進程與線程技術.4 結 論 本仿真系統(tǒng)采用agent技術進行模型的建立和系統(tǒng)模塊的設計,使得系統(tǒng)中各個實體對象(agent)具有高度自治性,能夠對外界刺激自動作出反應,使得系統(tǒng)具有智能性. MAS系統(tǒng)采用功能分解方式對仿真任務進行劃分,將系統(tǒng)不同功能分配給不同的agent.各agent之間以標準接口進行通信,并相互協(xié)作完成ATS系統(tǒng)任務.每個agent可以存在于網絡中任何位置,客戶無需知道被調用對象的位置和實現(xiàn)細節(jié),可以通過發(fā)送消息來調用對象所擁有的方法,具有靈活性的優(yōu)點.系統(tǒng)具有良好的可重用性和可擴展(升級)性. 本仿真系統(tǒng)實現(xiàn)了北京一號線上,仿真列車在線路上運行的全過程. 基于監(jiān)控系統(tǒng)的需要,作者采用可視化界面顯現(xiàn)列車運行全過程,具有友好的人機交互界面功能,使得調度人員易于觀察和控制. 基于agent的軌道交通控制與仿真的研究是一個嶄新的研究領域,是計算機技術、人工智能技術在交通領域的最新應用,是運用當今最新的科技成果解決軌道交通問題的內在要求.參考文獻:[1] 孫有望,李云清.城市軌道交通概論[M].北京:中國鐵道出版社,2000.SunYouwang,LiYunqing.Conspectusofurbanguidedtransport[M].Beijing:ChinaRailwayPublishingHouse,2000.(inChinese)[2] 孫 章,何宗華,徐金祥.城市軌道交通概論[M].北京:中國鐵道出版社,2000.SunZhang,HeZonghua,XuJinxiang.Conspectusofurbanguidedtransport[M].Beijing:ChinaRailwayPublishingHouse,2000.(inChinese)[3] 凌 云,王 勛,費玉蓮.智能技術與信息處理[M].北京:科學出版社,2003.LingYun,WangXun,FeiYulian.Artificaltechnologyandinformationprocessing[M].Beijing:SciencePress,2003.(inChinese)[4]PaolucciM,PesentlR.Anobject-orientedapproachTODiscrete-eventsimulationappliedtoundergroundrailwaysystems[J].Simulation,1999(6):372-383.[5] 王紅衛(wèi).建模與仿真[M].北京:科學出版社,2003. 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該系統(tǒng)由system-agent存儲各個agent的狀態(tài)(未觸發(fā)或已觸發(fā))和系統(tǒng)時鐘.系統(tǒng)啟動時,首先由SCC-agent讀取數(shù)據庫,初始化VME-agent、MMI-agent、系統(tǒng)時鐘比例和初始時間等.在系統(tǒng)按照系統(tǒng)時鐘掃描的一個周期內,系統(tǒng)事件按照時刻表被觸發(fā),VME-agent中存儲的設備環(huán)境狀態(tài)發(fā)生變化.該變化被相應的entity-agent感知,entity-agent將感知的結果反映給SCC-agent,經SCC-agent整合與處理,制定出監(jiān)控策略,下放到VME-agent.改變相應設備狀態(tài),VME-agent再將這些變化與MMI-agent進行通信,MMI-agent將改變了的設備重新顯示.TD-agent通過VME-agent獲取時刻表信息,并將調整的列車計劃通過VME-agent傳送至SCC-agent.SCC-agent是一個智能的知識系統(tǒng),其內部的entity-agent的各個設備間可實時進行數(shù)據通訊,SCC-agent主要負責區(qū)段運行監(jiān)控任務,實時進行監(jiān)控策略的調整.各層agent的具體功能如下: 1仿真控制中心agent.SCC-agent的職責是負責將列車運行計劃(列車運行圖信息)以及突發(fā)情況下的列車運行變更計劃實時下達到仿真環(huán)境agent,并對反饋的信息作出處理,即列車運行控制. 2仿真環(huán)境agent.VME-agent通過在輸入、輸出通信器總線上偵聽,可以獲取模擬盤上設備的狀態(tài)(道岔的定、反位等),把這些區(qū)段占用、空閑狀態(tài),線路、車站的構成,列車群的運行等信息發(fā)送到環(huán)境模型中,控制列車的運行方向.向SCC-agent提供軌道電路占用情況,列車計劃的調整信息,并將處理SCC-agent的列控編碼輸出寫入仿真環(huán)境中. 3底層控制agent.底層控制agent包括線路agent、列車agent、信號機agent、車站agent.分別接收來自VME-agent的軌道電路控制信息、列車信息、信號機信息和車站信息,它們并不直接對這些狀態(tài)信息作出處理,而是將其實時通知給SCC-agent, 由其作出決策. 4人機界面agent.通過MMI-agent的控制界面,設置設備運行環(huán)境模型中的線路設備狀態(tài),實現(xiàn)特定環(huán)境的仿真.通過MMI-agent提供的監(jiān)視控制界面,可以觀察列車在線路上運行的完整仿真過程.實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能,包括初始化條件的選擇、模型的選擇、系統(tǒng)啟動和停止等功能以及電務維護檢測信息的接收和查詢等.各種條件和故障的設置:軌道電路、信號機、道岔等設備的故障設置;線路斷軌、區(qū)控中心故障等的設置及測試結果數(shù)據的報表輸出. 5運行圖agent.運行圖agent提供用戶操作界面進行列車運行圖的編制,提供列車運行圖繪制修改工具;調整列車運行計劃,通過VME-agent向SCC-agent設備下達控制命令. 6系統(tǒng)agent.系統(tǒng)agent實時顯示各個agent子系統(tǒng)運行狀態(tài)及協(xié)調各個agent子系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘,使agent保持同步.2agent的結構模型和語義表達[5～9] 在本系統(tǒng)中,有兩種結構的agent,其中SCC-agent是混合式agent,這里稱為agentI ;entity-agent,VME-agent,system-agent,MMI-agent,TD-agent是反應式agent,被統(tǒng)稱為agentII .agentI 的結構定義為:局部數(shù)據、知識庫、處理過程、處理機和通信器等,如圖2所示. agentII 是不包含符號表示,并且不使用復雜的符號推理的主體.它僅根據當前環(huán)境狀態(tài)和功能模塊作出相應的反應.agent 的結構定義為:感知器、行為器、功能模塊和通信器. 在具體實現(xiàn)中,agent主要由感知模塊、通信模塊、處理模塊、知識庫、信念庫和數(shù)據庫組成.感知模塊負責感知環(huán)境中與問題有關的信息.它表示agent感知能力,當觸發(fā)條件滿足時激活.通信模塊負責與其它agent之間可靠的數(shù)據通信,這里采用端-端基于消息的通信方式.處理模塊是一個推理機模塊,它使agent具有智能化,可以進行復雜的知識處理.知識庫是指導多agent協(xié)同工作的核心,也是所有智能活動的依據.數(shù)據庫存放系統(tǒng)的運行參數(shù).信念庫存放調度員的偏好信息,如運行圖人工調整時的參考量等.它與數(shù)據庫及知識庫的區(qū)別在于存放的數(shù)據是針對具體決策人員的,其大部分信息都是在用戶使用系統(tǒng)過程中形成的偏好信息.agent的語義描述采用數(shù)理邏輯的范式表達:〈Aid,目標,感知器,通信機制,信息處理器,效應器,知識庫,數(shù)據庫,信念庫〉其中各因素又可進一步用巴科斯范式(Backus-NaurForm,BNF)給出其語義描述為:〈agent〉∷=〈Aid〉〈目標〉〈感知器〉〈通信機制〉〈效應器〉〈信息處理器〉〈知識庫〉〈數(shù)據庫〉〈信念庫〉〈Aid〉∷=〈agent名〉〈目標〉∷=〈任務表〉〈感知器〉∷=〈激活條件〉〈信息流〉〈通信機制〉∷={〈通信原語〉(〈通信內容〉)}〈通信原語〉∷=〈command〉|〈require〉|〈accept〉|〈reject〉|〈information〉|〈cancel〉〈通信內容〉∷=〈發(fā)送者〉〈接收者〉〈時間〉〈信息流〉〈效應器〉∷={〈信息處理名〉(〈信息處理描述〉)}〈信息處理模塊〉∷=〈控制器〉〈類比匹配機制〉〈內部執(zhí)行機制〉〈推理機制〉〈控制器〉∷={〈控制命令〉}〈類比匹配機制〉∷=〈映射機制〉〈匹配度計算方法〉〈內部執(zhí)行機制〉∷={〈內部執(zhí)行動作〉}〈推理機制〉∷={〈推理規(guī)則〉}〈數(shù)據庫〉∷={〈數(shù)據庫文件〉}〈信念庫〉∷={〈數(shù)據庫文件〉}3系統(tǒng)的實現(xiàn)方案 系統(tǒng)由仿真數(shù)據庫為仿真現(xiàn)場提供各種數(shù)據.仿真核心軟件根據站場及列車信息,按照列車運行與信號控制邏輯規(guī)則模擬出列車的運行情況,給以圖像顯示,提供逼真、穩(wěn)定的仿真環(huán)境.仿真數(shù)據庫系統(tǒng)采用SQLServer2000開發(fā),系統(tǒng)核心軟件通過ADO對其進行訪問.數(shù)據庫的數(shù)據由靜態(tài)數(shù)據和動態(tài)數(shù)據組成,由數(shù)據庫管理員系統(tǒng)管理.其中靜態(tài)數(shù)據由描述信號點邏輯關系和時刻表數(shù)據構成.動態(tài)數(shù)據由系統(tǒng)運行后不斷變化的列車信息、信號點狀態(tài)等構成.數(shù)據庫管理員具有一般數(shù)據庫的維護管理功能,如數(shù)據查詢、增加、刪除、修改和報表輸出等.數(shù)據庫表包括列車時刻表(分為車次信息、車站信息、線路信息等)、信號機、仿真線路(分為無岔區(qū)段、單動道岔區(qū)段等)、列車(群)等設備信息和圖形信息. 本仿真系統(tǒng)由前面所劃分的6個agent子系統(tǒng)和數(shù)據庫構成.ATS仿真系統(tǒng)是一個MAS(多agent系統(tǒng)),可以更好地解決分布式系統(tǒng)的協(xié)作問題,包括各agent之間的通信方式、編碼規(guī)則、通信過程和具體的DCOM接口實現(xiàn). agent之間通信協(xié)作的必要條件是每個agent要有標準的通信接口,通信接口之間交互的信息流要按照標準的格式組織,即按照一定的編碼規(guī)則(相當于通信協(xié)議)進行通信.系統(tǒng)中詳細定義了這些編碼規(guī)則. 實現(xiàn)6個agent通信是通過有6個DCOM接口,ILine,ITrain,ISignal,IStation,ISystem,INotify.下面舉例說明線路接口的定義.interfaceISimLine:Iunknown{HRESULTGetLine([in]intlineId,[out]DCOM_Line*line);獲取一條線路的簡化屬性HRESULTGetSimLine([in]intlineId,[out]DCOM_SimLine*simline);獲取一條線路的屬性HRESULTGetLineArray([out,in]int*psizeInOut,[out,size_is(*psizeInOut)]DCOM_Lineline[]);獲取一組線路的簡化屬性HRESULTGetLineArrayById([out,in]int*psizeInOut,[out,in,size_is(*psizeInOut)]DCOM_Lineline[];根據線路ID獲取其簡化屬性HRESULTSetTempSpeed([in]intdevId,[in]floatTempSpeed);設置臨時線速……}; 在本系統(tǒng)仿真中,實現(xiàn)了可視化的數(shù)據輸入和數(shù)據顯示.前者的可視化通過輔助繪圖工具ATSDraw實現(xiàn),后者可視化體現(xiàn)在MMI-agent和TD-agent圖形界面.在程序實現(xiàn)時,借助了MFC的GDI功能. 利用計算機初步實現(xiàn)了ATS基本功能,驗證了系統(tǒng)設計的正確性.實現(xiàn)的具體功能有: 1仿真列車控制中心(SCC)對全線控制范圍內的列車運行狀態(tài)進行監(jiān)視; 2實現(xiàn)由控制中心時刻表或人工控制車站聯(lián)鎖設備,排列進路,開放信號,可人工設置設備運行環(huán)境模型中的線路設備狀態(tài),實現(xiàn)特定環(huán)境的仿真; 3實現(xiàn)列車的跟蹤及車次號碼顯示; 4系統(tǒng)工作狀態(tài)、進路狀態(tài)、軌道占用、車次信息、道岔位置,故障報警等信息在控制中心顯示裝置(MMI)上顯示; 5列車運行計劃自動下達; 6列車運行圖的編輯和生成; 7對列車運行圖(行車計劃)進行人工調整. 系統(tǒng)的編程環(huán)境為Win98/2000/NT,開發(fā)平臺采用VC++6.0.實現(xiàn)agent的技術基礎是計算機的進程與線程技術.4 結 論 本仿真系統(tǒng)采用agent技術進行模型的建立和系統(tǒng)模塊的設計,使得系統(tǒng)中各個實體對象(agent)具有高度自治性,能夠對外界刺激自動作出反應,使得系統(tǒng)具有智能性. MAS系統(tǒng)采用功能分解方式對仿真任務進行劃分,將系統(tǒng)不同功能分配給不同的agent.各agent之間以標準接口進行通信,并相互協(xié)作完成ATS系統(tǒng)任務.每個agent可以存在于網絡中任何位置,客戶無需知道被調用對象的位置和實現(xiàn)細節(jié),可以通過發(fā)送消息來調用對象所擁有的方法,具有靈活性的優(yōu)點.系統(tǒng)具有良好的可重用性和可擴展(升級)性. 本仿真系統(tǒng)實現(xiàn)了北京一號線上,仿真列車在線路上運行的全過程. 基于監(jiān)控系統(tǒng)的需要,作者采用可視化界面顯現(xiàn)列車運行全過程,具有友好的人機交互界面功能,使得調度人員易于觀察和控制. 基于agent的軌道交通控制與仿真的研究是一個嶄新的研究領域,是計算機技術、人工智能技術在交通領域的最新應用,是運用當今最新的科技成果解決軌道交通問題的內在要求.參考文獻:[1] 孫有望,李云清.城市軌道交通概論[M].北京:中國鐵道出版社,2000.SunYouwang,LiYunqing.Conspectusofurbanguidedtransport[M].Beijing:ChinaRailwayPublishingHouse,2000.(inChinese)[2] 孫 章,何宗華,徐金祥.城市軌道交通概論[M].北京:中國鐵道出版社,2000.SunZhang,HeZonghua,XuJinxiang.Conspectusofurbanguidedtransport[M].Beijing:ChinaRailwayPublishingHouse,2000.(inChinese)[3] 凌 云,王 勛,費玉蓮.智能技術與信息處理[M].北京:科學出版社,2003.LingYun,WangXun,FeiYulian.Artificaltechnologyandinformationprocessing[M].Beijing:SciencePress,2003.(inChinese)[4]PaolucciM,PesentlR.Anobject-orientedapproachTODiscrete-eventsimulationappliedtoundergroundrailwaysystems[J].Simulation,1999(6):372-383.[5] 王紅衛(wèi).建模與仿真[M].北京:科學出版社,2003. 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