基于博弈论的多智能体协同控制算法

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基 于博弈论 的多智能体协 同控制算法
杭 飞
２ ６ ６ ５ ９ ０ ） （ 山 东科技 大学， 山东 青 岛
摘
要： 为实现 交通 的畅通 ， 将博 弈论 引入到交通控 制 系统 中。由于当前路 口交通状况只受到来 自邻居路 口的车辆 的影
Байду номын сангаас
响， 提 出了基于多智能体的分布 式协 同控 制框 架， 路 口智能体与邻居通过协同博弈选 出最优 策略进行交通控制。 描 述 了基
寻找路 口间的 Ｎ ａ ｓ ｈ 均衡解 ， 来使得路 口问的效益达到 最大化 。李振龙等提出基于 Ａ ｇ ｅ ｎ ｔ 的区域交通信号协 调控制闼 ， 建立了一主多从动态博弈协调模型。
本文建立 了交通信号控制多智能体协 同模型 ， 并
提出了基于博弈论的多智能体分布式协 同控制算法 ， 最后通过仿真平 台模 拟比较 了不 同控制策略的表现 ，
于博弈论 的协 同控 制算法， 并通过仿真验证 了该算法能够有效的适应交通流 ， 实现 交通控 制。
关键词 ： 多智能体 ； 分布式协 同控制 ； 博弈论
中图分类号 ： Ｔ Ｐ １ ８ ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｃ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｃｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ｏ ｆ Ｍ ｕｌ ｔ ｉ － Ａｇ ｅ ｎ ｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｏｎ Ｇａ ｍｅ Ｔｈｅ ｏ ｒ ｙ
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、
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｍｕ ｌ ｉ ｔ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ； ｄ ｅ ｃ ｅ ｎ ｒ ｔ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ； ｇ ａ ｍｅ ｈｅ ｔ ｏ ｙ ｒ
随着 交通 拥堵 所带来 的环境 污染 、时间延 误 等影
响不断加深 ， 越来越多的技术被用来交通信号协调控 制， 以实现整个交通 的畅通 ， 保证车辆能顺利而不停歇 的通过多个路 口。博弈论作为研究理性主体间冲突与 合作的理论 ，主要研究主体的行为的影响过程 以及主 体如何在相互作用 中做出 自己的决策【 ” 。 采用博弈论研 究 问题 ，不仅 是站 在某 个决 策方 的立 场选 出针对 参 与 方的决策 ，还能在分析决策中发现双方相互作用 的规 律， 从而 以更 合理 的方 式解决 问题 。 对于相邻路 口间来说 ， 存在博弈现象： 由路 口间交 通流的关系可以知道 ，路 口的交通流必定是 由与之相 邻的上游路 口的各个相邻相位 的交通流汇聚而成 ； 而 该路 口的交通流必定驶向下游路 口的某个相位。假设 路 口放行的车辆越多 ， 该路 口的效益则越大 ， 给下游相
第２ ２卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ４月
电
脑
与
信
息 技 术
Ｖ ｏ ｌ ＿ ２ ２ Ｎｏ ． ２
Ａｐｒ ．２０１ ４
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
文章编号 ： １ ０ ０ ５ — １ ２ ２ ８ （ ２ ０ １ ４） ０ ２ — ０ ０ １ ４ — ０ ４
ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｓ ｒａ ｔ ｔ ｅ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ａ ｆ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ．Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ａ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｇ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｙ ，ａ ｒ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｈｅ ｔ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｒ ｔ ｏ ｌ ｔ ｒ ａ ｆ ｉ ｃ ．
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