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摘要：Agent交通运输仿真系统在水利水电工程施工现场的应用可以提高安全性、效率、资源利用率，并有助于更好地管理和规避工程施工风险，也是现代水利水电工程管理不可或缺的工具，将为工程项目的成功开展提供坚实的支持。本文对Agent技术的概念进行了详细介绍，并阐述了水利水电工程施工现场内的交通运输系统运行要素，详细探讨了在Agent模式下对交通运输仿真系统进行模拟运行的主要内容，希望能够为进一步完善水利水电工程施工场内交通运输仿真研究的方法带来一点思考。

关键词：Agent；水利水电工程；场内交通运输；

水利水电工程施工现场的Agent交通运输仿真系统是一种高度先进的计算工具，能模拟和优化施工现场的交通运输流程。该系统基于Agent的概念，通过模拟和模仿各个交通参与者（如车辆、工程设备、工人等）的行为，以及交通基础设施（如道路、桥梁、隧道等）的特性，来模拟整个交通运输系统的运作。

一、Agent技术的研究

“Agent”一词全新概念的起源可以追溯到普通大众对人工智能的基本认知，认为其核心目标是寻求一种能够替代人类来解决问题的实体。在软件行业，会将这一概念翻译为“代理”，而在其他方面的行业，它可能被称为“主体”或“智能体”等。最初，Agent的研究主要集中在探讨其心智状态，因此涌现出了众多模型和相关的理论知识。然而，随着Agent研究的不断深入，人们对其的理解已经扩展到更广泛的领域。如今，Agent已经演化成一种方法，用于描述复杂现象、研究复杂系统，并实现复杂的自适应性计算目的。

（一）Agent的概念

Agent在水利水电方面被定义为一种具有自主操作功能的智能实体，具备感知、决策和执行任务的能力。这些系统实体可以在水利水电系统中发挥关键作用，比如水利水电工程施工、监测水文信息、控制水库水位、协调电力生产和供应，以及维护设备运行。Agent的使用使系统能够更加智能地响应环境变化，提高了水利水电工程的运行效率和工作的可靠性。

（二）Agent的基本特征

在水利水电工程中，Agent具备自治性、反应性、主动性、社会性以及进化性等一系列基本特征，因此能够自主地执行任务，不依赖外部指令，具备独立决策的能力，而反应性使Agent能够感知周围环境的变化并作出及时反应。其主动性和社会性则意味着Agent能够主动采取行动，并在相互间进行有效的通行和协作，积极地执行任务，而非被动地等待指令。依靠其基本特性并借助Agent与环境之间的互动，合力克服了交通运输仿真中的难题，简化了整个仿真过程，真正实现了智能化的水利工程施工现场交通仿真控制方案。

二、水利水电工程施工场内交通运输系统

水利工程施工系统通常分为多个子系统，这些子系统必须密切协作。例如，在堆石坝施工中，土石方开挖子系统和坝面填筑子系统需要协同运输土石方。水利工程的交通运输系统被视为工程施工的生命线，它承担着运送各类施工原材料的关键任务，能确保工程进度的平稳推进，同时有助于控制工程成本，其重要性不容小觑。与城市交通运输系统不同，水利工程施工场内的交通运输系统主要包括道路、车辆、装料点和卸料点这四个要素。道路是交通运输的基础设施，提供了车辆行驶的通道，它们通常根据工程需求规划而成；车辆是运输系统的执行者，用于运送各种材料和设备，其类型和规模会根据工程的性质和规模而异；装料点是供车辆装载材料的地点，通常位于原材料储存区或开采点附近；卸料点则是车辆卸载材料的位置，通常位于工程施工现场或需要材料的特定位置。这些要素之间形成紧密的联系和协调，构建了水利工程施工场内交通运输系统的运行机制。通常情况下，车辆会选择适当的装料点进行装载，装满所需材料后，它们会沿着道路前进，将材料运送到卸料点，然后进行卸载。完成卸载后，车辆将以空车状态返回供料点，循环进行装载和卸载操作，以满足工程施工所需的材料供应。（如图1）。

三、水利水电工程施工场内交通运输基本特征

（一）场内施工环境复杂

水利水电工程的施工场地常位于复杂狭窄的高山峡谷地带，这独特的地理环境为物资运输带来了一系列不容忽视的困难。施工道路必须适应复杂多变的地形，包括陡峭的坡路和曲折的弯道，很大程度上增加了运输过程的复杂性和挑战性。与此同时，气候条件对物资运输产生显著的影响，特别是在雨水天气下，道路容易变得湿滑，直接影响了物资的运输速度，可能导致工程进度出现延误。

（二）场内运输形式相对固定

进行水利水电工程的施工物料运送时，车辆通常会有非常明确的运输目的，并且会遵循预先设定的路线进行单向输送。这些运输车一定要在规定的时间内达成分配的运输任务，所以在一定情况下可以认为物料的运输就是运输车队持续不断在料源料场和卸料点之间进行循环的一个作业方式。

（三）运输过程具有不均衡性

在工程进度不断完成的同时，其施工组织的方案也经历了多次调整，从最初的土石方的挖掘工作，再演变为骨料的输送工作。在施工场地内，运输道路的任务会随着施工进展的不同阶段而变化。以一个实例来说明，某个特定时段内，某条道路可能主要用于搬运挖掘出的土石方，而在另一时段，同一道路则会被用于运输骨料。鉴于这两种物料的运输量和它们对道路的影响各自不同，因此不同时间段下的道路使用情况呈现出不均衡状态。

（四）运输过程的连续性

要遵守施工组织的相关规定，对施工现场的交通设施进行科学合理的规划，其中就包括将一条主要道路和若干支路结合，将各原料来源、料场以及卸料点相互衔接，形成一个完整的运输回路。在整个输送的环节中，必须按照事先制定的施工进度计划来进行，因为进度计划是连续的，所以运输活动也需要保持连续性。

四、水利水电工程施工场内交通运输系统模拟模型仿真研究

通常情况下，固定实体在交通运输系统中会保持静止不动的状态，例如：原料来源、料场、运输道路、水利工程等。而流动实体则是在该系统中一直呈现出运动型态的个体，其中以运输车辆、装载机械等为主。这个完整的场内交通运输系统就是在固定实体与流动实体之间的互相协作下建立的，由此得知，工程的物料运输环节会受到原料来源和料场的位置与容量、卸料点的位置和容量等多个因素的影响，建立在这个理论基础只上，可以把施工现场内的交通运输系统划分为多个子系统，并通过图表明确呈现这些子系统与五种交通机制之间的联系（如图2）。

（一）运输道路实体

在施工场内的交通运输仿真系统中，运输道路被称为基础组成部分，为交通运输进行仿真计算提供了必要的运行条件，创建运输道路子系统的主要目标在于向涉及道路的各种操作者（Agent）提供所需的系统环境。如在道路交叉口，各系统实体会监测周围道路上车辆的运行情况和交通信号灯的改变。与此同时，车辆Agent也会根据感知到的道路条件来决定自己的行驶状态，包括加速、减速，以及是否等待通过交叉口等情况。

（二）料源、料场实体

在本仿真模型中需要将料源和物料堆场视为一个抽象实体元素，然后根据它们的独特特性将它们分为不同的类型，二者不仅是装载和卸载操作的主体，还充当了车辆的出发地和目的地。通过土石方流实体，这些实体被整合在一起，构建出一个完备的运输系统。装载和卸载操作者通过土石方物流实体来感知需要进行装载或卸载的车辆操作者，但它们只会感知与自身所宿主的实体相关的土石方物流中的车辆操作者的到达情况，这一模型的建立有助于更深入地理解和优化水利水电工程施工场内的交通运输系统。

（三）土石方流实体

进行水利水电工程的实际施工时，物流会成为至关重要的连接角色。举例来说，在大坝和其他水工建筑物的浇筑过程中，混凝土是一个不可或缺的材料，通常由骨料和水泥混合而成。这些骨料要从土石方挖掘中进行获取，因此物流过程主要依赖于土石方的运输。土石方运输实体通过监测车辆操作者的属性信息来确定所需的运输车型，并接收相关车辆信息。同时，它们会根据预定的运输路线设立资源来源和物料堆场，并感知这些资源来源和物料堆场的信息，这个过程需要涉及装载机械Agent和卸料平台Agent的协同参与。土石方流实体涵盖了土石方流的启动时间、终止时间、装载机械的种类和数量、运输车辆的种类和数量、土石方来源地、土石方去向地、计划运输量，以及可能发生的工程停工时间等多种系统运行元素。

（四）运输车辆 Agent

运输车辆实际上是交通系统的运行中枢，因此需要仔细考虑物料种类、运输量、距离等因素来配置它们，目前主要使用自卸汽车这种类型的车辆，这类车辆在道路上行驶时受到环境和天气等多种因素的制约，因此会在不同情况下表现出不一样的行驶状态。在系统中运输车辆Agent被设置成反映整个系统的个体，根据其内部决策机制和仿真规则进行运行。在行进过程中，车辆Agent通过感知模块获取道路状态和其他车辆位置信息，然后根据道路的曲线半径、前车距离等因素，决定采取加速、减速或排队等行动。其基本属性包括车辆类型的名称、编码、所属承包商、性能参数、当前的运行状态以及持续时间、已持续状态的时间、实际行驶距离、累计装载等待时间、卸载等待时间、道路阻塞等待时间、实际装载量等等。这些数据为系统的仿真和运行提供了必要的依据，使系统能够高效地执行物料运输任务。

（五）交叉口 Agent

本模型中交叉路口Agent系统采用以下规则来安排车辆的通行顺序：首先，系统会优先考虑等待队列中最长的道路上的车辆，以确保交通能够流畅通行；如果多个道路上的车辆等待队列长度相同，那么系统会优先考虑搭载重货的车辆，这样可以确保重要货物的快速运输。如果多辆搭载重货的车辆都等待通行，那么系统会按照右转、直行、左转的顺序依次安排它们通行，以减少潜在的冲突情况，确保交通的安全和高效。

（六）装载机械 Agent和卸料平台Agent

装载机械会运用铲、装、卸、运等多项操作方式来对料物进行调配工作，为了高效完成这些任务，装载机械的配置需要根据不同的料物种类和数量来确定具体的方式。装载机械子系统采用智能化方法，通过设定装载机械Agent和卸料平台Agent进行模拟操作。一旦装载机械Agent感知到车辆Agent的位置、状态等信息，它将按照设定好的规则为车辆提供服务。同样，卸料平台Agent也采取类似的方式，协助完成运输物料的卸载任务。其基本特征涵盖了装载机械的命名、类别、编码、隶属承包商、目前的装载状态、累积装车时间，以及当前状态持续的时间等各项信息，这些属性信息在确保系统的平稳运行和监测工作中发挥着关键作用。

结束语

随着Agent技术的不断成熟和应用，施工场内交通运输系统的模拟模型越来越精确和可靠，能够更好地反映复杂的施工环境和交通运输过程。这一研究为水利水电工程的施工管理提供了有力的工具，能够优化物料运输方案、提高工程进度的可控性、降低成本，以此来实现更加高效和可靠的水利水电工程施工。

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