·446· 智能系统学报 第14卷 表1平均延误时间对比情况 为选择是由其激发-抑制比来决定的，而激发-抑 Table 1 Comparison of average time delay 制比会随着环境动态变化。行为柔性使得本文方 算法 TS1 1 TS1 2 TS2 1 TS2 2 法在不同的交通情况下都能实现有效的时间分 Webster 24.8869 18.182122.8729 17.3900 配，图10和图11的比较实验恰好证明了这一点。 BSLDA 20.7800 15.4766 18.2286 15.3611 约束条件下的分配问题都是在寻求一种最优 ABC 23.5781 17.5409 22.0256 16.6258 ACO 24.0710 17.2155 21.3662 16.4622 的资源配置方式，传统的求解以优化方法为主。 参照文献[6]对任务分配问题的分类，可将一般的 表2平均停车次数对比情况 分配问题分为确定环境下的静态分配问题和不确 Table 2 Comparison of average stops 次 定环境下的动态分配问题两类。确定环境下的静 算法 TS1 1 TS1_2 TS2 1 TS2 2 态分配问题或者近似静态分配问题（比如将m个 Webster 0.8168 0.7937 0.8075 0.7999 任务分配给n个主体的任务分配问题)，适于采用 BSLDA 0.7621 0.7284 0.7490 0.7643 蚁群、蜂群、粒子群等算法，这类方法求解高效。 不确定环境下的动态分配问题（比如交通信号配 ABC 0.8224 0.8096 0.8185 0.8151 时中的动态时间分配问题)，适于采用群智能劳动 ACO 0.8005 0.7692 0.7769 0.7813 分工方法，这类方法适应性强。 表3通行能力对比情况 4结束语 Table 3 Comparison of traffic capacity pcu/h 本文通过分析蜂群劳动分工和交通信号配时 算法 TSI 1 TS1_2 TS2 1 TS2_2 的特点，给出了劳动分工与信号配时之间的映射 Webster 2081.5 1815.5 1760.5 1625.1 关系；在BSLDA中设计了3种行为方式，并利用 BSLDA 2490.3 2012.2 2086.1 1694.3 激发剂和抑制剂的相互作用指导信号相位选择恰 ABC 2029.2 1752.3 1674.9 1543.3 当的行为完成时间分配，BSLDA在激发-抑制原 ACO 2207.0 1867.6 1919.0 1621.0 理下具有柔性特点；不同交通情景下的实验结果 表明，与其他方法相比，BSLDA展现出明显的有 3.4讨论分析 效性，适于求解不确定环境下的动态分配问题。 交通信号配时问题可以看成给各相位的车辆 后续工作将从机理分析和扩展研究两个方面 分配绿灯时间，使其分时通过交叉口。对于不同 展开：1)在BSLDA中，激发剂体现了一种正反馈 相位的车辆，既有因早中晚高峰等原因造成的规 作用，抑制剂体现了一种负反馈作用，当正反馈 律性变化，也有因汽车保有量增加等原因造成的 和负反馈达到平衡时，就实现了有效的时间分 非规律性变化。也就是说，各相位的车辆是动态 配，分析其反馈机理；2)将研究对象由单交叉口 变化的。这就要求分配给各相位车辆的绿灯时间 交通信号配时进一步扩展到干线交通信号配时和 不应一成不变，而应随着车流动态变化。因此， 区域交通信号配时。 交通信号配时问题属于动态时间分配问题。 群智能劳动分工的显著特点是：由于个体行 参考文献： 为柔性产生群体分工的可塑性，在行为柔性的作 [1]王喆，王红卫，唐攀，等.考虑资源分配的HTN规划方法 用下，个体能够根据环境变化调整所执行的任 及其应用[).管理科学学报，2013,16(3：53-60 务，从而使得族群在变动环境下仍能实现有效的 WANG Zhe,WANG Hongwei,TANG Pan,et al.HTN 任务分配。群智能劳动分工在动态环境下的分配 Planning method with resource allocation and its applica- 柔性是蜂群等社会性昆虫生态成功的首要原因， tion[J].Journal of management sciences in China,2013, 分配柔性这一特点也被众多学者用于求解动态环 16(3)53-60. 境下的分配问题，并取得了很好的效果。 [2]吕冰洋，郭庆旺.中国要素收入分配的测算经济研究 2012,47(10)y:27-40. 在蜂群劳动分工中，个体的行为柔性是通过 LU Bingyang,GUO Qingwang.Calculation on China's 激发-抑制原理实现的，本文所提出的方法继承 functional income distribution and redistribution[J.Eco- 了这种行为柔性的特点。在本文方法中，每个信 nomic research journal,2012,47(10):27-40. 号相位都有增加绿灯时间、减少绿灯时间和保持 [3]甘敏，彭辉，陈晓红.基于市场微结构模型和进化算法的 绿灯时间不变3种行为选择，信号相位的具体行 资产分配.系统工程学报，2011.26(3)：314-321表 1 平均延误时间对比情况 Table 1 Comparison of average time delay s 算法 TS1_1 TS1_2 TS2_1 TS2_2 Webster 24.886 9 18.182 1 22.872 9 17.390 0 BSLDA 20.780 0 15.476 6 18.228 6 15.361 1 ABC 23.578 1 17.540 9 22.025 6 16.625 8 ACO 24.071 0 17.215 5 21.366 2 16.462 2 表 2 平均停车次数对比情况 Table 2 Comparison of average stops 次 算法 TS1_1 TS1_2 TS2_1 TS2_2 Webster 0.816 8 0.793 7 0.807 5 0.799 9 BSLDA 0.762 1 0.728 4 0.749 0 0.764 3 ABC 0.822 4 0.809 6 0.818 5 0.815 1 ACO 0.800 5 0.769 2 0.776 9 0.781 3 表 3 通行能力对比情况 Table 3 Comparison of traffic capacity pcu/h 算法 TS1_1 TS1_2 TS2_1 TS2_2 Webster 2 081.5 1 815.5 1 760.5 1 625.1 BSLDA 2 490.3 2 012.2 2 086.1 1 694.3 ABC 2 029.2 1 752.3 1 674.9 1 543.3 ACO 2 207.0 1 867.6 1 919.0 1 621.0 3.4 讨论分析 交通信号配时问题可以看成给各相位的车辆 分配绿灯时间，使其分时通过交叉口。对于不同 相位的车辆，既有因早中晚高峰等原因造成的规 律性变化，也有因汽车保有量增加等原因造成的 非规律性变化。也就是说，各相位的车辆是动态 变化的。这就要求分配给各相位车辆的绿灯时间 不应一成不变，而应随着车流动态变化。因此， 交通信号配时问题属于动态时间分配问题。 群智能劳动分工的显著特点是：由于个体行 为柔性产生群体分工的可塑性，在行为柔性的作 用下，个体能够根据环境变化调整所执行的任 务，从而使得族群在变动环境下仍能实现有效的 任务分配。群智能劳动分工在动态环境下的分配 柔性是蜂群等社会性昆虫生态成功的首要原因， 分配柔性这一特点也被众多学者用于求解动态环 境下的分配问题，并取得了很好的效果。 在蜂群劳动分工中，个体的行为柔性是通过 激发–抑制原理实现的，本文所提出的方法继承 了这种行为柔性的特点。在本文方法中，每个信 号相位都有增加绿灯时间、减少绿灯时间和保持 绿灯时间不变 3 种行为选择，信号相位的具体行 为选择是由其激发–抑制比来决定的，而激发–抑 制比会随着环境动态变化。行为柔性使得本文方 法在不同的交通情况下都能实现有效的时间分 配，图 10 和图 11 的比较实验恰好证明了这一点。 约束条件下的分配问题都是在寻求一种最优 的资源配置方式，传统的求解以优化方法为主。 参照文献[6]对任务分配问题的分类，可将一般的 分配问题分为确定环境下的静态分配问题和不确 定环境下的动态分配问题两类。确定环境下的静 态分配问题或者近似静态分配问题 (比如将 m 个 任务分配给 n 个主体的任务分配问题)，适于采用 蚁群、蜂群、粒子群等算法，这类方法求解高效。 不确定环境下的动态分配问题 (比如交通信号配 时中的动态时间分配问题)，适于采用群智能劳动 分工方法，这类方法适应性强。 4 结束语 本文通过分析蜂群劳动分工和交通信号配时 的特点，给出了劳动分工与信号配时之间的映射 关系；在 BSLDA 中设计了 3 种行为方式，并利用 激发剂和抑制剂的相互作用指导信号相位选择恰 当的行为完成时间分配，BSLDA 在激发–抑制原 理下具有柔性特点；不同交通情景下的实验结果 表明，与其他方法相比，BSLDA 展现出明显的有 效性，适于求解不确定环境下的动态分配问题。 后续工作将从机理分析和扩展研究两个方面 展开：1) 在 BSLDA 中，激发剂体现了一种正反馈 作用，抑制剂体现了一种负反馈作用，当正反馈 和负反馈达到平衡时，就实现了有效的时间分 配，分析其反馈机理；2) 将研究对象由单交叉口 交通信号配时进一步扩展到干线交通信号配时和 区域交通信号配时。 参考文献： 王喆, 王红卫, 唐攀, 等. 考虑资源分配的 HTN 规划方法 及其应用[J]. 管理科学学报, 2013, 16(3): 53–60. WANG Zhe, WANG Hongwei, TANG Pan, et al. HTN Planning method with resource allocation and its applica￾tion[J]. Journal of management sciences in China, 2013, 16(3): 53–60. [1] 吕冰洋, 郭庆旺. 中国要素收入分配的测算[J]. 经济研究, 2012, 47(10): 27–40. LÜ Bingyang, GUO Qingwang. Calculation on China’s functional income distribution and redistribution[J]. Eco￾nomic research journal, 2012, 47(10): 27–40. [2] 甘敏, 彭辉, 陈晓红. 基于市场微结构模型和进化算法的 资产分配[J]. 系统工程学报, 2011, 26(3): 314–321. [3] ·446· 智 能 系 统 学 报 第 14 卷