多智能體分布式約束優(yōu)化問(wèn)題研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著科技、信息化的飛速發(fā)展。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)從單機(jī)系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)變。日益復(fù)雜的問(wèn)題已經(jīng)逐漸超出了單機(jī)所能處理的范疇。越來(lái)越多的研究者尋求在多智能體分布式合作領(lǐng)域中進(jìn)行求解。因此，在分布式環(huán)境下，如何最大限度地發(fā)揮智能體(Agent)計(jì)算和服務(wù)能力已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。這個(gè)領(lǐng)域比較傳統(tǒng)的研究如未知環(huán)境下的機(jī)器人區(qū)域覆蓋問(wèn)題。特指利用傳感設(shè)備，在移動(dòng)機(jī)器人對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何認(rèn)知的情況下，盡可能高效地遍歷目標(biāo)環(huán)境區(qū)域，或者滿(mǎn)足覆蓋時(shí)間短、重

2、復(fù)路徑少等優(yōu)化目標(biāo)。而隨著云計(jì)算技術(shù)的興起。其逐漸成為智能體計(jì)算與服務(wù)領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。作為一種全新的信息處理模式。其以虛擬化技術(shù)為支撐，將資源抽象成虛擬機(jī)的方式提供給用戶(hù)，極大地對(duì)資源以及服務(wù)實(shí)現(xiàn)了有效利用。但是，伴隨著云計(jì)算規(guī)模的增大，資源的最優(yōu)化分配問(wèn)題是一個(gè)NP-hard問(wèn)題。本文以多智能體分布式約束優(yōu)化問(wèn)題為研究背景，做了以下幾方面的工作。
　　(1)從智能體以及分布式約束優(yōu)化兩個(gè)角度出發(fā)，研究了多智能體分布式約束優(yōu)化問(wèn)

3、題的背景，研究現(xiàn)狀以及特點(diǎn)。
　　(2)對(duì)分布式約束優(yōu)化算法相關(guān)理論進(jìn)行了研究。從算法產(chǎn)生，算法流程等方面入手，重點(diǎn)介紹了本文研究所采用的核心算法，Max-sum算法。并通過(guò)與其他分布式算法的對(duì)比，分析了其在求解NP問(wèn)題上的優(yōu)越性。
　　(3)研究云環(huán)境下資源分配的問(wèn)題模型，利用多智能體分布式約束優(yōu)化理論對(duì)其進(jìn)行建模，并用Max-sum算法求解。重點(diǎn)探究基于Max-sum算法的機(jī)制相比于傳統(tǒng)機(jī)制，在資源分配效益以及用戶(hù)滿(mǎn)意度

4、上的優(yōu)勢(shì)。
　　(4)通過(guò)對(duì)Max-sum算法自身結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分析。提出了基于邊際貢獻(xiàn)的改進(jìn)方案。并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，將本文提出改進(jìn)方案與原算法以及Alex，Roger[1]提出的改進(jìn)方案進(jìn)行比較，驗(yàn)證了本文提出的改進(jìn)方案的有效性與優(yōu)越性。
　　(5)研究了機(jī)器人區(qū)域覆蓋問(wèn)題模型，從問(wèn)題概述，模型設(shè)計(jì)以及運(yùn)行環(huán)境分析入手，詳細(xì)探究了機(jī)器人區(qū)域覆蓋問(wèn)題的分布式約束優(yōu)化建模，以及Max-sum算法在解決機(jī)器人最優(yōu)化決策的具體過(guò)程