基于MAS的協(xié)調(diào)知識與協(xié)調(diào)策略研究.pdf

1、多Agent系統(tǒng)(Multi-Agent System，MAS)理論的出現(xiàn)為人們研究各類分布式、大規(guī)模、動態(tài)、開放、異構(gòu)、智能化的復(fù)雜自然系統(tǒng)和人工系統(tǒng)提供了一種有效的抽象方式和研究思路。協(xié)調(diào)是MAS研究中不可缺少的重要部分，MAS中的Agent只有通過協(xié)調(diào)，才可能形成一定的社會組織結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出個體Agent所不具有的社會性。良好的協(xié)調(diào)是MAS系統(tǒng)正常運(yùn)行、提高運(yùn)作效率和實(shí)用性的重要保證。然而目前關(guān)于協(xié)調(diào)的研究存在一系列的問題，包括

2、缺乏對協(xié)調(diào)知識的明確界定、缺乏統(tǒng)一有效的框架指導(dǎo)協(xié)調(diào)理論的發(fā)展以及已有協(xié)調(diào)知識難以共享和重用等等，阻礙了協(xié)調(diào)知識的有效運(yùn)用和協(xié)調(diào)理論的進(jìn)一步發(fā)展。造成上述問題的原因除了協(xié)調(diào)本身的復(fù)雜性以外，很重要的一點(diǎn)在于協(xié)調(diào)知識通常和應(yīng)用環(huán)境聯(lián)系緊密。
　　 本文以MAS為研究背景，從界定MAS中的協(xié)調(diào)知識入手，擬建立一個比較完整的MAS協(xié)調(diào)知識研究框架，并在這個框架下對協(xié)調(diào)知識進(jìn)行分類、整理和形式化描述。對MAS中的協(xié)調(diào)知識進(jìn)行界定，是研究

3、MAS協(xié)調(diào)的前提條件。因此首先從研究協(xié)調(diào)知識的必要性入手，給出了基于本體論的知識層次劃分方法，并討論了協(xié)調(diào)知識與具體事實(shí)知識的分離。在此基礎(chǔ)上，對MAS中的協(xié)調(diào)知識進(jìn)行了界定，提出行為協(xié)調(diào)和結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的分類。接著，給出了基于MAS的協(xié)調(diào)本體概念，為后續(xù)章節(jié)中關(guān)于協(xié)調(diào)知識的討論打下了基礎(chǔ)。
　　 本文對MAS行為協(xié)調(diào)及其形式化描述進(jìn)行了探討和分析。行為協(xié)調(diào)的核心是對依賴關(guān)系的管理。因此，這一部分首先討論了任務(wù)間依賴關(guān)系的概念。在此基

4、礎(chǔ)上，分別研究了基于時間和基于資源的兩類任務(wù)依賴關(guān)系。接著，用協(xié)調(diào)本體對幾種基本的任務(wù)依賴關(guān)系進(jìn)行了形式化表示。通過一個網(wǎng)上書店商業(yè)流程的例子說明了協(xié)調(diào)本體在任務(wù)間依賴關(guān)系形式化表述中的應(yīng)用。討論了基于Petri網(wǎng)和XML語言的行為協(xié)調(diào)策略。這一部分首先討論了行為協(xié)調(diào)策略的概念和分類。然后，利用Petri網(wǎng)對行為協(xié)調(diào)策略進(jìn)行了形式化表示，并利用擴(kuò)展的XML語言將Petri網(wǎng)表示的協(xié)調(diào)策略轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)直接可讀的形式。緊接著，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了從

5、Petri網(wǎng)到XML格式的轉(zhuǎn)換工具。
　　 本文研究了基于MSA的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)及其案例。MAS結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的核心是對交互的管理。首先，對結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的概念以及包含的主要內(nèi)容進(jìn)行了闡述。然后，結(jié)合常見的MAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用網(wǎng)上書店案例分別研究了層次化結(jié)構(gòu)、扁平化結(jié)構(gòu)和自組織結(jié)構(gòu)等三種MAS結(jié)構(gòu)如何影響Agent之間的交互，并對這三種協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和比較。在前述基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)上書店系統(tǒng)的新書搜集子系統(tǒng)討論了基于問題求解方法(PSMs)的結(jié)構(gòu)協(xié)