基于MAS的協(xié)調知識與協(xié)調策略研究.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、智能化的復雜自然系統(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，才可能形成一定的社會組織結構，從而表現(xiàn)出個體Agent所不具有的社會性。良好的協(xié)調是MAS系統(tǒng)正常運行、提高運作效率和實用性的重要保證。然而目前關于協(xié)調的研究存在一系列的問題，包括

2、缺乏對協(xié)調知識的明確界定、缺乏統(tǒng)一有效的框架指導協(xié)調理論的發(fā)展以及已有協(xié)調知識難以共享和重用等等，阻礙了協(xié)調知識的有效運用和協(xié)調理論的進一步發(fā)展。造成上述問題的原因除了協(xié)調本身的復雜性以外，很重要的一點在于協(xié)調知識通常和應用環(huán)境聯(lián)系緊密。
　　 本文以MAS為研究背景，從界定MAS中的協(xié)調知識入手，擬建立一個比較完整的MAS協(xié)調知識研究框架，并在這個框架下對協(xié)調知識進行分類、整理和形式化描述。對MAS中的協(xié)調知識進行界定，是研究

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

4、礎上，分別研究了基于時間和基于資源的兩類任務依賴關系。接著，用協(xié)調本體對幾種基本的任務依賴關系進行了形式化表示。通過一個網上書店商業(yè)流程的例子說明了協(xié)調本體在任務間依賴關系形式化表述中的應用。討論了基于Petri網和XML語言的行為協(xié)調策略。這一部分首先討論了行為協(xié)調策略的概念和分類。然后，利用Petri網對行為協(xié)調策略進行了形式化表示，并利用擴展的XML語言將Petri網表示的協(xié)調策略轉換為計算機直接可讀的形式。緊接著，設計并實現(xiàn)了從

5、Petri網到XML格式的轉換工具。
　　 本文研究了基于MSA的結構協(xié)調及其案例。MAS結構協(xié)調的核心是對交互的管理。首先，對結構協(xié)調的概念以及包含的主要內容進行了闡述。然后，結合常見的MAS系統(tǒng)結構，用網上書店案例分別研究了層次化結構、扁平化結構和自組織結構等三種MAS結構如何影響Agent之間的交互，并對這三種協(xié)調結構進行了分析和比較。在前述基礎上，結合網上書店系統(tǒng)的新書搜集子系統(tǒng)討論了基于問題求解方法(PSMs)的結構協(xié)