智能規(guī)劃中領(lǐng)域知識的提取、推理和應(yīng)用策略的研究.pdf

1、智能規(guī)劃是人工智能領(lǐng)域中的一個(gè)極其活躍的研究方向。本文首先簡單介紹了智能規(guī)劃的研究歷史和現(xiàn)狀，再用多種分類標(biāo)準(zhǔn)對智能規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行簡單分類，然后敘述了規(guī)劃描述語言的發(fā)展過程，并對PDDL描述語言中主要描述子句的語法和語義進(jìn)行了說明。由于STRIPS類型的規(guī)劃領(lǐng)域是PDDL描述領(lǐng)域的核心部分，也是智能規(guī)劃研究的經(jīng)典規(guī)劃類型，所以，本文選擇STRIPS類型的規(guī)劃領(lǐng)域來開展相應(yīng)的研究工作。 本文研究內(nèi)容主要分為二大部分：智能規(guī)劃的理論研

2、究和理論研究成果的實(shí)現(xiàn)。 在智能規(guī)劃的理論研究部分，對任意一個(gè)規(guī)劃領(lǐng)域，利用領(lǐng)域謂訶的參數(shù)屬性定義謂詞之間的相似關(guān)系和等價(jià)關(guān)系。根據(jù)STRIPS規(guī)劃領(lǐng)域的特點(diǎn)，用謂詞之間的等價(jià)關(guān)系得到實(shí)現(xiàn)謂詞的動(dòng)作集。對每個(gè)動(dòng)作集，用其動(dòng)作的公共前提謂詞和公共效果謂詞提取出隱含在動(dòng)作描述中的基本領(lǐng)域知識：直接伴隨規(guī)則、條件伴隨規(guī)則和直接阻礙規(guī)則等。然后在這些基本領(lǐng)域知識的基礎(chǔ)上，利用規(guī)劃動(dòng)作之間的相互作用和邏輯推理推導(dǎo)出規(guī)劃領(lǐng)域的復(fù)合規(guī)則：間接

3、阻礙規(guī)則和絕對阻礙規(guī)則等，并證明了有關(guān)領(lǐng)域知識的復(fù)合操作是封閉的。 對一些規(guī)劃問題，可利用領(lǐng)域知識判斷其“初始狀態(tài)”和“目標(biāo)狀態(tài)”的合理性，還可對“目標(biāo)狀態(tài)”中謂詞的實(shí)現(xiàn)次序進(jìn)行排序。利用謂詞的排序結(jié)果不僅可直接判定“目標(biāo)狀態(tài)”的可解性而無需進(jìn)行任何求解嘗試，而且還可使謂詞按其應(yīng)有的實(shí)現(xiàn)次序進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而避免產(chǎn)生冗余動(dòng)作。 在理論研究成果的實(shí)現(xiàn)部分，介紹了規(guī)劃器StepByStep的總體結(jié)構(gòu)及其各組成部分所采用的方法和策

4、略，定義謂詞知識樹來提取領(lǐng)域知識。在謂詞知識樹的基礎(chǔ)上定義謂詞規(guī)劃樹，并用各種策略來提高規(guī)劃樹的生成效率。在領(lǐng)域知識和謂詞規(guī)劃樹的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出規(guī)劃器StepByStep的規(guī)劃策略，最后用8個(gè)規(guī)劃器對三個(gè)具有代表性的基準(zhǔn)規(guī)劃領(lǐng)域及其規(guī)劃問題進(jìn)行實(shí)際的求解實(shí)驗(yàn)，分析了規(guī)劃器StepByStep在求解效率和規(guī)劃質(zhì)量上的具體表現(xiàn)，規(guī)劃器的性能直接反映了智能規(guī)劃理論研究成果的可行性和有效性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：規(guī)劃器StepByStep的規(guī)劃策略對三個(gè)