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《哈尔滨工程大学》 2004年
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分布实时多Agent技术及其在NCW中的应用研究

郑文恩  
【摘要】:未来海上战争的主要作战样式之一是“网络中心战(Net-centric Warfare, NCW)”,即使用计算机、高速数据链和网络软件等,将海军作战舰艇、作战飞机和岸基军事力量联结成一个高度集中的计算机/通讯网络。在该网络中,各作战单元将在高速和连续的基础上共享大量的关键信息,将会大大提高海军作战的反应速度、精度和有效性.网络中心战系统是一个分布式实时系统,具有动态性、异构性、适应性和协同性,对传统的分布实时计算技术提出了巨大的挑战.Agent(智能单元)具有自主性、适应性、社会性、智能性、移动性和反应性的特点,因此本文将分布实时多Agent技术作为实现网络中心战的关键技术。 本文以海军兵力网络中心战系统为应用背景,研究构造一个分布实时多Agent系统的理论与实践。目前Agent理论研究侧重Agent逻辑理论及其形式化表达,通用Agent技术较少考虑实时性,已有的系统在实时性与智能性的权衡方面考虑的较少,难以满足分布式实时智能系统的需要。本论文重点围绕着多Agent系统满足实时系统硬实时和软实时的要求进行了研究,论文的主要工作和成果有: 通过将Agent逻辑理论和实时智能系统相结合,提出了单一实时Agent的结构和控制模型。基于Agent的BDI逻辑理论,采用混合结构,提出了实时混合层次Agent结构。在Agent控制中,采用了任意时间算法生成缺省控制方案,较好地满足了多Agent系统的实时性;同时采用TAEMS表达实时任务结构模型,提出了实时Agent方案质量Quality的定义,制定了产生所有可选择方案的三种策略,即最高质量策略、最小执行时间策略和最高可能质量策略,基于任务质量和完成时间的折衷算法--tradeoff算法设计了Agent任务规划器,并给出了任务可调度性分析算法;给出了单个实时Agent的控制实现框架,在实现时采用计划缓存和学习进行优化,满足了实时Agent的控制运行的需要。 深入研究了分布实时Agent的通信理论。首先给出了Agent基于知识的通信语言KQML(Knowledge Query and Manipulation Language, KQML)的软件结构,研究了实时Agent通信的解决方法,在KQML消息的原语层增加 哈尔滨工程大学博士学位论文 一.......叫甲甲,.,网. 时间约束,提出了通信质量QoS(Quality of Serviee,QoS)的定义,给出了QoS 的语义,提出了基于通信质量的KQML的实时扩展方法,解决了多Ageni 系统的实时通信问题;另外研究了Ageni通信安全性的原理,对KQML原语 参数进行了安全性扩展,定义了实现安全机制的KQML两个新原语。 研究了多Agent系统中,在实时约束条件下Ageni间的协调和协作方法, 建立了多Agent实时协调模型。提出一种新的Agent思维状态模型BGC,改 进了.Rao和Georgeff提出的BDI模型。采用BGC模型,提出了一种新的基 于命令的MAS的组织结构,建立了指挥网模型,给出了满足多Agent间的 实时协调和协作的新方法,提出了Agent组织的形成方法。运用对策论中多 人合作对策的理论和方法,建立了非对抗的Agent社会动力学模型,描述了 Agent组织形成的推动力以及Agent组织的理性。 研究了多Agent系统中的不确定推理方法。首先指出了多Agent系统中 一种新的不确定性—未确知性,将未确知数学理论引入到不确定性处理中, 并利用未确知有理数的加法,解决了多Agent决策融合问题,实现了智能的 加法,通过与已有证据理论方法进行比较,证明了该方法的有效性和先进性; 提出了建立处理多Agent系统中的随机性、模糊性、灰性和未确知性的通用 模型的新思路。给出了未确知有理数的函数定义,根据该定义提出了基于连 续认知结构的Agent的不确定推理方法,解决了由不确定证据推出具有高可 靠性的结论的问题。 利用分布实时多Agent技术建立了网络中心战的原型系统和仿真环境, 建立了通用实时Agent模板结构,提出了Agent描述语言,采用面向Agent 的程序设计方法开发了该原型系统应用软件。 最后本文指出了进一步的研究工作,展望了实时多Agent系统研究未来 的发展方向。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:E869

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【参考文献】
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