Agent技术

Agent技术（精选12篇）

Agent技术 篇1

1、引言

基于Agent的计算, 是人工智能学科的一个分支, 涉及A-gent和多Agent系统的理论与技术。Agent作为一种新颖的知识表示方法和问题求解方法, 已受到普遍的关注。目前智能Agent的研究, 无论是在人工智能领域还是在计算机科学的其他领域都十分活跃, 这与软件及其应用的日趋网络化、智能化是分不开的。国外对智能Agent的研究起步较早, 已经有比较成熟的理论和较完善的实验系统。国内虽然起步较晚, 但是许多高等院校和研究机构对智能Agent技术及其应用已经表现出极大的研究热情。同时, 由于一些国际学术组织 (FIPA) 和会议 (PAAM) 的推动以及该领域专家的努力, 智能Agent、多Agent以及移动Agent技术得到迅猛的发展。目前, Agent技术已经在工作流管理、信息检索与管理、电子商务、工业系统管理、太空船控制等诸多领域得到应用。

2、Agent的概念和本质属性

Agent一词来源于人工智能领域, 通常直译为"代理"、"智能体"或"智能代理"。Agent一词最早见于美国M.Minsky教授于1986年出版的《心智社会》 (Society of Mind) 一书。M.Minsky在书中引入了"Society"和"Social Behavior"的概念。书中认为:个体存在于社会中, 社会中的个体在有矛盾的前提下通过协商或竞争的方法使问题得到求解。这些个体被称为"Agent"。1994年, M.Minsky教授对Agent的概念作了进一步说明。他认为:Agent是一些具有特别技能的个体。对于计算机而言, Agent是指"能完成一些任务而人们无须了解它是如何工作的机器, 该机器可被处理为功能黑箱"[1]。1995年, 英国的Agent专家Wooldridge和Jennings指出, Agent是一个自主的程序, 它能基于其对环境的理解, 有能力控制自己的决策行为, 以追求达到一个或多个目标[2]。针对关于Agent的概念较多的状况, 杨鲲等提出了最小Agent的概念[3], 认为一个Agent最基本的特性应当包括:反应性、自治性、面向目标性和针对环境性。因此, 可以将Agent定义为, Agent是代表用户利益的软件实体, 它通过与外界 (包括其它Agent及用户) 的通信进行感知, 并根据结果 (外部事件) 及内部状态的变化独立地决定和控制自身的行为。

综上所述, 软件Agent具有以下三个本质属性:

(1) 交互协作性

这里所说的交互协作性包括两个方面的内容:Agent与人的交互协作和Agent与Agent的交互协作。前者通过Agent与人的交互界面, 对用户的需求进行反馈, 或帮助用户完成复杂、费时的任务, 模仿用户的操作习惯或满足用户的兴趣爱好;后者经常存在于多Agent系统中, 不同的Agent之间通过协商或竞争方式达到对问题的求解。

(2) 任务/目标驱动性

在传统的程序设计中, 较为常见的是数据驱动或消息驱动。而在Agent的设计和实现中, 则是以任务/目标为基础, 软件A-gent利用知识和用户干预对目标或任务进行分析, 将其分解为子目标或子任务, 通过对子目标或子任务的求解进而完成整个目标和任务的求解。

(3) 自治性

Agent的自治性是指软件Agent可以在不需要人为直接干预的条件下进行运行, 并具有对其内在状态和动作进行控制的能力。这意味着软件Agent具有知识和能力。Agent所具有的知识以知识库的形式表示。知识库中的知识包括Agent自身状态、运行环境状态、推理知识和动作知识等。

3、Agent的分类

有关Agent的分类就象Agent的定义一样, 学术界一直没有统一的概念。现有的分类和Agent的应用都是以Agent的某几个属性作为关键属性, 进行分类和设计Agent系统。本文对这些Agent进行归类总结, 并解释它们的具体含义。

一般Agent可分为人类Agent、硬件Agent和软件Agent[4]。如图1所示:

本文研究的重点是软件Agent。分类方法如图2所示:

(1) 根据移动属性, 软件Agent可以分为静止Agent和移动Agent (MA, Mobile Agent) 。

移动Agent是一种可执行的程序, 它能在异构的网络中自主地从一台主机迁移到另一台主机, 并可与其它Agent或资源进行交互。为了与计算机病毒相区别, 它必须是可以验证的。移动Agent的概念是20世纪90年代由General Magic公司在其商业系统Telescript中提出来的。它是Agent技术与分布式技术相结合的产物。

(2) 根据结构, 软件Agent可以分为思考型Agent和反应型Agent。

思考型Agent是从思考型范例发展而来的, Agent拥有内部形式化的推理模型, 为了和其他Agent协调工作而进行计划、谈判。反应型Agent来源于Brooks、Agre和Chapman的研究成果。此时, 反应型Agent并不拥有环境内部的形式化的模型, 它们仅仅对所在环境的当前状态做出反应。

(3) 根据功能软件, Agent可以分为界面型Agent、学习型A-gent和协同型Agent等。

界面型Agent的设计思想是让计算机界面表现得更象一个助手, 这种界面与一般用户界面的区别在于其主动性和自治性。智能界面Agent可以通过用户的日常操作或对Agent所提问题的回答, 建立对用户爱好的"感觉", 并主动根据用户的爱好对相关信息进行检索和过滤。界面Agent可以广泛用于网络信息检索与查询系统、电子邮件管理系统、预测支持系统等[5]。

学习型Agent是指软件Agent能够通过学习的方法增长知识和能力, 也即软件Agent本身的知识库可以扩充, 能力可以增强或者更加适应于用户习惯和兴趣等。学习方法一般包括经验学习、事例学习、概念学习、类比学习、神经网络学习等。

协作Agent是定义Agent之间协作关系的Agent。在开放的多Agent系统中, 每个Agent都具有自主性。在求解过程中会按自己的目的、知识和能力进行活动, 经常会出现矛盾冲突, 其根源在于Agent间知识的不完备性、目标的不一致性和不兼容性等。因此需要引入协作Agent。协作Agent中包括各种协作协议、策略、协作的处理和评估等。通过引协作Agent, 可以实现Agent之间复杂的通信和协作, 将复杂的交互放到一个独立的Agent中来处理, 提高协作处理的程度和能力。

4、移动Agent的应用领域

根据Agent技术的应用领域可以分为Agent技术在工业上的应用、在商业上的应用、在医疗保健方面的应用、在教育方面的应用, 以及在娱乐领域的应用等。在工业和商业领域的应用是Agent技术应用的主要领域, 具体包括制造业、过程控制、通信系统、空中交通控制、交通运输系统、供应链管理系统、信息过滤与收集、电子商务、商业过程管理、国家安全与防务系统等[6,7,8], 有些系统已经投入使用。

(1) 工业生产中的Agent

从理论上说, Agent技术可以应用于工业过程的各个阶段, 如在汽车工业生产过程中帮助设计新款汽车、操作汽车的制造过程、进行汽车生产系统的维护等。Agent技术应用于工业领域, 需要考虑Agent的建模、Agent的数量、Agent的通信方式和通信协议、Agent之间的协调方式、多Agent如何配置等问题。

(2) 信息检索与管理Agent

因特网上大量的、分布式的、半结构化的信息是一个巨大的信息源, 为信息查询带来了很大的方便, 但是信息超载和信息爆炸是一个不容回避的问题。移动Agent的出现为解决网络信息检索问题提供了一个新思路。将移动Agent技术应用到网络信息检索中, 系统可以根据用户的检索请求将多个移动Agent移动到远程Web站点等信息提供者上, 并行地进行本地的信息分析, 然后将用户真正需要的索引信息通过网络传输回来。与传统的基于客户机/服务器机构的信息搜索方式相比, 基于移动A-gent的网络信息检索与管理具有动态执行、异步计算、自主选择路由、并行检索等技术优势。

(3) 电子商务

随着因特网的繁荣, 电子商务出现了快速的增长。第一代电子商务系统允许用户在线浏览商品目录, 选择商品, 并使用信用卡购买选择的商品。使用Agent技术的第二代电子商务系统实现了消费者购买过程多个环节的自动完成, 并帮助消费者获得可能的最好交易。以电子商务中最简单的Agent类型购物比较Agent为例:为了找到可能的最好交易, 购物比较Agent会搜索大量的在线商店, 帮助用户在决定购买商品之前, 对多个商品及其服务进行比较, 除了考虑商品价格和质量以外, 还可以考虑卖主的信誉、送货方式、保险等属性, 然后, 依据一定的规则实现自动网上交易。

Agent技术在电子商务中的另一种应用是由多个Agent构成的拍卖市场, 由其中的Agent运行和参与在线商品拍卖。在拍卖市场中, 有买方Agent和卖方Agent, 用户可以根据需要设置Agent的交易参数, 如期望的商品价格、卖出日期等。拍卖市场中的Agent根据拍卖协议和规则代表用户进行网上交易。

(4) 网络管理

基于智能Agent的网络管理利用智能Agent一致性的组织、表示、通信等特点, 通过Agent的定义语法、规则语法、通信语法来定义不同类别的智能Agent, 规定各类Agent的社区范围, 通信内容, 配置面向不同管理层面的知识库及Agent元知识, 从而构成网络的不同智能成员, 实现网络管理。基于智能Agent的网络管理方法具有较好的开放性和可扩充性, 而且能够根据自身的知识和状态进行智能决策。

5、总结

检验一项技术的应用是否成功, 关键不是技术的新颖性和先进性, 而是解决问题的有效性。Agent技术虽然不能解决所有的问题, 但是在特定的应用领域已经显示出了良好的应用前景。随着Agent技术标准的开发和完善, 以及高效方便的系统开发工具的出现, Agent技术会得到越来越广泛的应用。

摘要：Agent是一个快速发展的领域。它是分布式人工智能和现代计算机、通信技术发展的必然成果。本文对相关Agent的研究工作, 包括Agent的概念、属性、分类作了论述, 并对Agent的应用领域进行了研究。

关键词：Agent,人工智能,计算机网络,应用

参考文献

[1].王汝传, 徐小龙, 黄海平.智能Agent及其在信息网络中的应用[M].北京:北京邮电大学出版社, 2006.

[2].贾利民, 刘刚, 秦勇.基于智能Agent的动态协作任务求解[M].北京:科学出版社, 2007.

[3].杨鲲, 翟永顺, 刘大有.Agent:特性与分类[J].计算机科学, 1999, 26 (9) :30-34.

[4].张云勇, 刘锦德.移动Agent技术[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[5].李英、刘豹.预测支持系统中人机界面Agent及其机器学习[J].系统工程理论与实践, 2000, 20 (12) :73-76.

[6].张洁, 高亮, 李培根.多Agent技术在先进制造中的应用[M].北京:科学出版社, 2004.

[7].李英.多Agent系统及其在预测与智能交通系统中的应用[M].上海:华东理工大学出版社, 2004.

[8].石纯一, 张伟.基于Agent的计算[M].北京:清华大学出版社, 2007.

Agent技术 篇2

通信安全

服务器资源保护

Agent保护

Telescript

用RSA认证和用RC4加密Agent传输

基于能力资源的访问。限定配额，基于Agent权限授权

无

Aglet

无

静态指定访问权限，只基于两类安全分类，信任和不信任

无

Concordia

使用SSL认证，Agent传输被加密

Security Manager 基于Agent拥有者身份使用静态配置的存取控制列表(ACL)屏蔽访问

由资源访问机制保护Agent被其它Agent的访问

Ajanta

使用DES加密传输，认证使用ElGamal协议

Java的Security Manager控制Agent对系统级资源地访问

Agent技术 篇3

关键词： Agent； 选课系统； 工作流； 产生式规则； 推理

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2012)10-34-04

引言

随着计算机应用能力的提高，人们对软件的功能提出了越来越高的需求，这些需求推动了软件工程的发展。在软件开发的早期，人们利用功能分解的方法开发程序，后来又出现了结构化和面向对象的方法，这些方法都提高了软件的生产效率。但是，随着软件的复杂程度、并行程度的提高，传统的面向对象的方法显现出一定的局限性，人们开始将Agent思想运用到软件工程中。Yoav Shoham早在1993年就提出了Agent-oriented programming(AOP)。Agent是一种特殊的对象，因此，面向Agent技术是面向对象的软件工程的一个特例，它并不是完全不同于面向对象技术的一套新方法，而是对面向对象技术的发展，它被誉为“软件开发的又一重要突破”。

本文利用面向Agent的软件开发方法，结合软件工程的基本思想、原理和原则设计系统模型；同时将工作流技术与Agent技术相结合，设计多Agent工作流管理系统模型；对选课系统进行实例化，有效地协调系统中不同角色人员的不同活动，尽量避免冲突，使选课系统更加科学化、高效化、智能化、安全化。

1 Agent和工作流基本概念

Agent技术源于分布式人工智能，是人工智能和计算机科学新的综合，可用来解决复杂分布的现实问题。Agent按其应用，又分为单Agent和多Agent系统两种。面向Agent的软件开发方法是对基于Agent技术的软件系统的设计和开发。Agent是具有自主性、自动性和智能化的对象，它强调封装的概念，使用消息传递的通讯方式，并且可以使用继承和聚集定义结构，其结构模型如图1所示。面向Agent的方法继承了面向对象和面向模块方法的优点，具有模块性、重用性、扩张性、移植性的特点。

工作流是一类能够完全或者部分自动执行的业务流程，它根据一系列过程规则，使文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行，图2为工作流管理的系统图。工作流技术被业界广泛应用并迅速发展，它的主要特点是使业务的处理流程自动化，使人与应用工具之间相互协调工作，以完成某项工作。工作流管理的目的是为了让合适的人或软件在恰当的时间执行正确的工作。

目前的工作流系统缺乏健壮性和可重用性，没有备份机制和有效的恢复手段，容错问题基本上也没有考虑，系统对于出错的恢复弹性是极小的。传统的工作流系统在定义流程时隐含假设了所有的任务的实现和它们之间的协作均能被事先准确、完善地定义，事实上并非如此，大量业务流程对环境变化很敏感。同时，由于许多工作流运行周期长，在运行过程中难免发生变化，因此，工作流管理系统必须考虑异常情况和例外的处理。

鉴于上述原因，Agent技术与工作流技术的结合成为了如今研究的重点。目前，大多数工作流管理系统都是独立地管理单个工作流，忽略了其间的资源约束关系，而基于Agent的工作流管理系统能够有效地解决这个问题。基于Agent的工作流技术对解决传统的软件工程方法中的问题有着很重要的作用，它是软件工程方法发展的一个必然趋势。

在工作流管理系统中，利用Agent可以有效地解决下列问题：

⑴ 工作流系统中的资源冲突问题；

⑵ 执行中的模式僵化问题；

⑶ 用户被动地处理工作项问题。

本文提出一个多Agent工作流管理系统。该系统的结构是一个递阶、不确定的动态结构。其模型结构如图3所示。

图3中的模型结构，横向将工作流管理分为工作流开发环境和工作流运行环境。纵向将工作流管理与业务流程过程分为定义层、控制管理层和流程建模层。

⑴ 对话定义层

由用户接口Agent和工作流定义接口Agent组成，是用户与计算机进行人机对话的接口，也是系统获取外部信息的接口。

⑵ 控制管理层

由工作流服务器和Agent服务器组成。

工作流服务器借助于一个或多个工作流引擎，解释过程定义，控制实例的执行，控制工作流中各种活动的执行顺序等。在工作流的创建和执行过程中，工作流服务器同Agent服务器交互，Agent服务器根据工作流服务器中的流程控制信息，完成相应的Agent的生成，调度和执行。例如：在工作流实例的创建过程中，根据工作流服务器中的相应活动的定义和描述，系统服务器生成相应的任务Agent，并在跟踪服务器中注册。

Agent服务器实际上是为任务Agent提供服务功能的代理(Agent)，它和工作流服务器交互，保存了重要的过程定义和结构信息。它根据过程定义在工作流实例化的过程中生成相应的任务Agent，每个任务Agent对应于一个工作流过程实例。Agent服务器中包含管理和控制两个Agent部分。控制Agent是整个系统中最关键的核心部件，是工作流运行的“引擎”。负责对活动和问题的分解，子活动和子问题的分配和协商，以及提供工作流运行控制服务；控制Agent记录了各种供给其他Agent共享的全局信息，同时监督和控制选择相应的Agent。管理Agent 则是对工作流开发环境中工作流过程实例的定义和状态进行监控与管理。

⑶ 流程建模层

流程建模层在工作流开发环境中是由工作流模型定义Agent、过程定义Agent和Agent活动定义等多个Agent 组成的；当业务流程新增或发生变化时，对以往不存在的，系统中未包含的业务流进行定义，并定义该业务流过程Agent，以提供系统使用。

工作流运行环境中是由任务Agent、活动Agent等多个Agent组成的；主要是针对流程重组或工作流建模的各子问题及目标，由各任务Agent根据其内部知识选择相应的资源Agent或多个用户Agent合作，构成相应的子业务流程或工作流模型。各任务Agent在构建工作流模型过程中，既可单独也可相互合作，并能通过工作流模型的不断构建进行自我演化、删除和修改过程的某些成分和无用或过时的活动实例。

⑷ 工作表服务器

工作表服务器维护工作流参与人员的任务信息，而且负责通知任务Agent有关动态修改的信息。它是任务Agent生成任务项的惟一场所(生成任务项的过程为任务Agent向工作表服务器查询用户Agent信息，并在相应的用户Agent中生成新工作项)，故在系统中不可缺少。

2 应用实例：基于Agent技术和工作流技术的选课系统

目前，高校选课系统的运用，使得学校管理自动化逐步提高。它不仅实现了学生跨学院、跨年级、跨专业进行选课，还支持学生自主“选教师、选方向、选教材”的行为，体现了以学生为本的教育教学理念。

高校选课系统仍然存在很多问题。如：学生虽可以自由选课，但系统往往不加审核，导致违反教学拓扑规律现象的产生；学生选课只是一种形式上的确认选课，表明选课信息已进入计算机管理，其实学生只拥有少部分自主选课的权利；如果管理策略、方法、对象等发生变化，开发人员就得修改甚至重新开发系统，现行的系统基本不具备适应变化的能力。

针对高校管理的需要，本文将多Agent工作流管理系统实例化，设计一套具有自动化、适应性和灵活性的智能选课系统模型。利用Agent概念及思想解决传统选课系统所不能解决的问题。同时，在选课系统中，尽量减少手工确认审核的麻烦等，利用Agent自动完成这些工作，让选课系统真正发挥它的作用。

⑴ 在选课的过程中，根据学生的专业以及该专业的教学计划为每个学生生成一个选课列表。在学生选中自己喜欢的课程之后，给出多个这门课的开设时间、任课教师等信息，学生可以根据给出的信息进行选择。

⑵ 在选课的过程中，如果学生选择了课程B，但系统发现其课程B的先行课A没有修或没有通过，则系统会给出提示，学生必须先修A。

⑶ 如果学生当前的选课学分总数超过规定学分，则不允许选课，并给出超出的学分数。而且当学生的专业课有两门及以上没有通过，则给出提示等。

利用Agent软件管理学生的选课信息，就能动态跟踪学习者的选课行为，根据学习者先前的选课情况自动组织选课内容，从而克服了现阶段内容松散的超文本结构。Agent的社会属性能够满足建构主义协同选课的需要，可将每个学生和老师都看作独立的Agent。

根据选课系统使用者的不同身份，我们提出一种如图4所示的选课系统模型。该模型将系统划分为教师Agent、学生Agent、课程Agent、课程计划Agent、管理Agent。

图4描述了选课系统的体系结构。一般高校中的选课系统，大多数需要学生输入课程序号进行选课，而且专业必修课和专业选修课区分不是很明确，学生在选课的过程中会感觉很麻烦。而基于Agent的选课系统在学生进入选课的时候，就可以根据学生的专业和所学的先修课程及教学计划为他们列出一个本学期的可选课列表，并且给出课程的详细信息，学生可以很清楚地根据自己的兴趣爱好和要求进行选课。

2.1 Agent的形式化定义

⑵ 相关数据库和推理机制描述

学生基本信息库：记录学生的学号、姓名、性别、系所、年龄等基本信息。

成绩记录库：记录学生所选课程及分数。

个性分析推理机：根据课程计划Agent提供的相关选课规则与学生模型库的相关信息，以此作为选课的依据。在选课的过程中，推理机将不断地产生、修改学生模型库，准确反映学生的选课能力。

课程Agent、课程计划Agent、教师Agent、管理Agent的构建与设计与上述类似。

2.2 知识库的创建

知识库的概念是将传统的数据库技术和人工智能相结合的产物。现在用基于规则的知识表示方法来设计Agent。

在SQL Server中，创建规则可以使系统对输入的消息流自动做出反应，并能用预定义操作来响应特定的错误情况，或将这些消息整理成一个更明确的异议事件。这些规则使系统能够智能地响应预测到的事件模式，触发操作。这些规则也可以将某个事件序列与SQL知识库中的信息链接起来，即时向操作人员提供有关问题发生的原因、对特定问题的有效响应以及其他相关信息的连接。

2.2.1 产生式规则

2.2.2 推理系统的设计

采用关系模型表示系统中产生式的规则知识，使得推理系统的设计更简单而且有效。实际上利用现有RDBMS的优化查询能很容易实现。

2.3 用Agent技术和WFMS实现选课系统

工作流管理系统与传统的信息系统相比具有很多优势。但是由于目前传统的工作流管理系统仍然存在着适用范围窄、对异常情况处理不及时等问题，尤其是在工作流执行过程中，不能有效地进行工作流程所涉及的各种业务活动的合理调度和优化运行，使得其应用受到很大限制。由于Agent具有自主性、交互性、主动性等智能特点，将Agent技术结合到工作流管理中，能够解决工作流的上述不足，非常适合构造结构复杂、灵活、智能的工作流管理系统。Agent技术和工作流方法结合起来非常适合选课系统的建设，可以有效地协调系统中不同角色人员的不同活动，尽量避免冲突，使选课系统更加科学化、高效化、智能化、安全化。

在选课系统中，我们可以把每个Agent都看成是工作流的节点。当学生要求选课时，工作流引擎为每个学生提供一个选课流程，首先进入选课界面，系统根据学生的学号以及选课计划，列出该学生的选课项。如：信息学院的计算机科学与技术专业的学生，进入选课界面，如图5所示。

接下来学生根据自己的情况和教学计划进行选课，点击“选课”后出现界面如图6所示。

选课的人数在选课过程中随时都会变化（当学生选中这门课的时候，人数就会下降），而选课Agent，教学计划Agent，仲裁Agent，课程Agent，学生Agent就会互相协调，避免发生错误（如选课违反了选课规则，不符合教学计划等）。而管理Agent在整个工作流过程与其他Agent的协调提高了整个系统的效率和灵活性，使系统发挥最大的效能。

2.4 选课系统实现模型

当学生要求选课的时候，系统收到选课请求，并对其进行审核（看其是否符合选课规则），当满足选课规则时，就可以进行选课并修改课程清单，最终完成选课。

图7描述了选课系统功能模块结构，包括用户登录、选课、退课、查询选课、修改密码等。

3 结束语

Agent技术的发展与应用 篇4

Agent是在特定环境先能感知环境,并能灵活、自主地运行以实现一系列设计目标的、自主的计算机实体或程序。它能准确地描述和表达任务意图,采取各种由目标驱动的、积极主动的行为,感知、适应并运行于复杂和不断变化的动态环境,有效利用环境中各种可以利用的数据、知识、信息和计算资源,以实现迅速、准确和满意的服务。

2 国内Agent研究

从2000年到2007年,国家自然科学基金项目[1]中有七十多个Agent技术相关的研究,主要集中在2004-2006年。2000年到2007年国家自然科学基金中的Agent项目数量变化如图1所示。

随着时间的推移,2004年及以前的Agent研究多是在理论方面,而2005年以后的Agent研究大多是与一些具体应用相结合。这个趋势反映了Agent作为一种技术,从理论到实用的发展过程。在具体的项目中,分布广泛,有电力、金融、电子商务、军事、信息安全、物流、交通等方面。

一项技术的研究和应用过程有一个公认的周期。即从科学理论开始,逐步得到大量的研究,经过一段时间后,有关技术逐渐成熟,科学研究开始减少,而进入市场的应用则越来越多。图1所示的曲线,是Agent技术在科学研究上的发展过程。可以看出,在2006年前,Agent技术得到了多年的广泛研究。从今年起,有关的研究开始减少,相应地,是Agent技术在市场上得到广泛应用的开始。

2004年以及之前的项目,主要是有关Agent技术理论的研究,例如语义、协作、构造、建模等理论方面的内容;2005年以后,主要是应用技术方面的研究,例如电力系统、金融市场交易、电子商务税收、列车控制、垃圾邮件识别、舰艇编队、锅炉压力控制、讨价还价协议、网格安全、电力变电站、密码理论、电网自适应、跨流域调水管理、多机器人系统、电网网络保护与紧急控制、协同物流作业系统、生态工业园等,涉及面广泛。这意味着,Agent技术的热点现在正从科学研究转移到市场应用上来。

应该指出的是,上述研究项目中,Agent技术在很多行业得到应用,并不意味着Agent是“万金油”,可以用于一切与计算机和信息处理有关的行业,而是可以用于Agent技术有优势的地方,即Agent技术的属性:自治性、协同性、智能性、主动性等。

3 国内应用实例

3.1 Agent技术在电力系统中的应用

国内对Agent技术在电力控制方面的应用较多,2005和2006年的国家自然基金项目中有4项相关的研究应用。

目前国内对Agent在电力系统方面的应用主要在这些方面:1)多Agent技术在电力市场运营支持中的应用。2)多Agent技术在继电保护中的应用。3) 多Agent技术在事故分析与故障诊断中的应用。

下面是两个实际的电力应用系统。

1) 基于高速广域网和多Agent的电网自适应协调保护系统[2]

这个项目是华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室开发的系统。电网故障诊断智能系统能够辅助调度人员快速判断故障元件,起到缩短事故处理时间,防止事故扩大的作用。该系统提出了一种基于多Agent的电力系统实时故障诊断方法和系统结构。将多线程技术应用于Agent的设计,并采用PROLOG与JAVA混合编程。还给出了具体实现方法以及实验结果。实验表明多Agent故障诊断方法是一种有效的电力系统诊断方法,可有效地提高诊断系统对于故障事件的反应性能,在外界环境变化较大时可自动放弃当前的诊断目标。

为了提高故障诊断的实时性,系统引入了多Agent技术。多Agent技术是在分布式并行处理技术、面向对象技术、计算机网络技术发展的基础上发展起来的,它的分布性、实时性、反应性特点符合电力系统故障诊断对于事件的快速反应的要求。然而,目前电力专家们研究较多的是Agent技术在变电站故障诊断中的应用,对于Agent在电网故障诊断方面的应用研究还比较少。Agent的自身特点决定了使用多Agent技术构建的电网故障诊断系统具有对电网事件的适宜反应速度,更有效地利用分布式系统中的信息、知识和计算资源的特征。

根据电力系统实时故障诊断工作的特点和Agent的技术特征,将电网故障诊断系统划分为:电网接线图生成Agent、诊断Agent、知识管理Agent、任务控制Agent、诊断任务分解Agent、实时数据获取Agent、用户接口Agent。

2) 基于多Agent技术的不间断电力变电站控制系统[3]

系统的背景是新能源与传统能源的并网问题,将新兴的发电技术(风力发电、燃料电池发电)及新型储能技术(制氢储能、超导储能装置)引入传统的电力变电站,使变电站的功率输出平滑、稳定、不中断。由于分布式一次能源的分散性和随机性,当分布式电源并入传统的电力变电站后,形成了发电功率和用电功率两组不相关的随机变量,会导致整个电力系统的随机性和弱相关性。多Agent技术在复杂的开放式、分布式系统设计和实现方面有明显的优势,系统采用多Agent技术设计不间断电力变电站的功率协调控制系统。

多Agent控制系统包括:命名服务器Agent、资源记录Agent、风力发电Agent WPGA (Wind Power GenerationAgent)、超导储能Agent SMESA(SuperconductingMagnetic Energy Storage Agent)、燃料电池Agent FCA(Fuel Cells Agent)和网络接口Agent GIA(Grid Interface Agent)。各Agent一方面根据自身的环境信息自主地完成特定的功率调节任务,另一方面可接受其他Agent指派的功率调节任务和反馈任务执行信息,整个多Agent系统的共同目标是维持本变电站的功率输出水平不变。

随着分布式发电技术的成熟,大电网与分布式发电相结合已成为解决我国电力紧缺现状的有效途径。这个系统提出不间断电力变电站的概念,并设计了一套基于多代理技术的分布式电源功率协调控制系统,具有重要的意义。

3.2 Agent技术在交通控制中的应用

中国国际航空公司运行控制中心提出一个基于多Agent协作及信息融合的飞机地面作业运行控制系统[4],目的是解决航班延误给航空公司地面服务和空中服务带来的损失。

航班不正常造成的损失约占运行成本的2%左右。航班延误的主要因素包括:气象因素、机务因素、空管因素、飞机地面作业因素、旅客因素等。在这些因素中,飞机地面作业因素是一个普遍存在且十分关键的环节,而且飞机地面作业的高效实施也可以部分消解其它因素带来的航班延误。此系统分析了飞机地面作业系统的运作模式与资源需求。给出了飞机地面作业系统的功能框架,并在此框架上,给出了基于多Agent的飞机地面作业资源调度系统的设计。

在这个结构中,各种作业资源由分组的Agent管理。在每个Agent小组内,各Agent管理了相同性质的一些资源。各分组Agent和功能计算Agent可根据系统环境的变化随时创建或者删除。系统集成Agent的引入是为了处理多Agent及多Agent分组之间的协调。该Agent首先要求其它各Agent遵循一定的行为规则。并以约定的方式进行协调。其次,该Agent还负责处理所有作业的综合调度问题。

建立用于辅助飞机地面作业计划的决策支持系统,不仅具有重要的理论价值,更具有广阔的市场前景。

3.3 Agent技术在企业管理中的应用

南京大学管理学院开发了基于Agent的企业信息管理平台[5],目的是解决信息孤岛问题。同一个企业中的不同部门相对自治,信息系统孤立运行,各自采用自己的方式表达、管理资源,企业中不同平台,不同系统共存,各个系统之间缺乏交互和互操作性,形成了信息孤岛,决策层难以及时获得关于企业的准确信息,这就要求企业信息系统整合企业的现有信息资源服务于企业的生产运作和管理。

该平台分为5层:业务流程层、业务对象层、Agent层、中间件层和业务系统层。

该信息系统平台可以解决以下一些问题:

1) 解决信息孤岛问题,整合企业信息资源 该平台使用CORBA技术和Agent技术将企业的各个遗产系统和现有系统进行整合,各个系统之间通过Agent层进行信息交互和资源共享,有效地解决了信息系统之间不能相互交互或者交互的层次比较低的情况,较好地实现了企业信息资源的整合。

2) 能够适应企业工作流程的快速重构 由于平台使用CORBA技术和Agent技术对于原有企业信息系统的进行封装,以功能模块的方式展现,当企业工作流程发生变化时,只要替换其中不适应的功能模块,开发相应的新的功能模块即可,快速而有效地适应企业工作流程的变化。如果只是企业工作流程的规则发生变化,只要更改相应的Agent的控制规则就可以实现工作流程的改变。无需对信息系统进行重新开发,可以快速地对于企业工作流程的变化作出响应,为企业在激烈的市场竞争中赢取宝贵的时间。

3) 为企业商业决策提供智能支持 Agent在企业日常运作中,结合其他人工智能技术,比如数据挖掘,对于企业正常运作中的一些数据和信息进行分析,特别是企业日常运作中出现的一些异常情况进行汇报和分析,为企业的生产管理和经营决策者提供可靠而准确的决策依据。

4 总 结

Agent技术不是一种单个的技术或方法,而是一种已经成熟的、新的思想和技术系统。

第一,它不是一种单个的技术或方法。

它用到了Java、UML、CORBA等具体的编程语言,用到了分布式方法、网络通信等技术,但Agent本身不能等同于这些具体的技术和手段。

第二,它是一种新的指导性的思想。

如前文所述,它不同于分布式并发系统、人工智能、专家系统、面向对象方法等已经成熟并得到广泛应用的技术。

第三,它不是抽象的,而是可以实施的。

它不仅仅是一种新的思想,而是已经有多年的研究,有成熟的国际标准,有具体的实施规范。从上世纪九十年代开始,Agent技术的标准化工作开始展开,到2005年国际标准组织正式成立,说明Agent技术在科学上的研究已经成熟,并通过标准和规范的制订,使它在应用上也达到了可以实施的阶段。

第四,它在理论上是成熟的。

从上世纪70年代开始萌芽,特别是经过十几年来大量的研究,以及近年来标准化工作的开展,Agent技术在理论上已经成熟。在国际上,国际标准组织FIPA于2005年正式成立;在国内,从2000年到2006年,有大量的Agent研究项目,也标志着Agent技术在我国得到了应有的重视和研究。特别是近年来有关的研究已经从理论转移到应用,说明Agent的技术已经得到理论上的认可,进入了成熟阶段。

第五,它的应用刚开始,还没有进入大规模的实施。

从科学研究的成熟、标准的制订到进入大规模的市场应用,需要一个过程。Agent技术经过了二十年的研究和标准化过程,目前已经准备好进入真正的应用阶段。在这个阶段,面临的障碍主要在于技术工作者对Agent技术的了解不够,还没有认识到Agent技术对开发利用的重要性。

可以预见,在未来的几年中,Agent技术应用将得到快速的发展。

摘要：近年来,我国对Agent技术的理论和应用进行了广泛的研究,Agent技术已经从科学研究开始进入实际应用阶段。对我国的Agent研究以及有代表性的应用进行总结。

关键词：Agent,电力系统,交通控制,企业管理

参考文献

[1]国家自然科学基金委员会.Isis.nsfc.gov.cn/portal/proj_search.asp.

[2]朱永利,卢锦玲,卢敏.基于Multi-agent的电网故障诊断系统的研究[J].继电器,2006,34(5).

[3]罗凯明,李兴源.基于多代理技术的不间断电力变电站设计方案[J].电网技术,2004,11.

[4]邢建民,刘绍华,樊玮,等.基于多Agent的飞机地面作业系统设计[J].中国民航学院学报,2006,6.

Agent技术 篇5

李国巨    黄永忠    郭金庚

（

摘要：本文主要讲述了一个应用于局域网中的基于Mobile Agent技术的信息检索系统的模型结构和关键技术的实现方法。整个模型是建立在已有网络协议的基础上并且采用了分层结构，共分为四层：网络层、平台层、代理层、应用层。关键技术涉及Agent的基本结构、Agent的管理和通信、Agent的回调生成算法和安全问题。

关键词：Agent，信息检

索

（li,guoju :  graduated student of PLA information engineering university , research  direction : object-orinted method

huang,yongzhong : lecture of PLA information engineering university , research direction : software engineering

guo,jingeng : doctor mentor of PAL information engineering university , research direction :object-orinted, databse)

Abstraction: In this paper ,we introduce the model and primary technique of an information search system which is used in LAN and based on Mobile Agent technique .The whole model based on the established network protocol adopts layered structure .And it can be divided into four part : Network layer, System layer, Agent layer and Application layer. The primary technique involves the basic structure of Agents , the management of Agents and the communication between Agents , the call-back method of creating Agents and the security of  the  system.

Keywords: Agent , information search

 

引言：

一般单位或科研机构的`计算机通常以计算机局域网的方式组织，由于他们的工作性质和知识领域比较接近，时常具有相同或相似的信息需求，因此在局域网中共享信息是十分必要的。但是，当局域网较大时，想从局域网中找到一个想要的信息，这并不是一件简单的事，而且目前还是采用通过IE浏览器，用户手动检索的方式来完成，成为在局域网中共享信息的瓶颈。因此我们设想在局域网中开发一个信息检索系统。

但是，局域网中的环境相对比较复杂，局域网中不仅有各种不同类型的机器硬件和操作系统平台，而且机器运行状态十分不稳定。

Agent 很适合在这样的环境中来帮助用户完成信息检索的任务。一方面，Agent有很好的生存能力和适应能力，而且使用方便，另一方面，Agent具有一定的智能，能胜任信息检索的任务。但是，不能移动的Agent

完成对整个子网的遍厉是十分困难的，因此在这里我们采用了Mobile Agent 。一个具有移动能力的agent就是一个mobile agent ，它具有Agent的优点，同时还具有移动性的特点。它是一个自包含的软件实体，它纪录了自身的状态，对环境变化的反应，对环境的作用，能够通过网络完成自身的移动。因此，Mobile Agent

Agent技术 篇6

关键词：集成供应链；合作机制；多Agent

中图分类号：F273.7文献标识码：A

文章编号：1002-3100(2007)12-0087-03

Abstract: The integrated supply chain requests the node enterprises to build up a close cooperative relation. This text studies the cooperation mechanism of information sharing and stock management within the supply chain node enterprises, applies multi-Agent theories to analyze the game behavior of a supplier with a manufactory, and carries on analysis as a result.

Key words: integrated supply chain; cooperated mechanism; Multi-Agent

1供应链系统下的节点间关系

在过去的十多年里，企业面临的竞争环境发生了巨大的变化。随着全球制造企业的日益成熟和全球市场竞争的日趋剧烈，供应链与供应链之间的竞争将成为主要形式。因此未来制胜的市场策略就是改善供应链管理，挖掘新的利润源。这就要求制造企业的所有业务活动在集成化供应链下展开。供应链管理的精髓在于实现供应链各节点企业之间的无缝连接，开展多方面合作，以及相互之间在设计、生产、竞争策略等方面良好的协调。本文主要研究了供应链环境下的供应商与制造商的合作，建立战略合作伙伴关系，包括信息共享合作、新产品的联合开发等机制的研究。

供应链合作关系（SCP）的定义，华中科技大学的马士华教授认为：“SCP为供应商和制造商之间在一定时期内的共享信息、共担风险、共同获利的伙伴关系。这种战略合作关系形成于集成化供应链管理环境下。”集成化供应链的管理思想就是将供应链上所有节点企业看作一个无缝连接的整体，以形成集成管理体系，以现代信息技术作为沟通平台，以全球性制造资源为可选对象，综合各种先进的制造技术和管理技术，将企业内部供应链以及企业之间的供应链有机地集成起来进行管理，强调供应链核心企业与其他杰出企业建立战略合作关系。在这种环境下供应链核心企业集中精力和各种资源做好本企业能创造特殊价值的、更擅长的关键性业务工作，形成企业的核心竞争力，将其它非核心业务与其它合作伙伴合作或委托完成，从而增强供应链的集成度，最终提高整体收益。

2集成供应链节点企业的合作机制

集成化的供应链，其竞争优势不是因为企业有形资产的联合和增加，而是通过合作的方式，使得资源在供应链中得到最优的配置，实现知识的优化重组，使得每个企业成为价值链的一部分。而信息交流的合作是集成供应链有效运营的基础，构建有效的供应链信息共享机制能够真正意义上地实现节点间无缝连接，而库存管理方面的合作将对降低供应链库存成本，增加供应链弹性等方面起到重要作用。

2.1信息共享机制

供应链节点企业间有效的信息交流，完整的信息传递是保证供应链高效运作的重要条件。信息共享是供应链管理的一个很重要的策略，只有通过信息共享，才能使供应链企业之间的合作无缝化连接，快速响应市场的需求。

传统的企业之间信息传递主要基于Internet技术的互联网上的节点信息系统之间的相互访问。这种方式会使企业内部和企业之间的系统间接口增多，而接口的繁多能够引起合作效率的降低和资源的浪费。在信息系统优化、提升系统效率方面，传统的做法更多来改善企业内部不同功能间的信息交换，这种做法虽然使得供应链整体的接口数量趋于减少，但供应链企业间的数据交换依然局限于常规的数据的传输，而很少交换管理信息。

集成化的供应链的信息共享模式应该构建在统一的系统架构基础上，从供应链整体角度设计基于供应链管理的企业信息系统，从而提高信息共享的效率、降低支持成本。集成供应链信息共享模式主要包括以下方面内容：

（1）标准化的数据定义格式。运用Internet、Intranet等技术的传统信息共享模式基本可以保证信息在两个节点之间的信息系统之间传递，但是传统的信息共享模式下的各节点企业的信息系统是独立设计的，数据信息的格式与标准是按照企业自身系统制定的，由于不同信息系统对于数据的定义格式的不同，这种差异性造成了系统之间进行信息交流的障碍，节点企业之间不能实时、准确地共享外部传输来的信息。因此，集成供应链的信息共享具体对信息共享模式需要定义统一的数据格式。

（2）建立集中式的信息共享平台。信息共享平台建立在供应链核心企业信息平台的基础之上，建立网络共享数据库，供应链各企业内部数据库通过与信息共享平台间的数据传输实现信息共享。这种方式具有高效率、高可靠性和安全性的优点，具有较高的公平性，同时对供应链成员之间的信任和合作的要求也较高。

（3）统一系统间的接口。各成员企业要统一各自内部子信息系统的接口，实现企业内部信息系统与信息共享平台之间的单一接口连接，从而减化系统间交流的操作。

2.2库存管理合作机制

传统供应链中的库存管理是各自负责，其各个环节都是各自管理自己的库存。由于整个系统的需求信息的非共享性及每个节点企业拥有信息的不完全性，需求信息在供应链上的传递发生扭曲，从而增加供应链的不确定性，各节点无法快速响应市场变化、库存量处于不合理状态最终导致成本上升。集成化供应链下的各节点企业是合作关系。节点企业与其供应商之间也要通过合作的方式实现库存管理的合作，降低整个供应链的库存量。

（1）建立基于信息共享平台的库存预测机制。信息共享平台为实现库存管理的合作提供了信息无缝流动的保障，也降低了牛鞭效应的水平。通过信息共享平台，货物需求方与其供应商共享供应链下游零售端的销售信息和库存信息，根据双方的货物库存实际水平，同时与物流供应商的提供的预期配送能力，联合制定补货计划，实现货物需求方与供应商的库存管理科学化、准确化。

（2）建立库存协调控制机制。供应链的核心企业担负着协调供应链各方利益的角色，起协调整个供应链的作用。核心企业不但要对各供应方提供具体的库存水平信息，同时需要对库存优化的方法进行确定，包括：库存如何在多个需求商之间调节与分配，库存的最大量和最低库存水平，安全库存的确定，需求的预测，等等。

3多Agent技术下的供应商—制造商合作博弈分析

由于供应链成员是独立的利益和决策主体，供应链运行往往具有自治性、分布性、并行性等特点，这些特点都向供应链管理提出了挑战。Agent主体具有自主推理、自主决策能力，是用来模拟供应链企业间合作机制运行的一种有效手段。

在以利益价值为导向的供应链合作机制下，供应商和制造商Agent主体，在多Agent相遇下的博弈过程来分析供应商和制造商的在合作问题所应采取的对策。

假设只有一个供应商和一个制造商，各博弈方独立决策，各方对加入合作伙伴团队前后自身和其他各方收益是可知的。

Agent的构建如下：

对上述结果进行分析可得出：合作预期效果是影响合作双方是否进行合作的主要考虑因素，只有当合作收益大于合作成本时，进行合作才是最有结果，这也符合经济学的一般原理。同时合作收益的分配比例也即θ的取值，或者收益的分配机制也是影响合作的重要因素，将在以后的研究作进一步分析。

4结束语

建立有效的供应链合作关系对于供应链管理是至关重要的。通过建立统一架构的供应链管理信息系统能够有效地解决合作中的信息瓶颈问题，而高效的库存管理机制是建立低成本、敏捷供应链的趋势。

供应链节点企业间有效的合作是符合双方利益和供应链整体利益的。通过在Agent系统下建立企业间的博弈模型对合作关系进行模拟，得出在有效设置利益参数的合作博弈中，整体效率可达到最大。

参考文献：

[1] 马世华，林勇，陈志祥. 供应链管理[M]. 北京：机械工业出版社，2001.

[2] 石小法，杨东援. 一种简单供应链中信息共享的价值[J]. 系统工程，2004(1):43-47.

[3] 李明，郝晓玲. 基于供应链管理的企业库存优化效果模拟与分析[J]. 工业工程与管理，2005(1):21-24.

[4] 史忠植. 智能主体及其应用[M]. 北京：科学出版社，2000.

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”

Agent技术 篇7

对于智能电网的定义, 目前国内外还未形成统一的意见。比较普遍的一种解释是智能电网又可以被称作电网智能化, 通常是指将电网中的用户与电厂通过某种形式连接为一个统一的整体系统, 该系统网络不依赖人力控制, 实现了完全的自动化, 并且能够通过先进的传导技术完成信息的传导与交流, 达到信息共享的目的。还有一种说法认为智能电网就是利用先进的设备以及网络技术将电网中各部分连接在一起从而达到信息共享的目的, 电网中的双方都能获得必要的信息, 确保最佳效果。

智能电网不同于传统的电网, 智能电网具有以下几个特点:自动修复能力以及防御能力强, 运行、管理、交易方便灵活。由于受到国际经济的影响, 国内对于电力的需求也在不断调整, 供电公司应该抓住用电低谷期对电力系统进行调节, 国家也要趁机加大对智能电网的支持力度, 推动智能电网的建设。目前智能电网就是通过某些智能软件, 通过某种操作, 达到模拟人力操作的效果, 且能及时发现电网中存在的问题, 提出解决问题的方案, 最终解决问题。

2. Agent技术概述

对于Agent技术的研究, 开始于20世纪, 最初Agent并不是作为一个独立的概念出现, 最早是在1977年作为“演员”这个概念的一种解释。经过长期的发展, 对于Agent的具体定义, 至今学术界也未能形成一个令人信服的统一说法。目前, 比较普遍的关于Agent的定义是在1995年出现的, 该定义将Agent分为两个部分, 一部分是强定义, 一部分是弱定义。

2.1 Agent技术强定义的特征

Agent的弱定义是指一种以计算机的软件或者硬件为基础的计算机系统或者程序段, 弱定义具有以下几种特点:

第一:自主性。Agent能够实现完全的自主运行, 不依赖外界及人力条件, 而且Agent技术能够实现对自行以及内部行为和状态的控制。

第二:反应性。Agent技术能够实现对周围环境变化的感知, 依据周围环境的改变对自身行为做出改变, 外界环境一般包括物理的世界、用户接口连接的用户以及其他Agent等。

第三:社会性。Agent技术能够通过独特的语言, 实现所有Agent系统之间的交流。

第四:主动性。Agent技术能够对周围环境进行感知, 并对这种变化采取主动性改变, 实现Agent的目标驱动性。Agent技术不仅是对外界环境的简单反应, 更是根据外界变化采取的主动性变化。

2.2 Agent技术弱定义的特征

Agent技术的强定义是在弱定义的基础上, 再补充一部分反应人行为的特征, Agent强定义具有以下特点。

第一:适应性。初级的适用性是指Agent能够依据环境的改变做出动作, 而更高级的适应性体现在Agent能够主动学习, 并且指导自身行为。

第二:友好性。Agent能够尽量完成目标指令, 或者尽量满足其他Agent的指令。

第三:移动性。Agent技术以网络技术为基础, 能实现工作环境的转移, 且能够从一个环境进入另一个环境时, 确保正常工作。

第四:协调性。Agent能够实现多个Agent的共享, 规划、管理机制能够实现对多个Agent的协调。

第五:协作性。Agent能够实现与系统内多个Agent之间的合作, 完成一个共同要求。

在实际操作中, 对于Agent的定义还有很多, 而各行各业对于Agent的定义也是各不相同, 可以是一段程序, 也可以是一个硬件, 但是一般通常情况下, Agent指的是软件, 即软件Agent。

3. Agent在中国智能电网中的应用

随着Agent技术在我国智能电网建设中越来越多的应用, Agent技术快速发展, 迅速普及, 已开始逐渐成为未来智能电网建设的趋势。Agent技术作为一种分析、设计和处理复杂性、分布性和相互作用问题的新概念, 在目前我国智能电网建设中已占有举足轻重的地位。

3.1 Agent在电力市场中的应用

Agent技术在电力市场中的应用是目前智能电网建设中最重要的应用之一, 同时也是最广泛的应用。如今市场化经济快速发展, 如何确保电价的稳定, 并且进行合理地预测是目前市场急需解决的问题。

为了限制高耗能企业盲目地发展, 进一步完善产业结构, 我国目前广泛地实行差别电价策略。实行差别电价的基础就是针对不同企业实行差别化电价, 假如电价过高会对企业发展造成影响, 进而影响国民经济的稳定, 如果电价太低, 又不能充分发挥差别电价的优势。目前, 一个有效的解决办法就是建立差别电价对社会各行各业发展影响的Agent模型, 该模型的建立能有效地弥补传统模型由于考虑因素不足造成的弊端, 且能全面地体现微观个体对宏观经济的影响, 从而为科学制定差别电价提供参考。通过实行峰谷分时电价的策略, 实现对需求侧管理的目的, 通过价格信号对终端用户的用电行为进行调节。进行分时电价的重要基础就是确定峰谷时段以及对峰谷时段电价的确定, 如果峰谷电价比制定不合理, 一方面定价过高, 会影响客户的用电行为, 影响供电企业的效益, 另一方面定价过低会降低用户反应, 缺乏完成目标的动力。通过制定多Agent模型, 确定用户对峰谷电价的反应, 能为确定合理的峰谷电价提供技术支持。

3.2 Agent在继电保护中的应用

在目前的智能电网中, 继电保护发挥着重要作用, 能够及时地切除故障设备, 从而确保电力系统的稳定运行, 继电保护系统影响输电线路的传输容量及电力系统的安全运行。随着我国电网容量的不断发展, 传统的继电保护系统已经无法满足电网运行的需求, 而Agent技术由于自主性、合作性、可变性、自发性等优势, 得到了广泛应用, 如今以MAGENTS为基础的智能机电保护系统得到了快速发展。

利用Agent技术能快速地对电网运行进行检测, 通过完成对输电数据的分析, 对系统进行灵活地调整, 通过使用PRDTLNS-Agent系统, 能够更加有效地完成机电保护信息传输过程中对数据流的控制, 避免出现冲突, 确保信息传输的稳定性, 为进一步提升电网的自动化水平、提高输电效率提供保障。此外, 结合MAGENTS与电力系统的基本特征, 通过分布式系统的应用, 设计出一种以MAGENTS为基础的电力系统保护装置, 该装置不但能极大地扩展继电保护的范围, 而且能够缩短故障处理时间, 极大提高了输电效率。将MAGENTS整合设计出智能电网继电保护在线整定系统, 能够实现在线整定以及更新, 从而提升继电保护的效率, 且该系统具有十分优越的抗故障能力与自动化水平。

3.3 Agent在电力系统无功优化控制中的应用

智能电网中的无功控制对象主要是母线电压以及无功功率, 电力系统中电压会直接影响整个供电网络的运行稳定性。而Agent技术具有十分优越的自适应性, 能够实现分散的系统并行, 从而解决电压稳定性的问题, 该技术能够有效地解决目前无功控制效率低的问题。

以MAGENTS技术为基础设计的分层式务工系统能够有效优化电力系统中的无功系统。通过与传统方式进行比较, 发现该分布式的方式规模较小, 而且避免了数据上传的消耗, 从而极大地提高了全局数据优化的效率。

3.4 Agent在电网故障诊断中的应用

电网故障是目前智能电网建设过程中不能忽视的一个重要问题, 国内工作研究者也发现了一些解决方式, 但是这些诊断方案实时性效果较差, 通常需要对故障进行完整的诊断分析之后, 才能确定最终的故障处理方案。

Agent技术能够有效地解决目前电力故障诊断效率低的问题, 实现故障的实时性诊断及处理。实践证明, 该方案能够有效提高电力系统故障处理的效率, 能够极大提高对电力故障的响应速度, 提高诊断速度。如果遇到环境变化较大的情况, 也可以主动放弃诊断。

结论

虽然对于智能电网的定义还未形成统一的意见, 而且各个国家由于自身国情不同, 对于智能电网发展的需求以及重点也各不相同, 但是通过利用先进的技术完成电网的智能化改造是目前国家追求的一致目标。Agent技术由于明显的技术优势, 已逐渐成为各个国家未来发展智能电网的重要手段。智能电网的建设充满了复杂性与挑战性, 是一项极其烦琐的系统性工作。我国智能电网发展时间较短, 在发展及建设过程中, 应该吸取国内外的发展经验, 结合我国具体国情, 发挥自主创新的精神, 努力建设具有中国特色的智能电网工程。

摘要：数字通信技术的不断发展, 极大地推动了自动化、信息管理系统等在智能电网建设中的应用, 促进了我国数字电力系统的发展。为了进一步发展智能电网的优势, 最大化地发挥网络技术的特点, 提高电网的智能化水平。本文针对智能电网以及Agent技术的特点, 分析了Agent技术在智能电网中的应用, 为进一步提高我国的智能电网发展速度提供参考。

关键词：智能电网,Agent技术,应用

参考文献

[1]张文亮, 刘壮志, 王明俊.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术, 2009 (13) :33.

[2]陈振宇.基于智能多代理技术的电力系统协调保护[J].微计算机信息, 2007 (3) :45.

[3]卢强.数字电力系统 (DPS) ~新世纪电力系统科技发展方向[J].物理与工程, 2001 (3) :101.

[4]杨旭升, 盛万兴, 王孙安.多Agent电网运行决策支持系统体系结构研究[J].电力系统自动化, 2002 (9) :99.

多Agent技术与部队作战仿真 篇8

多Agent系统是分布式人工智能的一个重要研究领域,其中的每个Agent都具有自治性,可以控制自己的内部意识态度,也可控制行动并作用于周围环境,达到自己的目标。多Agent技术主要研究一组自治的Agent在分布式开放动态的环境下,通过交互、合作、竞争、协商等行为完成复杂的控制或任务求解。基于多Agent技术有着广泛的应用,而本文着重介绍了其在部队作战仿真方面的应用,而多Agent技术在此方面有着巨大的优势。

2. 多Agent技术概述

2.1 多Agent概念

多Agent系统(MAS)产生的最直接的原因是:MAS的协作求解问题的能力超过单个Agent,并且MAS与已有系统或软件的互操作,求解数据和控制具有分布性以及提高系统的效率和鲁棒性等也是它产生的原因。MAS是由多个Agent组成的Agent社会,是一种分布式自主系统。它一般具有个体行为独立自制、个体信息不完全、能力有限、无全局控制、数据分散化和计算异步等特点。多Agent技术的研究涉及理论和应用两个方面。理论上主要研究多Agent系统的体系结构,协调及学习机制。应用上主要研究多Agent技术在科学计算、计算机网络、机器人、交通控制等中的应用。

2.2 基本结构

(1)集中式结构

由一个中心主体负责系统的控制和协调工作。该结构能保持系统内部信息的一致性,实现系统的管理、控制和调度较为容易。此方式的缺点是:随着各Agent复杂性和动态性的增加,控制的瓶颈问题也愈加突出,其致命的缺点还在于,一旦控制局部或全局区域的管理Agent崩溃,将导致整个区域或系统崩溃。

(2)分布式结构

此结构中可以存在多个中介服务机构,为Agent成员寻求协作伙伴时提供服务,各Agent无主次之分,处于平等地位。这种结构的优点是:增加了灵活性、稳定性,控制的瓶颈问题也能得到缓解,但仍有不足之处,因每个Agent的运作受限于局部和不完整的信息(如局部目标、局部规划),很难实现全局一致的行为。

(3)混合式结构

混合式结构是由集中式Agent组成的分布式结构,它包含一个或多个管理服务机构,此机构为集中式Agent组间的协同提供服务,并参与解决Agent之间的任务划分和分配、共享资源的分配和管理、冲突的协调等。此种结构平衡了集中式和分布式两种结构的优点和不足,适应分布式M A S复杂、开放的特性,因此是目前MAS普遍采用的系统结构。

3. 多Agent间的通信

通信是多Agent系统中各个Agent间有效交互的重要环节。Agent间通过通信相互影响,共享信息去执行任务以达到各自的目标。目前最通用的两种通信语言就是KQML(Knowledge Query and Manipulation Language)和FIPA(Foundation for Intelligent Physical Agents)ACL。虽然那些对KQML的支持没有延续到FIPA ACL,不过出于完整性,在这里我们两种都进行介绍。

3.1 KQML语言

KQML既是一种消息格式又是一种支持Agent之间运行时知识共享的消息处理协议。该语言可以认为由三个层组成:通信层、消息层、内容层。“a s k-o n e”标识通信的行为,定义了消息的主要含义。随后是一系列的消息参数,由一个以冒号开头的参数关键字引入,其中的一个参数包含消息内容,以某种格式生成了一条表达式。其他的参数辅助实现消息传递,或辅助接受者理解消息的含义,或辅助接收者响应协作。

KQML的消息格式如下所示:

(ask-one

:sender Agent-A发送消息的Agent;

:receiver stock-server接收消息的Agent;

:reply-with ibm-stock响应当前消息的期望标识符;

:content(PRICE IBM?price)通信原语所表达的消息具体内容;

:language LPROLOG内容参数域使用的表达语言的名称;

:ontology NYSE)内容参数域使用的术语定义集的名字.

3.2 FIPA ACL

FIPA ACL和KQML一样是基于言语行为理论的,它包括一系列的消息类型和它们的使用描述。

FIPA ACL的消息格式如下所示:

“i n f o r m”,用来标识要通信的动作,定义了消息的主要含义。接着是一系列的消息参数,和KQML一样,是用一些以冒号开头的消息关键字引入的。FIPA ACL和KQML十分相似,除了一些保留的原语在语法上它们是一样的。

4. 多Agent技术的应用

作战仿真是计算机仿真的一个重要应用领域。利用计算机进行作战仿真,可以模拟实际战斗过程和战斗过程中出现的各种现象,增加人们对作战规律的认识和理解,为有关决策部门提供定性和定量的信息。利用计算机进行作战仿真的一般过程是:根据作战想定建立作战数学模型,在计算机上模拟各种作战方案和对抗过程,研究对比不同的攻击顺序、红蓝双方兵力编成和数量,根据计算结果可以得到双方损失情况、武器作战效果和弹药消耗等一系列有用的数据,从而达到认识、理解作战过程,进而控制作战过程向有利的方向发展的目的。

多Agent系统可根据外界的条件调整自己的状态及反应的能力,大大扩展了客观对象的空间,为模拟有生命的对象以及具有一定内在变化规律的对象实体的模拟提供了有效的工具。因此基于多Agent的仿真技术能够非常直接直观的对战斗过程中的各种现象和个体进行模拟。

描述智能体的内部结构组成,在实现方式上可以用一个Agent来表示,也可由Agent群表示。指挥机构的灵活编组以及作战力量任务动态匹配,需要确定指挥所的内部指挥关系,即智能体组成结构。例如,联合指挥机构可按情报处理中心、指挥决策中心和执行协调中心构成的三中心结构编组,如果把下属的各中心部门都作为单独的智能体,那么该指挥Agent就由情报处理Agent、指挥决策Agent和执行协调Agent共三个子智能体构成。这里,该指挥Agent就可认为是个简单的智能体群。当然也可用三个成员代替三个中心的功能,指挥Agent是唯一的代表。

智能体属性描述智能体对外表现出的各种作战能力和性能,是智能体内部状态的表述和定义。可分为军事属性和仿真属性。军事属性指在军事环境中表现的性能,分为空间属性、物理属性和能力属性。空间属性包括智能体所处的空间位置、机动速度等。物理属性包括智能体的级别(高级、中级和低级)、指挥的目的、指挥员情况、兵力数量、武器单元的完好情况及弹药储备等。能力属性包括信息获取能力、机动能力、通讯能力、生存能力、保障能力、决策能力、进攻能力、防护能力等。软件属性是仿真环境中表现的性能,包括AgentID、名称、进程、消息和时钟等因素。

智能体的行为指挥控制功能的实现是在完成使命任务中,行使合适地赋予指挥官指派兵力的权威,通过指挥员在计划、协调和兵力控制中对人员、设备、通信、资源和过程进行配置。指挥过程中的作战信息在物理域、信息域、认知域和社会域中进行传输和转换。较成功的指挥控制环是观测—评估—决策—行动。

指挥控制系统的仿真结构,是由多个Agent组成的智能体群,即指挥控制智能体群。该智能体群的行为模式可由各单个Agent的行为组合来分析。通过共享的作战信息网络,多个指挥员的决策是分布式的拟制方案,异地同时讨论,集体做出决策,因此提出智能体的行为模式为:情报获取—态势评估—群体决策—联合行动,智能体的行为通过相关的模型来处理。

5. 结束语

本文介绍了多Agent技术的背景、概念及体系结构,着重分析了Agent的结构,说明了多Agent系统中的各Agent之间用来进行知识交互的通信语言。尤其对基于多Agent的指挥控制系统的仿真结构体系和运行体系进行了研究。由于基于多Agent系统的作战仿真方法出现的时间并不长,所以尚未形成成熟的建模理论与方法,还存在着许多不足,如难以提供准确的、现实的作战模型,难以准确预测作战结果,仿真结果的可信度与可靠性有待实践的检验等等。尽管如此,基于多Agent系统的作战仿真无疑是对传统作战仿真方法有益的补充,它为全面理解战争这一复杂系统提供了一个全新的方法,具有重要的理论探索和实用价值。

参考文献

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[4]贺建民,刘晓明.多Agent系统在作战仿真中的应用.解放军理工大学学报.2006,(6).

Agent技术 篇9

1.1 微电网的概念

微电网属于发电系统的一种, 由低压配电网和小的模块型发电装置以及所连负载共同构成, 可以将其看做基于分布式发电装置的、管理局部能量供求关系的小电网。微电网往往采用混合发电方式, 其中含有可再生能源的发电装置, 这样具有很大的优势, 比如使得较小规模的发电装置和负载成为一个整体, 操控起来更加灵活, 对于局部负载的需求也能很好地满足;可以通过对负载进行控制以平衡微电网内短期的能量。

1.2 微电网的工作模式

微电网可以建立在普通电网不能到达的偏远地区 (工作于孤岛运行模式) , 也可以包含在大电网以内 (工作于并网运行模式) 。处于孤岛运行模式的微电网需要能够提供满足系统中负载需求的全部电能, 而处于并网运行模式的微电网由于是与大电网相连, 因此所提供的电能可以接近甚至超过了负载的需求。

1.3 微电网的优点

微电网比传统的热电站、水电站的规模要小, 对于环境的污染程度也要小很多;微电网减少了发电系统和负载之间的距离, 使得电网的无功补偿得到了一定的改善, 并且需要的输电网和大规模发电站的投资少;微电网对于突然供电中断情况也有一定的预防作用, 使得供电更加可靠;微电网可以通过市场的途径使分布式发电系统整体化, 在一定程度上削弱了大公司的市场竞争力, 并且由于输配电的简化, 用电价格降低了很多。

2 Agent技术简介

2.1 Agent的基本概念

Agent技术至今还没有一个较为明确的概念, 总结来说, 其基本思想是使软件能够模拟人类的认知能力和社会行为, 是一种在分布式系统或者协作系统中能持续自主地发挥作用的计算实体, 也被称为智能体。它能够代表用户或者其他软件、程序来主动完成服务, 具有自适应和主动的特性。

2.2 Agent体系结构

Agent分为思考型、反应型和混合型。思考型Agent又被称为慎思型Agent或者认知型Agent, 通过认知世界, 可以形成对外部环境的认知, 再通过进一步修改自身的心智来规划自己的行为, 以此来达到适应环境的目的。反应型Agent不再是根据符号进行推理, 而是通过保存一些必要的内部状态信息, 然后与新的状态相结合, 再通过查找符合当前情况的规则来执行与规则相对应的输出行为。混合型Agent不仅要能够对紧急情况及时作出反应, 还需要运用一些策略来对中短期的行为作出规划, 将思考型和反应型两种Agent体系结构进行有机结合。

3 基于Agent的微电网控制技术

3.1 基于Agent的微电网控制系统的设计思想

Agent具有稳定、灵活的特点, 将其运用在微电网的控制中可以构成分布式控制系统架构。本文中主要介绍了微电网从并网模式到孤岛模式的控制技术, 对基于Agent的微电网控制系统进行了设计, 很好地实现了微电网的两种模式之间的平滑过渡。

在设计之前, 首先要确定微电网控制系统所基于的Agent的类型以及Agent所具有的功能。一个比较完整的微电网控制系统要包含孤岛检测功能、切换控制模式功能以及对微电网进行局部控制的功能。因此, 在原有的控制系统的基础上, 基于Agent的微电网控制系统应该包括孤岛检测Agent、切换Agent和局部控制Agent, 以此来实现微电网的控制能力。其次, 要确定Agent之间的交互方式。对于多A-gent微电网控制系统, 拥有多个Agent, 有集中式和分布式两种不同的形式。对于本文要研究的包括孤岛检测Agent、切换Agent和局部控制Agent的微电网控制系统, 可以用一个集中式或分布式Agent来构建多Agent系统。其中集中式Agent组的每一个组至少拥有一个具有总体知识控制Agent, 以此来对组内其他的Agent成员的合作、行为等进行控制。微电网控制系统的控制部分中的孤岛检测Agent、切换Agent和局部控制Agent之间都可以进行通信。

3.2 基于Agent的微电网控制系统的具体设计

在含微电网的控制系统结构的设计中, 孤岛检测Agent、切换A-gent和局部控制Agent之间是平等的关系, 孤岛检测Agent、切换Agent和局部控制Agent之间的通信是通过分布式Agent组这种结构来进行的。基于Agent的微电网控制系统中, 孤岛检测Agent的主要功能是对微电网控制系统所产生的故障信息进行读取, 并对系统的运行状态进行检测, 如果一切正常则微电网继续以并网模式运行, 并由局部控制Agent按照初始控制模式PQ控制运行。如果孤岛Agent检测到了系统中存在故障, 那么对于需要进行控制方式切换的微电源, 孤岛检测Agent将会通知切换Agent将控制模式由PQ控制切换到适合孤岛运行的V/f模式;对于不需要进行控制方式切换的微电源, 孤岛Agent将会告知局部控制Agent继续执行当前的控制模式。切换Agent的主要功能是在孤岛Agent检测到孤岛时, 发送检测信号传送给切换A-gent。切换Agent将局部控制Agent由PQAgent模块转换至V/f控制模块。局部控制Agent的主要功能是在微电网的运行过程中, 对并网模式和孤岛模式分别进行控制, 它包含两个子Agent, 即PQAgent和V/f Agent。

3.3 基于Agent的微电网控制系统的执行过程

最初微电网系统以并网模式运行, 孤岛Agent会检测系统是否产生了孤岛, 如果检测到了系统故障, 则会和局部控制Agent和切换A-gent进行通信, 将PV和风电等微电源的控制策略由PQ转换到V/f, 当故障消除后, 孤岛检测Agent会通知切换Agent将PV和风电等微电源的控制策略由V/f再切换到PQ, 并通知切换Agent和局部控制Agent停止工作。如果没有任何系统故障, 切换Agent和局部控制A-gent将停止工作, 系统正常运行。

4 结语

微电网对于电网的运行、控制和保护等都带来了很大的影响, 对于人类的生产和生活也都带来了积极的影响, 为社会发展产生了推动作用。基于Agent的微电网控制技术在原有的微电网控制技术之上进行了改进, 弥补了普通微电网的不足, 是一种更好的控制策略, 产生了更大的效益, 提高了效率。

摘要：微电网是一种新型的网络结构, 由微电源、负荷、储能系统和控制装置共同组成。相比于传统的大电网, 微电网属于分布式的控制系统。但是对于大量的控制数据, 或者多变的控制方式, 微电网也显示出了不足, 无法很好地对其进行调度。利用Agent理论就可以很好地解决这一弊端, 使分布式电源与电网之间的控制更加协调。本文首先对微电网和Agent进行了简单介绍, 然后对基于Agent的微电网控制技术进行了探讨。

关键词：微电网,Agent,控制技术

参考文献

[1]姜国涛.基于Agent的微电网控制研究[D].燕山大学, 2009.

Agent技术 篇10

但是agent产业链面临面临以下技术问题尚需解决:1) 缺少公共信息建模规范, agent之间的信息交流缺少良好定义的语义, agent之间少了共同的交流语言, 2) 缺少有效的行为规范技术去约束agent的行为, 使得agent协同行为有对应的规范去约束并在违反服务协同的时候得到惩罚, 3) agent协作时缺少服务提供者的适用性检查和服务的协商技术, 使得agent在自身不能解决问题时找不到协作伙伴。

本文以下章节将一一寻求解决这些问题的答案。

1 关键技术问题的解决

1.1 共享信息内容的语义建模

关键是开发共享本体论, 用于定义信息、消息和元数据的语义。包括以下方面:1) 支持协同工作的本体论———业务过程说明本体论、合作协议特征说明本体论、合作协定说明本体论、消息服务说明本体论、协商策略本体论、服务分类和适用性说明本体论。2) 支持自主管理的政策本体论———用于制订协作生命周期各阶段的管理政策, 面向服务Qo S控制循环各环节 (监测、分析、规划和处置) 的管理政策, 面向安全、信用和认证的管理政策。3) 应用领域本体论———描述上述本体论参考的领域世界。关键技术创新是基于eb XML的公共信息建模规范描述, 使得公共信息建模规范可以借鉴SOC和SOA研究的技术基础和成果, 尤其是面向“Web服务”的、旨在虚拟化在线业务服务的产业化技术。

1.2 服务提供者的适用性检查和服务的协商技术问题

1.2.1 协作和协作能力的描述

包括协作过程的说明和协作能力的说明, 前者描述业务处置和将业务处置集成进双方和多方协作的编排, 后者描述VO成员支持的协作和相应的消息交换能力。

1.2.2 服务提供者的适用性检查

服务需求者分三步对服务提供者提供的服务作适用性检查:服务分类上下文的适用性、合作能力的适配性、服务功能和性能的适用性。服务分类上下文的适用性检查确定服务范畴和分类的适用性;合作能力的适配性检查确定商务合作和相应的消息交换能力的适配性;服务功能和性能的适用性检查基于约束条件的包容性。

服务分类上下文的适用性检查确定服务范畴和分类的适用性;由于上下文元素从三个方面表示服务分类的上下文信息:<上下文侧面名><分类法名><范畴>, 可以灵活处理各种分类上下文描述。消息交换能力的相容性取决于服务提供和需求方能否都遵从同一CPA模板 (模板设置了消息交换能力细节) 。服务功能和性能的适用性通过约束条件的相容匹配来检查;为此, 要求服务提供者在其发布的企业能力文档的描述中, 指定提供服务需满足的约束条件;服务需求者则制定服务寻求政策, 并将对于所求服务的约束条件作为该政策的部分内容。约束条件建立在eb XML协作过程说明给服务 (某个双方协作) 指定的共享约束参数表之上。

1.2.3 服务的协商和契约

确定对当前VO适用的契约类型, 管理和强制契约的履行, 有效和高效地组织合作协商的方式, 能为Agent用于达到协商目标的策略类型;此外, 契约应以可互操作的方式表示。

1.3 行为规范技术

服务契约sc的履行规范可以形式化表示成pn=OBasc (ρ≤δ|σ) |FBasc (ρ≤δ|σ) |PBasc (ρ≤δ|σ) , 分别指示sc的签约者a在σ保持为真的条件下, 于δ由假变真指示的截至期限前有义务使、禁止使、或有权使ρ由假变真 (ρ、δ、σ均是描述契约履行情境的命题或命题模式, 模式允许命题参数的取值非常量, 而是某个指定的范围) 。社交行为规范划分为2类:强制性规范、遵从性规范。

1.3.1 强制性规范

1) ESOAP。扩展的SOAP协议, 支持服务共享和协同工作时的语义互操作, agent间的消息交互都遵从该协议。

2) 中介服务。定义于面向中介业务的dbps, 使得age nt的注册、服务能力广告, 协作伙伴推荐, 以及agent对其关注信息的存取、维护和查询等行为能按dbps的定义规范化。

3) 仲裁服务。定义于面向仲裁业务的dbps, 使age nt请求cca (仲裁agent) 提供仲裁服务的行为规范化。

1.3.2 遵从性规范

设计为静态或动态建立的说明性文本。这些规范包括:

1) 注册和广告的诚信规范———分类违反诚信的行为, 并给出判别准则。2) sla遵从规范———分类违反sla的行为, 并给出判别准则。

与遵从性规范配套的是遵从/违反社交行为规范 (只限于遵从性规范) 的奖励/惩罚政策, 由虚拟社会的权威机构发布, 旨在鼓励/迫使自治计算元素 (及其绑定到的人类拥有者) 遵从社交行为规范, 以促进行为规范得到尊崇。例如对于违反诚信规范的行为, 应制定分类处罚政策;由sm (服务中介) 负责侦查违反行为, 并执行处罚政策。对于因违反sla (合同) 而引起的协作冲突, 也应制定分类处罚政策;由cca决策冲突的类别, 并执行相应的冲突处置。

2 结论

本文从从公共信息建模规范技术问题, 行为规范技术问题, 服务提供者的适用性检查和服务的协商技术问题进行分析, 为这些问题的解决提供了思路和方法, 从而有利于agent产业链的动态建立和维护, 从而有利于资源共享和问题协同求解。

本研究得到校课题基于多agent湖州市企业产业链系统研究 (编号:2010JS05) 支持。

摘要：企业软件agent动态建立产业链VO, 将时空上分布、但能力和资源上互补的企事业 (或个人) 动态组合在一起而不必配置公有资源, 十分便于应特别使命的需求而快捷地建立并在使命完成时自动解体。但是产业链VO一些关键技术问题尚未得到解决。本文从公共信息建模规范技术问题, 行为规范技术问题, 服务提供者的适用性检查和服务的协商技术问题进行分析, 得到解决这些技术问题的方法。

Agent技术 篇11

为使智能轮椅床在自主运行时，能随时响应周围其它对象的指令并实施协同动作，提出基于Agent概念规划控制模块的设计。通过传感器组信息、轮椅床当前状态信息、外来协同信息的感知融合，给出符合总体需求的动作选择指令序列。借助于传感器组信息、外部遥控命令信息与学习积累库的信息进行适时综合，完成比较复杂的交叉判断与协商，实现外来的指令合并本体的自主控制协同执行。如此，对智能轮椅床乘用人员来说，既能满足其自主行动的意图，又能满足其及时接受其他对象提供的服务；同时还便于远程监控人员适时介入解决特殊问题。试用表明，基于Agent概念的控制模块设计，能以清晰的软件结构和丰富的协同应对资源库显著提升智能轮椅床的整体功能。

关键词：

智能家居； 轮椅床； 协同控制； Agent

中图分类号： N 93文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn 10055630，2015.07.014

引言

随着物质生活水平和医疗技术的不断提高，以及晚婚晚育等新观念的普及，老龄人口数的占比不断提升，这是社会进步的自然趋势。但是，老龄人口占比的提升，对每位年轻人照顾老年人所需花费的精力份额也显著增加。与此同时，当今信息社会工作与生活节奏的不断提高，使得年轻人越来越难以抽出更多的时间照顾老龄人。而作为老龄人，随着社会进步观念的普及，也越来越希望自己的生活能够自理，尽量不拖累年轻一代的工作与学习。另外，残疾人士的生活质量提升，也是社会进步中应该加以重视的课题。在这样一个总体背景下，如何充分利用现代技术成果，开发有助于老龄人、残疾人的生活自理的智能产品，使他们能自主、安全、舒适、有尊严地生活，既是他们自身的热切期望，也是社会公众的一致诉求。

用于助老助残的人机协调和普适环境，包括安全、智能、无障碍的行走，周围电灯、空调、电视机、窗帘、热水器的控制等。其中，可自由运动、变形的智能轮椅床，是重要的组成部分之一。智能轮椅床的主要功能，是既能作为轮椅载人出行，又能在老、残人士疲劳时变形为床以供休息。此外，还要能够接受监护人的遥控，以及与周围的服务机器人协同等。

为此，本文设计了基于Agent（智能体）概念的智能轮椅床控制模块。

1Agent（智能体）的基本含义

Agent的最早概念是一个具有自兼容性、交互性和并发处理功能的，具有封闭的内在状态，并可与同类对象交换信息的行为实体。

Agent作为计算机系统，具有两种重要能力。首先，每个Agent至少在某种程度上可以自治行动，即可由其自己决定，需要采取什么行动以实现其设计目标。其次，每个Agent都可以与其他Agent进行交互，这种交互不是简单的交换数据，而是参与某种社会或协同行为，包括合作、协作和协商等。

Agent通常是一个具有自治性、社会性、反应性和预动性的系统。自治性是指，Agent运行时可以不直接由人或者其他系统控制，其对自己的行为和内部状态有一定的控制权。社会性是指，Agent能够与其他Agent进行信息交换。反映性是指，Agent能够感知所处的环境，并能通过其行为改变环境。预动性是指，Agent能够主动地，或自发地感知所处环境的变化，并作出基于目标的行为。

Agent的典型体系结构，大致有慎思型、反应型、混合型三类。从本课题的情况出发，选择简单、高效的反应型结构比较合适。图1为本智能轮椅床所用的Agent功能结构体。

该Agent将各种预先组织好的条件与反应过程，化成动作规划库中的可选择内容。借助于传感器组感知当前环境状况，并结合来自上位机或其他Agent的协同信息，给出应对判断。然后通过动作选择，指示动作机构根据动作规划库的对应过程实施，达到改变Agent自身与环境关系的目的，亦即实现智能轮椅床的行走、变位、保持稳定等功能。

按照Agent的结构方式设计程序，可避免纵横交错的条件判断语句、减少繁杂的交互函数套叠，使程序块功能清晰，应对变化快速、可靠。

2智能轮椅床的基本结构

根据功能的需求，设计的智能轮椅床如图2所示。基本结构包括座位部、靠背部、踏脚部、靠腿部、扶手部、行走动力轮、行走辅助轮，以及床态前撑、床态后撑、多个变位动作电机、相关的光电信息、转角、位置、载荷传感器等。其中，床态前撑、床态后撑分别隐在靠背部和脚踏部之中。

设计的轮椅床自重70 kg，总承重120 kg，踏脚板承重80 kg，扶手靠推力20 kg。为减少重复性机构所占空间，在保证使用性能的前提下简化结构，左右扶手部分、靠腿与踏脚部分实施联动设计[911]。

为保证行走、变位、平躺各种状态的平衡，在行走动力轮、行走辅助轮、床态前撑、床态后撑上装有重力载荷传感器，以便检测乘用人员的重心变化，防止意外翻倒的产生。

在变位过程中，随时检测乘用者的重心变化，根据重心位置的状况，有选择地实施安全的变位动作，以防止变位动作与乘用者配合不当可能出现的重心偏移。当监测到重心接近平稳临界限制时会报警，提示乘用人员纠正体态或放弃外抓重物等。如果报警后未检测到重心校正指令且偏移进一步加大，隐在靠背部、踏脚部之中的辅助支撑立即探出着地，防止轮椅翻倒。尔后，若重心位置恢复正常，则收回着地的辅助支撑。

3智能轮椅床的电气配置

从功能需求考虑，智能轮椅床的电气配置如图3所示。环境感知信息主要由光电信息传感器组、角度传感器组、载荷传感器组、限位传感器组获取。动作执行主要由行走机构控制部分、床体变形控制部分构成。

光电信息传感器组由多个红外探头与专用摄像头构成。红外探头用于对周围实体的感知，防止智能轮椅床变形与行走时与四周发生碰撞。专用摄像头用于接收监控人员的手势信息，以便作出协同动作响应。

nlc202309062103

角度传感器组用于对各轮椅变位部件转角的感知，以便判定轮椅当前的状态以及变位的速度等。载荷传感器组主要监测四轮支撑件上的重力载荷，以便判定轮椅床中心变动，防止翻倒。限位传感器组用于各部件变位极限状态的感知，防止某个角度传感器失效时因过度驱动产生损坏。

变形部件选用博世0130002529电动机，只需12 V直流供电，可输出较高功率。另外，借助高速比减速器，可以足够大地输出转矩完成变位动作。行走部件选用BH32系列伺服电动机，该电机具有功率大、力矩大、体积小的特点，在满足轮椅床行走需要的同时，减少所占空间。选用赛特公司的BT系列蓄电池，直接给出所需的12 V、48 V直流供电。

作为处于助老助残普适环境中的智能轮椅床，其变位姿态与行进状况信息的获取，还可以由所处环境中布置的若干台摄象机完成。这些信息经上位机判别后，发出调整、变位等遥控指令，智能轮椅床接收后可作出协同响应。

4智能轮椅床的微控部件（中控模块）选择

综合考虑所需功能、性价比等因素，微控部件由Freescale单片机以及EMW3X80嵌入式WiFi模块等外围件构成。主芯片采用MC9S08QE128，80引脚，图4为MC9S08QE128功能结构图。因MC9S08QE128具有丰富的输入/输出资源，比较容易覆盖轮椅床的多传感器信号输入、多种输出控制的需要。

MC9S08QE128是低功耗、低电源、高效运作的8位微控制（MCUs）单元HCS08系列的成员。支持高达50.33 MHz的CPU时钟频率，32个中断/复位源，128 KB存储空间。图中，VDD和VSS是MCU的主要电源供给引脚；VDDA和VSSA是MCU中ADC模块的电源供给引脚。

MC9S08QE128拥有两个独立的模拟比较器ACMP1和ACMP2。拥有逐次逼近式的12位数模转换器（ADC），2.5 μs转换时间，支持28个独立模拟输入，可选择4个输入时钟源。拥有SCI1和SCI2两个通信接口，拥有SPI1和SPI2两个串行外围设备接口。拥有2个3道（TPM1与TPM2）和1个6道（TPM3）的S08TPMV3定时器脉冲宽度调节器。70个GPIO以及1个仅输入和1个仅输出引脚。

HCS08系列的开发支持系统背景调试控制器（BDC）和片上调试模块（DBG）。BDC提供单线调试接口与目标连接，通过BDC可方便地进行片上闪存和其他非易失性存储器的编程。BDC允许以非侵入方式存取存储器数据和传统调试功能，诸如CPU积存器修改、断点和单指令跟踪命令等。

5智能轮椅床变位与行走软件设计

运行软件的设计，充分考虑Agent的构件需要，立足于具体的硬件配置，主要流程图如图5所示。

智能轮椅床可随时接收乘用人的键盘控制指令，以及监护人通过无线模块发来的遥控指令。当同时收到的键盘指令与遥控指令不一致时，需要做综合判别，亦即判断应按照乘用人还是监护人的指令实施动作。对此：一是乘用人可事先通过键盘给出有限级选择；二是根据键盘给出的状态指示信息，临时决定是否授权监护人为优先级；三是根据乘用者过去在相应状态下的自主历程记录，判定监护人的遥控指令符合乘用者过去自主历程记录，即按监护人的遥控指令执行（对乘用人的自主历程记录是在学习积累环节完成的，若过去的同状态自主过程有多个，但不一样，则按照统计强度决定）。

智能规划环节主要是根据指令要求，参考传感器组提供的信息，依据当前智能轮椅床所处的状态，按序调用动作规划库的子程序。

过程运行环节则具体实施对各个电动机的实际控制，其中包括轮椅床变位、轮椅床行走两类内容。（1）轮椅床变位可以根据靠背、扶手、靠腿部分的倾角传感器，实施位置渐进闭环控制。可分别实施靠背起，靠背降，靠腿脚踏联动起，靠腿脚踏联动降，扶手起，扶手降等，也可以做几个变位动作的并行处理。（2） 轮椅床行走，一个功能是根据乘用人的键盘指令，实现前进，后退，左转，右转，任意线路行进等，另一个功能是按照监护人的各种遥控指令[12]，实现各种移动。监护人对智能轮椅床在居所中的位置，是通过居所安装的摄像头阵列和体感摄像机Kinect组成的视频监控系统获取的，这属于智能轮椅床所在大系统的构建内容。

状态机环节实现的是当前状态描述，以及各种状态间的递进、转化逻辑关系。状态机环节的设置，降低了软件设计的复杂程度，并提高了可靠性。

学习积累环节主要是记录乘用人的多轮键盘操作与控制实施，采用统计强度归纳乘用人的正常行为过程，以便收到遥控指令时，做综合判断。学习积累环节可以用键盘指令嵌入二次开发内容。

自主判别环节在没有键盘指令和遥控指令期间，能根据已设目标、当前状态、传感器组信息等，完成应实施的相关过程。

6结论

基于Agent概念所实现的智能轮椅床机电总体设计、控制模块的组成以及运行软件的配置等经整体集成运行，能较好地满足本体的自主控制，并能比较稳定地按照遥控指令运行，对现场中的专用服务机器人，也能做特定的协同运行。当然，如果再增加双传感器冗余设计、智能轮椅床重心判别与矫正、防变位意外的辅助支撑等，整体性能还会进一步改善。

参考文献：

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[2]彭希哲，胡湛.公共政策视角下的中国人口老龄化[J].中国社会科学，2011（3）：121138.

郑伟，林山君，陈凯.中国人口老龄化的特征趋势及对经济增长的潜在影响[J].数量经济技术经济研究，2014（8）：320.

赵东霞，孙俊龄.我国城市老年人宜居环境评价指标体系研究[J].环境保护与循环经济，2013（7）：5255.

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[12]陈启军，朱振娇，顾爽.基于傅立叶描述子和HMM的手势识别[J].控制工程，2012，19（4）：634638.

（编辑：刘铁英）

Agent技术 篇12

Agent的概念由Minsky在其1986年出版的《思维的社会》一书中提出。Minsky认为社会中的某些个体经过协商之后可求得问题的解,这些人体就是Agent。他还认为Agent应具有社会交互性和智能性。从此,Agent概念便被引入人工智能和计算机领域,并迅速成为研究热点。在分布计算领域,人们通常把在分布式系统中持续自主发挥作用的、具有以下特征的活着的计算实体称为Agent。

(1)自主性:

Agent具有属于其自身的计算资源和局部于自身的行为控制机制,能够在没有外界直接操纵的情况下,根据其内部状态和感知到的环境信息,决定和控制自身的行为。例如,SNMP中的agent就是独立运行在被管理单元上的自主进程。

(2)交互性:

Agent能够与其他Agent(包括人),用Agent通信语言实施灵活多样的交互,能够有效地与其他Agent协同工作。例如,一个Internet上的用户需要使用Agent通信语言向主动服务Agent陈述信息需求。

(3)反应性:

Agent能够感知所处的环境(可能是物理世界,操纵图形界面的用户,或其他Agent等),并对相关事件作出适时反应。例如,一个模拟飞机的Agent能够对用户的操纵作出适时反应。

(4)主动性:

Agent能够遵循承诺采取主动行动,表现出面向目标的行为。例如,一个Internet上的主动服务Agent,在获得新的信息之后能够按照约定主动将其提交给需要的用户;一个工作流管理Agent,能够按照约定将最新的工作进展情况主动通报给有关的工作站。

2Agent类型

Agent可分为五种类型:接口Agent,用来表示下一代的人机接口,这计算机提供了新的用户接口;搜索Agent,完成各种类型的信息搜索;监视/控制Agent,观察、审核、管理和监视设备、条件、数据和进程;获取Agent,代表用户被授权获得一些好处或服务;决,策支持Agent,提供分析、信息综合、条件和数据解释、规划和评估。

3路口多Agent的交通控制系统结构

随着经济的迅猛发展,人们生活水平的不断提高,机动车进入家庭的速度加快,导致机动车数量激增,而我国道路增长速度远远落后于车辆增长速度,由此导致交通拥挤现象日益加剧,而是发生在路口的交通拥堵现象是产生拥堵的主要因素。所以采用多Agent系统进行构建城市交通控制系统的计算机环境已成为发展的趋势。多Agent系统中将复杂的问题进行任务分解,分解后的每个子任务由单个Agent进行求解,这样我们就将一个多Agent系统演变为单Agent结构。而对于整个路口而言还是一个多Agent系统,该系统通过周期实现控制子区间的协调,通过对设置在路口处信号配置的时差实现交叉路口间的协调,通过设置在路口处的感应线圈的占有率来实现交叉路口各方向车流间的协调。如图1所示提出了以路口Agent为单元的多Agent交通控制系统结构。

图1中以4个路口组成的网络为例,说明该Agent交通控制系统结构。路口Agent设有静态数据库,用于存储相邻路段的几何特性和设计通行能力等;设有动态数据库,用于存储从检测器即设置在路口的感应线圈来获取的车流量、车通过线圈的速度、占有线圈的时间等数据;设有智能计算模型数据库,用于信号配时优化;设有智能体协调方法与算法库,用于路口Agent之间的协调。

4交通传感器判断交通拥堵度原理与分析

4.1判断拥挤的基本原理

当某一流向得到绿灯后,正常情况下车辆应该鱼贯快速通过路口,每辆车占用检测器不应超过2秒(检测器车辆行进方向长度为2米)。当检测器被连续占用2秒以上时,可以认为是车辆因前方拥挤而行驶缓慢所致。将该流向整个绿灯期间内检测其被连续占用2秒以上的所有时间段累加,与绿灯相比即可得了拥挤度。

4.2判断路口塞死的基本原理

假定某一流向的停车线至检测器间已经排满了车辆,那么正常情况下排空这些车辆所需要的时间称为最大排队清除时间。若某一流向从绿灯启亮开始,到经过最大排队清除时间和一个适当的冗余时间止,检测器始终被连续占用,说明路口被塞死,该流向车辆没动。

交通信息采集与协同控制网络协同算法交通信息采集与协同控制网络协同算法主要包括两个部分,即交通信息采集部分和交通协同控制网络部分。交通信息采集部分主要完成车辆信息的采集和信息的发送;而交通协同控制网络部分主要完成实时交通信息的接收和信息的处理。交通信息采集部分算法描述:

E01, E02, E03; //E01, E02,E03为垂直车辆行驶磁场方向的磁场初始化值;

Flag1=False,Flag2=False;Flag3=False ;//设3个节点中车辆通过标识符均为假;

If E >=E01 then //车辆通过路面传感器1的磁场值大于预先设定阀值;

Flag1=True ; i=1; //车辆通过标识为真,计数器开始计数;

while Flag1==True && i<10 do//循环计数到10来判断车是否通过路面传感器;

If E>=E01 then

Flag1=True;i++;//路面传感器1中车辆通过标识为真,并将车辆计数器加1;

Else

Flag1=False ;//路面传感器1中车辆通过标识设为假,车辆计数器停止计时;

If i==10 then//如果计时数器达到10,则为车辆通过,利用路面传感器节点2来计算车辆车速;

t2=1; //路面传感器节点2开始计时;

//取得车辆经过节点2的磁场值

If E>E02 then

FIag2=True; i=1 ;//节点2的车辆通过标识设为真,车辆计数器开始计数;

While Flag2== True&&i<10 do

If E>E02 then

Flag2=True;i++;

Else

Flag2=False;

If i==10 then //如果车辆也正在通过路面传感器节点2;

v=6/t2 ; //计算车辆的车速v;

T=to+x/v; //计算车辆到达下游路口的时间T;

SendToMessage(id2,T,v) ;//将信息发送到路口传感器节点;

5结束语

本文首先介绍了Agent的概及Agent的特性、类型,在此基础上提出了路口多Agent交通控制系统并进行了分析,最后本文针对基于Agent的交通传感器网络协同模型判断交通拥堵度并对主要算法进行了分析与研究。

摘要：Agent技术来源于分布式人工智能DAI领域。也有人将其翻译为智能主体或智能体,Agent技术在90年代成为热门话题,Agent一词越来越多地被提到,Agent技术的研究方向和应用就有了更加广泛的发展空间。主要介绍了Agent的概念、特性、类型,与多Agent技术在交通控制系统中的应用这两大方面的内容。

关键词：Agent,交通控制,人工智能

参考文献

[1]熊才刚.基于Agent交通传感器网络协同模型和算法[D].辽宁:大连理工大学,2007.