Материал: Система мультиагентного мониторинга и диспетчеризации автотранспортных средств

) модели рассуждения агентов - обеспечивает аппарат принятия решения, с помощью которого участники пытаются достичь свою цель. Сложность модели определяется в соответствии с используемым протоколом, характером предмета переговоров и диапазоном операций, которые могут быть выполнены на нем.

Переговоры в МАС могут содержать сложные рассуждения высокого уровня.

Для того, чтобы создать практические приложения, очень важна низкоуровневая фундаментальная инфраструктура. Например, любой формально-основанный протокол переговоров должен иметь дело с потерей сообщений или с выбыванием одного из партнеров из переговоров.

Действительно, низкоуровневые коммуникационные языки управляют классами разговоров, в которых могут участвовать пары агентов. Компоненты разговоров определены не только указанным действием, но также и в соответствии с предусловиями, постусловиями и условиями завершения данного речевого акта. Они определяют обстоятельства, при которых может происходить коммуникация и включают состояние представления соответствующих агентов.

Для того чтобы переговоры завершились успешно, все участвующие стороны (т.е. агенты) должны ясно понять правила протокола переговоров или обязательства.

Очевидно, что разработка коммуникационного языка может ограничивать или допускать различные формы высокоуровневых рассуждений между агентами, участвующих в переговорах. Например, язык KQML накладывает ненужные ограничения на семейство агента - ожидается, что агент, посылающий запрос сам решит, как получатель его обработает, а не сам получатель (и возможно другие члены семейства) примет это решение.

Контрактная сеть описана как переговоры, хотя это простой протокол: объявление задачи, делать заявку, заключить договор и т.д. Если переговоры определены как любой коммуникативный процесс, который приводит к взаимоприемлемому соглашению, тогда становится ясно, что протокол контрактной сети составляет переговоры, хотя в довольно простой форме. Одной из задач разработчика протокола является создание протокола, который достигает желаемого результата с минимальным количеством коммуникаций.

Переговоры в контексте мультиагентных систем всегда определяются в соответствии с протоколом - будь это простой или сложный протокол, детерминированный или недетерминированный, и таким образом не будут различаться по своей природе от протокола контрактной сети.

В настоящее время идут бурные дискуссии по поводу разработки стандартного набора протоколов, которых будут строго придерживаться все агенты.

.5    Формат сообщений

В настоящее время идут бурные дискуссии по поводу разработки стандартного набора протоколов, которых будут строго придерживаться все агенты.

Для взаимодействия и управления программных агентов используется KQML, а также предложенная FIPA спецификация ACL, которая состоит из набора типов сообщений и описания их прагматики. KQML и FIPA ACL идентичны относительно основных концепций и принципов. Они отличаются, прежде всего, их семантическими структурами. (Agent Communications Language) представляет собой формат сообщения и протокол обработки сообщений, для поддержки общих знаний агентов. Этот язык может быть представлен как составляющая трех уровней:

.      Уровень коммуникаций, который описывает нижний уровень параметров коммуникации, таких как отправитель, приемник и коммуникационный идентификатор;

2.      Уровень сообщений, который представляет протокол взаимодействия;

.        Уровень содержимого.

Формат сообщения ACL выглядит следующим образом:

рисунок 2.2 Типичное сообщение языка ACL

Сообщение в примере начинается со слова «inform», что определяет действие, описываемое сообщением. Остаток сообщения состоит из слов, необходимых для сообщений и коммуникационного уровня. Существуют следующие ключевые слова: : агент, отправляющий сообщения,: агент, получающий сообщения,
 : контекстно-зависимая информация, описывающая сообщение. reply-to: Строка, идентифицирующая сообщение соответствует параметру reply-with при ответе на сообщение,


reply-with: идентификатор, используемый для ответа на данное сообщение : язык для интерпретации информации содержимого сообщения, : определяет онтологию интерпретации информации содержимого сообщения.

.6    Онтологии

Под онтологией понимается явное описание структуры некоторой проблемной области (темы). Подобное описание всегда опирается на определенную концепцию этой области, которая обычно задается в виде системы исходных объектов (понятий), отношений между ними и положений (аксиом). Само определение базовых понятий предметной области (агентов, процессов, атрибутов) вместе с основными отношениями между ними называется концептуализацией. Поэтому онтологию часто понимают как «спецификацию концептуализаций».

Практическая значимость онтологий для проектирования состоит в том, что задать онтологию, значит определить совокупность понятий, в терминах которых будет осуществляться процесс проектирования. Тем самым онтология задает концептуальную среду, в которой осуществляется процесс синтеза модели объекта автоматизации. Такая среда должна быть универсальной в том смысле, что она должна позволять решать задачу автоматизации в общем случае, т.е. быть максимально независимой в отношении выбора конкретного объекта автоматизации. Онтологии, обеспечивающие универсальность среды проектирования, называют онтологиями высокого уровня или метаонтологиями.

Важно, что агенты имеют не только онтологии предметной области, но и онтологии связанные с отношением к подобным «конструкциям». Такие онтологии, когда они существуют, называют общими онтологиями. Взаимодействующие агенты связаны между собой общей онтологией, они предполагают использование этой онтологии для интерпретации коммуникационных взаимодействий, таким образом «понимая» и «предсказывая» поведение друг друга.

Модель онтологии должна обеспечивать: а) представление множества понятий в виде сетевой структуры; б) отображение достаточно богатого множества отношений, включающего не только таксономические отношения, но и отношения, отражающие специфику предметной области; в) использование декларативных и процедурных интерпретаций и отношений.

.7    Существующие стандарты построения мультиагентных систем

Природа распределения и взаимодействия агентов исследуется различными группами ученых, работающими над стандартизацией взаимодействия мультиагентных систем. Некоторые из этих групп представляют собой FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents), OMG (Object Management Group), KAoS (Knowledge-able Agent- oriented System) и другие.

В данной работе использовался стандарт FIPA, о котором далее и пойдёт речь.

2.8  FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents)

The Foundation for Intelligent Physical Agents (FIPA) - это сообщество разработчиков, целью которых является стандартизация агентных технологий. Эта организация создала ряд спецификаций для непосредственного использования в мультиагентных системах. Самыми главными среди этих спецификаций являются Управление Агентами (Agent Management) и Язык Коммуникации Агентов (Agent Communication Language).

Управление агентами предусматривает использование нормативного фреймворка, внутри которого FIPA-агенты существуют и взаимодействуют. Он определяет логические модели для создания, регистрации, определения местонахождения, коммуникации, миграции и удаления агентов.

Сущности, определяемые в этой модели - это не что иное, как набор каких-то возможностей (служб), которые вовсе не связаны с физической конфигурацией. Вдобавок, особенности реализации каждой конкретной агентной платформы и агентов являются сугубо выбором разработчиков, занимающихся построением конечной мультиагентной системы.

Рис. 2.3. Модель управления агентами

Модель управления агентами состоит из следующих логических компонент, каждая из которых представляет набор определенных возможностей (смотри рисунок 2.3):

Агент - это некий вычислительный процесс, который наделен автономностью и коммуникативной функциональность в рамках приложения. Агенты обмениваются информацией с помощью Языка Коммуникации Агентов (Agent Communication Language). Агенты - это главные действующие сущности агентной платформы, которые представляют собой комбинацию одной или множества различных сервисных возможностей и операций, описанных в их характеристиках, внутри объединенной и интегрированной исполняемой модели. Агент должен иметь, по крайней мере, одного хозяина, который либо определяется организационными особенностями, либо должен быть при- вязан к конкретному пользователю, и он (агент) должен выражать хотя бы одно понятие для своей идентификации. Это понятие для идентификации называется Идентификатор Агента (Agent Identifier (AID)), который однозначно определяет агента в Множестве Агентов (Agent Universe). Агент может быть зарегистрирован как набор транспортных адресов, с которыми он может контактировать.

Служба Каталога (Directory Facilitator (DF)) - это опциональный компонент Агентной Платформы, но если он присутствует, то он реализуется как специальная служба-куратор. Служба Каталога представляет собой «желтые страницы» возможностей других агентов. Агенты могут регистрировать свои возможности с помощью службы каталога или запрашивать список доступных для выполнения чего-либо агентов. Внутри Агентной платформы могут существовать множественные службы каталога и они могут объединяться в федерации.

Система Управления Агентами (Agent Management System (AMS)) - это обязательный компонент агентного приложения. Система управления агентами проводит непосредственный контроль за существованием и использованием Агентной платформы. Только одна Система Управления Агентами может существовать в простой Агент- ной Платформе. Система Управления Агентами обслуживает каталог идентификаторов агентов, которые содержат транспортные адреса для зарегистрированных в Агентной Платформе агентов. Она представляет собой «белые страницы» возможностей для других агентов. Каждый агент должен регистрироваться в Системе Управления Агентами для получения действительного идентификатора.

Служба Транспортировки Сообщений (Message Transport Service (MTS)) - это стандартный коммуникационный метод коммуникации между агентами различных Агентных Платформ.

Агентная Платформа (Agent Platform (AP)) представляет физическую инфра- структуру, в которой могут быть развернуты агенты. Агентная Платформа состоит из вычислительной техники, операционной системы, программного обеспечения поддержки агентов, компонентов управления FIPA-агентами (Служба Каталога, Система Управления Агентами и Служба Передачи Сообщений) и самих агентов.

Внутренняя структура Агентной Платформы зависит от системных разработчиков и не является предметом стандартизации FIPA. Агентные Платформы и агенты этой платформы (как созданные, так и появившиеся путем миграции) могут использовать любые собственные методы взаимодействия.

Необходимо отметить, что концепция Агентной Платформы не означает, что агенты должны «располагаться» на одном компьютере. FIPA предусматривает различные варианты Агентных Платформ - от простых процессов, содержащих «легкие» агентные потоки, до полностью распределенных платформ, построенных на собственных или открытых межплатформенных стандартах. рассматривается только с точки зрения коммуникаций между агентами как внутри, так и извне для агентной платформы Агенты свободно могут обмениваться сообщениями любыми поддерживаемыми способами.

Программное обеспечение описывает не связанные с агентами наборы выполняемых инструкций, которые доступны через агента. Агенты могут получать доступ к программному обеспечению, к примеру, для добавления новых возможностей, запроса новых коммуникационных протоколов, запроса новых протоколов и алгоритмов шифрования, запроса новых протоколов согласования, и т.д.

Заключение

В ходе преддипломной практики, я разобрался в мультиагентных технологиях. В частности, я понял, что такое агент, и как с его помощью строить системы, решающие задачи без участия человека.

мультиагентный автотранспорт управление переговоры

Библиографический список

1.   Чекинов Г.П., Чекинов С.Г. Применение технологии мультиагентных систем для интеллектуальной поддержки принятия решений. Сетевой электронный научный журнал "Системотехника", No 1, 2003 г. 


2.      Тарасов В.Б. Агенты, мультиагентные системы, виртуальные сообщества: стратегическое направление в информатике и искусственном интеллекте// Новости искусственного интеллекта, No 2, 1998. - С. 5-63 


3.   Котенко И.В., Станкевич Л.А. Командная работа агентов в реальном времени. Новости искусственного интеллекта, No 3 (57), 2003. - С. 25-31. 


4.      Roberto A. Flores-Mendez. Towards a Standardization of Multi-Agent System Frameworks

5.      Тарасов В.Б. От мультиагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика. 


.        Келеберда И.Н., Лесная Н.С., Репка В.Б. Использование мультиагентного онтологического подхода к созданию распределенных систем дистанционного обучения, Educational Technology & Society, 7 (2), 2004.