基于MAS和数据网格技术的舰船辅机协同设计

在构建舰船辅机协同设计多智能体(Multi-Agent System,简写为MAS)过程中,各Agent之间存在某种内在的冲突、联系和规律。为了有效地发现和消解Agent设计需求和控制规律,引入智能控制解决方法和数据网格服务技术,它能为舰船辅机产品协同设计MAS系统的构建提供技术保障。提出了基于模糊灰色理论的冲突解决控制模型。建立了模糊理论和灰色关联算法的冲突消解模型,目标是在舰船辅机协同设计MAS系统中,得出所有灰色关联度数值大于预定临界值的分类规则及设计结果,以便控制未来趋势和进行规划。最后用舰船辅机-船用锅炉选型MAS设计控制归类规律作为算例,验证了算法的合理性。     

基于Agent的空中交通流量管理系统结构研究

空中交通流量管理系统(ATFM)对于适应飞行量的不断增长、减少延误、充分利用空域和地面资源,具有战略性意义.多Agent具有实时性高、可扩充性好、自治能力强的特点,符合空中交通流量管理系统的要求.本文充分考虑到空中交通流量管理系统三级结构的特点,把那些具有自主性和智能性、并对系统有重要影响的实体用Agent来实现,基于Agent技术构建了空中交通流量管理系统的框架,详细阐述了系统工作方式及各分Agent系统的结构;将多Agent应用到空中交通流量管理系统,可有效提高系统的动态环境适应性和自治性,降低系统设计与实现的复杂性,为建设流量管理系统提供了新的思维模式.     

基于多Agent系统的舰船灭火组织有效性评估

采用分布式人工智能中的多Agent系统模型,讨论舰船损管队在灭火过程中的组织有效性的分析方法.建立了舰船消防过程的多Agent模型,确定了基于Agent的火势模型,构建了舰艇灭火行动的计划树,并提出了舰艇损管队在灭火过程中的有效性评估模型.     

基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术研究及展望

铁路列车运行控制方式经历了固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的发展过程,随着车联网和群体智能等新一代信息技术的快速发展,更高效率的先进列车运行控制技术成为研究热点。面向下一代铁路列车运行控制系统,研究一种基于虚拟耦合的列车群体协同运行控制技术,提出采用多智能体系统(MAS)对虚拟耦合列车群的运行进行控制的方法,刻画其控制规则并构建以列车群稳定协同运行为目标的控制模型。在此基础上,设计基于虚拟耦合的列车控制及调度系统框架,采用仿真技术验证该方法可大幅缩短列车运行间隔,提升运行控制效率。最后分析总结基于群体智能的列车运行控制技术研究及发展方向。     

基于多Agent的贯通同相供电系统协调控制

为满足高速和重载列车对牵引供电系统在电能质量、电分相等问题上的需求,提出了构建基于多智能体的贯通同相供电系统的思路,探讨了系统的基本框架和实现途径与方法,设计了系统中各级Agent的结构功能,并讨论了多Agent之间的通信、协调和协作方法.设计了变电所之间的协调控制策略,以解决贯通同相供电系统中牵引变电所并网运行和变电所之间的潮流调度问题.最后,以京沪高速铁路为例进行了仿真.仿真结果表明,采用协调Agent参与分区协调的2级自治控制策略明显优于其他方式,能实现牵引变电所之间的潮流调度,并将受扰后的节点电压恢复到初始值,确保供电系统的整体电压水平.      

Synchronization research of a modified time-delayed multi-agent network model

The synchronization of time-delayed multi-agent networks with connected and directed topology is studied. Based on the correlative work about the agent synchronization, a modified model is presented, in which each communication receiver is distributed a delay τ. In addition, a proportional term k is introduced to modulate the delay range and to guarantee the synchronization of each agent. Two new parameters mentioned above are only correlative to the network topology, and a theorem about their connections is derived by both frequency domain method and geometric method. Finally, the theoretical result is illustrated by numerical simulations. Foundation item: the National Natural Science Foundation of China (No. 70571017) and the Research Foundation from Provincial Education Department of Zhejiang of China (No. 20070928)     

基于多智能体的铁路枢纽客运组织优化方法研究

以探索铁路枢纽客运组织方案的优化为目标,基于复杂系统理论中的多主体模拟方法,结合元胞自动机与多智能体各自的优势,将旅客行为与运输组织部门决策相结合,环境因素由元胞自动机表达,模型涉及到运输组织部门、旅客等不同类型的智能体,个体通过资源和环境的相互作用和与其他个体的交流协商来对周围环境的变化作出相应的反应。通过模拟运输组织部门复杂的决策过程,提出基于复杂适应系统理论的客运站客运组织优化的研究思路、基本框架和优化方法,探讨系统中各个智能体的结构及其竞合关系,设计基于多智能体的进化优化算法;最后以广州站高峰期客运组织优化为例进行了实证分析。     

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为了给驾驶员提供优质的停车服务、保证停车场的良性供需平衡,本文提出了一个由汽车、停车场和停车信息服务中心组成的智能停车服务环境。基于分布控制的思想,城市被分为若干停车区域,每个区域的停车信息服务中心都是基于FIPA规范和多Agent系统架构实现,并采用了移动Agent、消息队列、Agent容器和Agent执行环境对FIPA规范进行了扩展,充分利用了FIPA良好的交互性和移动Agent的灵活性;无需驾驶员和停车场的干预,多Agent可自动完成停车场查询、停车价格协商、停车位预定、路径导航等功能。此外,还将以时间为驱动的竞价机制引入到系统中,指导分别代表汽车和停车场的Agent进行停车价格的协商。协商算法的仿真结果表明：延长协商的规定时间会增加协商次数,降低协商算法的收敛速度。     

基于多Agent的机场场面最优滑行路径算法

为了保障机场安全,提高机场运行效率,建立了依据进出港航班滑行时间最短为决策的多Agent模型,模型以多Agent技术为基础,融合了Dijkstra算法的最优路径选择和合同网协议的思想,形成了基于多Agent的滑行路径优化算法,并依据该算法进行了仿真分析.仿真结果表明:与指定航班优先级相比,使用基于多Agent的优化算法处理同优先级航班,总运行时间可减少15 s;基于多Agent的场面运行调整算法可以有效地把航班和机场上分布的滑行道、跑道、停机位等资源组织起来,智能地发现冲突、躲避冲突,达到全局滑行时间最短,因此,该算法可行.     

基于领导跟随的船舶航迹控制

无人艇协同编队控制具有重要的军事和商船应用前景。利用多智能体聚集模型,基于leader-follower的目标跟踪,实现了含有模型不确定性与未知海浪流干扰项的多无人艇协同编队控制。采用单隐层神经网络逼近船舶整体未知项和环境干扰,引入一阶滤波器代替反步计算中的微分项,显著减少了计算量。利用时-空解耦方法,各船舶通过交互航迹参数信息,间接实现分散协同编队控制。利用Lyapunov稳定性分析方法,证明闭环系统所有状态和信号收敛于一有界集。通过选择合适参数,可使控制精度误差范围为任意小,仿真结果验证了控制算法的有效性。