多智能体仿真资料

5.3.3 多智能体与混合型模拟

2 基于多智能体的混合型模拟的集成方式



基于多智能体模拟与混合模拟集成中有个非常明 显的特点，即其混合深度加深了，建模更加灵活 了。 基于多智能体的混合型模拟集成结构如图5.2所 示。 对于单个智能体，其行为受到其属性值或环境变 量的影响，又由推理决策来决定，行为的结果又 将改变自己或者其他智能体属性值或环境变量， 依次动态推进。

最新的一些模拟软件不仅在混合型模拟和建模上有所进步
，而且在模拟的动画效果方面也有巨大进步，如Arena和 AnyLogic。
5.4 多智能体建模


5.4.1 多智能体建模概述
5.4.2 多智能体建模分析 5.4.3 常用多智能体建模工具 5.4.4 多智能体见面分析实例——以传染 病传播为例
第5章 多智能体模拟
5.1 引言
5.2 多智能体模拟的相关概念
5.3 多智能体系统与混合模拟
5.4 多智能体建模
5.5 多智能体模拟工具AnyLogic
5.1 引言



与传统的基于公式的建模方法不同的是，基于 多智能体的模拟注重的是分散而不是集成，通 过一种自然的方式来建模。 对于异构的、分散的复杂系统来说，基于多智 能体是适当的建模和模拟方式。 多智能体建模中使用的基本元素智能体具有主 动性、自治性和智能性，使得这种建模方法能 够实现传统方法难以胜任的复杂系统模拟。

(3) CAS理论的主要特点

适应性智能体(Adaptive Agent)是主动的、活的个体 。

个体与环境(包括个体之间)的相互影响和相互作用， 是系统演变和进化的主要动力。


混合模拟的另外一个重要的应用领域是分布式模拟。
5.3.3 多智能体与混合型模拟

1 传统模拟下混合型模拟的集成方式


这里的传统模拟指用基于过程的方式实现的系统 或者采用了传统的面向对象的思想实现的系统。 混合模拟系统结构，如图5.1所示。
推理决策系统
连续型系统
离散型系统
图5.1 混合模拟系统结构


5.3 多智能体系统与混合模拟


5.3.1 多智能体系统概述
5.3.2 混合系统与混合模拟 5.3.3 多智能体与混合型模拟
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5.3.1 多智能体系统概述

1 多智能体系统的出现及发展

多智能体（Multi-Agent System，MAS）是分
布式人工智能（Distributed Artificial
5.3.1 多智能体系统概述

3 多智能体系统的应用

多智能体在各个领域中的应用包括：智能机器人、交通控
制、柔性制造、协调专家系统、分布式预测、监控及诊断、
分布式智能决策、软件开发、虚拟实现、网络自动化与智 能化、分布式计算、产品设计、商业管理、网络化的办公
自动化、网络化计算机辅助教学及医疗等。
5.3.2 混合系统与混合模拟

混合系统(Hybrid System)是包含有连续事件、离散事件和
推理决策事件的一类复杂动态系统，其特征是既包含连续过程 变量，又包含离散过程变量。

混合系统广泛存在于自然及人工系统中。
目前的混合系统和混合系统模拟的研究主要集中在工程控制理 论领域，混合系统的应用集中表现在混合系统的故障诊断和监 控设计方面。
5.4.1 多智能体建模概述

(2) CAS理论的基本概念

聚集(Aggregation) 非线性(Non-Linearity) 流(Flow) 多样性(Diversity) 标识(Tag) 内部模型(Internal Model) 积木块(Building Block)






5.4.1 多智能体建模概述
5.4.1 多智能体建模概述

1 多智能体模拟的理论基础

本章所论述的多智能体模拟是狭义的多智能体模 拟，它以复杂适应系统（Complexity Adaptive System，CAS）理论为基础，主要 用于研究微观行为如何导致宏观现象。

(1) CAS理论的基本思想

一句话概括——适应产生复杂性。

5.移动性 6.理性 7.诚实性 8.友好性
5.2.2 智能体与对象

（1）对象的定义

对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它
是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属
性和对这组属性进行操作的一组服务（即方法） 组成。
5.2.2 智能体与对象

（2）智能体与对象的区别

1）自治程度不同。 2）自治行为的灵活性（自治性、反应性、社会 性） 不同。 3）智能体组成的系统，对每一个智能体来说， 它都有自己独立的控制线程；而在标准的对象模 型中，整个系统才有一个控制线程。 注意：尽管智能体与对象有着重大的区别，但这 并不妨碍用面向对象技术来实现智能体。
Intelligence，DAI）研究的一个前沿领域， MAS的研究重点在与如何协调系统中多个智能体 的行为使其协同工作。
5.3.1 多智能体系统概述

2 多智能体系统的特点。





1） 多智能体系统中，每个智能体具有独立性和自主性。 2）多智能体系统支持分布式应用。 3）按面向对象的方法构造多层次的、多元化的智能体。 4 ）多智能体系统是一个协调式的系统。 5 ）在多智能体系统中，智能体之间相互通讯，彼此协调， 并行地求解问题。 6 ）同一个多智能体系统中各个智能体可以异构。 7 ）多智能体技术打破了当前知识工程领域中仅使用一个 专家系统的限制。
5.3.3 多智能体与混合型模拟
图5.2 基于多智能体的混合型模拟集成结构
5.3.3 多智能体与混合型模拟

3 混合型模拟的工具与语言

直接运用某种通用的高级语言编写和运行模拟程序，如C 语言或者Java语言；

采用专门的计算机模拟语言来进行建模与分析，如
SLAM(Simulation Language for Alternation Modeling)，SIMSCRIPT，GASP等；
5.2 多智能体模拟的相关概念


5.2.1 智能体的定义
5.2.2 智能体与对象
5.2.1 智能体的定义
智能体是一种处于一定环境下包装的 计算机系统，为了实现设计目的，它 能在那种环境下灵活地、自主地活动。 一个智能体具有如下全部或部分的特 性：

1.自主性 2.社会性 3.反应性 4.合作性