Разработка языка коммуникации агентов для мультиагентной системы моделирования процессов преобразования ресурсов.

Аксенов Константин Александрович,

кандидат технических наук, заместитель декана по НИРС,

Зраенко Алексей Сергеевич,

аспирант,

администратор сети ФГУП «Уралгеоинформ»,

Уральский Государственный Технический Университет – УПИ,

Радиотехнический институт – РТФ.

В мультиагентных системах (МАС) множество автономных агентов действуют в интересах различных пользователей и взаимодействуют между собой в процессе решения определенных задач. Понятие агент соответствует аппаратно или программно реализованной сущности, которая способна действовать в интересах достижения целей, поставленных перед ним владельцем и/или пользователем [1]. Главные отличия агентной программы от обычной экспертной системы или от других интеллектуальных систем связаны с наличием механизма формирования целей и модуля коммутации, который обеспечивает взаимодействие с другими агентами. МАС рассматривается в контексте процессов преобразования ресурсов (ППР), которые включают следующие классы систем: бизнес-процессы, организационно-технические системы, производственные процессы и процессы логистики [2].

Агенты должны диагностировать ситуации, в которых происходит конфликт, и вызывать различные методы проведения переговоров в зависимости от конкретного типа ситуации. Конкуренция между агентами и конфликты, как ее результат, возникают в связи с естественной ограниченностью ресурсов, которые используют агенты для достижения своих целей. Одним из самых простых механизмов разрешения подобных конфликтов является «право сильного» – сильный агент отбирает ресурсы у слабых агентов. Более сложные механизмы реализуются путем проведения переговоров между агентами, направленных на достижение компромиссов. Подобные переговоры могут основываться на организации аукционов, организующих четкое разделение входных ресурсов и средств между агентами [3].

Для реализации моделирования конфликтных ситуаций на общих ресурсах и общения агентов, необходимого для их разрешения, разработан программный комплекс jSIM, являющийся мультиагентной системой моделирования процессов преобразования ресурсов. Интерфейс системы jSIM представлен на рис. 1.

Рис.1.

Интерфейс системы jSIM.

В результате проведения анализа существующих стандартов общения агентов для использования в системе jSIM был выбран стандарт FIPA, как наиболее соответствующий проблемной области процессов преобразования ресурсов, и платформа JADE, наиболее полно реализующая данный стандарт. Архитектура системы такова, что в ней создаются агенты, которые способны реагировать на внешние события, формализованные в виде сообщений, посланных агенту. Ответной реакцией агента на такое сообщение может быть новое сообщение или какое-либо действие, описанное произвольным алгоритмом на языке LISP. Сообщения в jSIM передаются и обрабатываются параллельно, создавая подобие реальной системы.

Для передачи сообщений между агентами будем использовать тип сообщений ACL (Agent Comunication Language), используемый в стандарте FIPA. В разработанной системе из структуры сообщения ACL используются следующие поля:

1.       Выполняемое действие (performative). В системе всегда имеет значение - request (запрос).

2.       Отправитель (sender). Это поле автоматически заполняется при создании сообщения.

3.       Адресат (receiver). Это поле может содержать несколько адресатов. Адресат задается именем агента и системы, в которой он функционирует.

4.       Тело сообщения (content). Содержит данные, зависящие от вида сообщения. Агент, получив такое сообщение, обрабатывает его в соответствии с заданным алгоритмом. Далее он формирует новое сообщение или выполняет какой-либо алгоритм.

5.       Вид сообщения (conversation-id). Служит для интерпретации содержания сообщения.

В стандарте FIPA для передачи сообщений типа ACL между агентами используется Lisp-подобный язык FIPA Semantic Language. Для предметной области процессов преобразования ресурсов необходима разработка расширения языка FIPA Semantic Language вследствие отсутствия его адаптации к данной предметной области. Виды сообщений, формирующие разработанное расширение языка FIPA Semantic Language, представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Виды сообщений расширения языка FIPA Semantic Language для предметной области процессов преобразования ресурсов.

Интеллектуальный агент должен иметь способности к обучению и самообучению. Обучение агента реализовывается как постоянное пополнение базы знаний агента. Основным источником знаний является общая база знаний, относящаяся к миру агентов. В ней хранятся данные по ресурсам, непосредственно находящимся в подчинении агентов, и данные по общим ресурсам.

Таким образом, разработанная система jSIM представляет собой реализацию системы моделирования, в основу которой положена мультиагентная модель процессов преобразования ресурсов с добавлением механизма общения, позволяющего агентам принимать более адекватные решения при разрешении возникающих между ними конфликтов на общих ресурсах.

Литература.

1.                  Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальные информационные системы: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2004.-424 с.

2.                  Аксенов К.А., Гончарова Н.В., Смолий Е.Ф. Мультиагентный подход к процессам преобразования ресурсов // IX отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.- С. 186-190.

3.                  Аксёнов К.А., Зраенко А.С., Гончарова Н.В., Долматов С.Ю. Конфликтные ситуации в интеллектуальных  мультиагентных процессах преобразования ресурсов // Научные труды международной научно-практической конференции «СВЯЗЬ-ПРОМ 2006» в рамках III Евро-Азиатского международного форума «СВЯЗЬ-ПРОМЭКСПО 2006». –Екатеринбург: ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2006.- С. 49-51.

Поступила в редакцию 14.04.2008 г.