多/单目标优化转换下的作战任务重分配

协同作战任务分配技术是近年来军事领域的研究热点之一,以往的研究一般将任务分配划分为预分配和动态分配2个阶段并独立进行研究,但是这种做法忽略了2个阶段之间的内在联系。针对这一问题,以多目标优化下的任务预分配和单目标优化下的任务动态分配为切入点,提出一种多/单目标优化转换思想。在动态任务分配阶段,通过决策者在预分配阶段的选择获取其主观偏好,基于获取的主观偏好将多目标优化转化为单目标优化后,使用合同网协议完成单目标任务重分配。仿真结果证明了所提出的多/单目标优化转换思想的正确性及其在动态任务分配问题中的适用性。

考虑通信约束的星群分布式应急调度方法研究

为应对地球观测卫星(EOS)任务过程中面临的应急任务处置、卫星失效等突发情况,考虑通信约束,提出了一种针对卫星观测敏感器的预调度与重调度相结合的分布式调度方法。首先,提出一种多点交叉变异的分布式遗传算法(MDGA),产生高鲁棒性的初始对地观测方案,完成观测资源预调度。然后,面对应急任务处置需求和卫星失效事件,设计一种基于星间通信约束的合同网协议算法(ICCNP),使观测方案可动态调整,实现观测资源重调度。仿真结果表明,所提方法在预调度阶段相比集中式遗传算法、贪婪算法等算法显著提高了调度收益;在重调度阶段,所提方法能局部调整任务方案,以对任务方案扰动最小的方式,合理安排应急任务并重新分配失效卫星未完成的任务。

基于合同网协议的分布式反导资源分配算法

资源分配算法是实现一体化防空反导的关键技术。针对弹道导弹防御过程中“传感器-武器-目标”动态分配问题,提出一种基于合同网协议的分布式分配方法。首先,对“传感器-武器-目标”动态分配问题进行形式化建模,模型考虑传感器和武器空间能力、传感器制导通道和武器拦截弹数量等实际约束,并设计目标函数以实现弹道导弹防御中尽早拦截和尽可能提高拦截成功概率这两个主要原则。然后,在合同网协议框架的基础上,构建反导资源协同动态分配流程,并针对传感器和武器的任务特点分别设计反导资源投标与中标策略。其中,武器资源投标策略设计中考虑对已分配目标的置换,并在估计被置换对象重招标所带来效能损失的基础上提出基于校正效能的置换对象选择方法。计算机仿真实验结果表明,所提算法能够实现分配方案的动态调整,且与传统反导体系下的分配算法相比,对导弹的拦截时间更早,成功概率更高,平均反导效能提高43.7%。

基于多因子和合同网协调机制的微网多Agent混和能量管理方法

能量管理系统对微网的控制管理和优化运行具有十分重要的作用。通过合同网方法,对微网能量不同层次的协调控制机制进行研究,建立一种新型的基于多代理系统(multi-agent system,MAS)的集中与分布混合式微网能量管理系统;同时提出MAS下微网内Agent协作的多因子评价决策机制,从而构建了基于微网本地层发电单元自主控制与中央层多单元间主动能量协调控制相结合的微网系统能量协调控制框架。实验结果表明,利用所提控制系统,若干Agent参与的合同网方法和整个微网Agent参与的市场竞标方法可以实现微网能量不同层次的协调控制目标。

基于Multi-Agent敏捷卫星动态任务规划问题

在分析敏捷卫星的特点和卫星多用户需求的基础上,针对敏捷卫星任务规划问题,基于Multi-Agent理论构建了任务分配模型;针对敏捷卫星任务规划初始方案调度中卫星资源失效的情况给出了敏捷卫星动态任务重调度模型;在此基础上,提出了基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法,设计了招投标机制、可解约合同网协议以及招投标、评标策略;以敏捷卫星任务规划调度问题为例通过实验获得了满意的结果,表明了模型的合理性以及算法的有效性。

面向协同任务的多UCAV分布式任务分配与协调技术

对多架无人作战飞机(Unmanned combat aerial vehicle,UCAV)分布式控制中的任务分配与任务协调问题开展研究．采用合同网实现任务执行过程中的任务分配．通过对合同网进行扩展,使UCAV能够在招标和竞标的同时处理任务间的时间约束．设计了一种新的部分全局规划协商机制,能够更有效地对执行相关任务的UCAV的任务计划进行协调．通过Petri网建模方法,将两种协商机制模型化为Petri网并分析了协商过程的正确性与协商结果的可行性．仿真实验验证了方法的有效性．

动态合同网协议

对经典的合同网协议进行了改进,结合群体智能提出了一种适应环境及主体能力动态变化的动态合同网协议。 并给出了动态合同网协议的算法。经过在多主体平台MAGE(Multi-AGent Environment)上的多次试验,证明了动态合同网协议在各方面的优越性。

基于合同网模型的多代理协作研究

传统的合同网模型通过招标服务代理和投标服务代理之间的招投标,可以在Internet这样的开放异构环境下实现任务的协作求解.但传统合同网模型也存在一些如协作过程中网络通信量较大以及对服务代理能力和负载变化缺乏适应性等问题.为此,本文提出了等级域和时间消耗的概念,并将其引入到传统合同网中,建立了一个基于等级域和时间消耗的合同网模型.根据服务代理的能力和协作成功率,在传统合同网功能域中划分了三个等级域,使得服务代理间的协作大量发生在第一等级,同时在选择服务代理时,考虑了其时间消耗的因素.理论分析和实验表明,这个新模型能够降低查找协作服务范围,降低协作求解过程中的通信量,而且能使系统中服务代理的负载更均衡.

基于多智能agent的敏捷供应链

论述了敏捷供应链概念和特点,指出敏捷供应链是以动态联盟为基础的敏捷制造的关键技术之一。敏捷供应链作为一个典型的分布式系统,该文采用多智能agent系统建立敏捷供应链系统的框架,并对通用智能agent的结构、功能以及智能agent之间协作与通讯进行了研究。

基于扩展合同网协议的分布式武器目标分配方法

以网络化防空导弹体系为研究背景,对分布式武器目标分配(dynamic weapon target assignment,DWTA)问题进行了描述,从招标条件、招标策略、投标策略、中标策略、协议机制及合同类型六个方面对合同网协议(contract net protocol,CNP)进行了扩展,构建了基于扩展CNP协同机制的DWTA体系结构,提出了基于扩展CNP的DWTA算法。通过某一作战想定,分别从整体效能变化、协同交战次数和通信量三方面对基于CNP和扩展CNP的DWTA算法进行了比较,实验结果证明了后者的有效性和优越性。

TCLM-P2P:面向P2P社区的任务协作逻辑模型

P2P网络中广泛存在的"free riding"现象使其在任务协作领域的应用受到了极大制约.为了实现P2P网络环境下的有效任务协作,提出了一种具有激励机制的任务协作逻辑模型.基于Agent理论,首先给出了对等体、半对等体、P2P社区等概念;然后在合同网的框架下提出了面向P2P网络社区的任务协作逻辑模型TCLM-P2P(task collaborative logic model oriented to P2Pcommunity).相对于传统的任务协作模型,在合理的前提假设条件下,模型给出了模型公理和协作规则.该模型通过基于虚拟积分的协作算法实现了具有激励机制的P2P网络中的任务分配与协作.原型系统的实现及仿真实验结果表明TCLM-P2P模型具有可行性和有效性:不仅能够激励自利节点主动参与到任务分配与协作中;同时也能在一定程度上抑制节点的free riding行为,从而保障了P2P系统的有序工作.

基于熟人联盟及扩充合同网协议的多智能体协商模型

合同网协议可扩充性好,处理动态环境能力强,在多智能体系统协商中应用广泛.在分析了经典合同网协议的优缺点后,提出了基于熟人联盟及扩充合同网协议的多智能体系统协商模型.根据模型设计了适合扩充合同网协议的系统结构,引入了熟人联盟以及信任度参数,提出熟人联盟生成方法及信任度更新规则并构造了基于经典合同网协议的扩充合同网协议.最后通过对一个导弹防御例子的测试及分析,证实了该模型在保证协商质量的基础上,有效地降低了协商代价.

基于心智与扩展合同网的半自治多智能体任务分配

为解决网络化制造背景下的任务优化分配难题,提出一种将心智模型与扩展合同网机制结合的半自治多Agent任务分配方法。所构建的心智模型包括两类共六种心智参数。以此为基础,扩展了合同网机制包括发标优选、竞标报价与多Agent任务分配三个过程,通过发标适合度计算优化竞标Agent集;通过任务开销计算得到竞标报价;通过价格、协作、距离三个方面的成本评估,以总成本最小为目标建立任务分配优化模型与求解算法。采用企业原材料采购优化案例验证了该任务分配方法的有效性。结果表明,该方法消除了传统任务分配通信量大的缺陷,同时反映了任务候选者的主观意愿,为网络化制造条件下的任务分配提供了有效支持。

不确定条件下舰载机动态调度仿真与优化方法

针对舰载机调度中的不确定性及动态特征,给出了基于多主体技术的舰载机动态调度仿真与优化方法。定义了不确定条件舰载机动态调度的概念模型。基于多主体技术描述了概念模型中变量与目标、约束之间的隐函数关系。为降低不确定因素中能够引发重调度的各类系统扰动(故障或新任务到达)的影响,给出了主体之间的交互协商机制。在此基础上,给出了基于合同网与遗传算法的混合优化算法以提高模型的求解能力。最后以舰载机的典型任务模式为例,测试了混合优化算法的能力,并利用敏感性分析方法对故障扰动的影响进行了描述,验证了仿真模型与优化算法的可行性。

一种改进的动态合同网协议

对动态合同网协议进行了改进,提出了一种改进的动态合同网协议。管理者进行决策时不仅考虑信任度还综合相应的承包商代价。此外,给出了此动态合同网协议的算法。经过在REPAST平台上的实验,证明了IDCNP协议在运算时间及通信量方面的优越性。

同种农机机群动态作业任务分配方法

为解决农机作业过程中因突发状况引起的作业时间增加、某些作业任务无法完成等问题,该研究提出一种基于改进合同网算法的同种农机机群动态作业任务分配方法。基于农机性能参数和任务参数综合考虑用时最长农机的作业时间、农机机群油耗和路上的路程建立机群代价函数,建立单个田块和地头相邻田块的路径规划方法,参考合同网算法中的招-投标过程,建立农机对任务进行投标的代价函数,基于降低服务器计算量、减少通信次数、任务均衡分配和减小非作业路程等原则,通过选择招标者、设定招标阈值、中标者任务再分配和农机间任务交换等方式改进合同网算法。在不同时间进行基于传统合同网算法和改进合同网算法的农机机群动态作业任务分配仿真试验和农场实际播种作业试验。仿真结果表明,基于改进合同网算法的动态任务分配仿真结果比基于传统合同网算法的动态任务分配仿真结果机群时间代价降低0.83%~12.89%,与服务器通信次数降低77.4%~85%。农场实际试验结果表明:在不同的任务分配时间,基于改进合同网算法的动态任务分配的机群时间代价比实际理论机群时间代价降低30.20%~34.09%。本文提出的动态作业任务分配法能够满足农业生产中同种农机机群动态作业任务分配需求。

面向服务质量的交互式Web服务选择

在大量相似服务共存竞争环境下,为了实现面向服务质量的Web服务选择,分析了Web服务质量综合、模糊、动态和可配置特征,指出了当前服务描述和查找标准在服务质量信息描述和应用方面的不足。提出了Web服务的服务质量语义描述模型;设计了基于综合模糊评价系统的柔性可配置Web服务的服务质量需求语义描述模型;提出了改进的服务描述、查找和集成过程,利用基于合同网的交互协议规范的服务提供方、中介服务和服务用户3方协作,实现了面向服务质量的交互式Web服务选择。

多Agent系统中基于改进合同网模型的任务分配研究

任务分配是多Agent系统中研究的热点,合同网模型是关于多Agent系统中任务分配的经典策略,但传统的合同网模型存在很多不足。在引入基于信任度的招标策略和基于自适应的投标策略的基础上,主要针对传统合同网模型中标阶段存在的问题,从投标Agent的负载、能力和信任度3个方面进行综合考虑和权衡,提出了一种基于多属性评价中标策略的动态任务分配算法,从而有效地提高了任务分配和执行的效率。最后通过仿真实验验证了基于多属性评价中标策略的正确性和合理性。

基于合同网的任务分配方法的研究

任务分配是分布式问题求解中的一个重要内容，本文介绍了一种基于扩展合同网的分布式系统中任务的分配方法，使用成本值来完成合同网中标值的计算和评估，对传统合同网进行了改进和扩充．

无线传感器网络冗余节点休眠调度算法

提出一种冗余节点休眠调度算法来延长网络生命周期。调度过程中重点考虑两方面问题:一是采取策略防止大量节点同时从工作状态转入休眠状态以防止大量盲区同时产生;二是根据邻居表中节点的工作邻居数量,判定节点是否处于网络边界,对边界节点和内部节点采用不同的调度策略,防止边界收缩。仿真结果表明,算法能有效延长无线传感器网络的生命周期。