人工社会——基于Agent的社会学仿真

介绍一个方兴未艾的热门领域——人工社会。这是一个采用复杂系统中的自下而上的建模方法,结合人工智能、Agent技术、计算机仿真、社会科学等多门学科的综合交叉学科。在简单的回顾了基于Agent社会学仿真的方法发展历史之后,较详细地介绍一个人工社会模型实例——糖域(Sugarscape)。然后就人工社会建模方法、步骤、特点以及与传统社会科学研究方法的对比进行评论。目前,虽然人工社会还没有形成一个完善的理论体系,然而它已经深深的渗透到了经济学、社会学、组织理论、环境科学、语言学、文化学等社会科学领域,并成为社会科学研究的一种重要方法。

基于Agent的社会力模型实现及地铁通道行人仿真

行人微观仿真技术已经成为地铁站等行人密集场所方案评价和疏散评估的主要研究手段.社会力模型从受力角度进行建模,可得到行人的运动状态和受力状态,不引入复杂的判断规则即能得到丰富的自组织现象.文中针对该模型存在的算法复杂度高和物理粒子运动盲目性的问题,引入分子动力学的Gear预测校正法和链接列表元胞算法,基于Agent感知-决策建模方法,构建了改进模型及其面向对象的编程实现框架.采用椭圆形的行人形体描述方法,标定了行人形体、运动及模型参数,设计了密度扫描转向、变作用强度及碰撞预测规避等行人Agent交互方法及算法,在VC++2008平台实现了改进模型并进行地铁站通道的单、双向仿真.结果显示链接列表元胞法可以明显减少仿真时间,模型可较好地实现自动渠化,与车站调研得到的通道客流密度-流量关系吻合.

社会学仿真评述

本文通过对国外基于多智能体的社会学仿真文献(简称社会学仿真)的研究和评论,详细介绍社会学仿真的研究概况以及社会系统模型的特性,阐述了建模的基本过程和模型的评价标准,总结了社会学仿真常用方法与工具,最后指出了社会学仿真研究的发展方向。

集群计算环境下基于复杂网络的社会学仿真负载划分优化算法

负载划分是决定集群计算环境下基于复杂网络的并行社会学仿真性能的核心因素之一.由于背景负载等因素的影响,集群系统中往往需要根据实际可用计算资源非均匀分配仿真任务,而现有针对无标度特性拓扑结构的并行仿真负载划分算法无法适应集群环境下计算负载非均匀划分的需求.针对这一问题,提出了一个基于集散节点聚合的负载划分算法,将集群计算环境下基于复杂网络的并行社会学仿真负载划分优化问题转换为一个二部图最小代价赋值问题,最终得到仿真任务到计算节点的分配方案.理论证明该算法近似解与全局最优解比值不超过3,时间复杂度不超过O((k!+1)·kn).实验结果表明该负载划分算法相比现有算法平均提高18.8%的仿真运行性能,证明了该算法的有效性和实用性.

基于多Agent的服装可持续消费行为建模与仿真

“双碳”目标下,随着服装消费引起的气候变化和环境污染等生态问题日益严重,迫切需要重新思考和重塑服装消费模式,推动服装消费向质量型、低碳化转变,从而实现服装产业的绿色转型。文章运用多Agent建模方法,构建服装可持续消费行为仿真模型,采用Netlogo平台进行仿真实验,探求服装可持续消费行为的影响机理。结果表明,消费者可持续消费认知、产品可持续性和设施供应条件均显著促进可持续消费行为;但不同强度下,产品可持续性和设施供应条件的推动作用存在差异。基于此,从可持续消费认知和供应条件两方面提出了引导中国消费者服装可持续消费行为的建议和对策。

人文社会学科虚拟仿真实验教学项目的建设逻辑探索

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要内容,是学科专业化与信息技术深度融合的产物。我国的虚拟仿真实验教学项目建设最先在理工类学科中开展,随着技术的发展和实践的推进,人文社会学科建设虚拟仿真实验教学项目也进入"试水阶段"。文章主要探讨人文社会学科虚拟仿真实验项目的建设需要满足的条件,与理工科高危等前提条件存在的不同,在此基础上对人文社会学科虚拟仿真实验教学项目的建设路径进行探索。

社会系统MAS分布仿真中的Agent优化调度算法

针对分布式多Agent系统在复杂社会系统仿真应用中的运算特性,设计了一个基于分布式结构的Agent调度框架并提出了Agent的动态优化调度算法.该算法综合考虑了仿真过程中仿真节点运算负载和Agent通信结构的变化,通过优化Agent的调度和分配实现各仿真节点负载的动态均衡以及多Agent系统中跨节点全局通信量的减少.仿真实验分析表明提出的算法能够有效提高此类仿真应用的运算性能以及减少仿真执行的时间.

基于Agent建模技术的结构化社会仿真系统设计

近年来,基于Agent建模(Agent-based modeling,ABM)的理论和技术得到长足的发展。利用Agent建模技术对人类社会进行群集行为的模拟也越来越受到学术界的关注,发展迅速。本文阐述Agent建模技术在建立结构化社会系统时的一般方法;分析该建模方法的主要研究内容;利用本文阐述的方法开发一套完整的结构化社会仿真系统平台,并在该平台上对社会群落模块聚集效应进行有效的验证;最后讨论基于Agent建模技术的结构化社会仿真系统的应用前景和面临的挑战。

基于组合遗传算法的电力科技创新成果多agent集成仿真

电力科技成果普遍交叉,为了降低集成电力科技创新成果耗时与能量损耗,研究基于组合遗传算法的电力科技创新成果多agent集成仿真。将底层数据库中电力科技创新资源经多种接口调配至关联库、综合评价以及专家评价三大agent模块,通过结合遗传算法与蚁群算法优点的组合遗传算法,优化解决多agent集成任务分配问题,实现电力科技创新成果高效集成。实验表明,该算法的寻优能力高、求解速度快;可规范化、结构化地集成电力科技创新成果信息;具有耗时少、能量损耗低优势。为科技创新和成果转化提供新思路。

基于Agent的社会科学仿真研究综述

社会系统因为其自身的复杂性使得传统的社会科学研究方法具有很大的局限性,而随着基于Agent的计算机仿真技术的渐渐兴起及其在社会科学领域的成功应用使得社会科学研究取得了一些突破性进展。该文对基于Agent的社会科学仿真的研究成果进行了总结梳理,并阐明对未来的研究思路及方向的启示。

基于SugarScape的多Agent人工社会通信仿真

SugarScape是一个由Josh Epstein和Bob Axtell两人合作开发的人工社会模型。在一个二维虚拟世界中分布着固定的"糖"资源。大量的Agnet在二维世界中游走,并通过不断的收集"糖"来增加资源。由于每个Agnet都会在一个周期中消耗一定单位的糖,所以当糖消耗光的时候它就死去。我们可以通过变化Agnet所遵循的不同规则来研究包括环境变迁。遗传继承、贸易往来、市场机制等广泛的社会现象。我们用NetLogo编写了SugarScape人工社会程序,并以此为环境分析了财富分配模型及财富继承模型。

基于Agent的体系对抗仿真建模方法研究

面向信息化战争的武器装备体系对抗仿真,从复杂系统建模的角度对传统系统仿真建模方法提出了严峻挑战。因此,需要以CAS理论为依据,研究新的武器装备体系对抗仿真建模方法,以适应信息化战争模拟的需要。为此,我们在分析体系对抗仿真需求的基础上,从基于Agent的体系对抗仿真建模概念、仿真建模概念框架、仿真建模策略,基于Agent的体系整体“涌现”行为建模等问题入手,探讨了基于Agent的体系对抗仿真建模方法问题,并结合体系对抗仿真实验,研究了基于Agent的实体行为建模、实体交互建模和实体模型结构,提出了基于Agent的体系整体“涌现”行为建模思想和建模规范。

REPAST——一个多Agent仿真平台

介绍了开放源代码的多Agent仿真(MABS)平台REPAST及其应用现状。通过与另一个MABS平台SWARM的比较,发现REPAST更适合中国的计算机应用环境。分析了REPAST的软件结构以及离散事件调度机制,总结了REPAST仿真模型的结构。通过分析REPAST的源代码,修改了REPAST在软件国际化方面的一个缺陷,使之更好地支持中文、日文等多种语言。最后结合一个供应链仿真实例阐述了REPAST仿真程序的设计与实现方法。

基于Agent的分布仿真环境原型设计与实现

基于Agent的分布仿真是基于Agent的建模与仿真(ABMS)研究的重要内容。在提出的基于Agent的分布仿真软件框架和通信系统的基础上,利用Java语言和面向对象的方法实现了一个基于Agent的分布仿真环境原型系统ADSimE。对该分布式仿真环境的主要实现细节进行了阐述,给出了全系统的主要Agent类的UML设计图,重点阐述了保守策略仿真Agent类和乐观策略仿真Agent类的设计及处理流程。最后以闭合排队网络为例,说明了怎样在该环境下进行基于Agent的分布仿真应用的开发。

多Agent仿真中Agent行为的形式化描述方法

提出了一种从状态、动作、动作序列到活动,逐步地建立对Agent行为的形式化描述方法。该方法能有效地用于多Agent仿真系统的设计中Agent行为特征的分析、定义和描述。

分布式多Agent仿真系统的控制结构研究

在研究多 Agent 仿真技术的基础上,提出了一个分布式多 Agent 仿真系统的控制功能框架(DMASCF)。该框架包括了输入接口控制、输出接口控制、模型结构控制、仿真时钟控制、实验数据控制、仿真实验控制、仿真逻辑控制七个功能元素。分析了各种控制功能的工作原理与机制,并从输入输出连接关系角度分析了多 Agent 仿真系统层次化与分布式建模的本质。

一个基于Agent的股票市场仿真模型的Swarm实现

Swarm是一个实现基于Agent的仿真模型的软件工具。首先介绍了使用Swarm仿真平台实现基于Agent的仿真模型的一般方法和应考虑的关键问题,然后详细地阐述了使用Swarm来实现一个基于Agent的连续竞价股票市场仿真模型中的Agent和Agent交互的方法与过程。为该领域的研究者在模型的实现这一问题上提供了一定的参考和借鉴。

基于多Agent的多无人机协同决策算法仿真平台设计

无人机协同作战的相关算法概括起来可以分为两类:一种是用于为无人机指明"往哪飞"的任务分配相关算法,另一类是用于确定"如何飞"的路径规划相关算法。首先针对这两大类协同算法归纳出相应的抽象数学模型,然后以此为依据确定无人机Agent的各决策模块的内部结构和彼此之间的交互接口,以及对外提供的扩展"钩子";然后在此基础上,利用多Agent技术搭建了无人机协同作战算法仿真平台UAVSim,以模拟从任务分配到路径规划的协同全过程。整个平台采用分层的体系结构,将算法、内核和显示完全分离。平台中参与模拟的无人机个体都用单独的Agent表示,每个Agent遵循统一的协作框架,同时可根据特定的协同算法动态配置其决策模块。

一种基于CORBA和Agent技术的电力市场仿真平台的研究

提出了一种基于 CORBA和 Agent技术的电力市场仿真平台的设计框架 ,说明了该平台中几种主要的 Agent的运行特点及流程 ,指出了将 CORBA技术应用于其中的优越性。此平台为深入地研究市场化运营条件下电网中各参与者的行为特点 。

面向Agent的电梯群控仿真系统建模研究

扩展了UML建模语言,形成了面向Agent的UML(AUML)以辅助面向Agent系统的开发。并应用扩展的Agent图、用例图和顺序图建立了电梯群控仿真系统的Agent模型、功能模型和动态模型,从而为系统的设计、开发奠定了基础。实践表明,该方法在面对复杂多任务系统时具有更强的实用性和优越性。