联盟结构图的性质及应用

形成有效的联盟是多Agent系统的一个重大课题.然而联盟结构的数目很大,对于包含n个Agent系统来说,其可能构成的联盟结构是O(nn),以至于通过穷举搜索最优联盟结构是不可能的.另外联盟结构空间是一个什么样的形态,这是目前为止很少有人系统研究的课题,尤其是其图性质的研究.从图的视点讨论多Agent系统中的最优联盟结构生成问题.首先将联盟结构空间抽象为一个联盟结构图,其中顶点代表联盟结构,有向边代表联盟结构的分解.随后总结和形式化该联盟结构图所具有的两个性质:最优子结构、重复子结构问题;推广了一个性质:关键搜索集;给出了一个新性质:较少冗余路径的图的连通性.为了理解联盟结构图的这些性质,将这些性质用到了有效动态规划法(effectivedynamic programming,EDP)中,分析得到其时间复杂度的下界是Ω(2.1n),上界是O(3n).实验分析表明,EDP算法比DP算法的搜索次数更少,在含有21个Agent的系统中,EDP比DP减少42%的搜索次数.

联盟结构图的代数性质及应用

将联盟结构的空间抽象为联盟结构图,并在该图上定义2种运算并和交,从而联盟结构图中所有顶点关于并和交构成代数结构——联盟结构格.为了简化该格性质的研究,又引入整数拆分图,并在联盟结构图和整数拆分图之间建立映射关系F,且由映射关系F诱导一个等价关系EF.这样在联盟结构图中搜索最优联盟结构时,可以利用某个联盟结构对EF产生的等价类的上界和平均值作为剪枝函数,当某个等价类的上界低于剪枝函数时,该等价类中的大量联盟结构就被剪枝掉.最后设计一种动态规划算法.实验表明它的有效性.在20个Agent时,它比原动态规划算法减少43%的搜索次数.

约束条件下联盟生成研究进展

联盟生成是在多 Agent系统的研究中最为重要的挑战之一。如何对 Agent进行划分使所得社会福利最大化是当前面临的主要问题。假设每个 Agent都具有理性和自利性的特性,为了追求自身的利益最大化而选择和其他的 Agent进行联合,进而使整个系统实现利益的最大化。目前,联盟生成问题有很大的计算挑战,即使在进行联盟的时候添加了约束条件,也需要新的算法来更快更有效地解决该问题。本文主要对约束条件下的联盟生成的研究进行综述,主要包括 4部分:最坏情况有限界联盟生成、动态规划联盟生成求精确最优解、联盟生成求近似最优解和约束条件下联盟生成求最优解。