基于协进化机制的多智能体系统体系结构及多智能体协作方法研究

多智能体系统体系结构及协作机制是多智能体理论中的核心与热点问题，基于协进化机制的多智能体协作方法作为一种新兴的研究思路，具有广阔的研究前景。论文主要围绕基于协进化机制的多智能体系统理论与实现方法展开，重点讨论了基于协进化的多智能体系统模型建模方法、体系结构及协作机制、多智能体之间协作行为的协进化以及系统仿真框架与实验研究等几个方面。 首先，在介绍了协进化算法的核心思想、形式化描述和基本算法流程的基础上，从模式分析角度出发，建立了基于模式复制方程的多群体协进化算法数学模型，对协进化算法中的最优选择法和随机选择法进行了理论分析与比较，提出了一种新的个体适应度评价方法，并通过仿真实验验证了新方法的效率。 建立了基于协进化的多智能体系统的符号演绎理论模型。结合协进化机制，从符号演绎逻辑的角度重新定义了协进化智能体的信念、动作、通信、决策器等各个方面，将协进化智能体模型与实际世界模型形成一个统一的闭环系统，并建立了基于协进化的多智能体系统的符号演绎理论模型。多群体协进化算法数学模型及基于协进化的多智能体系统的符号演绎理论模型，是全文的理论基础。 建立了基于协进化的多智能体系统MASBCE的体系结构，并深入分析了它的内部运作机制。在考察了各种典型的智能体体系结构及PTS领域的智能体体系结构等单个智能体体系结构主要设计思想的基础上，定义了基于协进化的多智能体系统MASBCE，对MASBCE的构成及其相互之间的联系进行了深入分析，通过对协进化智能体体系结构的分层设计方法、智能体与世界模型的交互过程、MASBCE中的分级循环过程、MASBCE中的周期步进运行机制等的分析，明确了MASBCE的体系结构及内部的运作机制。 提出了基于进化规则策略系统的多智能体协进化模型，将协进化机制与进化规则策略系统相结合，深入研究了多智能体协作方法。介绍了典型的进化规则策略系统SAMUEL，然后从行为工程的角度，对基于进化规则策略系统的多智能体协进化模型进行了深入分析，采用协进化机制分析了智能体之间协作过程中行为策略的评估问题。 最后，根据基于协进化机制的多智能体系统体系结构及协作机制的基本思想，建立了基于协进化机制的多智能体系统仿真框架，对仿真框架进行了面向对象的设计，并构建了仿真系统的基础类库，为基于协进化机制的多智能体协作方法研究建立了一个开放式的仿真实验环境。并以典型的多智能体协作行为研究平台“捕食者—猎物”问题为背景进行了实验研究，得出结论：将协进化机制与知识规则系统相结合，可以 国 防科技人 学研 究生 院学位论文 为智能体的行为提供有益的决策支持，智能体之归1可以通过协进化的方式提高和增进 彼此的协作行为。