Agent理论及其在水利水电系统中的应用研究

【摘要】： Agent技术是一种有效解决复杂分布式系统问题的方法。本文将Agent理论用于水利水电监控自动化系统的研究，重点研究Agent的体系结构、通信及协作等热点和难点问题，以大型泵站监控自动化为工程背景，探讨泵站监控自动化系统及泵站监控—维护—技术管理集成系统的一系列关键技术。 主要研究工作如下： (1)创造性地将Agent技术用于泵站的自动化管理，将一个复杂系统分解为多个可以协调的易解的Agent，方法角度自然而新颖，易于理解，易于实施。这种方法可以推广到更为复杂的水利枢纽自动化、水资源开发利用管理等领域，具有很大的应用价值。 (2)个体Agent的体系结构及实现。研究了个体Agent的思想与目标、运行机制、封装与继承、合作及实现方法，提出一种由多个功能彼此独立相互作用的模块化的Agent模板模型并研究了其工作原理，最后以某泵站监控自动化工程为背景研究Agent个体的实现。 (3)Agent之间通讯及其实现技术的研究。从Agent之间的基本通讯行为出发，研究Agent之间的通讯机制、通讯协议及其形式化，结合工程建立Agent之间的通讯模型及并研究其实现。采用RS485通讯、多线程技术，通过建立影像的方式研究了软件Agent和硬件Agent之间的通讯技术及其实现。 (4)研究Agent协作的基本理论和协作的实现技术。研究系统任务的分解、分配、Agent之间的依赖关系，在理性原理、联合行动理论基础上，提出了基于MAS的泵站联合监控系统模型，实践证明，这种模型具有更高的可靠性、灵活性、鲁棒性。 (5)基于MAS的集成技术的研究。针对现实工程中控制、维护、技术管理脱离的“信息孤岛”现象，基于MAS技术，提出了泵站智能控制—维护—技术管理集成系统模型，并对其实现作了简要探讨。 (6)本文以泵站监控自动化系统为背景，详细研究了个体Agent的结构、Agent之间的通信、Agent之间的协作和基于Agent思想的多系统集成，形成一个较为完整的理论和实践相结合的体系，可以指导规范、描述、构造更庞大的水利水电系统、解决更复杂的水利水电问题。 【关键词】：Agent 多Agent系统 模板 通讯 协作 泵站 联合监控 集成系统
【学位授予单位】：河海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TV736
【目录】：

• 第一章 绪论9-28
• 1.1 分布式人工智能及智能体9-14
• 1.1.1 复杂系统及分布式人工智能9-11
• 1.1.2 Agent的概念及基本特性11-13
• 1.1.3 智能体及多智能体系统13-14
• 1.2 Agent及MAS理论研究进展14-18
• 1.3 Agent及多智能体技术的应用研究现状18-23
• 1.3.1 Agent与MAS的应用现状综述18-22
• 1.3.2 Agent和MAS在水利水电工程中的应用现状22
• 1.3.3 Agent理论及应用方面有待进一步研究的问题22-23
• 1.4 选题理由及研究内容23-28
• 1.4.1 选题理由23-25
• 1.4.2 研究内容及创新点25-26
• 1.4.3 论文结构组织26-28
• 第二章 个体Agent结构模板及其实现28-51
• 2.1 Agent的概念及基本结构研究29-37
• 2.1.1 Agent的基本概念29
• 2.1.2 Agent的理论分析29-33
• 2.1.3 Agent的概念模型33-34
• 2.1.4 Agent的基本结构34-37
• 2.2 一种Agent通用模板结构37-42
• 2.2.1 Agent的模板结构37-39
• 2.2.2 Agent的语法定义39-40
• 2.2.3 Agent模板的工作流程40-42
• 2.3 基于Agent通用模板的实例42-48
• 2.3.1 基于Agent的保护系统-反应式智能体43-44
• 2.3.2 基于Agent的微机励磁调节系统-审思式智能体44-46
• 2.3.3 软件信息服务Agent46-48
• 2.4 个体Agent实例性能分析48-49
• 2.5 本章小结49-51
• 第三章 Agent之间通讯及其实现技术研究51-75
• 3.1 Agent的通讯行为与通讯机制51-55
• 3.1.1 Agent的基本通讯行为51-53
• 3.1.2 Agent的通讯机制分析53-55
• 3.2 Agent之间的通讯协议及其形式化55-60
• 3.2.1 Agent之间的通讯协议55-57
• 3.2.2 ACL的形式化57-58
• 3.2.3 信息交换举例58-60
• 3.3 软件Agent通讯的实现技术研究60-69
• 3.3.1 DDE方式实现软件Agent之间的通讯61-63
• 3.3.2 分区黑板通讯模型及其实现63-67
• 3.3.3 基于CORBA的Agent系统及其通讯67-69
• 3.4 硬件Agent之间的通讯及其实现技术研究69-74
• 3.4.1 多线程技术实现Agent之间的通讯69-72
• 3.4.2 串行通讯方式实现硬件Agent之间的通讯72-74
• 3.5 本章小结74-75
• 第四章 基于MAS协作的泵站联合监控系统75-102
• 4.1 Agent的协作及联合行动75-78
• 4.1.1 协商、协调、协作和协同76-77
• 4.1.2 协作的目的77
• 4.1.3 协作的方式和方法77-78
• 4.2 协作行动理论研究78-82
• 4.2.1 理性原理78-79
• 4.2.2 依赖关系79-80
• 4.2.3 联合行动理论80-81
• 4.2.4 基于MAS的泵站联合监控系统原理81-82
• 4.3 泵站联合监控系统协作模型研究82-92
• 4.3.1 泵站联合监控系统PJCMAS建设背景83
• 4.3.2 PJCMAS任务描述、分解与分配83-87
• 4.3.3 PJCMAS的协作模型87-90
• 4.3.4 协作模型分析90-92
• 4.4 PJCMAS中的联合行动及其实现92-98
• 4.4.1 协作行动描述92-93
• 4.4.2 PJCMAS中Agent之间的协作的特点93-94
• 4.4.3 PJCMAS联合行动的建立与实现94-97
• 4.4.4 保证协作成功的关键措施97-98
• 4.5 PJCMAS性能及效益分析98-101
• 4.5.1 联合监控系统性能99-100
• 4.5.2 联合监控系统效益100-101
• 4.6 本章小结101-102
• 笫五章 基于MAS的控制-维护-技术管理集成系统102-117
• 5.1 问题的提出及解决措施102-104
• 5.1.1 问题的提出及分析102-103
• 5.1.2 解决措施103-104
• 5.2 基于MAS的智能控制-维护-管理集成系统104-110
• 5.2.1 系统集成104-105
• 5.2.2 基于MAS的控制-维护-管理集成系统的思想105-107
• 5.2.3 基于MAS的信息集成系统框架107-109
• 5.2.4 系统特征109-110
• 5.3 基于MAS的泵站ICMMS的实现技术110-114
• 5.3.1 监控子系统110
• 5.3.2 维护子系统110-112
• 5.3.3 技术管理子系统112-113
• 5.3.4 ICMMS实现平台113-114
• 5.4 工程实现114-116
• 5.5 本章小结116-117
• 第六章 总结与展望117-119
• 6.1 总结117-118
• 6.2 展望及下一步研究计划118-119
• 参考文献119-126
• 攻博期间发表论文及参加的主要科研工作126-127
• 致谢127

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