Многоагентное моделирование окружающей обстановки морского судна Специальность: 05.13.18 - «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» (стр. 3 )

Рис.2. Многоагентная структура обработки информации

Со слоями агентов связано следующее содержание:

слой агентов представляет идентификационно-измерительные средства (ИС), в частности, радиолокационные станции (РЛС_p), направляющие потоки первичной информации в комплекс СММООС; слой агентов , названный на рис. 2 «ИС-агенты», обеспечивает преобразование входных потоков первичной информации в унифицированный для  СММООС формат с учётом привязки данных к системному времени; слой агентов , состоящий из  Ch-агентов, отвечает за выборку в реальном времени из информации, поступившей в СММООС, значений определённых характеристик динамических объектов, используемых  для третичной обработки данных и их регистрации в ЕИС; слой агентов , объединяющий агентов_ Ch,  нацелен на определение интегральных (результирующих) значений характеристик с учётом отождествлений и группирования, о которых будет сказано ниже; слой агентов , названный «Агенты объектов», представляет динамические объекты, обнаруженные в ООС в течение времени нахождения этих объектов в границах ООС; агенты слоя  представляют в СММООС идентифицированные группы надводных или воздушных объектов с учётом характеристик групп Gr.

Динамика каждого агента любого слоя, выраженная через его характеристики, представляется с помощью значений этих характеристик, привязанных к реальному (или модельному) времени. Существование любого агента определяется набором задач, за решение которых он несёт ответственность.

Структурно-формальное представление СММООС имеет следующий вид:

где отражено, что ООС(t) является аргументом СММ, причём СММ(ООС(t)) в её программном представлении (как многоагентной системы MAS) включает программные средства WIQA и ENV(t), с которыми взаимодействует система программных агентов S ({A1, A2, A3, A4,}). Базовые средства инструментария WIQA используются не только для разработки MAS, но и включены в её состав как системные средства, информационно обслуживающие процессы многоагентного моделирования, а также как средства управления  процессами и интеграции компонентов и агентов в единое целое.

       В символическое обозначение СММ(ООС(t)) в (3) и слева, и справа введено  время t. Слева оно выражает, что ООС(t) изменяется во времени из-за передвижения корабля и динамических объектов в его окружении. Справа время учитывает, что программные коды MAS(…, …, t) в процессе функционирования программной системы изменяются, поскольку в эти коды вводятся коды агентов, представляющих очередные корабли или самолёты, оказавшиеся в пространстве ООС, а также исключаются коды программных агентов для кораблей и самолётов, вышедших из зоны ООС.

В диссертационном исследовании принято решение о выделении в программном образовании Env(t) трёх представлений географики – картографическом представлении Cart(t) для визуальной демонстрации расположения надводных объектов, представления Aer(t) совокупности воздушных эшелонов в зоне ООС(t) и изометрического представления Isom(t), интегрирующего общую картину моделируемой обстановки судна.

Все программные агенты системы имеют реактивный тип и в единообразной форме взаимодействуют со своим окружением (рис. 3) через доску объявлений (включена как служебная  задача в общее дерево задач), обмениваясь данными, регистрируемыми в вопросно-ответных протоколах соответствующих задач существования агентов

Рис. 3. Схема взаимодействия агента со своим окружением

Символическое обозначение агента Аi(t) в формализме (3) включает N(Ai) – имя агента, B(Ai) – «тело» агента, образованное соответствующим программным кодом, Si(Ai)=(SIi(Ai), SOi (Ai)),  – список событий, котором события из списка SIi(Ai)  активизируют агента Ai, а SОi(Ai)  список событий, созданные агентом Аi для управления другими агентами, Di(Ai)  = (DIi(Ai), DOi (Ai))  – поле данных агента, в котором DIi(Ai) входные данные, а DOi (Ai))  - выходные данны, SP({ Ai})  - список имён агентов, которые  могут быть активизированы результатами работы агента Аi,  t – текущий момент времени существования агента в моделирующей (программное) среде, {fk(Ai, t, ∆mt)} – множество функций, зависящих от времени t существования агента и/или от временных интервалов ∆mt и используемых агентом Ai  в исполняемых им действиях.

В третьем разделе диссертации представлено распределение обработки данных между агентами; выявление проблем агентных решений и детализации механизмов обработки ограничено источниками радиолокационной информации; выбраны типовые модели агентных решений, представлен механизм коррекции значений характеристик; предложены и специфицированы два численных многоагентных метода для решения задач отождествления объектов, обнаруженных и зарегистрированных различными РЛС, возможно, под разными именами, и их группирования.

Для режима тренировки функции ИС-агентов изменены. Их активность нацелена на генерацию (с использованием генератора случайных чисел) характеристик надводных и воздушных объектов в начальном состоянии.

Сущность действий агентов Ch-слоя представлена на рис. 4, где показано, что Ch-агент из информации об определённой  характеристике (<gq1, tr1>, <gq2, tr2>, <gq3, tr3>), зарегистрированной ИС-агентами в определённые моменты времени (tr1, tr2 и tr3), выбирает для регистрации  в ЕИС то значение, неопределённость которого (и для измеримой характеристики и для идентифицируемой характеристики) меньше. 

Рис. 4.Отбор адекватных значений характеристик.

Для радиолокационных характеристик выбор определяется с учётом состояния РЛС (активна или нет), её приоритетом (точностные характеристики), а также статусом цели (сопровождавшаяся, но потерянная; недостоверные данные; цель сопровождается).

В обработке данных с использованием агентов учтена ситуация, в которой приходится решать задачу отождествления Z2(({Obk})  объектов {Obk}, получивших разные имена в разных потоках первичной радиолокационной информации (от разных РЛС).  Ситуация с возможным неправильным именованием объектов возникает и в случае, когда движущиеся объекты на экране локатора в определённый момент времени пересекаются в одной «точке».

В диссертационной работе в основу построений решения задачи отождествления положена проверка статистических гипотез о физической тождественности объектов (или нет), зарегистрированных операторами (или автоматически) под оперативными именами в формулярах разных РЛС.

Предлагается две версии решения, дополнительные друг к другу. В первой версии для оперативности построения системы имён объетов используется механизм однократной проверки статистических гипотез по всему множеству имён объектов, использованных в формулярах. Во второй версии для повышения достоверности используется статистика однократных проверок гипотез.

Задача отождествления находится на «дежурстве» постоянно, а очередной экземпляр её решения (сеанс решения) активизируется при наступлении определённых событий.

Для решения задачи отождествления в диссертации разработан и запрограммирован метод многагентного численного отождествления, в применении которого задействованы Агенты-Ch  и Ch-агенты, реализующие обе версии отождествления.