（计算机应用技术专业论文）多agent智能购物系统.pdf

摘要 目前，a g e n t 技术已经成为十分炙手可热的研究领域，特别是多a g e n t 技术相关的研究课 题和应用已急剧增加，这是因为智能a g e n t 的快速发展可以使人类的工作和生活变得更加 方便和舒适。人们只需要对a g e n t 进行检测和对a g e n t 分配任务，a g e n t 就可以快速并且 准确的完成任务。 将a g e n t 技术应用于商务领域，特别是自动化交易领域将十分具有发展前景。近几年，电 子商务的发展非常迅速，互联网上的信息传播也更加的动态化与多样化。因此，利用 a g e n t 技术来搭建强大的分布式系统所需要的工作框架是十分必要的。 本文详细的论述了在自动化交易领域中所有可能的场景，并且在此基础上设计并实现了基 于多a g e n t 的自动化智能购物系统，从而解决了电了商务方面的自动交易事务的问题。交 互式a g e n t 之间的协作和通信可以通过强制式学习和博弈理论来定义。各个a g e n t 之间可 以通过协作来更好的完成一个目标。因此，建立多a g e n t 之间的协作策略是必要的。每个 a g e n t 是独立的专家，可以独立解决某一特定问题；各a g e n t 根据问题求解的状态和各知 识源的求解技能，依据某种控制策略，动态的选择和激活适合的a g e n t ，使各a g e n t 能够 成功的完成任务。 基于多a g e n t 的自动化智能购物系统( m a i s s ) 是- - 个分布式系统，交易者( 买者和卖者) 可 以将各自的事务委托给a g e n t ，并且系统能够在满足各个交易者利益的前提下实现购物交 易，然后将交易结果通知他们，其中买者( 顾客) 和卖者( 供应商) 可以是组织、公司、 也可以是个人。 系统中，只要a g e n t 处于激活状态就可以进行交易，而且a g e n t 对与市场价格的变化往往 比人类更加敏锐。消费者a g e n t 可以智能的搜寻市场中的供应商a g e n t ，并且与之协商价 格，如果达成一致就与供应商a g e n t 交易。供应商a g e n t 还可以在市场中推销自己的产 品，如果有消费者a g e n t 对产品感兴趣，供应商a g e n t 就与他们联系，然后协商价格直至 交易成功，当然，供应商a g e n t 会提供给消费者a g e n t 一个利润尽可能高的价格。 基于多a g e n t 的自动化智能购物系统致力于通过自动价格协商来找出最优的解决方案从而 改善和促进电子商务交易系统。 关键词：多a g e n t 系统，电子商务，自动协蔺，强制学习，博弈论，n a s h 均衡化 a b s t r a c t a g e n tt e c h n o l o g yc o n t i n u e st ob eo n eo ft h em o s tc h e r i s h e dr e s e a r c ha r e a s n o w a d a y s i np a r t i c u l a r ，t h em u l t i a g e n t f i e l dr e l a t e dr e s e a r c h t o p i c s a n d a p p l i c a t i o n sh a v ei n c r e a s e dd r a m a t i c a l l y t h i si sd u et ot h es u c c e s so fi n t e l l i g e n t a g e n t sw h i c hc a n a c to nt h eb e h a l f o fah u m a nb e i n g t h eh u m a ni n v o l v e m e n tw i l l b ef o rm o n i t o r i n ga n da s s i g n i n gt a s k st oa g e n t s ，w h i c hi nt u r nw i l ld oo t h e rs p e c i f i c o p e r a t i o n si nav e r yf a s ta n da c c u r a t em a n n e r t h eu s eo fa g e n tt e c h n o l o g yt os u p p o r te c o m m e r c eo p e r a t i o n s ，e s p e c i a l l yi n a u t o m a t i n gt h eb u y i n ga n ds e l l i n gp r o c e s si ss op r o m i s i n ga n di sw o r t ho f s u c c e s s e l e c t r o n i cc o m m e r c eg r o w sr a p i d l yo v e rt h ei n t e r n e t t h ei n f o r m a t i o no ni n t e r n e t b e c o m e sm o r ed y n a m i ca n dh e t e r o g e n e o u s t h u s ，s o f t w a r ea g e n t sa r er e q u i r e dt o p r o v i d eas t r o n gw o r k i n gs t r u c t u r ea st h e y h e l pb u i l dp o w e r f u ld i s t r i b u t e ds y s t e m s t h i st h e s i ss t u d i e s ，a n a l y s e sa n da d d r e s s e si nd e t a i lt h ep o s s i b l es c e n a r i o s w h i c ha r en e e d e df o ra n a l y z i n g ，d e s i g n i n ga n di m p l e m e n t i n gam u l t i a g e n t a u t o m a t e di n t e l l i g e n ts h o p p i n gs y s t e mw h i c hc a nh a n d l ee c o m m e r c eo p e r a t i o n s a g e n t s i ni n t e r a c t i o nm u s th a v es o m ec o o r d i n a t i o na n dc o m m u n i c a t i o n m e c h a n i s m sa si tw i l lb ed e f i n e db yt h er e i n f o r c e m e n tl e a r n i n ga l g o r i t h m sa n d g a m et h e o r yt e c h n i q u e s b yc o o r d i n a t i n g ，a g e n t sw i l lp e r f o r mb e t t e rt oa c h i e v ea c o m m o ng o a l a g e n t sw i l lt h e r e f o r eh a v es o m es t r a t e g i e sb yw h i c ha na c t i o nt a k e n b ye a c ha g e n ti st h eb e s ta c t i o nf o ri t ，a n dajo i n ta c t i o nb yb e s ta c t i o n si st h eb e s t s t r a t e g yf o rt h e mt oa c h i e v et h e i rg o a lw i t hs u c c e s s t h ep r o p o s e dm u l t i a g e n ta u t o m a t e di n t e l l i g e n ts h o p p i n gs y s t e m ( m a i s s ) i s ad i s t r i b u t e ds y s t e m , w h e r eh u m a nu s e r s ( b u y e r sa n ds e l l e r s ) a r ea b l et od e l e g a t e i t h e f tt a s k st oa g e n t s ，w h i c hw i l lt h e nd ot h es h o p p i n gj o bo nt h e i rb e h a l fa n d p r e s e n tt h e mt h er e s u l t s b u y e ru s e r s ( c u s t o m e r s ) a n dt h es e l l e ru s e r s ( s u p p l i e r s ) c a nb eo r g a n i z a t i o n s ，c o m p a n i e so ri n d i v i d u a l s s o f t w a r ea g e n t sa r ec a p a b l eo fs e l l i n ga n db u y i n ga sl o n ga st h e ya r es t i l l a l i v e t h e yc a ns t a yl o n g e ra tt h em a r k e tp r i c et h a nah u m a nc o u l dd o b u y e r a g e n t sa r ei n t e l l i g e n te n o u g ht os e a r c hf o rs e l l e ra g e n t s ，n e g o t i a t ew i t ht h e ma n d b u ya f t e rt h e yr e a c ha na g r e e m e n t s e l l e ra g e n t sc a na d v e r t i s et h e i rp r o d u c t so n t h e m a r k e tp l a c e i fb u y e ra g e n t sa r ea v a i l a b l e ，s e l l e ra g e n t sw i l lc o m m u n i c a t ew i t h t h e m ，n e g o t i a t ea b o u tt h ep r i c ea n dt h e na f t e rr e a c h i n ga na g r e e m e n ta r er e a c h e d ， t h es e l l e ra g e n tw i l ls e l lap r o d u c tt ot h eb u y e ro f f e r i n gag o o dp r i c e t h e a p p r o a c h o fm u l t i a g e n ta u t o m a t e di n t e l l i g e n t s h o p p i n gs y s t e m s c o n t r i b u t e st of i n d i n go p t i m a ls o l u t i o n st oe n h a n c ea n df a c i l i t a t ee - c o m m e r c e t r a n s a c t i o n s ( i n c l u d i n ga u t o m a t e dp r i c en e g o t i a t i o n s ) k e y w o r d s ：m u l t i a g e n t ss y s t e m s 。e c o m m e r c e ，a u t o m a t e dn e g o t i a t i o n s ， r e i n f o r c e m e n tl e a r n i n g ，g a m et h e o r y 。n a s he q u i l i b r i u m l i s to ff i g u r e s f i g u r e2 1 a na g e n tw i t hs t a t e 7 f i g u r e2 2a g e n tc o n t r o ll o o p 8 f i g u r e2 3d e p i c t i o no f t h ea g e n tm a n a g e m e n to n t o l o g y 11 f i g u r e3 1m a i s ss t r u c t u r e 2 1 f i g u r e3 2 ( a ) m a i s ss y s t e mb e h a v i o u rm o d e l u s ec a s e b u y e rs i d e 】2 2 f i g u r e3 2 ( b ) m a i s ss y s t e mb e h a v i o u rm o d e l u s ec a s e s e l l e rs i d e 】2 3 f i g u r e3 3f l o w c h a r tf o rm a i s ss y s t e m 2 5 f i g u r e3 4m a i s sa c t i v i t yd i a g r a m 2 6 f i g u r e3 5m a i s ss e q u e n c ed i a g r a m 2 7 f i g u r e3 6p r i c en e g o t i a t i o n 2 9 f i g u r e3 7m a i s sm a i nc l a s sd i a g r a m 3 0 f i g u r e3 8m a i s s g u i a g e n tc l a s s 3 2 f i g u r e3 9b u y e r a g e n tc l a s s 3 4 f i g u r e3 1 0s e l l e r a g e n tc l a s s 3 6 f i g u r e3 11l o g i c a ld a t am o d e l ( l d m ) o fm a i s ss y s t e m 3 8 f i g u r e3 1 2p h y s i c a ld a t am o d e l ( l d m ) o fm a i s ss y s t e m 。3 9 f i g u r e4 1a g e n t - e n v i r o n m e n ti n t e r a c t i o n 4 3 f i g u r e4 2a g e n ts t a t e s 4 3 f i g u r e4 3n a s hq - l e a r n i n ga l g o r i t h m 4 8 f i g u r e4 4t w o s e l l e ra g e n ta f t e re l i m i n a t i o no fa l ld o m i n a t e ds t r a t e g i e s 5 0 f i g u r e4 5n a s he q u i l i b r i u mw h e r es e l l e r la n ds e l l e r 2p a y o f f s a r eb o t he q u a lt o5 0 5 1 f i g u r e4 6p a y o f fa n dp r o f i ta n a l y s i s ：5 2 f i g u r e4 7c o s t sa n dp r o f i ta n a l y s i s 5 3 f i g u r e5 1s i n g l e - i n s t a n c ed a t a b a s ea r c h i t e c t u r e 5 6 f i g u r e5 2j a v ac o m p o n e n ts t r u c t u r e 5 7 f i g u r e5 3o r a c l ed a t a b a s ej a v ac o m p o n e n ts t r u c t u r e 5 8 f i g u r e5 4m a i s sm a i na g e n t 6 0 f i g u r e5 5u s e rr e g i s t r a t i o n 6 1 f i g u r e5 6a ) u s e rl o g i na sab u y e r , b ) c r e a t i o no f b u y e ra g e n t s 6 2 f i g u r e5 7b u y e ra g e n t sc r e a t i o np r o c e s s 6 3 f i g u r e5 8a ) u s e rl o g i na sas e l l e r , b ) c r e a t i o no fs e l l e ra g e n t s 6 4 f i g u r e5 9s e l l e ra g e n t sc r e a t i o np r o c e s s 6 5 f i g u r e5 1 0j a d er e m o t ea g e n tm a n a g e m e n tg u i 6 7 f i g u r e5 11s e l l e ra g e n t ss e r v i c e si nt h ed f 6 8 f i g u r e5 1 2p r o d u c tr e g i s t r a t i o n 6 9 f i g u r e5 1 3b u y i n gp r o c e s s 7 1 f i g u r e5 1 4s e l l i n gp r o c e s s 7 2 f i g u r e5 15a t l e rb u y i n g s e l l i n gp r o c e s s 7 3 v 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果 。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。 与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：呦盈型u 6 l血丘s 垒b qe t 期：丝垒年巫月 ! 垒 天 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根 据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布 学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它于段保存学位论文。同时授权中 国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 作者签名：e 豳龇盟麟师签名! 金；煎查叁 日期：2 皇垒3 年堕月卫天 s t a t e m e n to fo r i g i n a l i t y id e c l a r et h a tt h ew o r kp r e s e n t e di nt h i st h e s i si s ，t ot h eb e s to fm yk n o w l e d g ea n db e l i e f , o r i g i n a la n dm yo w nw o r k , e x c e p ta sa c k n o w l e d g e di nt h et e x t , a n dt h a tt h em a t e r i a lh a sn o t b e e ns u b m i t t e d ，e i t h e ri nw h o l eo ri np a r t , f o rad e g r e ea t t h i so ra n yo t h e ru n i v e r s i t y a u t h o r d a t e ： a u t h o r i z a t o n i np r e s e n t i n gt h i st h e s i si np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o ram a s t e r sd e g r e ea t c e n t r a ls o u t hu n i v e r s i t y ，ig r a n tt oc e n t r a ls o u t hu n i v e r s i t yt h en o n e x c l u s i v er o y a l t y - f r e er i g h t t oa r c h i v e ，r e p r o d u c e ，d i s t r i b m e ，a n dd i s p l a yt h et h e s i si na n ya n da l lf o r m s ，i n c l u d i n ge l e c t r o n i c f o r m a t , v i aa n yd i g i t a ll i b r a r ym e c h a n i s m sm a i n t a i n e db yt h eu n i v e r s i t y ia c k n o w l e d g et h a ti r e t a i no w n e r s h i pr i g h t st ot h ec o p y r i g h to ft h i sw o r k , i n c l u d i n gb u tn o tl i m i t e dt ot h er i g h tt ou s e a l lo rp a r to ft h i sw o r ki nf u t u r ew o r k s ，s u c h 舔a r t i c l e so rb o o k s l i b r a r yu s e r sa r eg r a n t e d p e r m i s s i o n f o ri n d i v i d u a l ，r e s e a r c ha n dn o n - c o m m e r c i a lr e p r o d u c t i o no ft h i sw o r kf o r e d u c a t i o n a lp u r p o s e so n l y a n yc o p y i n go rp u b l i c a t i o no ft h i st h e s i sf o rc o m m e r c i a lp u r p o s e s ，o r f o rf m a n c i a lg a i n ，i sn o ta l l o w e dw i t h o u tm yw r i t t e np e r m i s s i o n a u t h o r ： 坠血幽位u 邑l 也当a ：bd h l s 仃u c t o f 厶汛并n ， d a t e ： 1 1 b a c k g r o u n d c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n m u l t i - a g e n tt e c h n o l o g yi n v o l v e st h ep r e s e n c eo fm a n ya g e n t st op e r f o r mt a s k so nt h e b e h a l fo fh u m a nu s e r s i th a sb e e nt h es u b j e c tw o r t ho fm u c ha t t e n t i o nf o rm a n yy e a r sd u et oi t s a d d e da d v a n t a g e st ot h ec o m p u t i n ga r e a t h e s ea g e n t sa r ei n d e p e n d e n tp r o g r a m sw h i c hc a n p e r f o r mu s e f u la c t i o n su n d e rt h e i ro w nc o n t r 0 1 o n eo ft h ei n s t a n c e sw h e r em u l t i - a g e n t t e c h n o l o g yc a nb ea p p l i e di se c o l n m e r c e e c o m m e r c es t a n d sf o re l e c t r o n i cc o m m e r c et o f a c i l i t a t eb u s i n e s so p e r a t i o n sw h e r ec o m m e r c i a la c t i v i t i e sc a nb ed o n eo ni n t e r n e t b u s i n e s sw a s h a r dt oc o n d u c ti nt h ep a s t m o n e yw a si n v e n t e dt om a k ei te a s i e rb u tb u s i n e s sw a ss t i l l c o n d u c t e df a c e - t o - f a c e t h e na l o n gc a m et h et e l e p h o n ea n db u y i n ga n ds e l l i n gc o u l db ec a r d e d o u ta tt h ee n do fac a b l e p e o p l en ol o n g e rh a dt oa c t u a l l yg ot ot h em a r k e t e - c o m m e r c ei sa n e x t e n s i o no ft h a tc a b l e t h e s ed a y sy o uc a nc o n d u c tb u s i n e s sw i t h o u ti nr e a l i t yh a n d l i n gg o o d s o rc a s h t h a ti sw h a t sd o n en o w a d a y so ni n t e r n e t m a n ys y s t e m sh a v eb e e nd e v e l o p e dt oh e l pc o m p u t e ru s e r sa n de s p e c i a l l yi n t e r n e tu s e r st o d e a lw i t he c o m m e r c ea c t i v i t i e si na s i m p l i f i e dm a n n e rn o w t o u g h ，m o s to f t h e ma r ep r o m i s i n g ； t h e r ei san e e do fa u t o m a t i n gs u c ho p e r a t i o n sw h i c hr e q u i r et h ep r e s e n c eo fh u m a nu s e r se v e r y t i m e t h i sc a nr e d u c et h et i m es p e n ta n dt h ea m o u n to fm o n e yu s e d i ti sr e a l l yat e d i o u sa n dt i m e - c o n s u m i n gp r o c e s st h a tc l i e n t s b u y e r sg ot h r o u g hw h e n s h o p p i n go v e rt h ei n t e r n e t t h ep r o c e s sm i g h ts t a r tw i t has e a r c hf o rap a r t i c u l a rp r o d u c tf r o m w h i c hs e v e r a ll i n k st os t o r e sa r er e t u r n e d t h eb u y e rt y p i c a l l ym u s tv i s i te a c hw e b s i t et oc h e c k p r i c i n ga n da d d i t i o n a lt e r m s t h i sc o u l di n v o l v ec o n s i d e r i n ga l t e r n a t ep r o d u c t sf r o ma no n l i n e c a t a l o g ，p r o d u c ta v a i l a b i l i t y ，d e l i v e r yo p t i o n s ，r e t u mp o l i c y , o rp a y m e n tm e t h o d s a t t e ra l l r e l e v a n ti n f o r m a t i o ni sg a t h e r e d ，t h eb u y e rp u r c h a s e st h ep r o d u c tu s i n gac r e d i tc a r d t oo v e r c o m et h ea b o v ei d e n t i f i e dd r a w b a c k s t h ep r e s e n ti n t e l l i g e n ts h o p p i n gs y s t e mu s e s a g e n tt e c h n o l o g i e st op r o v i d ea l lt h en e c e s s a r yc a p a b i l i t i e so fas u c c e s s f u ls o l u t i o nt oe c o m m e r c e t h es o f t w a r ea g e n t sw i l lb ea b l et oa c ti n t e l l i g e n t l ya sh u m a n sc o u l dd o ，t h e yc o m m u n i c a t e a m o n gt h e m s e l v e st oe x e c u t eb u y i n g s e l l i n go p e r a t i o n so nb e h a l fo ft h e i rh u m a no w n e r s t h e y h a n d l ee l e c t r o n i cc o m m e r c ew i t hm u c ha c c u r a c y , s e c u r i t y ；r a p i d i t ya n df a c i l i t yw h i c hh e l pr e a c h t h et a r g e tg o a lw h i c hi sm a k i n ge l e c t r o n i cc o n l l n e r c c ( e c o m n l e r c e ) m u c hm o r ei n t e l l i g e n t ， e a s i e ra n dm o r es u c c e s s f u l ，s o f t w a r ea g e n t sa r eo fg o o du s et or e d u c ew o r ka n di n f o r m a t i o n o v e r l o a da n dp r o v i d eh i g hq u a l i t ys e r v i c e st oh u m a n s w i t hs o f t w a r ea g e n t s ，r o u t i n ee l e c t r o n i c t r a n s a c t i o n sc a nb ea u t o m a t e dt oac e r t a i ne x t e n ta n dh e n c eh u m a ni n v o l v e m e n ti sr e d u c e d p e o p l ew h ow i s ht ob u y o rs e l lg o o d ss h a l ld e l e g a t et h ea g e n t sw h i c hw i l lp e r f o r mt h e r e q u i r e dt a s k so nt h e i rb e h a l f t h i sh a sm a n ya d v a n t a g e s ，b u to n e o ft h e mi st h a ta na g e n tc a n l i v el o n g e rs e a r c h i n gf o rp r o d u c t so rw a i t i n gt of i n dag o o dd e a lw i t ho t h e ri n v o l v e da g e n t s t h e h u m a nu s e rc a n ts u p p o r tad a ya n dn i g h ta c t i v i t yw h i c hc a l le v e nb ee x t e n d e dt om a n yd a y s a n a g e n tw i l lb ea b l et on e g o t i a t ea n db u y o rs e l lg o o d sw i t h i nt h el i m i t a t i o n so fr e s o u r c e sa n dt i m e a l l o c a t e dt oi tf o ro n eb u y i n g s e l l i n gp r o c e s s t h ea i mo ft h ep r o p o s e ds y s t e mi st ob ei nb e t w e e ns e l l e r sa n db u y e r s ，w h e r et h es e l l e rw i l l r e g i s t e rt h ep r o d u c t sh ew i s h e st os e l la n dt h eb u y e rw i l lb u yf r o mt h eb e s ts e l l e r , t h eo n ew h o o f f e r sg o o dp r o d u c t sa tag o o dp r i c e t om a k ei tp o s s i b l ef o rt h o s ea g e n t st oc o m m u n i c a t ew i t h e a c ho t h e r , i ti sd e s i r a b l ef o rt h e mt oh a v eac o m m o nc o m m u n i c a t i o nl a n g u a g ea n dt of o l l o w c o m m o np r o t o c o l s i no r d e rf o rt h e s ea g e n t st ob ea b l et oc o o p e r a t e ，w en e e dam i d d l e w a r e s e r v i c ew h i c hw i l lp r o v i d eac o m m o nb a c k g r o u n do fi n t e r a c t i o na m o n ga g e n t s i fa g e n t sa r et oc o m m u n i c a t ei naw a yt h a tm a k e ss e n s ef o rt h e m ，t h e ym u s ts h a r et h es a m e l a n g u a g e ，v o c a b u l a r ya n dp r o t o c o l s t h ea r to fd e f i n i n gt h ev o c a b u l a r ya n ds e m a n t i c sf o rt h e c o n t e n to ft h em e s s a g e se x c h a n g e db e t w e e nt h ea g e n t si sk n o w na sd e f i n i n ga no n t o l o g y p r o t d g di sag o o dt o o lf o rd e s i g n i n go n t o l o g i e s j a v aa g e n t sd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ( j a d e ) 【l 】，【2 】i su s e dt od e v e l o pa g e n t sn e e d e df o r t h es y s t e mt ow o r kp e r f e c t l y t h i st h e s i si so r g a n i z e da sf o l l o w s ：c h a p t e r1c o n s i s t so fag e n e r a li n t r o d u c t i o nt ot h e s y s t e m , t h es i