（计算机科学与技术专业论文）基于multiagent的电子商务过程的研究与设计.pdf

国防科学技术大学研究生院学位论文 摘要 f 电子商务是2 0 世纪网络化的产物，由于其自身的特点已广泛引起人们的注 意，、但是人们对电子商务所涵盖的范围却没有统一、规范的认识。根据美国政 府发布的“全球电子商务纲要”，电子商务有两大类别：其一是企业与企业之间 的电子商务，另一类是企业与个人之间的电子商务，后一类电子商务就是我们 通常所认为的网上商品交易。对企业来讲，在网上进行交易可以扩大企业产品 的知名度：对于个人消费者来讲，网上交易不受时间和地域的限制。而且对于 网上拍卖市场这种特别的应用，在网上进行实时拍卖可以保证拍卖过程的公平 性。 将m u l t i a g e n t 技术应用于网上拍卖交易市场的实现是一种非常恰当的解决 方案，因为使用该技术可以将参与实际商务过程的各个个体自然地映射成为软 件系统中的各个a g e n t 。基于m u l t i a g e n t 技术的网上电子商务的研究不仅可以 促进a g e n t 理论研究的发展，而且具有很大的实用价值。， 本文主要讨论在构造基于m u l t i a g e n t 的电子商务过程中，一般交易市场和 拍卖交易市场可以采用的机制、策略和实现技术。围绕这个问题，本文介绍了 电子商务的概念，对在一般的基于m u l t i - a g e n t 的商品交易市场中可以使用的机 制和策略进行了描述，并给出一般m u l t i a g e n t 市场的模型；此外，对可以使用 的交易方式和策略进行了研究，提出了在m u l t i a g e n t 拍卖交易市场中基于个性 构造代理交易a g e n t 的方法，最后给出了拍卖交易市场的原型。 关键词：a g e n t ，m u i t i a g e n t 系统，电子商务，交易策略，交易机制，可信任 a g e n t ，个性。 ； 允许决策者请求察获得本组织中其它部f j 酌信怠管联服务( 甚至可以获 缛来岛缀织以钤豹照务) ； 生动鉴别署鞋炭豺绪送劳来被绢确请求的辐关信息( 辆鲡在决策者裰本不 知道该傣息狂在麴馕况下) ； 在惑舞避程中当熬决策静上下文发生交纯时，及时邋知浃策者禚应的交 化； 壤定怼决策簿动瓣输出秘结巢感兴趣靛帮f j 。 遥过分辑已藉弱企鼗饔务帮决策遗獠，霹戳看到箕戳下特，莅； 可熊有多个缀织参与到裔务过程，每一个组织都希登通过整个行动使自 恐鹊利慈达裂最大纯； 第6 爨 国防科学技术大学研究生院学位论文 缝织在物理上是分毒豹，这转分悫霹毙会跨越一令海、一个国家，甚至 个洲。这秘悸形对于虚拟组织( v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ) 2 1 尤为明显， 因为它们只是为了共同的短期利益组台到一起，而在没有共同利益关系 之后就分散开来； 在组织中，具有分散的关于商务过程的任务、信息和资源的所有权； 组织中的各个部门楚相对独立的，宦们控制着巍己的资源在何时以何种 价格被何人使用。它们也具有自己的信息系统及其特定的表示方法，用 以管理宙己的资源： 具有高度的自然的并行性，诸多相关的任务在商务过程的任一时刻随时 运行； 具有监视和管理整个商务过程的需求。虽然各个子部门的控制和资源熄 分散的，值有时需要对箍个遭程实施约束( 如熬体时间、懿体预算等) ： 商务过程是高度动态和不可预知的。给需要完成的活动指定明确的优先 衩并对其进行挢序燕困难的。任何其有明确时间瓶翎韵计翔都会由于不 可避免帮不霹疆测的廷迟帮事件瓣遭到酸坏( 倒鲡人员意步 舞瑟任务逡 期) 。 蛊予其有以上特性，燎企蛰裔务帮决策过糕视为一缰垂动静闷题求解a g e m 交互的过程是十分照然麴。在这样的上下文中，a g e n t 是甥对独立的闼题求瓣 单元，并具确l ，= 1 之性、差士会性、能动性和反应性等特性。选择a g e n t 技术实现 商务和决策过程是由以下因素决定的： 应用领域具有数据、问题求解能力和反应的分布( 对应到分布问题求解 部件的旗本模型) ； 需要保持已有组织结构的完整性及其子部件的自主性( 对威于a g e n t 的 自主性) ； 交互是相当复杂的，包括协商、信息共享和协作( 要求参与的a g e n t 具 有复杂的社交技能) ； 问题求解过程是不能完金预定义的( 问题求解豢需要对环境和商务过程 的动态变化作出反应，并主动抓住产生的机会) 。 考虑以上因素，使得m u l t i - a g e n t 技术成为求解此类问题的强有力的解决方 案。分布对象系统( d i s t r i b u t e do b j e c ts y s t e m ) 不其有社会交互和主动性所要 求的复杂的推瑾能力，而分布过程系统( d i s t r i b u t e dp r o c e s ss y s t e m ) 能够满足 潺题载分布霈求，却体现不出帮 牟的蠡象特性。 关予企艟裔务帮决策静m u l t i - a g e m 技术应用的一个很好的例予是a d e p t ( a d v a n c e dd e c i s i o ne n v i r o n m e n tf o r p r o c e s st a s k s ) 系统，溶参考文献【i 】f 2 】 【3 】。 国防科学技术大学研究生院学位论文 1 2 3 组织内部工作流管理 工作流管理( w o r k f l o wm a n a g e m e n t ) ( w f m ) 对于具有良好物理结构和信 息结构的组织是十分适用的。然而，工作流管理的应用也减少了参与合作工作 流的组织单元的局部自主性。在组织中应用传统的工作流管理时会产生以下问 题： 缺乏共同的通信结构。一个单独的公司可能会缺乏共享的交互网络，所 以它们之间只能通过电话线交流信息。它们可以使用异类的软件系统， 如操作系统、财务软件，甚至是工作流管理软件本身。但这些部件之间 的集成则需要花费较高的代价，从而限制了组织内部工作流管理的应 用； 缺乏统一的管理。在市场中，参与者通过价格机制协调其行为。因此， 一个公司希望能够将不同公司中的单独的任务集成到自己独立的过程 中。工作流管理软件的结构必须能够处理分散发生的事件： 工作流管理系统的高成本。在很多年前就有人希望将若干个异构的工作 流软件产品通过一定的方式集成到一起，然而，这需要各个参与者都伺 出较高的代价。 解决这些问题的一个较好的方法是使用可移动a g e n t ( m o b i l ea g e n t ) 技术。 正如m e r z 所指出的“9 】，每一个标准的可移动a g e n t 都具有远程安装原则 ( r e m o t ei n s t a l l a t i o np r i n c i p l e ) ，即任何可移动a g e n t 的服务提供者或第三方投 资商都提供一定的服务使得用户可以访问远程信息资源。这类似于j a v a 语言的 实现机制，即应用组件可以被下载到客户端执行并与特定的服务器通信。然而 与j a v a 语言不同的是，可移动a g e n t 是主动迁移到其它用户的主机上，并使用 其标准的应用程序接口取得数据以及与用户交互。 可移动a g e m 技术应用于工作流管理的一个较好的例子是c o s m ( c o m m o n o p e ns e r v i c em a r k e t ) 系统，请参考文献【1 9 。 1 3 课题背景与假设 由概念的角度来讲，电子商务是一个十分广泛的概念，因此在本文的研究 内容中有以下约束，即本文中的电子商务概念重要指商务过程中的商流和信息 流的传播过程，以及商流传播过程中电子市场的交易机制问题。 由应用的角度来讲，目前基于m u l t i a g e n t 的电子商务应用集中于三个方面： 企业商务决策支持、网上商品交易和工作流管理，本文的研究内容主要集中于 网上商品的交易管理。 在第三章提出的交易机制和策略中，一些交易机制和策略的术语中含有“拍 耋”两字，坦无论如何，它们都是适用于一般商品交易过程的机制和策略，并 麓3 面 国防科学技术大学研究生院学位论文 不局限于拍卖过程。 本文中的交易a g e n t 概念具有一般a g e n t 的相同特性，并不被约束为具有 诚实性，而我们希望通过交易机制和策略的应用使之具有诚实交易的趋势。 1 4 本文主要内容 本文共分6 章，各章节的内容安排如下： 第1 章介绍电子商务的概念，给出电子商务的概念模型和一般流程，并对 已有的d 址技术在电子商务方面的应用作了分类和介绍，提出课题研究的背景 和假设； 第2 章对a g e n t 和m u l t i - a g e n t 系统进行了概述，并提出了a g e n t 目标和计 划的概念： 第3 章对在一般的基于m u k i a g e n t 的商品交易市场中可以使用的机制和策 略进行了探讨，并给出一般m u l t i a g e n t 市场的模型： 第4 章对在m u l t i a 譬e n t 拍卖交易市场中可以使用的交易方式和策略进行了 探讨，提出了基于个性构造代理交易a g e n t 的方法； 第5 章描述了拍卖交易市场原型的运行机制： 第6 章总结全文，提出进一步要做的工作。 第9 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 第2 章a g e n t 和m u l t i a g e n t 系统 2 1a g e n t 概述 a g e n t 概念的产生主要源于以下三个领域的研究 人工智能： 面向对象的程序设计和基于对象的并发系统： 人一机界面设计。 促使a g e n t 概念产生的最主要的研究领域是人工智能。a i 领域通常研究智 能实体，如果这些实体在一定环境中能感知和行动，则可将这个实体看作个 a g e n t 。尽管a g e n t 一直是a j 领域研究的中心，但在8 0 年代以前，对于智能a g e n t 的研究相对较少，主要原因在于越研究人员孤立地研究不同智能行为构件( 学 习、推理、问题求解等) ，试图通过分别研究这些智能行为取得进展之后，再将 这些智日l 9 1 z - - j 为构件集成为一个a g e n t 。在7 0 年代初期与智能a g e n t 研究密切相 关的是a l 计划的研究。a j 计划关注的是执行什么动作以达成目标，而从根本 上说一个a g e n t 就是一个在一定环境中执行动作的系统，所以在a j 计划研究中 必将涉及对a g e n t 的研究。 对象是一个封装了定状态、方法的计算实体，对象之间可通过消息传递 进行通信。从作为一个计算实体来看，a g e n t 和对象之间有明显的相似之处， 但它们之间的差异也是显著的。首先，a g e n t 和对象的自主性在程度上是不一 样的，对象只能控制其内部状态，如通过定义p r i v a t e 、p u b l i c 类型的成员变量 和方法来规定这些成员变量和方法的使用范围，因此对象的自主性仅体现在对 象的内部状态；而对其行为没有体现出自主性，例如一个对象o 中的某个方法 m 是p u b l i c 类型的，那么其它对象在任何时候调用m ，0 无法控制m 的执行。 而对于a g e n t 则不然，对于a g e n ta 中的一个能力m ，如果a g e n tb 想调用这个 能力m ，并不意味着m 必然被执行，m 是否被执行是受a g e n ta 控制的，a g e n ta 将根据一定的条件决定是否执行m 。其次对象不具备社会性、主动性和响应性。 在人一机界面的研究中，人们希望计算机不仅仅只是等待用户告诉它该干 什么，而希望机器能成为人类的合作者，作为个半自主的a g e n t 主动有效地 操作。这类a g e n t 有时也被叫做专家助手( e x p e r t a s s i s t a n t ) 。 尽管a g e n t 概念主要产生于这三个领域，但当前a g e n t 技术己融入主流计 算领域，成为计算机科学研究的热点之一。目前a g e n t 越来越广泛地应用于各 种领域，从相对简单的私人邮件过滤器到复杂、庞大、实时的空中交通管制系 统。比较这些不同的系统，它们的共性在于系统中的抽象实体都是a g e n t 。面 垦防科学技术大学研究生院学位论文 向a g e n t 的计算被誉为“软件开发的又一璧大突破”、“软件界绱新革命”。 在我们开始讨论a g e n t 之前，我们首先应定义关于a g e n t 的含义，键关于 a g e n t 的概念，目前人们还没裔统一的认谈。a g e n t 俸为其有定赘源、信息、 专长的软 串实体，其其俸含义逶常依耧于磷究镁域及应用辉境，荚予a g e n t 灼 定义主鬻鸯瑷下凡零中： s a r ar e e s e h e d b e r g ( 1 9 9 5 ) 在异构计算梳环境中粪有鑫圭、蘸标驱动行为的软绺实体。a g e m 般壤 予更大栽模基标集台数分爨，并农a g e n t 享主会中搜互作用。 s m i t h 簿( 1 9 9 5 ) 奉献予某一特定舀的的持久软俸实体。 j e n n i n g s ( 1 9 9 6 ) 自包含程序，能够在追求个或多个目标中，基于对环境的感知，控制自 己的决策稚行渤。 s e l k e r ( 1 9 9 4 ) 能够模拟人类关系的计算机程序，这种模拟建通过为你做其它人能够做的 事情来实现的。 尽管人们对a g e n t 的认识还不统一，但这并没有影响人们对a g e n t 的研究。 a g e n t 作为一个位于定环境中的计簿实体能够炭活自主圭也行动以安现它的舀 标。为体硫这种灵活蠡主性，一个a g e n t 的诗葬实体般其鸯以下特征： 自主性( a u t o n o m y ) ：a g e n t 能够在没有入类藏其它a g e n t 豁直接干涉 和指导的情况下持续运行，势能掇据英内部状态鞫感鲡至l 韵多| = 境信患决 定、控卷l 蠢身懿器为。 社会溲( s o c i a l i t y ) ：a g e n t 处予由多个a g e n t 构戏豹社会嚣境中，能通 过菜秘a g e n t 通讯语轰与其它a g e n t 实旗灵漂多样的交互彝运识，能够 有效地与其它a g e n t 进行会作。 反痤熄( r e s p o n s i v e ) ：a g e n t 能够感缎所处载巧境( 可能是物理世界， 或操纵图彤界两的用户，威与它进行交互和通讯囊勺其它a s e m 等等) ， 并能对环境中发生的相关事件( 如a g e n t 之间的交互和通讯，系统中待 定事件的发生) 作出适时的反应。 能动燃( p r o - a c t i v e ) ：a g e n t 能够遵循承诺，采取主动的行动，它的行 为是为了实现其内在的任务，因而a g e n t 楚一个酗标制导( g o a l d i r e c t e d ) 的行为实体。 上述特性是基本特性。它仅仅揭示了作为a g e n t 的软件或硬件系统所赢其 有的一些豢萋本的性凌。对予菜貉特定辙蠛酶研究久员褥言，a g e n t 还有其它 髋庚和特征，鲡： 第t l 甄 国防科学技术大学研究生院学位论文 理性( r a t i o n a l i t y ) ：a g e n t 没有冲突驰屋标，a g e n t 款霉为总是纂予其 已有的任务，而且矮行为不会故意阻止其任务鲍实现。 忠诚性( v e r a c i t y ) ：a g e n t 魄通讯内容从苓涉及纛假的信息。 友好性( f r i e n d l i n e s s ) ：a g e n t 总是尽可能她完成其宅a g e n t 熬请求。 移幼性( m o b i l i t y ) ；a g e n t 霹以麸一个地熹移动至贯一个魏点运行。 在人工餐裁领域逮常将a g e n t 看作一个崮多个试知成份构成的意向系统， 姆人类自身的一些认翘壤念女爨信念、期望、意匿、承滗等应用于a g e m 。a g e n t 概念强调分布性，即计舞资源的分东、控制的分布、傣息的分矩、专长的分农。 a g e n t 概念的产生对于分布计算具有重要意义。a g e n t 謦玎m u l t i a g e n t 系统代表 种新的分析、实现复杂软件系统的方法。基于a g e n t 的观点有力地改善了人们 掰溺和实豌各类软件的方法。它为刻画分布计算实体、研究和分析分布计算系 统鹳特点摄缨了合淫翡概念模裂，荠为解决一些耨钓分布式残丽溺题提供了有 效的技术途径。当浆a g e n t 技术已经斑用予空中交逐管制、计算掇辚助协嗣工 作( c o m p u t e rs u p p o s e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 、电子商务簿现实系统中。嚣在这些 系统中，所涉及的都不仅仅是单一的a g e n t ，这些系统都由多个a g e n t 缎成。 我们往往将由多个相互联系、相互作用的a g e n t 组成的系统称之为m u l t i 。a g e n t 系统。 2 2m u l t i - a g e n t 系统 基予a g e n t 豹m u k i a g e m 系统由多个箍有其靛态特征的a g e n t 组成，每个 a g e m 霹看戏是爨鸯菜手中心餐专爰态豹个体。a g e n t 的心智状态影响箕决策，确定 其行动，并可由信念( b e l i e f ) 、期望( d e s i r e ) 和意匿( i n t e n t i o n ) 三个缀念来 刻画。信念表示a g e n t 拥有的信息，期望熄指a g e m 可到达的状态，甄意图表 示a g e n t 在以前类似情况下作出的反应，对a g e n t 以后的动作有指罨作用。 m u l t i a g e m 系统有韵态和资源受限两个特点。系统完成给定的任务有两个时间 狳段：狯裔阶段帮行为阶段。魏栗花费在协商阶段上的时闯太多，就会影响系 缆竞成葜经务弱能力。镑蠢孵阉太短又哥鬣导致系统缺乏远觅，笄盈由于交互 作用过多恧影响系统效攀。 每个a g e n t 都讶著作避程的并发系统，其若干遘獠静鸯 【f 芎亍表现为每个进程 的原子动 乍的不确定的交互重叠。不屈于挝统熬势发，a g e n t 塞赛能嶷接控制 它的动作，但不能控制环境，只能受环境影响并通过皂曳动 乍来影响环境。要 将a g e n t 对动作的选择和a g e n t 对环境的视图区分开采。每个a g e n t 有它自己 环境概萄和辩其它a g e n t 心智状态的视图。视阕有可能既不与环境重台，又不 与其它a g e n t 所拥有静餐能狄态一致。 分析和饼究m u l t i a g e n t 系统的特性时，一般要将系统作为一个整体来考虑。 整个系绞麴特洼弱其辇个a g e m 翁蜀部特经的稻关撵度敬决于将注本身和a g e n f 第1 2 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 定义这些特性的方式。定义特性时用到的背景知识( 如整个系统的行为上下文) 越少，a g e n t 个体特性与m u l t i a g e m 系统的整体特性的相关性就越小。总之， 分析系统特性时，要考虑整个系统的行为，要在系统给定的背景下分析系统的 各部分。也即对系统的某种特性的认识一般不能仅仅通过带这种性质的a g e n t 的相互作用获得，也不能仅仅通过分析单个a g e n t 来获取。 a g e n t 之间的协商一般指合作前或合作中的通讯过程。m u l t i a g e n t 协商的 目的就是为了合作。对协商的机制和策略有如下的评估标准： 对等性：要求没有a g e n t 是特殊的，每个a g e n t 的地位都相同； 有效性：通过协商能实现有效的解，也就是所得解不会与其它解相冲突； 稳定性：结果是平衡的，没有一个特别的a g e n t 因协商获利，尽管a g e n t 群体会获利： 简单性：指低通讯代价、低计算复杂度。 大型m u l t i a g e n t 系统可看作开放的分布式环境，其a g e n t 可能有不一致的、 带偏见的世界视图。系统中，一个a g e n t 有时需要和其它的a g e n t 合作以构造 复杂的规划，或完成它不能单独完成的大型组织任务。规划和动作的合作是 m u l t i a g e n t 合作问题求解的主要内容。m u l t i a g e n t 系统要求多个a g e n t 之间不 仅要避免相互间的动作或状态的冲突，而且还要有一起规划和操作的能力。合 作的规划和活动要考虑单个a g e n t 的规划和活动，但不能简单地根据单个a g e n t 的规划来分析，要综合考虑在一起合作的多个a g e n t 的信念和意图。 a g e m 之间可以分享信息、共同承担任务。即使没有公共的目标和全局的 一致的知识，a g e n t 也可能希望将自己的子任务分配给别的a g e n t 。也就是说， 一个a g e n t 为了完成其个体规划，将它自己做不了或别的a g e m 能比它更好更 有效地完成的子任务分配给其它的a g e n t 。问题在于a g e n t 之间没有一个共同 的目标，而每个a g e m 都不是那么慷慨大方的情况下，a g e n t 如何使别的a g e n t 为它服务，并且要求被分配任务的a g e n t 能有效地工作，同时，分配任务的a g e n t 不用过多的操心，而去做别的事情。有两种方法，一是通过特定的接口操作， 二是允诺以酬金。在a g e n t 彼此不承担义务的非合作环境下，一般采用后者， 较典型的是通过签订合约来实现a g e n t 的任务转移。在这种情况下，a g e n t 的 主要功能之一就是能签订一份合约，然后，包工a g e n t 付给合约a g e n t 报酬， 合约a g e n t 为包工a g e n t 完成任务。所签订的合约必须简单，其算法可计算； 该合约没有影响其它的合约安排；该合约具有稳定性，即合约能按期完成。签 约的对象可以是单个的a g e n t ，也可以是一个a g e n t 小组。 如前所述，m u l t i a g e n t 环境可以看作开放的分布式环境，因此，a g e n t 的 合作不是由系统规则强迫的，而是以自我为中心执行的。涉及互惠关系的合作 原则一般是如果能获利则合作，不能获利就不合作。一个a g e n t 将它的动作派 遣给其它a g e n t ，则该a g e m 的执行费用能大大降低；而接收动作负责完成动 作的a g e n t 的执行费用则增加了一些。如果a g e n t 能派遣动作而又不愿意接收 第1 3 页 国防科学技术大学研冗生阮学位论文 动作，那么很难进行合作：如果能保证这次接收动作的a g e n t 在将来某个时候 也能派遣出它的某些动作，那么就可以进行合作。合作机制一般是基于某种社 会法则，如担保，保证交易中某些预定的条件将会实现。这样，a g e n t 会平衡 接收动作的费用。 2 3a g e n t 的目标与计划 j e n i n g s 在其联合责任模型( j o i n tr e s p o n s i b i l i t ym o d e l ) 中引入了两个机制： 联合承诺和约定，以此达到m u l t i a g e m 系统的合作行动。联合承诺包括两个方 面：联合目标承诺、联合计划承诺。在一次问题求解中，a g e n t 小组首先应承 诺一个公共目标，然后协商制定求解目标的联合计划，并对其承诺。联合计划 规定了联合问题求解的行动。因此，怎样实现联合计划，以达到m u l t i - a g e m 系 统的协调行动，是m u l t i a g e n t 系统必须解决的问题。 目标( g o a l ) g 可以表示为： 9 1 ，& ， 其中g ( 滓l 2 ，n ) 是子目标，子目标之间的关系是“与”的关系，即：目标g 为真，若目标g ，为真，且目标9 2 为真，且目标岛为真。 对于目标g = g 。，g 。，若n = l ，则称g 为单目标：否则称g 为复合目标。 g 的子复合目标是指g ，g ：，g 。中的连续多个子目标构成的子串。 计划是一个无圈o r 。图，结点表示行动或予计划，边表示执行后续行动或 子计划必须预先满足的条件。一个计划包含唯一的开始( s t a r t ) 结点，和至少 一个结束( e n d ) 结点。默认开始结点表示行动s t a r t ，结束结点表示行动e n d 。 边表示的条件可以为空。若一个结点有多个出边，则其后续行动可以是这多个 出边所指结点代表的行动的任一个。这些出边之间的关系是“或”关系。 计划p 的o r 图中从开始结点到结束结点的任意一条路径上的条件和行动 组成的序列称为计划p 的执行序列。 假设s t a r t ，n 。，n 2 ，n k ，e n d 为从开始结点 到结束结点的一条路径，其对应的条件和行动序列为s t a r t ，c ，a 。，a 2 ，c k ，a i ：， e n d ，其中c 为条件，a ，为行动或子计划。将二元组( c 。a j ) 记为c a i ，c a ，称作条件 行动( c o n d i t i o n e da c t i o n ) 。则上述执行序列可简化为s t a r t ，c a l ，c a 2 ，c a k ，e n d 。 也就是说，执行序列是一个以s t a r t 打头，e n d 结尾的条件行动序列。 求解一个目标，可通过多个计划实现，也就是说，一个目标可对应多个计 划。现引入目标计划表g o a l p l a n 。g o a l p l a n 表示二元关系( g o a l p l a n ) ，其中g o a l 是目标，p l a n 是计划。 下面定义目标的切分。目标g = g ，9 2 ，岛的一个切分p g 是g 的子复合目 标组成的序列：c g ，c ，c 鼠，其中每个子复合目标c g 是目标计划表g o a l p i a n 中的一个条目，且当嘲时，c g 与c 不重叠( i , j = l ，2 ，k ) 。因此，对应g 的 每个切分p g = c g ，c g ：，c ，能够通过g o a l p l a n 构造一个计划集合 p l ，p 2 ，p k ) ， 第1 4 页 雷防科学技术大学研毵生硫学位论文 该讨划集会定义了求鳞g 的。令方法。 炎了求群露嚣g ，善先要褥到g 鹃一个切分，构造辩应豹计划集台 p 1 ，孙 ，p 。) ，然后执纾该集会中的每个计划p ；。下列叛塞导致骞标g 为粪： 存在g 的一个切分，其对寝的菜令计划集合p l a n s e t 煞撬符或癸终止； 若计魁集会p l m a s e t 中熬每一个计糍豹撬行都成功终丘，燹| jp l a n s e t 的 执毒亍成功终止； 计划p 的执程戏功终止，游存在p 鲍一个撬露穿瓣熬执蟹残功终止； 计划p 的执行净捌l s 鹊执行成功终止，若i s 豹每个行动藏予计划的执 行成功终止。 执行廖到垂冬实施分三个阶段：榜始纯阶段、运行徐段和终止阶段。执行_ | 芋 列i s 的毒刀始他用蘧数i n i t i a l i z e ( i s ) 表示，将竞成协亵建立一个a g e n t - r 乍小缀， 为执行序列中的每个彳亍动分配适当的运行学。羞执行序列中包含子计划，则为 每个子计划确定合适的组织者，并对予计划的一个执行序列初始化。执行序列 的运行用函数r u n ( i s ) 表示，将运行执行序列中的繇一个行动和子计划。执行序 列静终止甭函数c o m p l e t e ( i s ) 表示，要考虑两种情况，其一是成功终止，其二 是失败终止。成功终止意踩整个计划将残殛终止。失簸终丘将处疆些善后攀 宣，然后选择赣的执霉廖到执行 糊度是一般m u l t i a g e n t 市场中最佳的市场制度，宅提供了连续的审场枫制，丽非让每一个a g e n t 自己 构造掐卖过程。在这样一个交易系统中，可以掇供公共的语言和称为市场的交 易场联，由a g e n t 在其中按照连续双次搪卖制艘完鼗交易。每一个a g e n t 可以 完成完全异步的操作，可以自主决定参与市场的时阁秘程度。它为露向市场的 9 k - y 没计( m a r k e t o r i e n t e dp r o f a m m i n g ) 提供了一个可实现的环境，因为觋实 崔：界中的一些交易枫构( 如纽约股票交易所) 都赞缀使用过连续淑次拍卖及其 变体。由于器个a g e n t 自主决定参与交易嬲慰囤和程度，所以a g e n t 韵决策是 独立的、分散的，并保证了其自主性。从人工智能的角度来说，枣场可以被褪 为黑板，并邋过蹦拥的功能保证市场的运行规鲻。 图31 双次拍卖交易市场 取次拍卖( d a ) ( d o u b l ea u c t i o n ) 及其变体在现实世界的金融和物品f 萝场 中是馊明摄为广泛的枣场制度【l o 】。健在这里，我们使羯豹楚它的变体之一一一 连续被次拍卖制度( 如图31 所示) 。参与市场姻a g e n t 可以在l 壬一黠刻发出罴 帚 史的请求，这是通过向称为市场瓶视员( m a r k e tm o n i t o r ) 1 1 勺a g e n t 发送消廖 峡脱f l c 。l l _ 场嫂桃爨a g e n t 所扮 l i i 鹩角色类似于般票交易所中交翁室内的交易 箕县2 夏 国防科学披术大学研究生院学位论文 员，艇不圜蛉是它劳不参与饪姆交易。枣场鉴视昃a g e n t 镬瘸枣场筑粼镶定滂 息的合法憾，并决定何时发生交易以及通知参与交易的a g e n t 。监视员a g e m 还将所有合法的投标、请求和完成的交易的历史记录张贴在黑板上，以供所有 参与市场的a g e n t 访阐。然而市场监视员a g e m 只是一个信息中介，消息仅仅 只篷透过市场监视员a g e n t ，各个a g e n t 需要自主决定参与市场的稔度，所以 其决策是分森酌。扰鳋，还可以为不阉静裔茹指定不同的市场益视受a g e n t ， 扶鞭达到消息鲍分农。 连续双次撼卖懿戴则是这榉赘。帮场簸毫凳器a g e n t 辑收到静擐价中疑低的 报价旅为当翦报价( c u r r e n ta s k ) ：聪收到的投橛中最葛的投据稳为当戆投标 ( c u r r e n tb i d ) 。在现实世界的经济机毒句( 如纽约股票交易所) 所使用的双次担 卖过程中，将为所有的报价和投标分别保留条递增邬递减的队列；而在我们 讨论的双次拍卖制度中，只保留当前报价和当前投标。由于不保持报价和投标 的敬尉，连续教次籀卖翻度使耀扩展的递减蕊翮。通过这条稍则，所有新到的 援徐必绥毖当兹擐份低，藤掰有掰到觞投标必须比当翁投标离。翔栗耨刘静缀 馀小于簿予当懿投标，则在投标馀格上完成一次交易，否则它载戏为当骜投价； 类似的，如果新到的投标大于簿于当前报价，则在当翦报价价挺上发生一次交 易，否目u 它就成为当前投桥。完成次交易后，当前报价彝j 当前投标被浦赊。 然丽，如果投标商鼎的数量和报价商品的数量不相等，则两者之问的数最差皴 将成为一次新的投标或缀价，这依赖于两者之间的数麓大小关系。一个a g e m 莛援鳃瓣袤都可以敬褥商品汝当蔚缀价、当蘩投标鞠数垂。 霰次拍卖市场的避行可以通过消怠的传递来精确描述。市场中的每个 a g e n t 郡被赋予一个数字i ，两市场监褫器静数字为0 ，一条淆怠可以表示为： m = ： ， 其中，f r o m o ，n ，表示消息的发如者： a c f i o n e b u y , s e l l p r i c e ，t r a d e ，b e g i n ，e n d l ，表示消息的类型： c o m m o d i t y 表示卖出或买入的商品： v a l u e 表示商品的单位价格鼓价格。 双次拍卖市场制度严格定义了a g e n t 躯审场监视器a g e n t 之润可以传遂麴 消息的类型。a g e n t 可以发出表示b u y 动作或s e l l 动 乍的消息，藤在b u y 瀵怠 和s e l l 消息中所指定的价格是e 臼当前报价和当前投标约束的。在收到一条台法 的b t y 消息或s e l l 消息之瑶，市场监视器a g e n t 判定交易是否可以发生；如果 发生鹃话，市场蕴撬器a g e n t 通知发生交荔的a 鐾e n t 。当前报价和当前投标悬 基于交爨是孬发生凳耨的。a g e n t 也可以海枣场溢褫器a g e n t 笈出fr i c e 消息蜕 取得囊晶的当裁擐价、娄兹投标和数量。 市场监襁器a g e n t 霹戬发出翅始港惑t r a d e 表示一次交易静成功，丽b e g i n 消息剥e n d 潮息表示一个交易期的开始秘终柬( 类似予段裴交易所的男盘转车蟊 收盘种) n t r a d e 消息是市场监视器a g e n t 根据双次拍卖市场的规则发出鲍，一 棼2 3 暖 国防科学技术大学研究生虢学位论文 个t r a d e 消怠只有在戳下两种情况下发出： 市场艇视器a g e n t 收到形如 的消息，并且b 一c u r r e n t _ a s k ， 并且c u 玎e n t a s k 不属于a g e n ti ( 谶为a g e n t 不能够与自己之间买卖商 品) ： 市场监视器a g e m 收到形如 躺消怠，并鼠s v 。6 ( i ) ，则a g e n tj 最终将以v 。b ( i ) 的价格得到该商品。在若干卖者 竟卖同一商品的情况下，则竟价最低的卖者将会以其次低的价格卖出商品。 在v i c k v e y 策略下，各个a g e n t 都具有诚实交易的趋势。比如，在有若干 卖者竞卖的情况下，卖方a g e n ti 不会竞价低于v ，3 ( i ) ，因为如果存在其它卖方 a g e n t 出价仅仅略高于i 的竞价丽低于v ，3 ( 工) ，则；将会只能以低于v ，i ) 的价格卖 出商品：而卖方a g e n ti 也不会竞价高于v ，5 ( i ) ，因为这将增加其失去交易机会的 可能性( 因为其它卖方a g e n t 有可能竞价低于v 5 ( i ) ) 。于此相对应，具有若干买 者竞买的情况也是类似的。 在a g e n t 代理交易过程中使用v i c k v e y 策略具有以下优点： 为a g e n t 自动买卖商品提供了一种简单而稳定的模式： 对安全性具有较小的要求，因为a g e n t 无需隐瞒自己的保留价格； 不需要推理其它a g e n t 的意图和私有信息，因为诚实交易是最优的策 略。 4 2a g e n t 的个性 在使用代理交易a g e n t 来代替用户完成拍卖过程的时候，如何使代理a g e n t 真正反应用户的兴趣，甚至在最佳情况下，使它在另一个终端看起来象用户本 人完成操作一样，是我们需要解决的问题。为了解决这个问题，引入a g e n t 个 性的概念，以和人类本身的个性相对应。 个性是表征a g e n t 心智状态的一种特性，它刻画了a g e n t 在定条件下为 完成一定目标采取某种行动的趋势。在可计算市场这个特殊的上下文环境中， 个性限制了a g e n t 在取得利益的过程中的行为方式。 如果一个a g e n t 被看起来具有由不同的个性影响的行为、态度和情绪时， 该a g e m 被称作可信任a g e m ( b e l i e r a b l ea g e n t ) 。可信任概念最早出现在虚拟 现实领域，用来表征一个对象的仿真程度；而我们在这里表示代理a g e n t 与它 代理的用户之间的仿真程度。具有不同个性的a g e n t 在参与交易的过程中将具 有不同的行为，这是由个性对应具有不同优先级的目标和完成不同目标的计划 的偏爱程度不同决定的。可信任性( b e l i e v a b i l i t y ) 是用来表征与人类相似的性 格特性的，它包括思考的能力、感情和交互等方面。目前，有许多研究小组 帮l 页 国防科学技术大攀研究生院学位论义 ( c a r n e g i em e l l o nu n i v e r s i t y ( c m u ) 妁0 2 矮叠缀、m a s s a c h a s e a si n s t i t u t e o f r e c h n o l o 戏( h 联 ) 螅a g e n t 职究缎襄s t a n f o r d 魄v t r t u a lt h e a t e r 碾曼娌) 部农 致力于可信任a g e n t 的研究和实现。可信任a g e n t 实现的霪要特征在于其交互 性，它不仅可以监视虚拟世界中其它a g e n t 的行为，而且还应该能够通过谈话、 动作、共同完成目标等方式和其它a g e n t 协作。目前，有关可信任a g e n t 的应 霸主要涉及久梳交互、可交互环境、教育和电子商务等领域。 基于个性构造可信任a g e n t 带来了和传统a g e n t 实现不同的新问题；事实 上，可信任a g e m 崧缳能在各种不两的情况下翱其它a g e n t 交互，遣就是说， 霹继l 壬a g e n t 的括为必须定义褥尽可黢灵活。通过毒关心理学熬磷究褒爨，哥 信任a g e m 的最主鞭的特征可以包挺个性( p e r s o n a l i t y ) 和馕续( e m o t i o n ) 。个 性和情绪的区别在于：个性是个体所固有的，而情绪悬可以发生改变的。因此 可信任a g e n t 的研究者主要将精力集中在以下两个方面： 如何建立物理的和行为的特性以妥巍表达可信任a g e n t 的个性； 如 可通过改变情绪和行为之间的对应或改变内在的个性特性来实现可信 任a g e n t 的可信任性。 情绪化的反应和典型的彳亍为对于反应a g e n t 的可信任性是十分重要的，然 而，我们认为由可信任a g e n l 的明照的行为细节来装现可信任性代价是昂贵的： 趸耋要的一点在于，这种方法缺乏一般性。由予将精力集中于行为细节，a g e n t 南在的敬渤梳可畿被忽褫，豳诧需要在一个较高的鼷次来定义可信任a g e n t 的个性。我们将绘出一种方法，由般强标幂蟊偏爱椽造a g e n t 懿个性类型。 在强往鹊实现方法中，霹信任a g e n t 通常被构造成为一个纯粹的反应系统， 蕊其行为是由设计袁手工书写的。与姥糖复，在我们蠡冬a g e n t 结构中，使孀混 合的基于计划的机制( 包括一个生成部件和一个反疲部件) 。a 建e n t 的个性便然 现在其结构中，具体表现在，a g e n t 的计划由生成部件根据个性自动生成劳转 化为行动的序列，而后幽反应部件根据环境进行执行。许多可信任a g e n t 的研 究者认为，a g e n t 的个性是难一的，因此需要为每个a g e n t 手工书写行为细 节。两我们翡观点与蓝不同，我们希望由高层的目标捻述鲞接构造基于个性的 萼亍为。裁一秘方法霹戳被程梵一种爨下露上( b o t t o m 静开发方法，两嚣者 是一j 中自上两下( t o p d o w n ) 的方法。 4 3 个性翻譬标 实现具农不同个性的可信任a g e n t 具蠢多耪方法。个憋霹以表示为属性一 值对的模式，对于各个a g e n t 每一个属性被赋予一个不同的数傻。这些属性可 融代表智力程度、温顺程度以及机灵程度，也可以表示，c 噬特性，诸如内向j p 向和羞怯自信【2 0 】。各种动作为各个属性被赋予相应的值，每一个角色a g e n t 逶过沈鞍动作鲍蔗性值帮套已新兵有的个性的满性傻来选择和完成最适台自己 的动 乍。捌如，一个具鸯特殊馕爱的a g e n t 摄裔霹糍赡买鸯己惑兴趣静耪潞， 纂3 2 页 国防科学技术大学研究生院学位论文 而一个谨慎的a g e n t 可能只购买自己必需的物品。 ， 在使用属性一值对的方法定义个性时，可信任a g e n t 通常被赋予角色并必 须遵循设计者所设定的脚本1 2 0 l 。个性的区别只是通过动作选择机制，由完成 脚本的不同来实现。 为了更好地体现可信任性，有一点是非常重要的，就是不同个性的a g e n t 要以不同的方式完成相同的高层行为，它们需要选择最适合自己的动作。这需 要考虑个性对不同动作的偏爱程度。然而，在属性一值对的方法中，不能完全 表现a g e n t 的个性：a g e n t 不应该仅仅通过以不同的方式完成动作来体现个性， 更应该( 尤其重要的) 通过完成不同的目标来体现。例如，两个具有不同偏爱 的a g e n t 可能会对同一种商品都不感兴趣，所以它们都不会购买该商品。此时， 它们个性的不同并不体现在是否完成不同的动作上，而是体现在它们要完成的 目标上。只使用基于属性一值对的刻画个性的方法，我们无法捕捉到以上两种 a g e n t 的个性的不同。因此，设计a g e n t 的个性模型时要注意以下两点： 向可信任a g e n t 的个性模型中加入有代表性的目标概念； 除了完成基于角色或脚本的行为外，让a g e n t 自动实现一些目标。 这两点在我们的a g e n t 个性模型中将得到体现。 考虑到情绪对于可信任a g e n t 的重要性，个性也可以通过改变目标、情绪 和反应之间的映射来构造。也就是说，情绪是由目标的当前状态( 成功、失败 等) 激发的，而从情绪对应到代表不同个性的一系列的行动。这称为基于情绪 的实现方法。 在基于情绪的实现方法中( b a t e s ，1 9 9 4 ；l o y a l l ，1 9 9 7 ) ，目标实际上成为行为 和情绪的核，l 、。情绪和行为是内在愿望和目标的表现，并使这些目标变得可实 现。当然，没有目标的话，也就不