（计算机应用技术专业论文）基于agent的可拓策略生成系统的研究与实现.pdf

摘要 摘要 随着社会经济和信息技术的飞跃发展，决策所涉及的系统越来越复杂，要考 虑的参数越来越多，可供选择的策略难以计数，仅仅靠人脑生成策略、进行决策 已显得无力。人工智能正处在蓬勃发展的时期，它与计算机的密切结合引发了人 们对知识处理的研究，其中尤为重要的是知识的表示、推理及其系统的智能性。 本文引入可拓学理论与a g e n t ，以弥补现有的智能系统与决策系统的不足。 目前，矛盾问题的基元模型和解决矛盾问题生成策略的可拓方法已经建立， 本文的工作是引入可拓理论和可拓工程方法，其目的在于根据可拓策略生成的研 究成果和可拓学的理论成果，研究能在计算机上操作的生成策略系统：同时引入 了智能a g e n t ，其目的是提高系统的智能性。 本文在分析可拓学的理论和知识表示的联系的基础上，利用基元，建立知识 模型，实现对信息、知识的形式化描述，并探讨了该模型解决实际问题的方法。 然后，结合计算机技术，在已建立的可拓模型中，建立相关的知识库，处理 与已有知识相关的问题。利用可拓学中的发散分析、拓展分析等相关原理，查找 解决此问题的路径。并且探讨计算机系统中利用可拓推理、可拓变换，获得知识， 并生成解决给定问题的策略、对策略进行综合评价的方法。同时，对a g e n t 进行 了设计，实现了动态的插入，提高了人机交互性。 最后，建立游客停车问题的可拓模型，结合计算机技术，叙述如何实现基于 a g e n t 的停车问题策略生成系统，并给出运行结果。 1 、利用可拓方法解决游客停车这一实际问题，改进过去计算机系统在这方 面的不足。 2 、利用可拓的基元模型去描述客观世界中的事物和规律，可拓推理和可拓 变换去建立生成策略的推理规则，把可拓集合和关联函数作为策略生成和策略评 价的定量化工具，为计算机更科学地辅助决策提供新的方法。 3 、为了满足复杂系统的动态需求，在系统中我们引入 a g e n t 技术，使系统 的问题求解知识库能跟据环境的变化和游客的需求变化而自主地更新相关的参 数和规则，提高了系统的智能性。 本文是广东省自然科学基金资助项目“基于可拓论的信息- 知识一智能形 广东工业大学工学硕士学位论文 式化体系的研究”的研究成果。 关键词：可拓学；a g e n t ；可拓方法；策略生成 n a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h es o c i a l e c o n o m ya n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , d e c i s i o nm a k i n gs y s t e m sb e c o m em o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d t h e r ea l et o om a n y p a r a m e t e r st oc o n s i d e r , a n dt o om a n ys t r a t e g i e st oc h o o s e s oi ti sh a r dt og e n e r a t e s t r a t e g i e sa n dm a k ed e c i s i o no n l yb yh u m a nb r a i na c t i v i t i e s a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c ei s i nap e r i o do fv i g o r o u sd e v e l o p m e n t ，i tc l o s e l yi n t e g r a t e dw i t ht h ec o m p u t e rf o r p e o p l ed e a l i n gw i t ht h es t u d yo fk n o w l e d g e t h i st h e s i si n t r o d u c e st h et h e o r yo f e x t e n s i o na n da g e n tt om a k eu pf o ri n t e l l i g e n td e c i s i o n - m a k i n gs y s t e ma n dt h e e x i s t i n gs y s t e md e f i c i e n c i e s a tp r e s e n t , t h eb a s i c e l e m e n tm o d e l so fc o n t r a d i c t i o np r o b l e m sa n dt h e e x t e n s i o nm e t h o d so fs t r a t e g yg e n e r a t i o nt os o l v ec o n t r a d i c t i o np r o b l e m sh a sb e e n e s t a b l i s h e d t h ew o r ko f t h i st h e s i si si n t r o d u c i n gt h ee x t e n s i o n t h e o r ya n de x t e n s i o n e n g i n e e r i n gm e t h o d si n t oc o m p u t e rs y s t e m s i t sa i mi sa c c o r d i n gt ot h er e s e a r c h r e s u l t so fe x t e n s i o ns t r a t e g yg e n e r a t i n gl o g i cb a s i sa n dt h ee x t e n i c st h e o r e t i c a l r e s u l t st os t u d yt h es t r a t e g yg e n e r a t i n gs y s t e mt h a to p e r a t e so nc o m p u t e r s b a s e do na n a l y z i n ge x t e n s i o nt h e o r ya n dk n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n s ，t h i st h e s i s s e t su pt h ek n o w l e d g em o d e lw i t hb a s i ce l e m e n t s ，a c h i e v i n gt od e s c r i b ei n f o r m a t i o n a n dk n o w l e d g ef o r m a l l y ，a n dr e s e a l e h e st h em e t h o d st os o l v ep r o b l e m si np r a c t i c e o nt h i sm o d e l a f t e rt h a t ，c o m b i n i n gt oc o m p u t e rt e c h n o l o g y , t h et h e s i ss e t su pk n o w l e d g e d a t a b a s ei nae s t a b l i s h e de x t e n s i o nm o d e l i tp r o c e s s e st h ep r o b l e m sr e l a t e dw i t h c u r r e n tk n o w l e d g e r e s e a r c h i n gt h em e t h o di nc o m p u t e rs y s t e mt og e tk n o w l e d g e b ye x t e n s i o ni n f e r e n c ea n de x t e n s i o nt r a n s f o r m a t i o n i tg e n e r a t e ss t r a t e g i e st os o l v e p r e s e n tp r o b l e m sa n ds y n t h e t i c a l l ye v a l u a t es t r a t e g i e sw i t he x t e n s i o nm e t h o d s 1 f l l ee r e a t i v ew o r ki nt h i st h e s i si n c l u d e s ： 1 t h eu s eo f e x t e n s i o nm e t h o d st os o l v ec o n t r a d i c t i o np r o b l e m sa n do v e r c o m e t h ed r a w b a c ko fc o m p u t e rs y s t e mi nt h ep a s t i i i 奎三些奎兰三兰堡圭耋堡篁兰 2 t h eu s eo fe x t e n s i o no ft h eb a s i c - e l e m e n tm o d e lt od e s c r i b et h eo b j e e t i v e w o r l do ft h i n g sa n dt h el a w so fr e a s o n i n g t h eu s eo fe x t e n s i o ni n f e r e n c ea n d e x t e n s i o nt r a n s f o r m a t i o nt ob u i l ds t r a t e g yg e n e r a t i o ni n f e r e n c er u l e ，t h eu s eo f e x t e n s i o ns e ta n dd e p e n d e n tf u n c t i o na saq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o nt o o lf o rs t r a t e g y g e n e r a t i o na n ds t r a t e g ye v a l u a t i o n , s ot h a tp r o v i d en e wa p p r o a c hf o rc o m p u t e rt o h e l pd e c i s i o n 3 i no r d e rt om e e tt h ed y n a m i cn e e d so fc o m p l e xs y s t e m s ，i nt h er e a l i z a t i o n p r o c e s s ，w ei n t r o d u c et h ea g e n tt e c h n o l o g y , l e tt h es y s t e mo fp r o b l e ms o l v i n g k n o w l e d g e b a s ep e r f o r ma c c o r d i n gt oc h a n g e s i nt h ee n v i r o n m e n ta n dc h a n g e si nu s e r r e q u i r e m e n ma n du p d a t ei n d e p e n d e n t l y r e l a t e dp a r a m e t e r sa n dr o l e s t h i st h e s i si s s u p p o r t e db y t h eg u a n g d o n gp r o v i n c i a ln a t u r a l s c i e n c e f o u n d a t i o n - - - - b a s e do nt h ee x t e n s i o no ft h ei n f o r m a t i o n - - k n o w l e d g e - - f o r m a l s y s t e mo f r e s e a r c h k e y w o r d s ：e x t e n i c s ；a g e n t ；s t r a t e g yg e n e r a t i n g ；e x t e n s i o nm e t h o d s 广东工业大学工学硕士学位论文 独创性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师的指导下进行的研究工作以及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加 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，不 包含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已经在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论 文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 指导教师签字：莲笆哗 论文作者签字：张希花张希缸 2 0 0 8 年0 5 月3 0 日 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 在工程技术和经济管理中，人们需要处理各种各样的矛盾问题。以往，这些 矛盾问题的解决，依靠的是工程技术人员和管理决策人员的聪明才智。然而，随 着科学技术的发展和社会经济的进步，人们遇到的矛盾问题越来越复杂，要考虑 的参数也越来越多，所涉及的系统越来越大，系统之间的关系错综复杂，这一矛 盾问题的处理会导致别的系统出现新的矛盾问题。因此，只靠人的聪明才智难以 处理日益复杂的矛盾问题。用计算机生成解决它们的策略并进行评价，是一项重 要的、探索性强的前沿基础研究。因此，创建能处理矛盾问题的这种智能工具是 当代科学技术的核心工作。而这种智能工具的水平高低主要是如何使计算机能够 把获得的信息加工成知识，又如何使计算机能利用这些信息和知识，生成策略去 处理矛盾问题。能够把获得的信息加工成知识，并利用这些知识生成策略解决矛 盾问题“1 ，我们把这种能力称为智能。 利用计算机帮助人类进行策略生成和评价已成为决策科学化和智能化的必 然趋势。目前，已开发出“决策支持系统”、“群决策支持系统”、“专家系统”等 支持决策系统，但这些系统在策略生成方面，尚未有本质性的突破。传统知识库 和专家系统的特征是求解相容问题，而不研究不相容问题的求解，解决不相容问 题是解决问题的难点。 用计算机处理矛盾问题也是人工智能研究水平的体现。但是，现有的人工智 能的知识表示方法无法描述处理矛盾问题的过程。因此，可拓学与人工智能相结 合，并用计算机处理各领域的矛盾问题，这对提高人类智能和机器智能都有重要 的价值。 要提高计算机的智能水平，离不开信息、知识和智能。文献 2 中提出了“信 息一知识一策略一行为”的统一理论。要实现这种统一，我们需要建立“信息一 知识一策略一行为”的形式化体系。也就是说，面对给定问题的目标和环境，计 算机如何简洁的表示收集到的信息和知识；同时，能够按照某些规则，生成解决 问题需要的知识；又根据另外一些规则，从这些信息和知识生成解决该问题的策 广东工业大学工学硕士学位论文 略，并对这些策略进行评价。 建立能明确表示信息和知识、能够动态生成知识、动态产生策略和评价策略 的规则的形式化体系，已经成为当前迫切需要研究的基础问题。知识生成和智能 产生的形式化问题还属于探索性阶段，要使机器能描述问题的主观目的和客观环 境的信息，然后生成解决问题需要的知识，最后，产生出解决问题的策略，通过 评价与筛选，去处理问题，还有很长的路要走。 可拓论建立了描述物、事和关系的基本元物元、事元和关系元，可以作 为描述世界万事万物和各种关系的逻辑细胞，用基元作为表示信息( 简称信息元) 和知识的逻辑细胞具有简单、规范和明了的作用。它建立的可拓推理规则可以用 来生成知识，可拓变换规则可以作为产生策略的基础；可拓集合和关联函数可以 作为生成策略的定量化工具，可拓评价方法可以用来评价和筛选策略；从而可以 在可拓论和可拓方法的基础上建立“基于可拓论的信息一知识一策略的形式化体 系”。利用可拓学的理论和方法来建立“信息一知识一智能形式化体系”的基本 框架，并结合计算机技术，解决矛盾问题的可拓策略生成的计算机系统实现，将 提高计算机的智能水平，为各界决策者提供更高好的策略生成系统。 1 2 国内外研究现状 可拓学是广东工业大学可拓工程研究所蔡文研究员提出的一门原创性横断 学科，早期称为物元分析，选题于1 9 7 6 年。可拓论是可拓学的基本理论。可拓 论的第一篇论文“可拓集合与不相容问题”叫发表于1 9 8 3 年，建立了以物元为 逻辑细胞的可拓模型，逐步发展为可拓学。 可拓学是以矛盾问题为研究对象、以矛盾问题的智能化处理为研究内容、以 可拓方法论为主要研究方法的一门新兴学科。可拓论( 包括可拓逻辑) 、可拓方 法和可拓工程构成了可拓学“1 。 近年来，有不少学者尝试将可拓学与人工智能相结合，取得了初步的成果， 成果“可拓论及其应用研究”( n a s t 序列号：9 4 4 2 0 0 4 0 0 0 3 3 0 ) 得到以吴文骏院 士为主任的鉴定委员会的高度评价。2 0 0 3 年，可拓逻辑初步”一书出版，介 绍了可拓论的基本框架，研究了可拓逻辑的基础知识，明确提出可拓学与人工智 能的关系及可拓学与人工智能结合的若干课题。 第一章绪论 许多知识的表示方式都可以通过可拓模型去描述，如语义网络、谓词逻辑、 框架表示等，得到可拓语义网络、可拓谓词逻辑、可拓框架表示等新的知识描述 方法。这些新方法在原来的基础上加入了可拓描述，可以将可拓变换等方法运用 于推理机制，为解决问题提供了更多的方法。文献 6 中也着重探讨了信息和知 识的可拓表示方法。 利用基元对特定问题进行描述，通过可拓发散、推理、变换等方法生成策略 也进行了许多研究，在可拓学运用于房地产销售、企业市场开拓等方面获得成功。 此外，利用可拓集合、关联函数的方法对事物或生成策略的评价方法也在许多方 面的应用研究获得肯定。可拓论和可拓方法可以与很多领域相结合，解决各专业 领域中的矛盾问题，目前已进行了一些初步的应用研究，它将在计算机与人工智 能、控制与检测、经济与管理等领域发挥越来越重要的作用。 可拓学研究的科学目标是通过探讨用形式化模型处理矛盾问题的规律，形成 较完整的理论体系，研究用计算机处理矛盾问题的基本理论与方法，以及计算机 能操作、处理的推理技术，研制能解决矛盾问题的智能系统，去解决多个领域中 的矛盾问题。1 。2 0 0 6 年，可拓策略生成系统。1 一书出版探讨了可拓策略生成 的计算机实现系统，是该方面的第一本著作。书中探讨了人工智能中矛盾问题求 解的理论基础，具体分析了可拓方法建模和计算机技术的发展，利用计算机数据 仓库、数据挖掘等技实现可拓分析过程。书中还提供了一套可以在计算机上实现 矛盾问题求解的策略生成的具体方法。2 0 0 7 年，可拓工程”1 一书出版，书中 把可拓学中的各部分内容与若干实例相结合，完善和发展了可拓方法。 a g e n t 的研究起源于分布式人工智能( d a j ) ，目前正处于发展阶段，随着 分布式并行处理技术，特别是 n t e m e t 和w w w 技术的发展，a g e n t 己成为a i 和 计算机领域最活跃的研究方向之一。 对a g e n t 的研究大致可分为智能a g e n t 、多a g e n t 系统( m u r i a g e n t s y s t e m ，m a s ) 和面向a g e n t 的程序设计( a g e n to r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，a o p ) 这 三个相互关联的方面。 智能a g e n t 是m a s 研究的基础，主要研究a g e n t 的理论及体系结构，而a g e n t 之间关系的研究则构成了m a s 研究的重点。m a s 的研究主要侧重于如何协调一组 a g e n t 的行为，即a g e n t 如何协调各自的知识、目标、策略和计划等。a g e n t 己 3 广东工业大学工学硕士学位论文 经是灿的研究方向之一，但是a g e n t 与可拓学结合，还很少有人研究。 1 3 论文的研究目标 利用可拓论和可拓方法，建立利用基元、可拓规则描述的信息、知识表示模 型及生成策略的推理规则，并在计算机上实现基于可拓方法的可拓策略生成系 统。主要讨论可拓计算机系统的分析、设计、实现和测试，本文的主要研究工作： 1 建立基于可拓基元和可拓规则的策略生成模型 利用基元和可拓规则，建立可拓策略生成模型。所建立的模型是可以利用计 算机进行描述、储存的，是计算机处理相关信息、知识，生成决策的基础。 2 利用a g e n t 增加系统灵活性 利用a g e n t ，提高人机交互，实现动态的知识更新，提高策略生成系统解决 矛盾的能力，增加策略生成的科学性。 3 策略生成系统的实现 根据已经建立的游客停车问题的可拓模型，结合a g e n t ，实现计算机的停车 策略生成。停车策略生成系统根据可拓方法，利用对现有的知识进行分析，解决 停车问题的矛盾。停车策略生成系统是基于可拓学的知识表示和策略生成的计算 机系统的初步实现。 以自驾游停车矛盾问题为例，对提出的游客停车矛盾问题通过可拓方法进行 分析，为游客停车问题建立相关的可拓模型，并设计出停车问题可拓策略生成系 统，下图是本系统开发的雏形图9 1 ： 4 第一章绪论 图1 - 1 基于可拓论的策略生成系统框图 f i g 1 1t h es t r a t e g yg e n e r a t i o ns y s t e mb a s e do ne x t e n s i o nt h e o r y 1 4 论文的章节组织 第一章绪论，主要描述本文的研究背景，可拓学的研究现状及发展趋势、 a g e n t 的研究概况以及本文主要的研究工作。 第二章可拓学和策略生成，介绍了可拓学的基元、发散原理、拓展分析方 法等基础知识、可拓逻辑推理的方法及其a g e n t 的概念、体系结构和实现方法。 第三章基于可拓学的策略生成系统设计，主要讨论策略生成系统结构及构 建方法。建立面对游客停车问题的可拓模型，进行问题分析，设计停车系统的基 本架构。 第四章可拓策略生成系统的实现，结合停车问题的可拓模型，实现停车矛 盾问题策略生成系统，并给出运行结果。 蛮三些查兰三兰堡圭兰堡鎏耋 第二章基于a g e n t 的可拓策略生成系统的基本理论 2 1 可拓学的理论框架 可拓学是用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并 用于解决矛盾问题的科学“3 。目前已初步确定了可拓论的核心是基元理论、可拓 集理论和可拓逻辑，建立了以它们为支柱的可拓学理论框架，初步研究了各支柱 的构成、基本概念和相关内容，可拓学的理论框架如下图所示 8 ： 可 拓 论 r 发散分析理论 r拓展分析理论j 相关分析理论 il 蕴含分析理论 ll 可扩分析理论 lr 虚实共轭分析 基元理论 o ) 为论域u 关于变换瓦的正稳定域； 矿一= 扣l “u ，y = 七( ”) 0 ，y 7 = _ | ( 瓦“) o 为论域u 关于变换l 的负稳定域； 1 0 第二章 基于a g e n t 的可拓策略生成系统的基本理论 矿。口) = 扣j “u ，y = _ | ( 正) o 为论域u 关于变换瓦的拓界。 ( 3 ) 当t t r = e ，z 知时，而泸矾咒“= 童( r ) = 啻晖) = ( “，y ，y ) l “u ，y = 七( “) j ，y = 露_ j ( “) j ，此可拓集合为关 于关联函数盯变换的可拓集合，它同样有可拓域、稳定域和拓界。 ( 4 ) 当砰8 且t v u u 中时，兀f f = u ， fh ，“u n 而u i t k h 功= 七，( 砷= 【屯( ，z f e t v u u 雪( r ) = 豆( 乃) = ( “，y ，y ) i “t u ，y = 七( “) e i ，= l j ( “) d ，此可拓集合为 关于论域u 变换的可拓集合。 可拓集合描述了事物“是”与“非”的相互转化，它既可用来描述量变的过 程( 稳定域) ，又可用来描述质变的过程( 可拓域) 。零界或拓界描述了质变点， 超过它们，事物就产生质变。 2 关联函数 在可拓集合中，建立了关联函数这一概念。通过关联函数值，可以定量地描 述u 中任一元素甜属于正域、负域或零界三个域中的哪一个，即使同属于一个 域中的元素，也可以由关联函数值的大小区分出不同的层次。为了建立实数域上 的关联函数，首先把实变函数中距离的概念拓展为距“”的概念。 如x o ) = l r 半| - 宰 ( 2 ，) 点x 与区间x o = 之距。其中 既可为开区间，也可为闭区间，也 可为半开半闭区间。用距作为把定性描述扩大为定量描述的基础。 距p x o ) 与经典数学中“点与区间的距离”dg ，x o ) 的关系是： ( 1 ) 当丑盛蜀或石邗，b 时，p 0 ，蜀) = d ( x ，x o ) 0 ； ( 2 ) 当x e x o 且x = = a ，b 时，p ( x ，蜀) 0 ，dq ，岛) = 0 。 距的概念的引入，可以把点与区间的位置关系用定量的形式精确刻划。当点 在区间内时，经典数学中认为点与区间的距离都为0 ，而在可拓集合中，利用距 的概念，就可以根据距的值的不同描述出点在区间内的位置的不同。距的概念对 ：奎三些尘耋三兰堡占兰堡篁兰 点与区间的位置关系的描述，量值在区间也有程度区别的定量描述。 在现实问题中，除了需要考虑点与区间的位置关系外，还经常要考虑区间与 区间及一个点与两个区间的位置关系。一般地，设x o = ，j = 0 时，说明事物的变化是量变；当k ( x ) k ( t x ) 0 时，说明事物的变化是质变。 a ( 卵关于关联函数变换及关于论域变换的可拓函数与关联函数也有上述性质。 公式( 2 3 ) 中初等关联函数的最优点在岛区间的中间，实际中的最优点可 能并不在这里，因此引入了左侧距和右侧距的概念。 m ) = 嬲 陇a ) 这个公式立足于“左侧距”和“右侧距”这两个概念，而不是公式( 2 3 ) 的“距”。 左侧距：给定区间j ，_ ，若勒( 岛( a + b ) 2 ) ，则以下公式 第二章 基于a g e n t 的可拓策略生成系统的基本理论 p= o - x , x - b , 生2 l 伍一以xf 一“， 口一x o x 口 x x 。 ( 2 5 ) ( a , x 。) 工关于点勒和区间x 的左侧距，记为p l & ，x o ，x o ) 。在妇凰，且无公共端 点，黝e ( 口，6 ) 时，关联函数k 将在勋处取得最大值。 右侧距：给定区间x 口，胁，若x o e ( ( a + b ) 2 ，6 ) ，则： p 2 a - x , x x o x 一五x b ( 2 6 ) 嚣f 2 j 叫x x o , b ) 为x 关于点x o 和区间x 的右侧距，记为m q ，x o ，x o ) 。p 1 0 ，x o ，x o ) 。在 x o c x , 且无公共端点，x o 0 。利用2 3 2 介绍的基元变换方法，找到 满足要求的解。 通过分析找到满足要求的解可能不止一个，还需要用优度评价法对策略进行 评价，找出最优策略。 4 策略优度评价 优度评价法是评价一个对象，包括事物、策略、方法等的优劣的基本方法。 在介绍优度评价法之前，先介绍几个概念 8 。 ( 1 ) 关联度 若关于衡量优劣的条件( 即衡量条件) 以符合要求的量值范围为凰，不符 广东工业大学工学硕士学位论文 合要求、但可转变为符合要求的量值为卫量值允许取值的范围为u ，则以蜀 为经典域，x 为可拓域的可拓集合就描述了u 上任一个值u 符合要求的程度，设 其关联函数值为嗣砂，则称它为“关于衡量条件m 的关联度。 为了便于对解的优劣程度进行比较，首先把关联度进行规范化。 ( 2 ) 规范关联度 设某问题的解，关于衡量条件m 的合格度为k u ) ，则规范合格度有以下公式 计算： 巧= 汜， m a ) 【i i x i l 、7 j 虬 称为解，关于m 的规范关联度。1 。 ( 3 ) 优度 若某问题的衡量条件集为胙 尬，m 2 ，尬， ，解，关于必的规范 合格度为坂f _ j ，2 一， ) ，m 的权系数为a ，( 表示该衡量条件相对重要程度 的实数) ( f - j ，2 ，抑) ，则 c = ( 2 8 ) 称为该项问题的解，的优度。 对事物的评价往往不会在单一属性进行，而需要从各个方面综合考虑，优度 评分体现了对策略的总体表现。虽然可以解决问题，但优度小于0 ，则选择该策 略得不偿失，优度大于0 ，体现此策略是“得多于失”。 2 5a g e n t 理论 2 5 1a g e n t 的概念 a g e n t 的技术来源于人工智能，其概念在6 0 年代就已提出来，发展于9 0 年 代，a g e n t 的研究与应用拓展到了广泛的领域中，例如电信网管、电子商务、工 作流、人机界面、智能决策、软件工程等，成为人们关注的热点。a g e n t 技术已 经得到越来越广泛的应用，但究竟什么是a g e n t ? 目前还没有一个统一的定义。 第二章基于a g e n t 的可拓策略生成系统的基本理论 许多研究人员从不同的角度给出了不同的定义。下面给出a g e n t 有代表性的三中 定义： 【f i p a ( f o u n d a t i o n f o r i n t e l l i g e n t p h y s i c a l a g e n t s ) ：a g e m 是驻留在环境中的实 体，它可以感知其环境并做出反应 1 8 。 p a t t i em a e so f t h es o f t w a r ea g e n t sr e s e a r c hg r o u pa tm i t ：一个a g e n t 是一个 计算机系统，它可以适应一个复杂、动态的环境。a g e n t 可以感知其环境，并做 出反应。通过这些行为达到既定的目标。 f r a n k l i n 和g r a e s s e r 在分析了各种a g e n t 的定义之后，避免对智能性的纠缠， 给出了a g e n t 的定义 1 9 ：“一个自动a g e n t 是处于一个环境并作为这个环境一 部分的系统，它随时感测这个环境并且执行相应的动作，并逐渐建立自己的活动 规划应付未来感测到的环境变化”。 一般认为a g e n t 具有如下特点： ( 1 ) 自治性a g e n t 能够在没有人或其他外界因素的下运行，即它根据自 己的目标引导自己的行为，这种行为不是简单的反应行为，而是具有主动性。 ( 2 ) 反应能力a g e n t 可以感知环境并及时地做出反应。其行为通过触发规 则或执行定义好的计划来更新其事实库，并发送消息给环境中的其他a g e n t 。 ( 3 ) 主动性a g e n t 可以主动地采取行动达到目标。它可以根据目标和意 图进行推理，并据此规划以后的行为。 ( 4 ) 适应性它是指适应环境，具有从经验中学习的能力，以实现在变化 的环境中改善自己。a g e n t 在接收任务、完成任务的过程中不断地更新自己地知 识库。 2 5 2a g e n t 的抽象体系结构 软件a g e n t 的体系结构主要是来研究主体的内在结构如何支持和实现其外 在的行为，它定义和描述了组成主体的基本成分及其作用，各成分之间的关系和 交互机制，如何通过感知到的环境信息确定a g e n t 应该采取何种行为的算法，以 及主体的行为对其内部状态和外部环境的影响等。 a g e n t 抽象体系结构是指构成主体的各个抽象部分、每个抽象部分在主体自 主运作过程中的作用以及这些抽象部分之间的相互关系。它独立于任何具体的实 广东工业大学工学硕上学位论文 现技术和开发平台，有助于软件开发人员在一个较高的抽象层次上描述和分析构 成主体的部件、部件之间的关系以及它们的性质。主要有以下四种抽象体系结构 加 ： ( 1 ) 顶级抽象体系结构 主体生存在所处的环境中，并能够感知环境，通过自主的选择和执行动作对 环境中发生的事件做出响应以完成既定的设计目标。如图2 - 2 所示。 图2 2a g e n t 的顶级抽象体系结构 f i g u r e2 - 2t o pa b s t r a c ta r c h i t e c t u r eo f a g e n t ( 2 ) 纯反应式抽象体系结构 许多的a g e n t 系统对动作进行决策时要考虑环境的状态，而且环境的历史 状态，然而对于许多的系统来说，其行为决策仅仅是需考虑环境的现状，而无需 参考其所处环境的状态。在运行过程中，a g e n t 的行为仅仅是对环境感知信息的 简单、直接的反应，称这类a g e n t 为纯反应式主体。 ( 3 ) 具有感知部件的抽象体系结构 为了方便软件开发人员深入分析和构造a g e n t ，具有感知部件的a g e n t 很快 就被提上了议程。具有感知部件的a g e n t 的抽象体系结构如图2 - 3 所示。 1 8 第二章 基于a g e n t 的可拓策略生成系统的基本理论 图2 - 3 具有感知部件的a g e n t 抽象体系结构 f i g u r e2 - 3a b s t r a c ta r c h i t e c t u r eo f a g e n tw i t l lf e e lc o m p o n e n t ( 4 ) 具有状态部件的抽象体系结构 以上的方法对于a g e n t 开发人员有一定的帮助，但是对于a g e n t 如何处理内 部的状态，如何保存感知的环境信息，a g e n t 的内部状态和中途的感知部件和动 作决策部件之间的关系等都没有详细的描述。带有状态部件的抽象体系结构解决 了上述问题，其体系结构如下图2 - 4 所示： 图2 4 带有状态部件的主体抽象体系结构 f i g u r e2 - 4a b s t r a c ta r c h i t e c t u r eo f a g e n t w i t hs t a t e s 2 5 3a g e n t 的实现方法 a g e n t 的实现方法目前主要有： ( 1 ) 分布式对象技术 分布式对象，又称为组件( c o m p o n e n t ) ，是一些独立的代码封装体，远程机可 以通过操作来调用它，在分布式环境中的各对象只能通过预先定义好的接口访 问，这些接口构成了两台机器互相访问的协议。任何的对象都可以向其他对象提 供服务，也可以请求其它对象的服务。组件用于实施应用领域内的一些有限的服 务，它可以和其它组件一起构成完整的应用服务，总之，组件是可复用的、独立 于具体应用的软件模块。 从主流的分布计算技术和应用角度