《基于Agent的復雜系統(tǒng)建模仿真框架》圍繞基于Agent的建模仿真中提高模型開發(fā)和執(zhí)行效率的主線,詳細闡述了基于Agent建模與仿真通用模型(GRAMS)的思想、結構和優(yōu)化設計,書中討論了多甲適用該萬法處理的回題,配以從實際應用中提取的問題案例,展示如何利用該參考模型高效地設計和實現(xiàn)基于Agent的建模仿真。
基于Agent的建模和仿真方法是一種十分有效的復雜系統(tǒng)研究方法。傳統(tǒng)的宏觀建模方法,首先需要充分理解所研究系統(tǒng)的運行原理,然后通過建立系統(tǒng)運行機理的抽象模型,實現(xiàn)對所研究系統(tǒng)的仿真。但基于Agent的建模和仿真方法與此完全不同,它并不先去試圖理解所研究系統(tǒng)的運行原理,而是用具有自主性的Agent作為基本的建模元素,直觀地描述系統(tǒng)的組成要素和要素間的交互關系,最后通過模型的仿真運行實驗來理解被仿真的系統(tǒng)。目前,我們對于類似社會系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡等復雜系統(tǒng)的理解認識不夠充分,難以用傳統(tǒng)的仿真方法對其進行研究,而基于Agent的建模和仿真方法對理解復雜系統(tǒng)的特性和機理提供了一條可行的研究路徑。
本書介紹了作者在基于Agent的建模和仿真技術的基礎理論研究工作,定義了基于Agent的建模和仿真的通用參考模型GRAMS,辨析了一系列與之相關的重要概念,探討了仿真的并行執(zhí)行問題。正如作者所述,本書的內容為基于Agent的建模和仿真技術建立了堅實的理論基礎,對提高模型開發(fā)的有效性和效率,以及模型執(zhí)行的效率,都有重要作用和意義。本書的內容適合于從事復雜系統(tǒng)研究工作的研究人員參考和學習。
需要特別說明的是,由于該領域屬于仿真技術的前沿領域,其中眾多名詞在國內還沒有統(tǒng)一的譯法,許多觀點也處于發(fā)展之中,我們在翻譯中盡量綜合了各方意見,但仍難免有不當之處。
肖剛,1973年出生,博士,現(xiàn)為軍事科學院系統(tǒng)工程研究院系統(tǒng)總體研究所副所長、研究員。長期從事軍事系統(tǒng)工程、網(wǎng)絡信息系統(tǒng)、武器裝備體系等方面的科研工作。先后主持完成多項國家和國防重點科研任務,多項科研成果獲得國家、軍隊科技進步獎。在國內外學術期刊及學術會議上發(fā)表論文20余篇,出版學術著作多部。
韓君妹,1989年出生,2017年博士畢業(yè)于國防科技大學,現(xiàn)為軍事科學工程研究院系統(tǒng)總體研究所助理研究員。研究方向為基于知識工程的需求論證、復雜系統(tǒng)體系設計與仿真等。
張洋銘,博士,現(xiàn)為軍事科學院系統(tǒng)工程研究院系統(tǒng)總體研究所助理研究員。主要從事武器裝備體系需求與論證研究工作,近年來公開發(fā)表論文10余篇。
林金,博士,現(xiàn)為軍事科學院系統(tǒng)工程研究院系統(tǒng)總體研究所助理研究員,從事目標識別,武器裝備體系建模仿真優(yōu)化、評估方面的研究。主持和參與軍隊和國防項目10余項,公開發(fā)表論文10余篇。
第1章 引言
1.1 背景
1.2 本書的目標
1.3 本書的研究方法和提綱
第一部分 基礎知識和相關工作
第2章 基于Agent的建模和仿真
2.1 基本術語
2.1.1 復雜系統(tǒng)
2.1.2 模型
2.1.3 模型開發(fā)過程
2.1.4 仿真
2.2 基于Agent的建模和仿真
2.2.1 Agent
2.2.2 Agent體系結構
2.2.3 與其他建模范例的關系
2.2.4 基于Agent的建模和仿真的優(yōu)缺點
2.3 相關工作
2.3.1 Klagl(2007)
2.3.2 Scheutz和Schermerhom(2006)
2.3.3 Ferber、Maller(1996)和Weyns、Holvoet(2003)
2.3.4 離散事件系統(tǒng)規(guī)范和可變結構模型
2.3.5 Agent一對象一關系仿真
2.3.6 其他相關工作
2.3.7 本章小結
2.4 環(huán)境在基于Agent的模型中的作用
2.4.1 定義和屬性
2.4.2 動態(tài)特性
第3章 并行分布式多Agent仿真
3.1 基本術語
3.2 采用多Agent仿真的動因和要求
3.3 現(xiàn)有方法及其局限性
3.3.1 Pawlaszczyk(2009)
3.3.2 Logan、Theodoropoulos(2001)
3.3.3 P.Riley、G.Riley(2003)
3.3.4 Scheutz、Schermerlhom(2006)
3.3.5 Aaby等人(2010)
3.3.6 其他相關工作
第4章 小結
第二部分 有效和高效的模型開發(fā)
第5章 基于Agent的建模和仿真參考模型的需求
5.1 當前基于Agent的建模和仿真的問題及需求
5.1.1 基本術語和概念定義不清晰
5.1.2 對協(xié)作開發(fā)的支持不利
5.1.3 通過標準化提高質量的需要
5.2 參考模型的基本用途
5.3 對參考模型的要求
5.3.1 明確區(qū)分模型和仿真引擎
5.3.2 被仿真環(huán)境
5.3.3 仿真時間
5.3.4 Agent和對象
5.3.5 活動、效果和約束
5.3.6 對Agent體系結構的抽象
5.3.7 形式化規(guī)范描述
第6章 GRAMS——基于Agent建模仿真的通用參考模型
6.1 目的和目標受眾
6.2 GRAMS的基本概念
6.3 定義基于Agent的模型
6.4 宏觀建模
6.4.1 仿真時間
6.4.2 環(huán)境
6.4.3 實體嵌入
6.5 事件
6.6 微觀建模
6.6.1 Agent和對象的屬性
6.6.2 傳感器和效應器
6.6.3 Agent狀態(tài)
6.6.4 約束
6.6.5 Agent行為
6.7 基于Agent模型的仿真
6.8 GRAMS的應用領域
6.9 評估
6.9.1 映射基本Agent體系結構
6.9.2 案例研究
第7章 小結
第三部分 有效的模型執(zhí)行
第8章 模型分割和多級并行
8.1 模型分割策略
8.1.1 術語和定義
8.1.2 沖突檢測的瓶頸
8.1.3 分割策略:節(jié)點級、基于Agent、靜態(tài)分割
8.1.4 分割策略:節(jié)點級、基于Agent、動態(tài)分割
8.1.5 集群級分割策略
8.2 并行執(zhí)行
8.2.1 節(jié)點和處理器級別并行化
8.2.2 集群級并行化
8.2.3 多級并行化
8.3 仿真環(huán)境的可靠性
第9章 GRAMS示例實現(xiàn)
9.1 概述
9.2 表示基于Agent的模型
9.2.1 仿真時間
9.2.2 環(huán)境
9.2.3 事件
9.2.4 約束
9.2.5 實體
9.3 仿真引擎
9.3.1 單線程事件驅動仿真引擎
9.3.2 單線程時間步進仿真引擎
9.3.3 節(jié)點級并行化
9.3.4 群集級并行化
9.4 測試和驗證
9.5 實證測量
9.5.1 用于基準測試的仿真模型
9.5.2 基準測試0:仿真時間和運行時間之間的
依賴關系
9.5.3 基準測試1和基準測試2:Agent數(shù)量和運行時間
之間的依賴性
9.5.4 基準測試3:節(jié)點級并行化
第10章 小結
第四部分 結論
第11章 結論與展望
11.1 總結
11.2 科學貢獻和適用性
11.3 展望
第五部分附 錄
A GRAMS案例研究
A.1 案例研究:倉庫問題
A.1.1 結構化問題描述
A.1.2 概念模型
A.2 實例分析:聯(lián)合火力支援
參考文獻