摘#8195;要 虛擬戰(zhàn)場中由計(jì)算機(jī)生成的大量實(shí)體稱為計(jì)算機(jī)生成兵力(computer generated forces,CGF)。這些實(shí)體能夠?qū)μ摂M戰(zhàn)場環(huán)境中的事件自主做出反應(yīng),同時(shí)采取相應(yīng)的措施以完成指定任務(wù)。智能Agent系統(tǒng)(Intelligent Agent)是分布式人工智能研究的一個(gè)重要分支,已成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵性主流技術(shù)。由于智能Agent系統(tǒng)能體現(xiàn)人類的社會(huì)智能,其特性與CGF中個(gè)體和群體特征十分相似,因而成為一種描述、分析和設(shè)計(jì)CGF系統(tǒng)的自然而有效的方法。目前,基于智能Agent系統(tǒng)的CGF已經(jīng)成為軍事仿真領(lǐng)域重要的研究方向。
關(guān)鍵詞 智能Agent;計(jì)算機(jī)生成兵力;仿真;建模
中圖分類號(hào) TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)012-0202-01
1 基于智能Agent系統(tǒng)的CGF之特點(diǎn)
CGF實(shí)體建模可分為物理建模、行為建模和環(huán)境建模三種。行為模型沒有物理模型與環(huán)境模型更加完善,表現(xiàn)為其自治性和社會(huì)性尚不足以滿足實(shí)現(xiàn)對(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練與系統(tǒng)分析的要求。隨著仿真規(guī)模越來越大,仿真對(duì)象的模型越來越復(fù)雜,智能化作戰(zhàn)實(shí)體的描述對(duì)象不斷增多,面向?qū)ο蟮募夹g(shù)已經(jīng)難以確切表述作戰(zhàn)實(shí)體的意圖。相應(yīng)的 智能Agent系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生。智能Agent系統(tǒng)是在分布式人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的,被認(rèn)為是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的延伸,目前它己經(jīng)成為繼面向?qū)ο蠓椒ㄖ蟪霈F(xiàn)的又一種系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)的思想方法與工具。在智能Agent系統(tǒng)理論中,核心的問題是解決多個(gè)A-gent之間的協(xié)調(diào)合作及共同適應(yīng)向題,即就是解決在分布式環(huán)境下各模型實(shí)體的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和系統(tǒng)中存在的沖突與冗余問題。對(duì)于智能Agent系統(tǒng)而言,系統(tǒng)的行為不僅取決于單個(gè)Agent,更取決于Agent之間的協(xié)調(diào)及共同作用,解決問題的關(guān)鍵是研究如何將多個(gè)Agent組織成一個(gè)群體,并使各個(gè)Agent有效地進(jìn)行協(xié)調(diào)合作,以實(shí)現(xiàn)各個(gè)智能體(Agent以相互協(xié)作的方式進(jìn)行有效的問題求解。智能Agent系統(tǒng)從模擬人的行為出發(fā),具有智能化、自主性、自治性等特征,可以準(zhǔn)確描述仿真模型中的智能實(shí)體。具體來說,基于智能Agent系統(tǒng)的CGF具有以下特點(diǎn)。
1)智能性?;谥悄蹵gent系統(tǒng)的CGF具有高度自治性與實(shí)體間的社會(huì)性交互機(jī)制,可以為復(fù)雜龐大的軟件系統(tǒng)開發(fā)提供抽象的工具和求解方式。同時(shí),智能決策又能夠?yàn)橹笓]員的正確指揮提供可靠有效
幫助。
2)協(xié)調(diào)性。在基于智能Agent系統(tǒng)的CGF系統(tǒng)中,其最為核心在于解決了多個(gè)智能Agent之間的協(xié)調(diào)合作及共同適應(yīng)問題,即解決在分布式環(huán)境下各模型實(shí)體的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和系統(tǒng)中存在的沖突和冗余。
3)群體性。在基于智能Agent系統(tǒng)的CGF系統(tǒng)中,系統(tǒng)行為不僅取決于單個(gè)智能Agent,而且還取決于由多個(gè)智能Agent組成的群體,需要各智能Agent以相互比作的方式對(duì)問題進(jìn)行有效求解。
4)兼容性。將現(xiàn)有CGF系統(tǒng)封裝成基于智能Agent系統(tǒng)的CCF系統(tǒng),每個(gè)基于智能Agent系統(tǒng)的實(shí)體都有其特定的功能一個(gè)智能Agent可以通過任務(wù)或者請求,動(dòng)態(tài)、間接地從其它基于MAS的系統(tǒng)中獲得相應(yīng)的功能和能力。不同的智能Agent系統(tǒng)之間通過交互、通信、合作和協(xié)商等手段,實(shí)現(xiàn)任務(wù)的請求和代理。
2 基于智能Agent系統(tǒng)的CGF之系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能
2.1 體系結(jié)構(gòu)
針對(duì)不同的應(yīng)用,智能Agent系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不盡相同?;谥悄蹵gent系統(tǒng)的CGF建模采用自下而上的方法,把智能Agent系統(tǒng)作為系統(tǒng)的基本抽象單位,采用相關(guān)的智能Agent技術(shù),先建立個(gè)體智能Agent,在此基礎(chǔ)上,再采用合適的智能Agent系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封裝個(gè)體智能Agent,最終建立完整的系統(tǒng)模型。結(jié)合計(jì)算機(jī)生成兵力的相關(guān)應(yīng)用,參照智能Agent模型,可建立基于智能Agent的CGF模型體系結(jié)構(gòu)。 整個(gè)模型體系由:①感知Agent;用于完成搜索雷達(dá)的功能仿真。包括目標(biāo)搜索模型、目標(biāo)探測模型、目標(biāo)跟蹤模型、目標(biāo)識(shí)別模型和目標(biāo)毀傷評(píng)估模型等;②決策Agent;主要采用路徑規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃、基于規(guī)則的推理、基于案例的推理、模糊邏輯評(píng)判和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)井發(fā)仲裁方案等人工智能方法,完成指揮控制決策功能仿真。包括目標(biāo)威脅評(píng)估模型、任務(wù)優(yōu)化分配模型和戰(zhàn)術(shù)協(xié)同決策模型等;③通信Agent;主要完成實(shí)體間的數(shù)據(jù)通信功能仿真。包括語言理解、語言生成、物理通信及語法庫、語義庫等。通信語言可采用KQML語言和中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所基于KQML開發(fā)的SACL語言;④執(zhí)行Agent;主要完成實(shí)體交戰(zhàn)功能仿真。包括目標(biāo)瞄準(zhǔn)模型、參數(shù)裝定模型和彈道計(jì)算;⑤學(xué)習(xí)模塊與知識(shí)庫等組成,其功能的實(shí)現(xiàn)過程為:①主體通過感知Agent來感知外部環(huán)境,對(duì)環(huán)境信息做出一定的處理,并送達(dá)決策模塊;②決策Agent在知識(shí)庫的支持下,根據(jù)感知Agent得到的外部環(huán)境信息做出決策,將決策結(jié)果傳送給執(zhí)行Agent和通信Agent;③執(zhí)行Agent根據(jù)傳人的動(dòng)作指令做出相應(yīng)行動(dòng),對(duì)外部環(huán)境做出響應(yīng);④通信Agent處理Agent之間的信息交互;⑤學(xué)習(xí)模塊從Agent的不斷運(yùn)行過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),為知識(shí)庫增加新的知識(shí)。
2.2 系統(tǒng)功能
由此可以看出,一個(gè)完整的CGF系統(tǒng)本身就可看作一個(gè)虛擬戰(zhàn)場它涉及網(wǎng)絡(luò)管理、人機(jī)交互、環(huán)境渲染、行為生成和系統(tǒng)監(jiān)控等多個(gè)方面,并為參與虛擬戰(zhàn)場演練的用戶提供以下功能。
1)網(wǎng)絡(luò)通信?;谥悄蹵gent系統(tǒng)的GGF實(shí)體,與虛擬戰(zhàn)場中的其它仿真應(yīng)用程序具有互操作性,并通過網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行交互在同一虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中運(yùn)行的仿真應(yīng)用程序,應(yīng)采用相同格式的消息達(dá)成通信。
2)自治性仿真武器平臺(tái)。這是基于智能Agent系統(tǒng)的CGF系統(tǒng)的主要功能。武器仿真平臺(tái)的行為由計(jì)算機(jī)程序控制,并要能對(duì)戰(zhàn)場態(tài)勢和環(huán)境變化做出反應(yīng)。
3)態(tài)勢觀察和人機(jī)交互接口?;谥悄蹵gent系統(tǒng)的CGF系統(tǒng)應(yīng)為用戶提供友好的人機(jī)界面,不僅需要二維、三維態(tài)勢顯示界面,而且還要提供操縱和控制系統(tǒng)運(yùn)行的人機(jī)接口,用于配置系統(tǒng)、設(shè)置實(shí)體和仿真時(shí)間。
4)系統(tǒng)管理和控制。為使基于智能Agent系統(tǒng)的CGF系統(tǒng)運(yùn)行效率達(dá)到最高,同時(shí)能及時(shí)解決系統(tǒng)運(yùn)行中可能發(fā)生的問題,需要對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸、實(shí)體狀態(tài)以及系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控,干預(yù)實(shí)體行為,應(yīng)付突發(fā)情況。
3 結(jié)語
近年來,智能Agent系統(tǒng)作為一種理想的設(shè)計(jì)與開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)的新方法已得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,作為一種自然而有效的設(shè)計(jì)CGF系統(tǒng)的方法必將在今后發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
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