基于Agent的油料調(diào)撥運輸技術(shù)簡介

文/劉曉東 周慶忠

探討與研究

基于Agent的油料調(diào)撥運輸技術(shù)簡介

文/劉曉東 周慶忠

多Agent技術(shù)是近年來得到飛速發(fā)展的分布式人工智能技術(shù)。多Agent技術(shù)在油料保障調(diào)運問題域中應(yīng)用的目的是，將油料保障運輸調(diào)度、任務(wù)分配等工作自動化，以便協(xié)助油料保障決策者獲取所需的油料保障信息，快速、高質(zhì)量地生成油料保障調(diào)運計劃，確保計劃的準(zhǔn)確性、可行性和最優(yōu)化。

多Agent技術(shù)；MASST架構(gòu)；油料保障服務(wù)查找

多Agent技術(shù)、合同網(wǎng)法等是油料保障調(diào)運研究的技術(shù)基礎(chǔ)。將多Agent技術(shù)應(yīng)用油料保障業(yè)務(wù)建模，構(gòu)建多Agent保障服務(wù)工具（Multi-Agent Support Services Tool， MASST）。對合同網(wǎng)協(xié)議（Contract Net Protocol， CNP）和擴展合同網(wǎng)協(xié)議 （Extended Contract Net Protocol， ECNP） 協(xié)商模型在油料保障任務(wù)分配中的應(yīng)用進行分析，可為基于Agent的油料保障調(diào)運模型的研究提供思路。

1.多Agent技術(shù)

多Agent技術(shù)是近年來得到飛速發(fā)展的分布式人工智能技術(shù)。多Agent技術(shù)在油料保障調(diào)運問題域中應(yīng)用的目的是，將油料保障運輸調(diào)度、任務(wù)分配等工作自動化，以便協(xié)助油料保障決策者獲取所需的油料保障信息，快速、高質(zhì)量地生成油料保障調(diào)運計劃，確保計劃的準(zhǔn)確性、可行性和最優(yōu)化。

使用Agent技術(shù)對油料保障組織和業(yè)務(wù)過程、油料保障專業(yè)知識建模，實現(xiàn)其保障服務(wù)功能，如分析、計算、調(diào)度、油料資源分配、信息提供和整理、檢查油料保障計劃是否滿足約束條件，支持油料保障聯(lián)盟內(nèi)部組織（軍隊保障單位）與外部組織（地方單位）的油料保障調(diào)運工作。由于油料保障聯(lián)盟的分布性和開放性，允許外部組織開發(fā)自己的Agent，作為組件插入到多Agent保障服務(wù)工具MASST中。

2. 多Agent保障服務(wù)工具

BDI型 Agent是有信念（Belief）、愿望（Desire）和意圖 （Intention）的智能型Agent。在油料保障問題域中，信念、愿望、意圖分別對應(yīng)于油料勤務(wù)的知識、油料保障任務(wù)和為實現(xiàn)任務(wù)而想執(zhí)行的行動。使用基于BDI的Agent編程語言ATTITUDE，構(gòu)建多Agent保障服務(wù)工具MASST，嵌入Agent自治性、主動性、反應(yīng)性和社交性等特征。

（1） MASST架構(gòu)

MASST架構(gòu)包含用戶人機交互界面（User Interfaces， UI）和Agent，被連接到一個網(wǎng)絡(luò)，允許分布式用戶（人員Agent）和軟件Agent進行通信。有兩種類型的Agent：油料保障組織實體（Organisational Entity， OE）Agent和信息采集（Information Gathering， IG）Agent。

OE Agent表示和模擬油料保障業(yè)務(wù)流程、專業(yè)知識、與其相關(guān)的保障組織或油料保障部隊分隊（force element，F(xiàn)E）的相互作用。他們可能具有與其相關(guān)聯(lián)的油料保障資源，例如，他們所分配的油料及資產(chǎn)（如油料運輸資產(chǎn)、油料裝備、人員等），以便實現(xiàn)其要求的油料保障目標(biāo)。OE Agent訪問油料保障組織的數(shù)據(jù)庫或系統(tǒng)，向Agent提供執(zhí)行特定油料保障業(yè)務(wù)所需信息，例如油料保障組織資源的狀況（如地理位置和可用性）、保障成本信息。 IG Agent訪問和分析來自其相關(guān)信息源的信息，向其他Agent提供他們所需的信息。

油料保障決策者通過人機交互界面UI與多Agent保障服務(wù)工具MASST進行交互。他們可能會提出疑問，例如，油料保障所需的信息、要部署的部隊油料保障分隊、要求部署的目的地和期限。人機交互界面UI本身是一個Agent，它與各種Agent協(xié)作，也可以與具有所需信息或服務(wù)的Agent交互，通過UI所連接的人員Agent進行協(xié)作，以便滿足用戶查詢要求，呈現(xiàn)信息或計劃給用戶。可有許多地域分布式或便攜式的用戶界面UIs，供其訪問油料保障網(wǎng)絡(luò)。

（2） MASST Agent

多Agent保障服務(wù)工具MASST主要包含以下Agent：

① 油料保障組織實體Agent OE

OE Agent可扮演多個角色，這取決于它是否提供或獲取油料保障服務(wù)，它正在提供哪些服務(wù)。有以下主要角色：

a. 供應(yīng)Agent（Supply Agent ，SA）。

該類Agent提供油料資源供應(yīng)。收集各節(jié)點的服務(wù)請求，按時間和日期、服務(wù)種類、緊急程度和成本要求等進行排序，并將這些信息提供給規(guī)劃Agent。

b. 運輸Agent（Transport Agent，TA）

TA_Agent提供油料資源運輸服務(wù)。獲取油料運輸計劃后，根據(jù)交通運輸環(huán)境，自主地執(zhí)行運輸計劃，反饋運輸計劃的執(zhí)行情況給相關(guān)Agent。

c. 決策者Agent（Decision maker Agent ， DMA）

這類Agent從供應(yīng)Agent SA和運輸Agent TA獲取油料供應(yīng)和運輸服務(wù)，執(zhí)行他們所需的特定油料保障業(yè)務(wù)（或目標(biāo)）。DMA包含管理如何利用油料資源的流程和專業(yè)知識，以便執(zhí)行其特定行動。

d. 保障單位Agent（Unit Agent，UA）

UA_Agent接受決策者DMA_Agent派發(fā)的油料保障任務(wù)。同時還起到保障單位一級管理決策者DMA_Agent的作用。

e. 部隊油料管理人員Agent（Forces Manager Agent， FMA）

FMA_Agent承擔(dān)行動部隊油料管理人員職責(zé)，起到行動部隊一級油料保障決策者DMA的作用。執(zhí)行對其部隊所部署的油料保障計劃任務(wù)，負(fù)責(zé)油料補給管理工作，保證軍事行動開展，及時反饋行動部隊所需要的油料數(shù)量等。

② 信息采集Agent IG

IG Agent與各種信息源相連接，如信息源包括油料倉庫、加油站、管線運輸泵站場所、運輸油料的鐵路和公路場站、油料水路運輸港口、航空運輸機場、交通道路管理局、氣象站等，由其他相關(guān)Agent收集油料保障所需信息。IG Agent可以對信息進行單獨或整體分析，向其他Agent提供他們所需要的信息。

在MASST中，IG Agent的類型是根據(jù)油料保障區(qū)域、油料保障角色來劃分的。每個區(qū)域具有多個IG Agent的集合，每個Agent起到提供有關(guān)該油料保障區(qū)域特定類型信息的作用。例如，假設(shè)油料保障管轄范圍R*由n個地區(qū)Li （ i=1，2，..，n）組成，則存在許多與地區(qū)Li相關(guān)的Agent，這些地區(qū)級別的IG Agent具有以下作用：

a.基礎(chǔ)設(shè)施IG Agent （Infrastructure IG agent ， IIGA），提供有關(guān)該地區(qū)的油料保障基礎(chǔ)設(shè)施信息。每個IG Agent提供的信息包括：油料倉庫、加油站、輸油管線、火車路和公路站、港口、航空機場等。如需要提供跨越地區(qū)油料保障信息，或關(guān)于所需較大區(qū)域的抽象信息。

b. 天氣IG Agent （Weather IG agent ， WIGA），提供該地區(qū)的天氣和氣候信息。

c. 地理IG Agent （Geography IG agent ， GIGA ），提供該地區(qū)關(guān)于地形、道路、水路、橋梁、遂道、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村之間距離等信息。

（3） Agent目標(biāo)與響應(yīng)

在MALT中，在Agent之間（包括人機交互界面UI之間）所發(fā)送的、請求其它Agent協(xié)助完成的目標(biāo)，具有以下形式：

＜function， what， who， where，when， how＞ （1）

① function—要執(zhí)行的特定油料保障“業(yè)務(wù)”服務(wù)。例如：發(fā)布油料保障信息（或通告）、部署油料保障力量、運輸油料，維護與修復(fù)油料裝備、儲存油料、維持油料儲備水平、庫存控制與管理、油料供應(yīng)和油料保障基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。

② what —油料保障資源、保障資產(chǎn)、實施保障的對象，它們與所需完成的油料保障服務(wù)、信息目標(biāo)和信息類型相關(guān)聯(lián)。

③ who—將要執(zhí)行特定保障服務(wù)的Agent或Agent群體。在這一情形下，能夠執(zhí)行特定保障服務(wù)的任何Agent（即油料保障組織）均可能對執(zhí)行該保障服務(wù)出力做貢獻。所選擇的Agent必須符合行動和what參數(shù)要求。這些組織Agent包括：油料保障部隊分隊、工程施工單位（軍方或地方）、油料供應(yīng)商和油料運輸機構(gòu)等。

④ where—關(guān)于油料保障服務(wù)的空間信息。

⑤ when—關(guān)于將要執(zhí)行油料保障服務(wù)的時間信息。

⑥ how—用于以下情形：

a. 允許Agent或用戶控制由多Agent保障服務(wù)工具MASST返回結(jié)果的條件清單，給予他們對MASST較大控制權(quán)和靈活性。

b. 輸入Agent執(zhí)行保障服務(wù)所需信息。

c. 提供響應(yīng)信息，例如執(zhí)行油料保障服務(wù)來實現(xiàn)所發(fā)送保障目標(biāo)的成本代價或信息。

（4） 油料保障服務(wù)查找

為了理解Agent所發(fā)送目標(biāo)和響應(yīng)的用語，Agent需要一個本體，該本體是對用語和他們之間關(guān)系的描述，用本體來實現(xiàn)油料保障服務(wù)查找。Agent向系統(tǒng)里的所有Agent發(fā)送（或發(fā)布）油料保障目標(biāo)請求，需要大量交互信息量。Agent可使用服務(wù)查詢或特定所需服務(wù)牽線搭橋機制，提供能夠提供該保障服務(wù)的Agent清單。因此，對于一個特定油料保障目標(biāo)，通過一個Agent只傳達給那些可能能執(zhí)行的該保障目標(biāo)的Agent這種方式，來使用油料保障服務(wù)查找。為了充實服務(wù)查找功能，進入系統(tǒng)的Agent的服務(wù)，可以用服務(wù)查詢服務(wù)器注冊其服務(wù)。他們盡可能多或盡可能少地提供關(guān)于他們愿望的油料保障服務(wù)細(xì)節(jié)，這取決于他們愿意釋放什么樣的信息。所提供油料保障服務(wù)的信息，比能提供的油料保障服務(wù)信息多，可能會降低獲得不匹配油料保障目標(biāo)請求的機會，從而降低了毫無價值的交互信息量。因此，采用Agent將特定油料保障目標(biāo)只傳達給那些可能執(zhí)行該目標(biāo)的Agent，來進行油料保障服務(wù)的查找。為了充實服務(wù)查找功能，進入系統(tǒng)的Agent提供服務(wù)，可以用服務(wù)查詢服務(wù)器注冊其服務(wù)。

（作者單位：后勤工程學(xué)院）