基于證據(jù)理論的多Agent聯(lián)合滅火救援戰(zhàn)術(shù)處理分析

■ 蔡強威 新疆喀什地區(qū)英吉沙縣消防救援大隊人民路消防救援站

根據(jù)相關(guān)研究：多Agent系統(tǒng)是以自治Agent組合而成且具備協(xié)作性、通訊作用特征的系統(tǒng)。為了進一步應(yīng)對火災風險，實現(xiàn)高效救援，應(yīng)當針對證據(jù)理論予以改進，以此提出新的系統(tǒng)改造設(shè)計思路，借此憑借多Agent系統(tǒng)的應(yīng)用，為聯(lián)合滅火救援工作給予重要支持，對救援戰(zhàn)術(shù)進行精準分析，而后保證每一項在火災現(xiàn)場發(fā)布的戰(zhàn)術(shù)都具備實效性，切實起到保護參與作戰(zhàn)的消防救援人員安全的作用。

一、滅火救援的影響因素

（一）時間與環(huán)境因素

滅火救援速度直接影響火勢控制效果。本次研究中以石化火災救援為研究對象，分析影響滅火救援的具體因素。而后針對多Agent系統(tǒng)予以優(yōu)化設(shè)計。其中較為關(guān)鍵的是救援時間，若火災發(fā)生后消防力量能夠在較短時間內(nèi)迅速到場參與救援活動，即可有效抑制火勢蔓延。接到火警，通常要求專職救援隊應(yīng)在5分鐘以內(nèi)到場，國家救援隊應(yīng)在15分鐘內(nèi)到場，所以時間的控制影響力較大。而在火災現(xiàn)場，周邊救援通道以及救援設(shè)施等環(huán)境的影響，也會給救援速度帶來阻礙。特別是遭遇暴雪天氣，不利于救援車輛及時到場。

（二）人為與后勤因素

滅火救援工作常由專職隊與國家救援隊的聯(lián)合作戰(zhàn)，有效消除火災風險。而消防救援人員以及其他人員是否能夠各司其職、聽從指揮，都是聯(lián)合救援工作中的主要因素。至于后勤保障因素，具體指的是適用于石化火災的救援物資，如泡沫滅火劑等，應(yīng)當保證救援物資的充足性，更要在滅火作業(yè)中保證持續(xù)供應(yīng)，以免耽誤滅火戰(zhàn)術(shù)的充分展現(xiàn)。

二、多Agent聯(lián)合滅火救援的任務(wù)結(jié)構(gòu)

（一）任務(wù)詳細部署

多Agent聯(lián)合滅火救援系統(tǒng)實則是在多個Agent聯(lián)合處理下，實現(xiàn)滅火救援戰(zhàn)術(shù)的精準處理。其中系統(tǒng)中各個Agent均可視為單個作戰(zhàn)單元，從而在協(xié)同作戰(zhàn)中，對火災現(xiàn)場的環(huán)境、火勢進行綜合分析，保證所提出的戰(zhàn)術(shù)更具合理性。其中要求系統(tǒng)在聯(lián)合作戰(zhàn)中務(wù)必具有詳細的作戰(zhàn)部署。而且要求系統(tǒng)運行中，能夠建立信息交互條件，繼而協(xié)同指揮員作出正確決策。同時，還能在決策導向下，執(zhí)行系統(tǒng)功能任務(wù)，削弱外在環(huán)境對滅火救援決策造成的局限性，保證滅火救援達到最佳救援效果。特別是面對復雜救援環(huán)境，多Agent系統(tǒng)可以通過對動作與狀態(tài)的分析，達到高標準滅火救援要求。

（二）任務(wù)分解信息

在該系統(tǒng)運行中，需要分配細致的滅火任務(wù)，而后在不同功能響應(yīng)中完成各種操作任務(wù)。第一，成員交互任務(wù)，具備通信控制、信息傳遞功能；第二，環(huán)境感知任務(wù)，可對火場信息進行有效采集，協(xié)作群體結(jié)構(gòu)任務(wù)，用于支持救援任務(wù)信息管理需求；第三，信息存儲任務(wù)，匯總場景狀態(tài)以及協(xié)作動態(tài)變化信息；第四，協(xié)作綜合態(tài)勢任務(wù)，可提供協(xié)作決策算法生成功能，實現(xiàn)協(xié)作態(tài)勢信息接收服務(wù)，有效轉(zhuǎn)換信息噪聲，保持信息同步；第五，動態(tài)協(xié)作任務(wù)，能夠滿足人機交互與優(yōu)化調(diào)度、遠程操控功能；第六，協(xié)作決策任務(wù)，輔助滅火救援決策，下達功能執(zhí)行指令。經(jīng)過對多Agent系統(tǒng)任務(wù)的詳細分解，有利于提升聯(lián)合滅火救援能力[1]。

三、基于證據(jù)理論多Agent聯(lián)合滅火救援戰(zhàn)術(shù)處理關(guān)鍵點

（一）搭建戰(zhàn)術(shù)處理框架

多Agent聯(lián)合滅火救援系統(tǒng)依托證據(jù)理論實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)的完善處理，需要先行搭建戰(zhàn)術(shù)處理框架。實際上，在該系統(tǒng)中分布的各個Agent多具備交互性特征，利用指揮Agent對其他Agent的集成管理，以便出具的滅火救援戰(zhàn)術(shù)在實際火場中具有指向性作用。一般情況下，局部地區(qū)具備的消防力量有限，而面對大型火災或者環(huán)境復雜的火場，單純依靠地方消防，很難快速控制火情。此時，需要進一步利用聯(lián)合滅火救援的方式，于協(xié)作滅火中，對當前戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用后的結(jié)果加以衡量，自此提交可靠的決策證據(jù)。于戰(zhàn)術(shù)處理初期，需要獲取Agent決策證據(jù)，多包含以下幾點：第一，多Agent系統(tǒng)中假設(shè)層屬性，在系統(tǒng)運行中需要采集火場信息，如現(xiàn)場已出現(xiàn)的火勢蔓延范圍以及傷亡人數(shù)等，而后獲取真實的證據(jù)，用于支持協(xié)作決策，以免出現(xiàn)誤判情況，造成聯(lián)合滅火決策出現(xiàn)低時效性問題；第二，各種證據(jù)占比度，假設(shè)層提出的證據(jù)，對協(xié)作決策帶來的影響度，亦是證據(jù)采集的重要內(nèi)容；第三，證據(jù)屬性特征信息的采集與分析；第四，依據(jù)特征信息預判現(xiàn)有證據(jù)量；第五，準確識別假設(shè)層各項證據(jù)，并推斷出可能性最大的假設(shè)結(jié)果，最終在多次循環(huán)驗證中，確保聯(lián)合滅火救援決策符合現(xiàn)場實際情況。

基于聯(lián)合滅火救援要求，需要在指揮Agent干預下，對Agent進行調(diào)度處理，并為其出具對應(yīng)的戰(zhàn)術(shù)處理計劃，且主要由信息處理層對各個Agent提供互動條件。在多Agent框架設(shè)計中，應(yīng)當保證Agent在信息采集中，能夠在指揮Agent合成處理中，為滅火救援戰(zhàn)術(shù)處理事項提供一個證據(jù)驗證、概率辨識的環(huán)境，以期如實確定聯(lián)合滅火救援計劃的可行性，同時，還要掌握不同戰(zhàn)術(shù)的應(yīng)用規(guī)則，經(jīng)過推演后，即可傳遞戰(zhàn)術(shù)動作，并對滅火方案進行篩選，按照指定動作的聯(lián)合操作，達成預期滅火目標[2]。

（二）完善證據(jù)理論規(guī)則

關(guān)于火災救援工作中的不確定因素，常需要通過調(diào)整戰(zhàn)術(shù)，促使作戰(zhàn)風險得以規(guī)避。因此，需要加強對證據(jù)理論的合理改進，而后根據(jù)戰(zhàn)術(shù)處理規(guī)則，提升協(xié)作決策的可靠性。第一項規(guī)則為Dempster合成規(guī)則，具體可參照信度函數(shù)確認戰(zhàn)術(shù)處理框架中的各項信息。即該函數(shù)中M代表的是多Agent系統(tǒng)框架信度函數(shù)，而m1至mn指代基本可信度分配，經(jīng)過指揮Agent的合成能夠?qū)崿F(xiàn)各證據(jù)的集成處理，而后經(jīng)過證據(jù)特性的分析，確定當前采集的證據(jù)信息的關(guān)聯(lián)性。一般情況下，根據(jù)函數(shù)轉(zhuǎn)換推斷出的可信度（q）的函數(shù)關(guān)系式變化情況，能夠判定證據(jù)是否具有沖突性。即隨著q值的增加，其證據(jù)沖突性更強，自此需要重新審視現(xiàn)有證據(jù)的可靠性。

另外，還應(yīng)當研究證據(jù)理論中的組合特征。通常在對組合證據(jù)予以改進時，還應(yīng)當在函數(shù)變化規(guī)律中了解基本可信數(shù)的變化特征，從而保證改進后的證據(jù)理論能夠在多Agent系統(tǒng)中表現(xiàn)出應(yīng)用優(yōu)勢。根據(jù)聯(lián)合滅火救援工作決策的分析，需要獲取支撐決策的證據(jù)，而后對戰(zhàn)術(shù)動作進行布置，以便在聯(lián)合作戰(zhàn)中可以實現(xiàn)火勢的合理控制。基于此，應(yīng)當遵循證據(jù)理論的合成與組合規(guī)則，自此對救援戰(zhàn)術(shù)進行科學處理，便于在最佳救援戰(zhàn)術(shù)的統(tǒng)一部署中，快速實現(xiàn)火勢的精準控制，為火災現(xiàn)場消防救援人員安全帶來可靠保障，也能適當降低火災經(jīng)濟損失。證據(jù)理論的改進理應(yīng)成為系統(tǒng)優(yōu)化改造的重要依據(jù)，借此滿足聯(lián)合滅火戰(zhàn)術(shù)布設(shè)需求[3]。

（三）動態(tài)任務(wù)分配算法

多Agent聯(lián)合滅火救援戰(zhàn)術(shù)處理在證據(jù)理論指引下，還應(yīng)當借助動態(tài)任務(wù)分配算法，保證此系統(tǒng)具備推廣價值。第一點即為合同網(wǎng)協(xié)議，它能夠通過對假設(shè)證據(jù)的闡述與分析，從目標函數(shù)中求出最優(yōu)解，而后在循環(huán)程序中，對火場的實際情況進行深層次分析，以此給出正確決策，并發(fā)送動作指令，完成戰(zhàn)術(shù)處理任務(wù)。另外，還能在聯(lián)合作戰(zhàn)力量調(diào)度中擇優(yōu)而選，以互選的形式增強滅火救援合力。第二點是約定協(xié)議。在聯(lián)合滅火救援中需要遵守一定的原則，包括最快到場、安全至上、協(xié)同兼顧原則。與此同時，在決策優(yōu)先選擇上，以消防指揮人員決策為主，且具備消防力量指揮權(quán)。為了防止出現(xiàn)多決策方互相干擾的情況，理應(yīng)對不同人員的決策權(quán)重進行合理分配，便于在指定人員決策導向下，可以為聯(lián)合作戰(zhàn)提供可靠依據(jù)，以免消防力量出現(xiàn)沖突。在分配算法中，需要假設(shè)多Agent系統(tǒng)中的作戰(zhàn)集合數(shù)量為m，對應(yīng)的子任務(wù)集合完成數(shù)量為T。經(jīng)過仿真分析后，系統(tǒng)中ti符合任務(wù)對應(yīng)的集合（ti∈T），應(yīng)當在實際分析中按照指定的推演程序，確定當前執(zhí)行任務(wù)是否滿足決策標準，從而為多方消防力量的協(xié)作滅火給出最優(yōu)化的分配建議。聯(lián)合滅火救援任務(wù)只有在最合理的分配結(jié)果下才能獲取最優(yōu)救援效果，也能最大化減少消防力量遭受的損失。而且每次面對火場險情提出的救援任務(wù)均具備獨立性，故此在任務(wù)結(jié)束后，則代表任務(wù)分配工作的終止。

（四）細化戰(zhàn)術(shù)處理流程

1.準確感知環(huán)境特征

從以往新聞報告中了解到：消防力量雖然在火災救援中確有一定的專業(yè)優(yōu)勢，但由于某些火勢規(guī)模偏大，或者現(xiàn)場出現(xiàn)風向轉(zhuǎn)變等突發(fā)狀況，也會導致消防力量遭受損失，從而危及消防員安全。而在聯(lián)合滅火救援中，應(yīng)當進一步維護消防員的人身安全，不以犧牲為前提，提出正確的決策。根據(jù)往日決策結(jié)果進行分析，多缺乏環(huán)境感知環(huán)節(jié)，直接依據(jù)經(jīng)驗與現(xiàn)場火情的規(guī)模判定決策，此時承擔的風險較大。因此，在多Agent系統(tǒng)證據(jù)理論的輔助下，需要加大對環(huán)境特征的準確感知，借此通過火情偵察，抵御突發(fā)風險。經(jīng)多則研究成果將偵察表達式以下列方式進行表示：，該表達式中F、m、γ分別指代的是偵察內(nèi)容、偵察內(nèi)容真實度、偵察器材。若經(jīng)過分析后判定某一處區(qū)域取證后可信度高達80%，可以適當調(diào)配消防力量前往偵察地點展開救援，以免出現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)分配不合理的問題，致使火情再度失控。此外，于環(huán)境感知中還可以對時間特征予以偵察，每一時刻對應(yīng)的環(huán)境特征存在差異，若能以時間為基準加以偵察，即可提高偵察內(nèi)容的可靠性。在環(huán)境感知流程中亦可建立偵察模型，經(jīng)過對環(huán)境特征的描述，從偵察模型中分配虛擬任務(wù)，而后可從中判斷當前執(zhí)行決策是否能夠達到預期效果，由此最大程度上保障消防人員的安全，并且可以采用最可靠的戰(zhàn)術(shù)，完成此次聯(lián)合救援任務(wù)，證實了環(huán)境偵察的必要性[4]。

2.精準處理救援信息

多Agent系統(tǒng)在戰(zhàn)術(shù)處理中，要想優(yōu)化聯(lián)合救援效果，理應(yīng)對救援信息先行進行妥善處理，而后驗證決策中提出的戰(zhàn)術(shù)是否需要調(diào)整，以期在改進后的決策戰(zhàn)術(shù)指引下，順利執(zhí)行救援任務(wù)。在救援信息循環(huán)處理中，要求處理效率更高，以此增加對火災態(tài)勢的精準把控。首先，需要對現(xiàn)有火災情況予以評估，而后對此次救援戰(zhàn)術(shù)的分配權(quán)重進行合理設(shè)計。如若在聯(lián)合救援中遭遇突發(fā)事件，需要將其納入信息處理流程中，重新分配信息的基本概率。之后可以由決策層對信息處理數(shù)據(jù)實施匯總處理，并保留好可信度較高的信息，而且還要在救援小組與情報組間建立信息共享管理，以供決策層采集的信息足夠全面，且符合現(xiàn)場實際情況。經(jīng)過對信息可信度的分析，若達到界定標準，可將其作為證據(jù)處理戰(zhàn)術(shù)。達標后則代表此次信息處理循環(huán)已經(jīng)結(jié)束，等待下一項信息處理過程的到來。

3.合理分配救援指令

正確的決策與合理的戰(zhàn)術(shù)能夠為聯(lián)合救援工作的開展給予重大保障。因此，需要在信息采集后，對決策中分配的戰(zhàn)術(shù)動作進行權(quán)衡，而后發(fā)送救援指令，在多Agent系統(tǒng)輔助下執(zhí)行功能模塊。在此系統(tǒng)中分布的Agent作戰(zhàn)單元除了具備執(zhí)行指令的作用外，還能實施預測處理，但需要得到多項信息源的支撐?；饎莅l(fā)展本身存在多個不確定因素，對于聯(lián)合作戰(zhàn)中的救援主體，理應(yīng)以預判視角對有可能出現(xiàn)的火場狀況進行估計，之后靈活地調(diào)整戰(zhàn)術(shù)。此系統(tǒng)多以假設(shè)的方式判定不同證據(jù)的可信度，若存在多項證據(jù)，此時需要及時剔除已知可信數(shù)，并在證據(jù)理論支持下，增加救援指令的正確度。

四、結(jié)語

綜上所述，以證據(jù)理論對多Agent聯(lián)合滅火救援戰(zhàn)術(shù)進行妥善處理，是為了有效提高救援效率，增強聯(lián)合滅火救援戰(zhàn)術(shù)的可行性。對此，應(yīng)從戰(zhàn)術(shù)處理框架、證據(jù)理論規(guī)則、動態(tài)任務(wù)分配算法、戰(zhàn)術(shù)處理流程等方面著手，確保優(yōu)化后的多Agent系統(tǒng)，無論從聯(lián)合滅火救援效果還是戰(zhàn)術(shù)可靠性上，均能有所提升，有利于促進火災聯(lián)合救援工作的合理性優(yōu)化，有效維護民眾生命財產(chǎn)安全。