基于MAS的海上搜救关键技术建模研究

论文摘要

伴随着人类对于海洋资源的不断探寻与利用的同时,海难事故的发生接连不断,海上搜救作为现代海上安全规划的一个重要组成部分,正在越来越被人们所关注,而由此产生的海上搜救的任务也越来越重。海上搜救模拟系统就是为了实现科学有效的海上搜救模拟训练,提高海上搜救能力和水平而产生的。本文在对天津海上搜救预案研究的基础上,以海上搜救模拟训练为背景,采用了多智能体建模的手段进行系统进一步开发。为了使海上搜救模拟系统达到更好的模拟搜救效果,在模拟系统的开发中引入了知识建模和规则库的概念,探索其基于知识的智能模拟理论方法,从而建立海上搜救系统的知识模型。在本文的研究过程中,主要对时钟Agent与气象Agent的设计与实现方面做了较深入的研究:(1)综合多种时钟同步算法的研究,采用NTP网络时间协议来同步时钟信息。针对海上搜救模拟系统的分布式特点,考虑网络延迟造成的影响,通过计算报文的来回程时间来估计网络延迟。文中给出时钟同步的功能设计,包括:时钟检查功能、时钟获取功能与时钟同步功能。(2)建立时钟agent模型,根据BAT模型定义时钟的基本类,并采用标准化通信语言FIPA ACL实现Agent之间的信息与知识的表示。(3)本文的气象预测模型是通过概率产生与气象预测相结合的一种方式实现的。首先对渤海海域的天气数据进行统计分析得出预报因子上一刻到下一刻不同变化值的产生概率。然后再建立预报因子与预报量之间的多元回归模型,对气象数据进行完整的预测。(4)建立气象Agent模型。详细介绍了气象Agent的结构设计,气象的事实性与推理性两种知识的表示方法,以及多个智能体之间信息协调的结构流程。最后引入Lagrange插值的方法对于气象信息可能存在的气象数据有效范围、有效时间和不对称性等问题进行解决。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的内容和结构
• 1.3.1 论文研究内容
• 1.3.2 论文组织结构
• 1.4 本章小结
• 第2章 Agent的基本理论
• 2.1 Agent技术的历史与发展
• 2.2 多Agent（MAS）的理论研究
• 2.2.1 多Agent系统的产生与分类
• 2.2.2 多Agent的协作与协调
• 2.3 Agent的知识及相关概念
• 2.3.1 知识
• 2.3.2 知识库
• 2.3.3 知识表示
• 2.4 BAT模型简介
• 2.4.1 BAT基本类定义
• 2.4.2 BAT的产生式规则
• 2.4.3 BAT的推理机制
• 2.5 本章小结
• 第3章 分布系统时钟同步理论研究与实现
• 3.1 问题描述
• 3.2 分布式系统概念
• 3.2.1 分布式系统定义
• 3.2.2 分布式系统特点与类型
• 3.2.3 分布式系统通信
• 3.3 时钟同步算法分析与设计
• 3.3.1 时间标准
• 3.3.2 时钟同步算法介绍
• 3.3.3 网络时间协议（NTP）
• 3.3.4 时钟同步算法设计
• 3.4 模拟时钟Agent的实现
• 3.4.1 时钟Agent的定义
• 3.4.2 时钟同步功能设计
• 3.4.3 时钟Agent的通信
• 3.5 本章小结
• 第4章 气象Agent的智能模拟设计与实现
• 4.1 气象的重要性
• 4.2 环渤海气象分析
• 4.2.1 渤海气象概况
• 4.2.2 渤海气象要素分析
• 4.3 气象预测模型
• 4.3.1 气象模型分析
• 4.3.2 预报因子的概率产生
• 4.3.3 回归模型建立
• 4.3.4 模型检验
• 4.4 气象模型agent的设计与实现
• 4.4.1 气象Agent模型结构设计
• 4.4.2 气象agent知识表示
• 4.4.3 气象Agent的信息协调
• 4.4.4 气象Agent的信息处理
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 文章展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历