Рыбина Технология построения динамических 2011

Таблица 14

Агент-посредник. Агент-посредник – реактивный агент, на который возлагаются функции приема и обработки данных от датчиков о концентрации химических отравляющих веществ (ХОВ), факте и уровне аварии, текущих и аварийных данных, а также функции активации средств аварийной цветовой и звуковой сигнализации. Агенты-посредники действуют в рамках первого концептуального уровня и непосредственно взаимодействуют с оборудованием, установленным на ХОО. По требованию агентовисполнителей в аварийном режиме и в режиме диагностики оборудования агенты посредники осуществляют передачу полученных от датчиков данных на второй информационный уровень.

Агент-исполнитель. Агент-исполнитель – интеллектуальный агент, на который возлагаются функции управления агентамипосредниками, функции расчёта и прогнозирования аварийных ситуаций, функции принятия решения о задействовании ресурсов оперативных служб и средств аварийной цветовой и звуковой сигнализации. Также на агентов-исполнителей возложены функции постоянной диагностики работоспособности системы. Агентыисполнители в аварийном режиме и в режиме диагностики оборудования осуществляют опрос агентов-посредников с целью получения информации, необходимой для расчёта и прогнозирования

191

аварийных ситуаций на химически опасных объектах, и передают им управляющие сигналы активации систем аварийного оповещения и защиты. Агенты-исполнители осуществляют свою работу в рамках второго концептуального уровня.

Агент-супервизор. Агент-супервизор – интеллектуальный агент, который организует и контролирует работу агентовисполнителей и наделён правом экстренного вмешательства и перераспределения ресурсов в нештатных ситуациях. Агентсупервизор осуществляет свою работу в рамках третьего концептуального уровня на рабочих станциях Центра мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера Главного управления МЧС России по Москве.

Агент-сервер_имён. Отдельно выделяется один реактивный агент, называемый сервер имён агентов, который отвечает за регистрацию/анрегистрацию остальных агентов и за доставку сообщений конкретным агентам

В рассматриваемом прототипе агенты-посредники могут связываться с агентами-исполнителями для передачи информации о состоянии контролируемого ХОО. В свою очередь, агентыисполнители могут организовать опрос агентов-посредников своего региона с целью получения дополнительной информации о состоянии ХОО и диагностического оборудования на ХОО а также с целью передачи управляющих команд агентам-посредникам для задействования средств аварийного оповещения на ХОО. Также агенты-исполнители могут связываться между собой и с агентомсупервизором с целью обмена знаниями. Агент-супервизор может инициировать взаимодействие с агентами-исполнителями с целью обмена знаниями о состоянии ХОО на различных подконтрольных агентам-исполнителям территориях.

Даная модель определяет коммуникативные связи, существующие между агентами, при этом не уточняется, когда и какие сообщения приходят от одного агента к другому, а просто указывается, что существует канал коммуникации между агентами. Модель контактов прототипа МАС для решения задач контроля состояния химически опасных объектов города Москвы представлена на рис. 47. В таком случае протокол рассматривается как схема взаимодей-

192

ствия, определяется формально, абстрагируясь от конкретного варианта реализации (непосредственной последовательности шагов).

Агент-супервизор

Агент-посредник

Рис. 47. Модель контактов

Подобное рассмотрение взаимодействий означает, что основное внимание уделяется природе и назначению взаимодействия, а не точной схеме обмена сообщениями. Общее определение протокола состоит из следующего набора атрибутов (конкретные примеры протоколов взаимодействия представлены в табл. 15):

∙назначение: краткое описание смысла взаимодействия;

∙инициатор: роль, ответственная за начало взаимодействия;

∙респондент: роль(и), с которой(ыми) осуществляется взаимодействие;

∙входы: информация, используемая инициатором для начала взаимодействия;

∙выходы: информация, предоставляемая респондентом в ходе взаимодействия.

193

Продолжение табл. 15

194

Архитектура прототипа МАС для мониторинга состояния ХОО г. Москвы. Архитектура прототипа МАС для мониторинга состояния ХОО г. Москвы (рис. 48) и его компонентов построена на основе архитектур, предоставляемых инструментальной средой ИМВИА с учетом особенностей ПрО и решаемой задачи.

Рис. 48. Архитектура прототипа МАС для мониторинга состояния ХОО Москвы

195

Рассмотрим основные компоненты представленной архитектуры:

∙Подсистема генерации событий проблемной области от-

вечает за моделирование изменений, происходящих в ПрО, т.е. моделирует динамику ПрО. Сюда входит моделирование показаний датчиков, установленных на химически опасных объектах. Эти показания отражают такие основные изменения, происходящие в ПрО, как:

∙изменение данных о концентрации химически опасных веществ на объектах мониторинга;

∙изменение данных о метеоусловиях в регионах, содержащих объекты мониторинга;

∙изменение данных о работоспособности датчиков и измерительных приборов а также средств аварийного оповещения;

∙изменение данных о работоспособности различных компонентов системы, функционирующих на разных концептуальных уровнях.

∙Подсистема трассировки отвечает за сбор информации о событиях, происходящих в прототипе, за ведение статистики и трассировки этих событий.

∙Подсистема взаимодействия с пользователем реализует интерфейс пользователя с системой и предназначена для выполнения таких основных задач, как:

∙добавление в систему новых контролируемых территорий (округов) и добавление новых химически опасных объектов на эти территории;

∙удаление из системы контролируемых ХОО и территорий (округов);

∙выдача на экран пользователю информации о состоянии ХОО или контролируемой территории в целом;

∙выдача на экран по требованию пользователя планов ХОО и контролируемых территорий;

∙принятие от пользователя управляющих воздействий для задействования средств аварийного оповещения на ХОО и контролируемых территориях;

∙изменение параметров системы.

196

∙ Прототип МАС реализует непосредственно саму многоагентную систему. Как показано на рис. 48, существует множество агентов, предназначенных для решения пользовательских задач (в зависимости от числа контролируемых территорий и числа расположенных на них ХОО). Отдельно выделяется реактивный агент, называемый сервер имен агентов, который отвечает за регистрацию/анрегистрацию прочих агентов и за доставку сообщений конкретным агентам. Рассмотрим отдельно архитектуру интеллектуального агента (агенты-супервизоры, агенты-исполнители). В соответствии с базисной архитектурой среды ИМВИА, разработанная архитектура агента, представленная на рис. 49, состоит из следующих основных компонентов: модель ПрО; рефлектор; компонент вывода; планировщик; исполнительная подсистема; подсистема обработки сообщений; база целей; база планов; база действий.

Рефлектор воспринимает события, происходящие в окружении агента, либо принимает сообщения от других агентов с использованием подсистемы обработки сообщений. Также рефлектор меняет модель ПрО агента в соответствии с произошедшем событием и с учетом помех при восприятии. При этом события, воспринимаемые рефлектором, могут быть трех различных типов, а именно: изменение состояния окружения, задачи других агентов и результаты выполнения действий.

Изменения ПрО агента передаются на вход компоненту вывода для выбора новых целей из базы целей. При получении информа-

197

ции о задачах других агентов эта информация передается планировщику для корректировки последовательности собственных действий. Результаты выполнения действий используются для корректировки модели ПрО агента, не вызывая никаких дополнительных действий.

Компонент вывода агента на основе модели ПрО и базы целей определяет, какие цели агенту требуется достичь в настоящий момент. Выделенные цели передаются на вход планировщику, который, используя информацию из базы планов и базы действий агента, формирует расписание действий агента и передает его исполнительной подсистеме.

Исполнительная подсистема либо непосредственно выполняет действия агента в ПрО, либо отправляет сообщения другим агентам с помощью подсистемы обработки сообщений. Для отправки, приема и обработки сообщений используется транспортная подсистема. В состав транспортной подсистемы включаются средства передачи сообщений. Средства передачи сообщений определяют координаты сервера имен агента и передают отправляемое сообщение ему. Сервер имен агентов определяет координаты получателя сообщения (на основании регистрационных записей) и передает сообщение непосредственно получателю.

Тест-пример работы прототипа. При реализации прототипа МАС для мониторинга состояния ХОО Москвы на основе организационной схемы подразделений экологического мониторинга Москвы для каждого концептуального уровня разработаны соответствующие типы агентов.

Для первого уровня был создан реактивный агент - ХОО, на который возлагаются функции приема и обработки данных от датчиков о концентрации АХОВ, факте и уровне аварии, текущих и аварийных данных, а также функции активации средств аварийной цветовой и звуковой сигнализации.

Агенты-ХОО действуют в рамках первого концептуального уровня и непосредственно взаимодействуют с оборудованием, установленным на ХОО. По требованию агентов-округа в аварийном режиме и в режиме диагностики оборудования агенты-ХОО осуществляют передачу полученных от датчиков данных на второй

198

информационный уровень. Пример экрана, отображающего данные от агента-ХОО, приведен на рис. 50.

Для второго уровня был введен интеллектуальный агент-округа Москвы, который обеспечивал реализацию функций управления агентами-ХОО, расчета уровня аварии и принятия решений о задействовании ресурсов оперативных служб и средств аварийной цветовой и звуковой сигнализации. Также на агентов-округа возложены функции постоянной диагностики работоспособности системы.

Рис. 50. Экран «Химически опасный объект»

Агенты-округа в аварийном режиме и в режиме диагностики оборудования осуществляют опрос агентов-ХОО с целью получения информации, необходимой для расчёта и прогнозирования аварийных ситуаций на ХОО, и передают им управляющие сигналы активации систем аварийного оповещения и защиты. Пример экрана, отображающего данные от агента-округа, приведен на рис. 51.

На третьем уровне был введен интеллектуальный агент-города, который организует и контролирует работу агентов-округа и наделён правом экстренного вмешательства и перераспределения ресурсов в нештатных ситуациях. Агент-города осуществляет свою работу в рамках третьего концептуального уровня в Центре мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и

199

техногенного характера Главного управления МЧС России по Москве. Основные функции агента-города – это контроль за аген- тами-округа и за подчиненными ХОО, расчет прогнозов последствий аварийных ситуаций на ХОО. Пример экрана, отображающего данные от агента-города, приведен на рис. 52.

Рис. 51. Экран «Округ»

В разработанном прототипе агенты-ХОО могут взаимодействовать с агентами-округа для передачи информации о состоянии контролируемого ХОО. В свою очередь, агенты-округа могут организовать опрос агентов-ХОО с целью получения дополнительной информации о состоянии ХОО и диагностирования оборудования на ХОО, а также с целью передачи управляющих команд агентамХОО для задействования средств аварийного оповещения на ХОО. Также агенты-округа могут связываться между собой и с агентомгорода при оценке уровня аварии и расчете прогноза развития аварийной обстановки. Агент-города может инициировать взаимодействие с агентами-округа с целью обмена знаниями о состоянии ХОО на различных подконтрольных агентам-округа территориях и составления плана мероприятий по обеспечению гражданской безопасности населения на окружающей территории и устранения по-

200