[發明專利]一種基于Multi-Agent的彈性可伸縮的任務規劃系統及方法

有效

• 申請號: 201810087758.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108399104B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李建東;蘭沖;盛敏;劉潤滋;張琰;宋寧博;唐成圓
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06K9/62
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種基于Multi-Agent的彈性可伸縮的任務規劃方法，其特征在于，所述基于Multi-Agent的彈性可伸縮的任務規劃方法使用聚類算法根據任務類型將衛星分為K類，然后將已經聚為一類的衛星劃分為一個子Agent，所以可劃分為與任務匹配的K個子Agent，如此，使得子Agent的劃分，根據任務的不同動態劃分，實現資源粒度和任務需求的資源粒度最大程度匹配；綜合Agent劃分好子Agent后，接受中控Agent任務分配，然后將任務分配給相應的子Agent系統；各子Agent系統分別進行初步任務規劃，并與中控Agent簽約；綜合Agent整合剩余任務，重利用各子Agent中的剩余資源進行進一步的任務規劃，并與中控Agent簽約；

所述基于Multi-Agent的彈性可伸縮的任務規劃方法包括以下步驟：

步驟一：根據任務需求和資源狀況，劃分好隔離Agent和綜合Agent及其下屬子Agent系統；

步驟二：中控Agent負責分析任務，并按任務要求分派任務；如果分析任務必須在用獨立Agent來完成，則將任務分給該隔離Agent；如果不需要，則將其分給綜合Agent來處理；一直執行此操作，直到將所有的任務分派完畢；

步驟三：隔離Agent中，對于分派的任務，根據自己的規劃方法規劃已分配的任務，并將規劃結果反饋給中控Agent，規劃成功的任務與中控Agent簽約；

步驟四：綜合Agent根據任務的屬性將任務分配給匹配的子Agent系統中，如此執行操作，直到將所有的任務分派完畢；

步驟五：每個子Agent系統，進行條件約束的靜態規劃，將每個子Agent系統中的規劃結果反饋給中控Agent，并將子Agent系統中規劃成功的任務與中控Agent簽約，未完成的任務不進行簽約，加入到剩余任務隊列R中；

步驟六：將綜合Agent中的子Agent系統，根據資源粒度對其進行編號，按照其資源粒度從小到大一次編號為A1，A2，……，Ak；

步驟七：子Agent中可能存在的剩余任務隊列，按照子Agent系統中Agent的編號從小到大，將子Agent中的任務逐級向上層分派，上層根據優先級和任務時長條件，按順序對新加入的任務進行重新規劃，將每一層的剩余資源的重新利用；

步驟八：每一級的Agent系統，都按照步驟六方法逐級上級重新分派，直到最高級子Agent系統重新安排并規劃完，將最后未完成的剩余任務隊列反饋到中控Agent中；

步驟九：中控Agent獲得綜合Agent中的剩余任務序列后，記為中控Agent的待處理任務隊列；重點關注執行任務的優先級以及各個隔離Agent任務的執行的均衡度，將任務安排到各個隔離Agent系統；

步驟十：直到所有待處理任務都被處理完畢，如果中控Agent中的剩余任務隊列為空，最后任務都已安排完成，則Multi-Agent系統任務規劃完畢；否則，如果中控Agent中的剩余任務隊列不為空，剩余可用資源，則按照步驟八的評價標準，由中控Agent從下屬Agent中選擇最好的Agent進行簽約；直到最后剩余任務序列為空，或者達到設置的最大迭代次數。

2.如權利要求1所述的基于Multi-Agent的彈性可伸縮的任務規劃方法，其特征在于，所述基于Multi-Agent的彈性可伸縮的任務規劃方法將衛星根據不同部門的獨立性及權限情況，將其資源劃分為隔離資源和可整合資源，部門隔離資源由隔離Agent單獨管理，各隔離Agent由總隔離Agent統一管理；不同部門的可整合資源由綜合Agent統籌管理，綜合Agent可根據任務需求的不同，動態劃分下屬子Agent；先將任務根據資源需求的粒度大小和均衡情況，按一定算法劃分為K類，再根據K值，將衛星由聚類算法劃分為K類，已經聚為一類的衛星劃分為一個子Agent，可得與任務種類匹配的K個子Agent；每個子Agent可用條件約束的靜態規劃方法進行規劃，各子Agent規劃完成之后，可根據資源粒度大小，將剩余任務由資源粒度小的向資源粒度大的逐級攤派，每一級可按動態簽約解約機制利用剩余資源，進行重規劃，總隔離Agent和綜合Agent都由中控Agent統一管理；中控Agent通過簽約解約機制決定和調整下屬Agent執行的任務。