[發(fā)明專利]一種多智能體配置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810877282.1
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN109117998B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉宏;劉德地;張建云;葉海霞;王高旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué);水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

本發(fā)明涉及一種多智能體配置方法。包括：S1.根據(jù)人類用水的特點(diǎn)，確立水資源配置系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)；S2.建立基于多智能體系統(tǒng)的水資源優(yōu)化配置模型框架：確立水資源配置系統(tǒng)中智能體的組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在智能體組成與層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建水資源優(yōu)化配置模型框架結(jié)構(gòu)，其次確定智能體之間的協(xié)作關(guān)系、協(xié)商機(jī)制；S3.分析水資源優(yōu)化配置模型中各智能體Agent的模型行為，確定各智能體的約束和邊界條件；S4.利用優(yōu)化算法對(duì)模型進(jìn)行求解。本發(fā)明將智能體系統(tǒng)的理論與方法應(yīng)用于水資源配置領(lǐng)域，確立了一套比較完整的多智能體模型，有助于分析水資源配置系統(tǒng)中各層次的相互關(guān)系，描述各主體行為與整體演化的有機(jī)聯(lián)系，模擬水資源分配過程，進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水資源配置領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多智能體配置方法。

背景技術(shù)

水資源優(yōu)化配置是人類可持續(xù)開發(fā)、利用水資源的有效調(diào)控措施，是解決水資源供需矛盾、增強(qiáng)水資源系統(tǒng)抗風(fēng)險(xiǎn)性的根本途徑。由于水資源配置涉及多個(gè)決策層次，地區(qū)與部門多個(gè)決策主體，近期與遠(yuǎn)期多個(gè)決策時(shí)段，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境多個(gè)決策目標(biāo)，以及水文、生態(tài)、工程、市場等多領(lǐng)域，因此是一個(gè)復(fù)雜性的決策系統(tǒng)。近年來，盡管水資源配置系統(tǒng)的研究成果卓越，但在將系統(tǒng)中各種各樣的個(gè)體行為與系統(tǒng)的整體演化有機(jī)的聯(lián)系方面還難以得到有效的描述。

自20世紀(jì)70年代末，出現(xiàn)了多智能體系統(tǒng)(MAS:Multi-Agent System)的理論與方法，并且由于MAS能體現(xiàn)人類的社會(huì)智能，具有更大的靈活性和適應(yīng)性，因此已成為一種復(fù)雜系統(tǒng)分析和模擬的思想方法和工具。國外已運(yùn)用MAS技術(shù)在需水預(yù)測、水資源管理等方面，但還只是處于初始階段，真正運(yùn)用于水資源配置系統(tǒng)分析和優(yōu)化配置建模上還非常有限。如Becu等建立了基于Agent的CATCHSCAPE模型，用于考察流域內(nèi)的水力學(xué)、農(nóng)戶行為和水管理措施，并在泰國北部得到應(yīng)用，F(xiàn)euillette等針對(duì)突尼斯的凱萬市地下水過量開采問題，在水資源需求與地下水含水層的來水之間建立了多智能體的統(tǒng)一管理的協(xié)商模型；Le Bars等基于主體仿真模型研究了集體農(nóng)業(yè)用水戶行為對(duì)水資源配置的影響，LucillaGiannetti等建立了基于智能體的城市供水系統(tǒng)的優(yōu)化模型。然而，目前尚缺乏一個(gè)比較完整的多智能體模型來分析水資源配置系統(tǒng)中各層次的相互關(guān)系，描述其中各主體行為與整體演化的有機(jī)聯(lián)系，從而模擬水資源分配過程，進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種多智能體配置方法，將智能體系統(tǒng)的理論與方法應(yīng)用于水資源配置領(lǐng)域，確立了一套比較完整的多智能體模型，有助于分析水資源配置系統(tǒng)中各層次的相互關(guān)系，描述其中各主體行為與整體演化的有機(jī)聯(lián)系，進(jìn)而模擬水資源分配過程，進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種多智能體配置方法，包括以下步驟：

S1.根據(jù)研究區(qū)人類用水的特點(diǎn)，確立水資源配置系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)；

S2.建立基于多智能體系統(tǒng)MAS的水資源優(yōu)化配置模型框架：首先確立水資源配置系統(tǒng)中智能體的組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并在智能體組成與層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建水資源優(yōu)化配置模型框架結(jié)構(gòu)，其次確定智能體之間的協(xié)作關(guān)系、協(xié)商機(jī)制；

S3.分析水資源優(yōu)化配置模型中各智能體Agent的模型行為，確定各智能體的約束和邊界條件；

S4.利用優(yōu)化算法對(duì)模型進(jìn)行求解。

進(jìn)一步地，所述的S1步驟中系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)為由流域級(jí)、部門或地區(qū)級(jí)、用戶級(jí)所組成的結(jié)構(gòu)，分別對(duì)應(yīng)于MAS的系統(tǒng)層、群體層和Agent層，能夠反應(yīng)部門或用戶用水與流域水量之間的循環(huán)反饋關(guān)系，進(jìn)而研究局部的用水變化對(duì)流域全局水資源配置的影響。