[發(fā)明專利]去中心化的多智能體平臺及其實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310260098.3
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116405373A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷昶;馮一帆;劉帥;郭超平;劉海鵬;喬穎;王宏安
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院軟件研究所
• 主分類號: H04L41/0663
• 分類號: H04L41/0663;H04L43/10
• 代理公司: 北京市萬慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 劉鋒

本發(fā)明涉及一種去中心化的多智能體平臺及其實(shí)現(xiàn)方法。去中心化的多智能體平臺，包括：主節(jié)點(diǎn)、備主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)；故障判斷系統(tǒng)；去中心化系統(tǒng)；冗余備份系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，能夠在多個節(jié)點(diǎn)同時故障時，確保多智能體平臺的穩(wěn)定運(yùn)行，通過去中心化解決了平臺嚴(yán)重依賴主節(jié)點(diǎn)和備主節(jié)點(diǎn)的情況，通過冗余備份提升多智能體平臺抵抗故障的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種去中心化的多智能體平臺及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

多智能體系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)一般可以分為主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)全局工作(如智能體管理和目錄服務(wù)等)和本節(jié)點(diǎn)的本地工作(如消息傳輸、本地智能體管理等)，從節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)的本地工作。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)都面臨著硬件故障風(fēng)險(xiǎn)。由于節(jié)點(diǎn)特殊性，一旦主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障就很可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法繼續(xù)運(yùn)行，而從節(jié)點(diǎn)故障時，該節(jié)點(diǎn)將喪失繼續(xù)完成其業(yè)務(wù)的能力。

為了避免上述情況發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)中采用了如下方式：為了避免系統(tǒng)無法運(yùn)行，進(jìn)行了預(yù)設(shè)備主節(jié)點(diǎn)；為了避免重要節(jié)點(diǎn)喪失業(yè)務(wù)能力，進(jìn)行了冗余節(jié)點(diǎn)備份。但當(dāng)主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，如果預(yù)設(shè)備主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，系統(tǒng)喪失全部功能；當(dāng)從節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，如果冗余從節(jié)點(diǎn)不在線，系統(tǒng)將喪失該故障節(jié)點(diǎn)全部功能。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種去中心化的多智能體平臺及其實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明能夠在多節(jié)點(diǎn)故障時，確保多智能體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過多智能體平臺的去中心化，解決平臺嚴(yán)重依賴主節(jié)點(diǎn)和備主節(jié)點(diǎn)的情況；通過多智能體平臺的冗余備份，提升多智能體平臺抵抗故障的能力。

本發(fā)明一方面的去中心化的多智能體平臺，包括：實(shí)現(xiàn)平臺主從結(jié)構(gòu)的主節(jié)點(diǎn)、備主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)；故障判斷系統(tǒng)，用于判斷節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生故障；去中心化系統(tǒng)，用于在主節(jié)點(diǎn)和/或備主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時或故障恢復(fù)時，設(shè)置產(chǎn)生新主節(jié)點(diǎn)和/或新備主節(jié)點(diǎn)；冗余備份系統(tǒng)，用于將平臺中重要節(jié)點(diǎn)中的智能體和任務(wù)備份于多個不同的備份節(jié)點(diǎn)中。

進(jìn)一步地，從節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)本地工作，所述主節(jié)點(diǎn)、備主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)本地工作以及全局工作；故障判斷系統(tǒng)，通過節(jié)點(diǎn)之間的心跳信息判斷節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生故障；去中心化系統(tǒng)，用于在主節(jié)點(diǎn)和/或備主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障或故障恢復(fù)時根據(jù)存活節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級，選擇最高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)、次高優(yōu)先級節(jié)點(diǎn)作為備主節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，冗余備份系統(tǒng)還包括多節(jié)點(diǎn)冗余備份節(jié)點(diǎn)故障處理模塊和多節(jié)點(diǎn)冗余備份節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)模塊。多節(jié)點(diǎn)冗余備份節(jié)點(diǎn)故障處理模塊，用于當(dāng)重要節(jié)點(diǎn)故障時根據(jù)備份節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級由高到低依次向在線備份節(jié)點(diǎn)發(fā)送發(fā)生故障的重要節(jié)點(diǎn)的遷移信息，直至遷移完成或沒有可用備份節(jié)點(diǎn)；多節(jié)點(diǎn)冗余備份節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)模塊，用于重要節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)后對重要節(jié)點(diǎn)原有的智能體與任務(wù)進(jìn)行回遷；多節(jié)點(diǎn)冗余備份節(jié)點(diǎn)故障處理模塊發(fā)送遷移信息時，通過對備份節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整使得各備份節(jié)點(diǎn)的負(fù)載不超過該備份節(jié)點(diǎn)的負(fù)載閾值。

進(jìn)一步地，優(yōu)先級的計(jì)算方法為：

其中n為節(jié)點(diǎn)ID，L_n、S_n和Z_n分別為節(jié)點(diǎn)n的負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和硬件性能，α、β和γ為預(yù)設(shè)權(quán)重，L_th為節(jié)點(diǎn)n預(yù)設(shè)的負(fù)載閾值，pr(n)的值越小，節(jié)點(diǎn)n優(yōu)先級越高；當(dāng)L_n＞L_th時，代表節(jié)點(diǎn)n的任務(wù)負(fù)載超過其硬件處理能力，故將其優(yōu)先級設(shè)為正無窮以避免節(jié)點(diǎn)超負(fù)荷，當(dāng)L_n≤L_th時，節(jié)點(diǎn)n能夠安全處理任務(wù)負(fù)載。

進(jìn)一步地，負(fù)載的計(jì)算方法為：

在節(jié)點(diǎn)n中有M個智能體，智能體集合：A＝{A_l，..A_i，..A_M}，其中1≤i≤M；