Ю. А. ИВАШКИН МУЛЬТИАГЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИМИТАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ SIMPLEX3 УЧЕБНИК ДЛЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ Ю. А. <...> ИВАШКИН МУЛЬТИАГЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИМИТАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ SIMPLEX3 Допущено Учебно-методическим объединением вузов Электронное издание по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для бакалавров и магистров высших учебных заведений, обучающихся по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» Москва Лаборатория знаний 2016 УДК 519.47.07(075) ББК 72; 32;81я73 И24 С е р и я о с н о в а н а в 2009 г. Р е ц е н з е н т ы: Доктор физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой «Интеллектуальные технологии и системы» Московского государственного технического университета МИРЭА В. В. <...> Описываются алгоритмы поведения агентов в различных условиях, агентные технологии идентификации и прогнозирования состояния мультиагентных систем, а также программная реализация моделей в универсальной имитационной системе Simplex3. <...> , а также чтения лекций по курсам «Системный анализ», «Теория принятия решения» и «Моделирование систем» в Московском государственном университете прикладной биотехнологии (МГУПБ) и специализированных дисциплин «Агентные технологии» и «Мультиагентное моделирование систем» в Московском физико-техническом институте (государственном университете). <...> «Мультиагентная иерархическая модель био логической клетки» написан в соавторстве с кандидатом технических наук Ю. Л. Гордеевой. <...> ВВЕДЕНИЕ Агентные технологии связаны с понятием интеллектуального агента, как некоторого интеллектуального робота (активного элемента), целенаправленно взаимодействующего с другими подобными элементами и внешней средой в заданных условиях. <...> Таким образом, агентные технологии связаны с имитацией взаимодействия интеллектуальных агентов – активных элементов динамических систем любой физической, биологической и социальной природы. <...> Общая концепция интеллектуального агента 4) самообучающиеся <...>
Мультиагентное_моделирование_в_имитационной_системе_Simplex3_(1).pdf
УДК 519.47.07(075)
ББК 72; 32;81я73
И24
С е р и я о с н о в а н а в 2009 г.
Р е ц е н з е н т ы:
зав. кафедрой «Интеллектуальные технологии и системы»
Московского государственного технического
университета МИРЭА В. В. Нечаев
Доктор физ.-мат. наук, профессор,
зав. лабораторией «Интеллектуальные системы»
Института проблем управления РАН Ф. Ф. Пащенко
Доктор техн. наук, профессор,
Ивашкин Ю. А.
И24 Мультиагентное моделирование в имитационной
системе Simplex3 : учебное пособие / Ю. А. Ивашкин.—
3-е изд., электрон.—М. : Лаборатория знаний, 2024.—
361 с.—(Учебник для высшей школы).—Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10".—Загл. с титул.
экрана.—Текст : электронный.
ISBN 978-5-93208-761-9
В учебном пособии рассматриваются теоретические
и практические основы мультиагентного имитационного
моделирования динамических систем различной физической
и социальной природы. Излагается концепция интеллектуального
агента как имитационной модели поведения
активного элемента в сложных ситуациях и стратегиях
взаимодействия с другими активными элементами и средой
для достижения цели. Описываются алгоритмы поведения
агентов в различных условиях, агентные технологии
идентификации и прогнозирования состояния мультиагентных
систем, а также программная реализация моделей
в универсальной имитационной системе Simplex3.
Пособие предназначено для подготовки бакалавров и магистров
по направлению 230100 «Информатика и вычислительная
техника» по профилю «Автоматизированные системы
обработки информации и управления», а также может быть
рекомендовано для системных аналитиков и разработчиков
компьютерных систем поддержки принятия решения.
УДК 519.47.07(075)
ББК 72; 32; 81я73
Деривативное издание на основе печатного аналога: Мультиагентное
моделирование в имитационной системе Simplex3 :
учебное пособие / Ю. А. Ивашкин.—М. : Лаборатория знаний,
2016.—350 с. : ил., [8] с. цв. вкл.—(Учебник для
высшей школы).—ISBN 978-5-906828-72-9.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении
ограничений, установленных техническими средствами защиты
авторских прав, правообладатель вправе требовать от
нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-93208-761-9
© Лаборатория знаний, 2016
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ .......................................................................... 3
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................. 5
Глава 1. Общая концепция интеллектуального агента
и мультиагентной системы ......................................................... 9
1.1. Понятие и виды интеллектуальных агентов .................. 9
1.2. Функциональная структура
интеллектуального агента .........................................11
1.3. Эмоционально-мотивированный интеллектуальный
агент ......................................................................15
1.4. Параметрическое описание и ситуационная модель
состояния агента .....................................................22
1.5. Структурно-параметрическая модель
мультиагентной системы ..........................................33
Глава 2. Стратегии поведения и взаимодействия
интеллектуальных агентов ...................................................... 39
2.1. Переговорные процессы взаимодействия агентов ..........39
2.2. Ситуационная стратегия поведения агентов .................48
2.3. Интеллектуальные стратегии принятия решения
и поведения агентов .................................................56
2.3.1. Градиентные стратегии ...................................56
2.3.2. Стратегии с факторным экспериментом .............60
2.3.3. Симплексные стратегии ...................................63
2.4. Индивидуальные и кооперативные ситуационные
стратегии агентов ....................................................67
Глава 3. Программные средства имитационного
моделирования агентов и мультиагентных систем ............... 82
3.1. Функциональная структура универсальной
имитационной системы Simplex3 ...............................85
3.2. Объектно-ориентированное описание агентов
в Simplex3 ..............................................................88
3.3. Имитационное моделирование в системе Simplex3 ........90
3.3.1. Библиотеки моделей и диалоговый интерфейс ....92
3.3.2. Организация эксперимента ..............................95
Стр.349
Оглавление 349
3.3.3. Общий порядок подготовки моделей
и проведения эксперимента ..............................97
3.4. Объектно-ориентированное моделирование агентов
с непрерывной динамикой поведения в Simplex3-MDL 100
3.5. Дискретно-событийные имитационные модели в
программной среде Simplex3-MDL ...........................107
3.5.1. Средства и структура описания событий ...........107
3.5.2. Условные переходы в событиях .......................111
Глава 4. Моделирование очередей и активных систем
массового обслуживания в Simplex3 ..................................... 114
4.1. Мобильные компоненты и накопительные массивы ....115
4.2. Система операций с мобильными компонентами ........121
4.3. Модель СМО с неоднородными заявками ...................124
4.4. Агентно-ориентированная дискретно-событийная
модель пассажирской железнодорожной станции ......129
Глава 5. Мультиагентное моделирование в Simplex3 ......... 138
5.1. Декомпозиция модели и соединение агентов ..............140
5.2. Иерархические модели ...........................................147
Глава 6. Процедурные элементы Simplex-MDL ................... 152
6.1. Собственные MDL-функции .....................................152
6.2. Внешние С-функции Simplex-MDL ...........................159
6.3. Внешние С-процедуры ...........................................165
Глава 7. Агентные технологии моделирования
и имитации в Simplex3 ........................................................... 170
7.1. Мультиагентная модель с переговорными
стратегиями .........................................................170
7.2. Мультиагентная модель с рефлексивным поведением
агентов .................................................................... 187
7.3. Мультиагентная модель с интеллектуальными
ситуационными стратегиями поведения агентов ........195
7.3.1. Средства и структура языка описания
имитационного эксперимента Simplex-ЕDL ......196
7.3.2. Конкурирующие агенты с симплексной
стратегией ценообразования в маркетинговой
ситуации .....................................................212
Стр.350
350 Оглавление
Глава 8. Мультиагентное моделирование систем
в Simplex3 ................................................................................ 223
8.1. Мультиагентная имитационная модель
производственной системы перерабатывающего
предприятия агропромышленного комплекса ............223
8.1.1. Агентная структура, модели и алгоритмы
поведения агентов в логистической системе
мясоперерабатывающего предприятия АПК ....225
8.1.2. Мультиагентная модель логистической
системы мясоперерабатывающего
предприятия АПК.........................................235
8.1.3. Организация и результаты имитационного
эксперимента ...............................................253
8.1.4. Организация эксперимента с оптимальными
стратегиями в условиях неопределенности .......256
8.2. Мультиагентное моделирование образовательной
системы накопления знаний ...................................259
8.2.1. Параметрическое описание и динамика
поведения обучаемого агента ..........................261
8.2.2. Параметрическое описание и динамика
поведения агента «преподаватель» ..................266
8.2.3. Мультиагентная модель образовательной
системы .......................................................269
8.3. Мультиагентное моделирование живых систем ..........291
8.3.1. Транспортная мультиагентная модель клетки ...293
8.3.2. Мультиагентная иерархическая модель
биологической клетки ...................................305
Заключение.............................................................................. 320
Литература .............................................................................. 322
Приложения ............................................................................ 327
Приложение 1. Установка программного обеспечения
универсальной имитационной системы Simplex3 .......327
Приложение 2. MDL-описание дискретно-событийной
модели пассажирской железнодорожной станции ......331
Приложение 3. МDL-программы мультиагентного
моделирования с ситуационной стратегией
разрешения рыночного конфликта ...........................337
Стр.351