[发明专利]一种基于多智能体的集群自适应重构行为建模方法

说明书

本发明公开了一种基于多智能体的集群自适应重构行为建模方法。步骤如下：1.基于智能体的集群要素抽象。2.建立智能体重构备选集合。3.根据整体收益，筛选出参与重构的智能体。4.输出智能体动作集合，构建重构策略空间。5.执行重构，并更新智能体交互规则。

所属技术领域

本发明提供了一种基于多智能体的集群自适应重构行为建模方法，尤其使用了一种基于智能体的建模方法，能够准确有效描述集群自适应重构过程，属于可靠性建模技术领域。

背景技术

作为未来战争的主要作战样式，集群以其功能结构上的开放、异构和分布式特征，规模上的分散化、低成本、可回收等优势，受到广泛关注，已成为武器装备发展的重要方向。然而，高动态、高对抗、高强度的战争环境加剧了作战任务和战场态势的不确定性，使集群在任务执行过程中面临更加复杂、频繁的内部协同和外部交互。特别地，当其受到内部故障、外部攻击或任务动态变化影响导致其组成要素状态变化、功能降级甚至损毁时，应对集群功能、性能和关键参数进行重新配置，完成适应性重构，以确保集群可靠运行。

为有效描述集群自适应重构过程，需进一步对其重构行为模型提出设计需求。因此，如何构建集群重构模型以准确表征其自适应重构行为是一个亟待解决的关键问题。然而，集群运行、故障/破坏、恢复过程存在多要素功能结构复杂、异质要素参与重构收益不均衡、要素恢复策略可选择等典型特征，这些将为其自适应重构行为建模带来新的挑战。

基于多智能体的建模方法可以在描述个体局部动态特征同时，通过个体、环境之间的局部交互反映全局行为，具有适应性好、可扩展性强等特点，对于集群行为建模具备显著优势。当前，基于多智能体的集群重构行为建模研究较少，现有重构建模方法多集中在编队队形重构，无法从状态、行为和交互规则方面对集群重构行为进行全面、准确描述。

本发明针对上述问题和挑战，提出了一种基于多智能体的集群自适应重构行为建模方法，可以为具有上述特征的集群自适应重构行为建模提供支撑。

发明内容

本发明旨在为集群自适应重构行为提供一种基于多智能体的建模方法，该方法能够有效针对集群的复杂性、异构性特征，为集群的重构行为模型设计提供技术支持。

本方法的目的是提出一种基于多智能体的集群自适应重构行为建模方法，该方法主要包括以下步骤：

步骤一：基于智能体的集群要素抽象。

步骤二：建立智能体重构备选集合。具体包含以下4个子步骤：

步骤2.1面向任务需求的智能体分解，建立智能体及下层关重分系统集合；

步骤2.2建立智能体及下层分系统在t时刻的“正常/故障”状态矩阵；

步骤2.3根据当前状态信息，对状态矩阵中的元素进行0/1赋值。

步骤2.4定义能力阈值，并由此建立智能体能力强、弱相关集，优先使用强相关集中的智能体作为重构备选集合。

步骤三：根据整体收益，筛选出参与重构的智能体。

步骤四：输出智能体动作集合，构建重构策略空间。

步骤五：执行重构，并更新智能体交互规则。

附图说明

图1基于多智能体的集群自适应重构建模流程

图2面向任务执行的无人机集群智能体行动图

具体实施方式

为使本发明的技术方案、特征及优点得到更清楚的了解，以下结合附图，作详细说明。

本发明的整体流程，如图1所示，下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

步骤一：基于智能体的集群要素抽象。