基于多Agent系统的船舶操纵模拟器Internet集成技术研究

摘要

自20世纪70年代前后开始起步并用于航海教育的计算机仿真教学培训设备——船舶操纵模拟器，无论在种类、功能及技术性能方面目前都处于一个崭新的阶段，在海员培训和适任评估中起着重要的作用。 航海是个国际性活动，同一海域有多个国家的船舶在航行并发生交互行为，对于不同国家地区的船员，他们的做法、技术水平或航行习惯有相当大的差异，能够理解对方的航行意图对于驾驶员来说是很重要的知识和经验，需要在实船上长期的学习积累。纵观各国的操纵模拟器训练系统，大都封闭独立，受训船员只能与同组学员进行船舶操纵互动练习，这与实际航行环境是不符的。 基于以上的考虑，我们从船舶操纵培训的国际化交互出发，向世界海事大学联合会(IAMU)提出“基于互联网的多船舶操纵模拟器集成”项目的研究申请并获得立项和资金支持。通过该项目的研究，建立基于广域网络的多操纵模拟器集成系统，将世界各地孤立的船舶操纵模拟器集成起来，通过网络的通信来实现相互之间的交互。 本文结合了Agent/多Agent系统技术，利用JADE开发平台，设计并基本实现了基于多Agent系统的多船舶操纵模拟器集成原型系统。主要完成的工作有： (1)描述了集成系统的服务和约束，对本文要实现的集成系统进行了需求分析。针对系统需求，较详细的比较了目前可以采用的技术，对于基于互联网的船舶操纵模拟器集成系统所适用的技术路线进行了论证。 (2)基于航海操作的特性以及模拟器间交互信息的需要，设计并实现了一个多Agent系统中的本体库，该库中包含了交互信息所用到的船舶、船舶操纵模拟器、虚拟海域等各种对象数据的定义，保证了在整个集成系统平台上的知识共享。 (3)从系统结构设计出发，构建了该MAS中基本的Agent类型，主要有SHSAgent、FacilitatorAgent、VHFAgent等，对它们之间的交互行为进行了详细的定义和设计，以及在本体的基础上定义了Agent间交互的数据格式。 (4)定义和实现了模拟器端Agent与船舶操纵模拟器的接口，通过该接口实现模拟器端Agent与操纵模拟器之间的数据交换。开发了一个简单模拟SHS系统，以此来代替真实模拟器来进行程序调试和软件测试，同时可整合到集成系统中做为系统管理者可见的交互场景二维界面。 (5)实现了系统Agent之间的Internet通讯，并对软件进行了实例测试。 该集成原型系统的实现，将为船舶操纵模拟器提供一个远程交互的平台。基于该平台来对船舶操纵模拟器培训进行国际化整合，将在一定程度上提高船舶操纵模拟的真实性和逼真性，提高受训船员的技术水平和业务能力。

目录

文摘

英文文摘

论文独创性声明及论文使用授权声明

第一章绪论

第二章系统分析及多Agent系统基本理论

第三章基于多Agent系统的NetSHSs集成系统设计

第四章NetSHSs原型系统实现及测试

第五章结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的科研工作和论文发表情况

附录1论文术语缩写表

附录2NetSHSs系统本体设计代码