多Agent技术在飞机除冰动态资源调度中的应用研究

摘要

随着我国民航的快速发展，如何保证飞机的运行安全和效率已经成为我国民航发展过程中必须解决的关键问题。其中，飞机除冰是影响民航飞机冬季运行安全和效率的关键因素之一。在冰雪天气中，附着在飞机机身表面的冰、雪、霜等污染物会直接导致飞机的空气动力学特性的改变，成为造成空难的主要原因之一。
　　 飞机除冰过程是高度动态环境下具有强耦合的复杂系统，飞机除冰过程调度问题是一类典型的不完整信息条件下的动态资源调度问题。存在环境变化和不完整信息条件下的资源调度问题一直是学术界的研究热点，形成了若干理论研究成果，并有着广泛的应用。而分布式人工智能，尤其是多Agent技术在解决这方面问题有很大的优越性。
　　 Agent技术是人工智能和计算机科学领域内新兴的研究热点。自治Agent和多Agent系统为复杂系统的分析、设计和实现提供了新的思路。由于多Agent具有并行性、适应性、开放性等特点，利用多Agent系统的协调理论可望有效的协调飞机除冰调度中不同Agent的利益冲突，在获得全局最优调度方案的同时兼顾不同航空公司主体利益。
　　 本文将多Agem理论与技术引入到飞机除冰动态资源调度系统中，首先根据飞机除冰调度过程的业务特点，采用多Agent技术构建飞机除冰调度模型，对多Agent个体进行分配与结构设计，明确各个Agent的任务与功能。其次，由于在多Agent系统中，Agent间的协调是与其他相关研究领域区别开来的关键性概念之一，因此重点研究了飞机除冰动态资源调度系统中不同Agent之间的冲突解决与协商机制，并建立协作模型和求解过程，最后选用实际数据进行仿真实验，与北京首都机场实际的调度系统进行比较，验证协作模型的实际效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 课题研究现状

1.3 本文的主要研究内容和创新点

1.3.1 研究内容和章节安排

1.3.2 论文创新点

第2章 多Agent相关理论与技术

2.1 Agent的相关概念及结构

2.1.1 Agent的定义

2.1.2 Agent的特性

2.1.3 Agent的结构

2.2 多Agent系统的主要理论及结构

2.2.1 多Agent系统概念

2.2.2 多Agent系统的特点

2.2.3 多Agent系统结构

2.3 本章小结

第3章 基于多Agent的飞机除冰调度模型的建立

3.1 飞机除冰调度业务现状

3.1.1 机位除冰与集中除冰

3.1.2 飞机集中除冰系统流程

3.2 基于多Agent的系统框架结构

3.3 Agent个体的结构和功能设计

3.3.1 航空公司Agent

3.3.2 地面除冰服务中心Agent

3.3.3 数据管理Agent

3.3.4 管理决策Agent

3.3.5 调度员交互Agent

3.4 本章小结

第4章 飞机除冰动态资源调度系统的协调策略研究

4.1 基于多Agent的协商机制

4.2 基于拍卖报价机制的协商模型

4.2.1 问题的形式化描述

4.2.2 拍卖报价过程

4.3 引入违约惩罚机制的协调报价策略

4.4 仿真实验分析

4.4.1 实验描述

4.4.2 实验结果及分析

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

个人简历