一种基于多Agent的分布式推演仿真系统与方法

摘要

本发明提出了一种基于多Agent的分布式推演仿真系统与方法，所述的基于多Agent的分布式推演仿真系统包括数据通信链路、推演配置与统计分析计算机、环境信息管理计算机、环境主控系统计算机和分布式推演Agent计算机。该基于多Agent的分布式推演仿真系统可以实现自主感知战场环境状态、自主决策和行为输出，可以选择不同的推演Agent模型，对于某些新型作战武器或装备，只需模块化更改相应作战武器库，或者将全新的装备信息以固定格式加载到作战武器库中，即具备可扩充特性并具有通用性的作战仿真系统，用以验证多种、新型的作战武器性能。

主权项

一种基于多Agent的分布式推演仿真系统，其特征在于：包括推演配置与统计分析计算机、环境信息管理计算机、环境主控系统计算机和分布式推演Agent计算机，各部分之间通过数据通信链路实现数据传输；所述的数据通信链路采用以太网通信方式，数据传输采用基于TCP/IP协议的服务器‑客户端形式，推演配置与统计分析计算机、环境信息管理计算机、环境主控系统计算机和分布式推演Agent计算机有不同的IP地址，数据通信链路通过点对点进行各种信息收发；所述的推演配置与统计分析计算机用于配置作战任务、战场环境以及推演Agent模型及数量，生成配置信息并将配置信息下发到环境信息管理计算机、环境主控系统计算机和分布式推演Agent计算机，完成各自的初始化过程，同时推演配置与统计分析计算机发布“暂停”、“继续”或“开始”命令到环境主控系统计算机，控制仿真系统的运行；推演配置与统计分析计算机接收环境信息管理计算机发送的数据分析与统计请求信息，进行解析得到全局情势，判断仿真全过程是否结束；所述的环境主控系统计算机用于控制仿真系统的仿真时序和完成Agent行为信息的解析和输出，具体为：接收分布式推演Agent计算机发送的Agent感知请求信息，并将多条Agent感知请求信息组合为Agent感知请求信息列表发送给环境信息管理计算机，经过环境信息管理计算机匹配后生成Agent感知信息，再经由环境主控系统计算机转发到分布式推演Agent计算机；环境主控系统计算接收到分布式推演Agent计算机向其发送的Agent行为信息，进行解析和效果判定后输出Agent属性更新信息、环境更新信息和Agent任务信息，上述三种信息输出给环境信息管理计算机，在环境信息管理计算机中进行更新和存储；同时将Agent属性更新信息输出给分布式推演Agent计算机；所述的环境信息管理计算机接收来自环境主控系统计算机发送的Agent感知请求信息列表，进行匹配生成的Agent感知信息，并将该Agent感知信息通过环境主控系统计算机发送到分布式推演Agent计算机进行感知；环境信息管理计算机接收环境主控系统计算机发送的Agent属性更新信息、环境更新信息和Agent任务信息，接收到的Agent属性更新信息和环境更新信息用于更新全局映像库和环境信息库；接收的Agent任务信息进行存储后直接发送到分布式推演Agent计算机；所述的分布式推演Agent计算机在仿真全过程中模拟独立的推演Agent实体，向环境主控计算机发送Agent感知请求信息，该信息经过匹配后生成固定格式的Agent感知信息并经由环境主控计算机再发回该分布式推演Agent计算机进行感知；分布式推演Agent计算机接收环境主控系统计算机发送的Agent属性更新信息，接收环境信息管理计算机发送的Agent 任务信息，执行自主行为或外部控制的行为输出，并经解析后输出Agent行为信息到环境主控系统计算机；所述的推演配置与统计分析计算机用于全局监控战场情势，包括配置文件生成模块、配属Agent模型库、传感器库、武器装备库、战场环境信息库、全局仿真步骤控制模块、通信模块A、战局显示模块和数据解析模块，具体实现以下三种功能：(1)仿真全过程开始前管理员分别查询和设置配属Agent模型库、传感器库和武器装备库和战场环境信息库，确定参演的战场环境模型；管理员设置单步仿真运行的单步步长，配置文件生成模块生成配置信息；该配置信息通过通信模块A下发到环境信息管理计算机、环境主控系统计算机和各台分布式推演Agent计算机，并通过通信模块A接收环境信息管理计算机、环境主控系统计算机和各台分布式推演Agent计算机发送的配置回馈信息；(2)仿真全过程的步骤控制：仿真全过程开始后，管理员通过全局仿真步骤控制模块完成对仿真全过程中各个单步仿真运行过程的监控，并通过通信模块A下发“暂停”、“继续”或“开始”命令到环境主控系统计算机，控制仿真系统在仿真全过程的暂停、继续或开始；(3)全局战局显示和数据解析：仿真全过程开始后管理员通过战局显示模块对仿真全过程进行的实时监视和战况分析；通信模块A接收环境信息管理计算机发送的数据分析与统计请求信息，该信息经数据解析模块解析并计算战况后，判断仿真全过程是否完成；所述的分布式推演Agent计算机实现战场集群作战仿真，包含通信模块C、固定属性库、可变属性库、感知模块、视景数据解析模块、视景显示模块、人机交互接口模块、操作数据解析模块、规则库、决策模块、任务选择模块和行为解析输出模块；所述的分布式推演Agent计算机的实现流程为：经通信模块C发出Agent感知请求信息，经由环境信息管理计算机的匹配和环境主控系统计算机的转发之后，再经由通信模块C获得Agent感知信息，Agent感知信息到达感知模块进行感知；经由通信模块C接收环境主控计算机发送的Agent属性更新信息用于更新可变属性库，并结合可变属性库与固有属性库，在感知模块内解析Agent感知信息得到综合数据信息；经由通信模块C接收环境信息管理计算机发送的Agent任务信息，用于多级任务选择；决策模块根据综合数据信息，查询规则库，得到自主决策任务信息；综合数据信息通过视景数据解析模块，到达人机交互接口，得到Agent视角的环境视景，引出视频信号供操作员监视局部战场情势；操作员采取键盘或者鼠标输入操作信息控制Agent行为，操作信息经由操作数据解析模块，得到控制决策任务信息；任务选择模块结合Agent任务信息、自主决策任务信息和控制决策任务信息选择最终任务，所选任务经由行为解析模块解析后得到Agent行为信息，由通信模块C通过数据通信链路发往环境主控系统计算机，供下一步单步仿真运行 时执行；第一步单步仿真运行时没有Agent行为信息，相应不执行Agent任务信息和Agent属性更新信息；人机交互接口模块让操作人员以推演Agent视角感知战场态势，并控制该对应推演Agent采取对应决策行为。