АЛГОРИТМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

 cover 2015-3-8

АЛГОРИТМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

С.А. Карпов
Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА), аспирант, 119454, Москва, пр. Вернадского, д. 78, тел.: +7(915)485-24-26, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

П.Э. Трипольский
К.т.н., МИРЭА, доцент кафедры «Проблемы управления» МИРЭА, 119454, Москва, пр. Вернадского, д. 78, тел.: +7(916)650-72-54, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


Аннотация
Предлагаются алгоритмы прогнозирования наличия связи и определения возможных действий для поддержания связанности в беспроводной сети многоагентной робототехнической системы.
Одна из важнейших задач, стоящих перед разработчиками мультиагентных робототехнических систем – объединение интеллектуальных агентов беспроводной связью.
Решение этой проблемы является очень важным шагом при разработке многоагентных робототехнических систем (МАРС) и напрямую влияет на скорость и качество выполнения, а также на успешное завершение поставленной перед МАРС задачи, т.к. неправильное решение может привести к выводу из состава группировки отдельных роботов.
Решение проблемы восстановления связанности требует создания отдельных алгоритмов корректировки распределения задач и прогнозирования наличия связанности всей системы в результате этой корректировки, поэтому представляется важным максимально облегчить выполнение этой задачи за счет введения дополнительных алгоритмов контроля связанности.
Данная работа посвящена возможным решениям обозначенных проблемы на основе теории графов. На основе матриц достижимости графа, соответствующего сетевой структуре многоагентной системы, предлагаются способы проверки наличия связи между агентами и способы объединения несвязанных агентов интеллектуальной группировки друг с другом наиболее рациональным способом.
Поддержание связанности в системе основывается на прогнозировании предстоящей обстановки в рабочей области МАРС и последующем определении возможных действий мультиагентной системы. Анализ возможных применений МАРС показывает возможность возникновения особых ситуаций. К таким ситуациям относятся:
1. «Разрывы» - ситуации, при которых существует связь между двумя роботами, но роботы движутся в противоположном направлении.
2. «Соединения» - ситуации, при которых отсутствует связь между двумя роботами, но роботы движутся во встречном направлении.
3. «Перегрузки» - ситуации, при которых из-за большого количества проходящих через узел сообщений возникают задержки.
4. «Простои» - ситуации, при которых через узел не проходят никакие сообщения, за исключением сообщений этого узла.
Очевидно, что ситуации 1 и 3 требуют использования дополнительных (свободных от задач) агентов, ситуации 2 и 4 позволяют высвободить агенты от выполнения текущей задачи.
В настоящей работе предлагаются способы поиска таких ситуаций на основе матриц связанности, использование которых обусловлено результатами предыдущих работ, и данных о планируемых действиях каждого агента. Предлагаемый метод состоит из трех этапов: анализ полученных матриц и данных; проверка выявленных особых ситуаций; принятие решении об изменении последовательности выполнения подзадач.
На основе полученных алгоритмов разработано программное обеспечение, позволяющее моделировать решение обозначенных проблем. Результаты работы могут быть использованы при разработке алгоритмов планирования распределения задач в МАРС и при решении смежных задач, таких как, например, задача оценки эффективной численности многоагентной группировки.

Ключевые слова
Мультиагентная робототехническая система, групповое управление роботами, задача Штейнера, теория графов, беспроводная связь.

Год 2015 Номер выпуска 3 Сквозной номер 8 Страницы 58-63
Индекс УДК: 007:519.712

Полный текст статьи (pdf)

Адрес редакции:  Россия, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 21   Тел.: +7(812) 552-13-25 e-mail: zheleznyakov@rtc.ru 
fb1    vk1