浅析CSCW在多Agent系统中的应用

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　摘要：多Agent平台的系统开发已经成为其技术能否应用到各领域的关键，本文在通讯网络中提出了基于多Agent的CSCW通信网络故障诊断模型，讨论了诊断Agent模型与诊断机理，以及计算机协同工作。该系统能够完善现行网络管理体系，有效地保障网络的稳定性。
　　
　　关键词：多Agent系统，CSCW模型，故障诊断
　　
　　一引言
　　电力通讯网络本身是一个集传输、交换、终端为一体的有多个环节构成的复杂系统，形成了包括电力线载波、数字微波、模拟微波、光纤、无线扩频、通信电缆等各种通信方式并举的通信网络构架。为了确保各种信息稳定、可靠、迅速、准确的传送。提高通信网络的运行率，在现行网络上建立起了多种形式的监控系统用于帮助运行维护人员及早的发现故障、电力通信综合网管系统用于对网络运行的管理和维护(解决故障)、电力通信网络资源用于对网络资源的协调管理等，但在发现故障到解决故障过程中缺少有效的实现系统来保证和维持通信网的运行畅通和通信传输的高质量的要求，必须建立一个高度自治的统一的通讯网络诊断系统。
　　二现行网络管理的状况
　　在电力通信网中主要有微波监控系统、光纤监控系、统电源监控系统和一点多址监控系统。载波设备通过加装数据采集单元的方法实现监控，与机房环境监控一起构成统一的监控系统。而逐渐取代监控系统的网络管理系统已经发展完善起来，在电力通信网络中发挥越来越重要的作用。如SDH阿管、ATM网管、行政和调度交换机网管等等，都自成体系，管理和控制着相关设备。这些系统基于TMN体系结构，采用面向对象技术，具有强大的管理功能和灵活的配置规模，在通信网络管理领域起着主导作用。
　　监控系统作为一种基本的通信管理手段，在非标准网元设备(如PDH，一点多址，电源，载波等)广泛使用，因为这些非标准网元设备仍然适合采用监控系统，而SDH和ATM等标准网元设备适合采用标准网络管理系统。
　　但是目前无论是采用监控系统还是采用标准的网络管理系统，监控系统只能够监控并发现网络运行中的问题，网络管理系统则对设备故障的监控功能外，还包括对设备性能、配置及安全的管理。它们都存在这样的问题，在发现了网络问题后，不能够快速有效的解决网络运行中的问题，一旦问题发生，难以保证对现有网络的通信传输的高质量的要求，这就需要建立一个基于多Agent和CSCW
　　的通信网络故障诊断系统，如下图所示，从而完善现有网络的管理：
　　
　　图1通信网络实时诊断系统结构
　　三基于多Agent和CSCW的通信网络故障诊断模型
　　1、物理层，电力网络主要的网络承载传输方式
　　主干传输采用SDH或DWDM，这主要取决于容量、传输距离、经济性和带宽的可管理性，并合理选择网络结构，采用合适的保护和恢复模式，将环网的保护和网状网的恢复统一地结合起来，确保传输的有效性、可靠性以及安全性。多业务接入通常可采用ATM设备，并充分利用它的交换容量，也可采用其他多业务承载平台(MSPP)设备；以及作为光纤网络有效补充的微波网络等其他网络构成了电力专网通信的主要传输方式。
　　2、数据采集层
　　首先需要对网络中的各种监控系统以及网络管理系统进行规约转换，各厂家的网元管理系统（EMS）的向上接口各不相同，有Q3接口、CORBA接口、G2接口等，管理系统间难以兼容和互通，应在之上建立标准化规约，然后进行网络数据采集，对于采集到的数据保存到网络数据库以及将网络数据提交诊断层，供多Agent系统进行诊断以及计算机协同协作处理。
　　建立网管网络互联的基础平台应采用TCP／IP协议平台。TCP／IP是当前广泛流行的互联网的基础平台，也是目前软、硬件技术发展最完善的网络平台。采用这样的网络平台在硬件设备和网络软件应用方面会得到强大的技术支持。
　　3、诊断层
　　诊断层采用多Agent协作系统(MAS)，是分布式人工智能领域研究的主流。多Agent系统诊断技术，能够充分应用多Agent的知识、意图、规划和行为参与诊断，有效地协调多Agent系统中的诊断Agent实现并行推理，提高故障诊断系统的诊断能力。
　　系统模型采用分布式的多Agent诊断系统，有利于提高问题求解的效率、可靠性，使诊断系统更适合领域问题特征，并具有良好的开放性。
　　
　　图2基于多Agent诊断求解的CSCW系统
　　诊断引擎Agent负责将获得数据进行分析，将问题提交管理Agent，由管理Agent将任务分解，利用Agent间通讯机制发送诊断Agents进行诊断求解，通过故障诊断合作系统可以对整个故障诊断系统进行控制并获得诊断求解结果供用户查看，通过Agent的学习机制修改诊断Agent动作，增加成功动作的稳定型，逐步淘汰不成功的动作。
　　4、应用层
　　位于最上层的应用层，应分布着构建支撑、查询、构建系统，以保证整个模型架构的维护以及展现。包括网络模型修补系统用于维护网络模型、网络故障监控系统、故障自动诊断系统用于多Agent协作诊断故障、故障合作诊断系统用于协同协作诊断故障；还包括知识构建工具系统规约构建工具系统、诊断案例查询系统、运行数据查询系统、系统安全管理系统等用于支撑维护的辅助系统。
　　四故障诊断Agent的诊断求解以及CSCW
　　根据故障诊断Agent的诊断流程的需要，定义一下诊断Agent的抽象结构，首先将诊断Agent所处的外部环境抽象为诊断Agent的外部状态集，用E表示，其中e（e∈E）表示某时刻诊断Agent所处外部环境的状态。这样，诊断Agent的结构可抽象为以下的八元组：Agent∷=<Aid，T(Aid)，Per，I，G，see，diagnosis，result>，其中：
　　Aid为某一具体诊断Agent，id为唯一标识，用于区分不同的诊断Agent实体：
　　T(Aid)为与Aid相关联的全部诊断Agent的集合；
　　Per表示(非空的)Agent感知状态的集合，其中(Per)表示某个外部状态经过Agent感知后在Agent内部的感知映像；
　　I表示Agent的功能状态的集合，其中i(i∈I)表示某时刻Agent的功能状态，它是Agent的某个视觉状态或某段历史的视觉状态在诊断Agent内部的综合反映；
　　G表示Agent的目标状态集，其中g(g∈G)表示诊断Agent作用于环境得到的某个具体目标状态模式；
　　See，diagnosis，result用于表示Agent内部的观察过程、诊断过程和目标状态模式过程，具体表示为下面的3个映射，see:E→P；diagnosis：I×P→I；result：I→G。这样，整个诊断Agent的运作流程可以描述为：该诊断Agent具有某个初始内部功能状态i0(i0∈I)，在某时刻，诊断Agent通过观察外部环境得到视觉状态see(ei)(ei∈E)，它将该视觉状态结合此时的功能状态i0经过思考和推理，从而修正功能状态得到diagnosis(i0，see(ei))，然后根据该修正后的功能状态决定诊断对象期望达到的目标的最终状态模式result(diagnosis(i0，see(ei)))。
　　计算机支持的协同工作(Computer-SupportedCoopera-tiveWork，简称CSCW)技术，由于电力通讯网络的组网的复杂性，地域广阔，需要为在时空二维空间内任务关联的多个领域专家和技术人员提供一个计算机支持的开放协同诊断环境，并跟踪诊断过程，综合分析诊断结果，使他们能够针对某项或多项故障任务进行有效诊断的体系模式基于Agent的CSCW系统体系可以有效的满足这一需求，
　　通过建立故障合作诊断管理平台将不同地域的专家通过网络组织起来，并为其提供实时、协同、交互式的诊断环境，由此形成一个协同诊断的虚拟空间，对某个故障共同进行诊断。
　　五结束语
　　电力通信网是电力系统的专用通信网，随着网络规模的不断扩大，网络运行状况和效率越来越成为重点，建立完善的网络故障诊断系统能有效的保障通讯网络的安全、高效、稳定；而完善的通讯网络故障诊断系统，不仅可以在电力通讯网上实现，可以推广在各种通讯网络架构中，将大大增强监控能力，提高诊断效率、降低诊断成本，提高通讯系统的稳定及可靠性。

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