多主體規(guī)劃領(lǐng)域的邏輯建模及規(guī)劃方法.pdf

1、要構(gòu)建一個實際應(yīng)用的多主體規(guī)劃系統(tǒng)往往是一個非常復(fù)雜的工作。我們需要對系統(tǒng)進(jìn)行建模，抽象出核心的要素，簡化許多不需要的因素。然后在這種抽象的模型上討論系統(tǒng)的性質(zhì)和系統(tǒng)構(gòu)建方法。為了描述一般規(guī)劃領(lǐng)域特別是多主體規(guī)劃領(lǐng)域，建立一個比較完整的形式系統(tǒng)是必要的。但形式系統(tǒng)應(yīng)該簡單，有充足的表達(dá)能力，適合對動作和變化等動態(tài)特性的邏輯推演，有良好的計算特性。在這樣的形式系統(tǒng)中，對于多主體特性的引入不應(yīng)該過多地增加建模復(fù)雜性和計算復(fù)雜性。另外，這種形

2、式系統(tǒng)應(yīng)該支持多種規(guī)劃特性，如不確定性、擴(kuò)展目標(biāo)、分布規(guī)劃、規(guī)劃分解與合成、部分可觀察性等等。而且該系統(tǒng)上應(yīng)該能夠構(gòu)造有效的規(guī)劃相關(guān)算法。 為了構(gòu)建多主體規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)，本文討論了一般規(guī)劃領(lǐng)域描述和動作推演的基礎(chǔ)邏輯系統(tǒng)(動作理論)的建立，討論了基于基礎(chǔ)動作理論的多主體規(guī)劃領(lǐng)域描述與建模的基本框架，討論了基于該基本框架的規(guī)劃方法，討論了基于該基本框架的規(guī)劃領(lǐng)域縮減與擴(kuò)展方法。最后討論了基于該框架的多主體規(guī)劃系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)與方法。

3、 方法總結(jié)如下： (1)對于規(guī)劃領(lǐng)域描述及其推演系統(tǒng)，我們建立了基于動態(tài)邏輯的動作理論。它適合一般規(guī)劃領(lǐng)域和多種規(guī)劃特性的描述和推理。我們首先分別對命題動態(tài)邏輯和一階動態(tài)邏輯擴(kuò)展了動作的并行合成，其基本思想是用串行的形式來解釋并發(fā)的動作，證明了形式系統(tǒng)的決定性質(zhì)和計算性質(zhì)，給出了公理化系統(tǒng)。然后，我們采用了完備集的構(gòu)造方法解決frame問題和利用因果公理解決ramification問題，建立了一般的規(guī)劃描述理論。最后我們把

4、規(guī)劃問題的基本求解歸結(jié)到規(guī)劃領(lǐng)域的模型檢測上。 (2)基于建立的動態(tài)邏輯動作理論，我們采用分類動作標(biāo)記方法，建立了多主體規(guī)劃領(lǐng)域描述的框架。其基本思想是不在規(guī)劃基礎(chǔ)理論中引入多主體描述，而僅在規(guī)劃領(lǐng)域描述時附加多主體信息。這些信息對于基礎(chǔ)動作理論是無語義的，但這些信息可以直接應(yīng)用于規(guī)劃生成算法、規(guī)劃的執(zhí)行環(huán)境和規(guī)劃協(xié)調(diào)控制機(jī)制中。另外，我們用基于模型的方法給出了一個一般化的規(guī)劃生成算法，再基于分類動作信息，可以構(gòu)成多種多主體規(guī)劃

5、情景的規(guī)劃生成、執(zhí)行和協(xié)調(diào)的策略與方法。 (3)為了驗證我們的理論與方法，我們設(shè)計了多主體規(guī)劃領(lǐng)域的描述語言maPDDL，它采用了基于系統(tǒng)變量的描述方法。并且基于領(lǐng)域語義模型的構(gòu)造、優(yōu)化和反向搜索的算法實現(xiàn)了它的規(guī)劃器。 論文的主要成果包括并行命題動態(tài)邏輯和并行一階動態(tài)邏輯相關(guān)的結(jié)論，frame問題和ramification問題的解決方案，分類動作的多主體領(lǐng)域描述方法，基于模型的通用規(guī)劃生成、優(yōu)化、執(zhí)行和協(xié)調(diào)算法，maP

6、DDL多主體規(guī)劃領(lǐng)域描述語言及其規(guī)劃器的實現(xiàn)方法。 論文的主要結(jié)論是：(1)并行動態(tài)邏輯有比多數(shù)其它系統(tǒng)更好的動態(tài)描述能力且更好的計算特性，其串行化的并行語義使其應(yīng)用于系統(tǒng)建模時更直觀和簡單；(2)我們的frame問題的解決方法相比其它的方法，但給出了更為直觀和簡易的形式，這使得規(guī)劃領(lǐng)域描述的模型構(gòu)造變得簡單直觀；(3)分類動作的描述策略簡化了多主體規(guī)劃領(lǐng)域描述的復(fù)雜性和算法的復(fù)雜度，使得領(lǐng)域建模和規(guī)劃生成等相對于傳統(tǒng)領(lǐng)域沒有直