基于多Agent的协同建模工具的设计与研究

摘要：本文提出基于Agent技术来开发基于网络的分布式协作设计工具，以实时处理因不同地域的人们协同、协作和交流问题，构建虚拟的工作环境，帮助人们进行实时的高效沟通式协作工作。

关键词：多Agent 协同建模 虚拟环境

中图分类号:TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)05-0154-01

近年来，随着分布式协作技术、网络技术和计算机远程操作技术、多媒体技术、多技术的发展，人们对资源共享及分布式协作提出了更高的需求，在多用户网络协作建模系统中，各用户之间可以进行信息的实时交互，这样各用户之间就可以很方便地进行知识的共享、通信和协同工作。由于在基于网络的协作式建模系统中，各个参与者与多Agent系统中智能体具有相似的行为特征，同时又考虑到全局数据一致性问题，本论文提出了协同设计技术中以对等式和集中式相结合的方式来构建本应用系统。

1、关键技术

1.1 体系结构研究

众所周知，集中式CSCW体系结构中，服务端集中放置了协调管理、应用共享、通讯接口等各个功能模块，客户端放置应用工具、用户界面以及窗口服务等。客户端总是顺序处理和操作全局共享数据，使用集中式可以提供集中的管理，便于实现安全性、权限分配等。方便了对共享资源的存取和控制管理，但这种方式也有不利之处，那就是服务器端的负担较重。而对等式子的代表就是多Agent结构，Agent是一种抽象的试题，能作用于自身，并能通过通讯语言与其他Agent交换信息，已达到协同工作的目的。在基于多Agent的结构中，每个Agent都是以同等地位的方式被组织到系统中。Agent之间的网络通讯可以直接对准接受者，而且只需要将更新的数据传播出去，因此这种结构的最大缺陷是难于维护数据的一致性。尤其是在网络速度较差的环境中这种缺陷表现的会更加明显。

在基于多Agent的协作式建模工具体系结构设计中，研究者采取了CSCW中的集中式与对等式相结合的方式。由一个服务器和若干个与之相应的客户机组成。在服务端维护一份全局共享文档。管理服务端的用户成为网络管理员。管理员可以根据需要设置每个用户的权限，也可以“踢”出某个用户。管理员对全局数据的操作权限最高，可以设置全局数据的版本恢复方式。

客户端的操作成为普通用户。客户端首次登陆系统时，首先从服务器中下载全局数据，每个用户都有权限和密码，用户与服务端第一次连接和下载全局共享文档用TCP协议，以保证全局数据无错性。多个用户孩子间可以相互通信。普通用户之间用UDP协议进行通信。如果某个用户在更改数据时，首先验证服务器共享文档中被更改的对象数据是否有其他用户在更改数据对象，如果有其他用户在更改全局数据中的该数据对象，但是该用户权限较高，则可以剥夺正在更改模型的用户；如果该用户权限不高于正在更改模型的用户，则该用户的更改操作被拒绝。如果数据服务器更改的对象中没有其他用户更改，首先某用户向服务器发出申请，提出申请更新全局数据的操作，服务器允许后，服务端更改全局数据的文档，然后通知将要更改动作的客户，某用户得到服务器允许通知后可以进行更改操作，服务器以广播方式通知其他所有的在线用户，其他用户在收到通知后更改本机的文档，某用户更改成功后，以tcp套接字通知服务器进行相应的更改，服务器更改成功后，服务器再次以广播方式通知其他所有客户，令其他所有客户更改本机的共享文档。至此某个客户更改共享文档至此暂告一个段落，以上是对集中-对等式相结合的CSCW体系结构研究。由于各个用户并发执行绘图操作。服务器只是维护全局共享数据，每个用户端都保留有一份全局共享数据文档备份，既保证了数据一致性，又提高了用户操作的速度。

1.2 绘图操作方式研究

客户端以绘图设计和模型编辑相结合的方式操作，无论是添加还是更改，模型的添加和编辑都是以可视化方式进行，当用户双击GUI客户页面进行添加新的UML图形时，将生产的相对应与UML图形的JavaBean对象转换为XML字符串，然后对XML字符串进行发送等操作，如果用户进行更改UML模型的操作，更改结束后则将相应的JavaBean对象属性进行更改。然后在用户决定检出时将相应的更改过的JavaBean对象转换为XML字符串进行提交。每个客户端在同一时刻仅能操作一个模型对象。

2、基于网络的协同设计系统体系结构框架原型

根据协同设计系统的特征，我们把系统分为5个模块类型：客户角色管理模块、共享数据查询、更改管理模块、绘制图形管理模块、数据一致性管理模块、网络通讯管理模块。构建一个基于C/S模式的多用户协作设计体系结构，这是一个依据MVC设计模式的网络结构框架。

在视图层中，对所有在线用户、网络管理员、创建者的信息管理以可视化的方式呈现，对全局共享XML文档以及其历史修改版本记录的管理在网络网管员操作视图和创建者使用视图中实现，控制层负责接受来自视图层的请求信息，并将对模型层的调用结果转发给相应的视图进行正确的显示。模型层提供各种底层操作的接口，网络连接和网络信息传输功能、客户登陆注册甚至权限分配等功能、全局共享文档管理和访问功能等均在模型层实现。

3、结论和展望

本文初步分析了基于网络的协作式建模工具的工作方式，以及将要用到的技术和碰到的难点和关键技术。很多的不足，有待进一步的探讨和完善。如两个用户同时在绘图页面上同一位置绘制图形时将要引发的显示冲突，异常处理能力的改进和完善等。在以后的工作中，将更进一步引进面向对象的分析方法，使系统性能更加优化，更好地满足用户和社会的需求。

参考文献

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