基于Agent的工程车辆综合控制与管理的研究 (2004年)

针对承担复杂作业任务的大型工程车辆与施工机械控制与管理的需求,提出了基于Agent的分布式网络控制系统。研究了基于智能控制Agent的工程车辆综合控制和管理的体系结构、组成部分、功能特性。采用网络控制系统的分层结构和多智能体的递阶结构完成整个系统的协作和信息交换,从而实现运动控制、任务规划与协调、状态监测、系统维护、故障诊断与容错等功能。指出若干Agent协调工作是这类系统的特征。所提出的体系结构已在大型施工机械和工程车辆上得到应用。 ### 基于Agent的工程车辆综合控制与管理的研究 #### 概述 本文主要探讨了一种基于Agent的分布式网络控制系统的设计与应用，该系统旨在解决大型工程车辆及施工机械在执行复杂作业任务时面临的控制与管理问题。通过构建一个智能、分布式的控制体系结构，实现了对这些大型机械的有效管理和控制。 #### 体系结构与组成部分 本研究中的分布式网络控制系统采用了分层结构和多智能体的递阶结构来实现整个系统的协作和信息交换。其中： - **分层结构**：系统按照不同的功能需求被划分为多个层次，每一层负责特定的功能模块，如运动控制层、任务管理层等。 - **多智能体的递阶结构**：在每个功能层次内部，又进一步划分出多个智能体（Agent），它们分别负责具体的任务或功能，并能够相互协作以完成更复杂的任务。 #### 功能特性 该体系结构具有以下几个显著的功能特性： 1. **运动控制**：实现对工程车辆运动的精确控制，确保其能够高效且安全地完成预定动作。 2. **任务规划与协调**：根据任务需求，智能规划工程车辆的操作流程，并协调不同车辆之间的作业顺序，以达到最优的工作效率。 3. **状态监测**：实时监控工程车辆的运行状态，包括但不限于位置、速度、负载等关键参数。 4. **系统维护**：提供自动化的系统维护功能，如定期检查、预防性维护等，以延长设备使用寿命。 5. **故障诊断与容错**：具备快速准确的故障诊断能力，并能够在出现故障时采取相应的容错措施，确保系统的稳定运行。 #### Agent的协调工作 在这样的分布式网络控制系统中，多个Agent之间的协调工作是非常重要的特征之一。每个Agent不仅需要完成自己的任务，还需要与其他Agent保持良好的沟通与协作，以确保整体系统的高效运作。例如，在任务分配阶段，可能需要多个Agent共同参与决策过程，以确定最佳的任务执行方案。 #### 应用实例 文中提到，所提出的体系结构已经在大型施工机械和工程车辆上得到了实际应用。这意味着，这一研究成果已经经过了实践检验，证明了其有效性和可行性。例如，在桥梁建设、隧道挖掘等大型工程项目中，通过部署基于Agent的分布式网络控制系统，可以显著提高施工效率和安全性。 #### 结论 基于Agent的分布式网络控制系统为解决大型工程车辆及施工机械的控制与管理问题提供了一个有效的解决方案。通过采用分层结构和多智能体的递阶结构，该系统不仅能够实现对工程车辆的精细控制，还能够实现任务规划、状态监测等多种高级功能。此外，Agent之间的协调工作机制也是该系统的一个重要特点，有助于提升整体系统的灵活性和适应性。未来，随着更多先进技术的应用，这一领域的研究将会取得更大的进展。