Гончаренко А.Н.

Использование мультиагентных систем для решения задачи неопределенности и стохастичности транспортных процессов горнопромышленного предприятия

НИТУ «МИСиС

На сегодняшний день большинство информационно-управляющих систем горнопромышленных предприятий уже имеют возможности использования элементов искусственного интеллекта. Практический опыт работы ведущих промышленных фирм и компаний, занимающихся проблемами автоматизации управления, показывает большие возможности использования интеллектуальных систем в горном транспорте предприятия.

Развитие агентно-ориентированного подхода к построению интеллектуальных транспортных систем горнопромышленного предприятия предполагает рассмотрение интеллектуальной системы как сообщества естественных и искусственных агентов. В качестве естественных агентов на горном транспорте выступают индивидуальные агенты в лице работников, менеджеров, руководителей подразделений и групповые агенты в лице отдельных коллективов групп, подразделений и служб. В качестве искусственных агентов выступают такие физические единицы, как самосвалы, экскаваторы погрузочно-разгрузочные устройства и другое транспортное оборудование.

Интеллектуальным системам удается успешно решить задачу наличия неопределенности в транспортных процессах горнопромышленного предприятия, когда существует набор альтернатив, и невозможно предсказать, какой из вариантов окажется лучшим по прошествии достаточно длительного времени. Например, при осуществлении движения горных самосвалов, существует выбор между несколькими, перевозящими руду и незагруженными грузовиками, дорогами, которые могут быть использованы для достижения разных точек назначения, а также водителями, либо автономными самосвалами. Каждый из ресурсов (самосвал, дорога и водитель) имеют различные свойства. Неопределенность возрастает в ситуациях, когда возможны непредсказуемые события, такие как изменения в условиях погрузки и разгрузки руды, аварии самосвалов, незапланированная поломка оборудования, экскаваторов и т.д.

Итак, функционирование мультиагентной транспортной системы необходимо определить как необходимость более полного и своевременного удовлетворения потребностей в перевозке грузов.

На открытых горных разработках данная мультиагентная система позволит оперативно управлять горно-транспортным процессом и решать следующие задачи:

o планирование выемки и погрузка горной массы по условиям оптимального ведения горных работ и наилучшего усреднения полезного ископаемого, планирование работы железнодорожных составов по критерию наилучшего использования горного и транспортного оборудования;

o оперативное управление движением с выбором маршрутов следования и моментов отправления каждого состава по выбору очередного адреса назначения каждого автосамосвала после выполнения им предыдущего рейса.

Реализация данных целей возможна с помощью следующих управленческих решений на транспортной сети горнопромышленного предприятия:

· достижение консенсуса или согласования характеристик, в которых каждый агент транспортной сети стремится уменьшить отклонение своей целевой переменной от соответствующих переменных своих соседей. Если речь идет об отклонении от среднего арифметического состояний соседей, то ставится задача достижения усредненного консенсуса. Задача по переводу группы агентов в не которое общее состояние называется задачей о рандеву (англ. rendezvous). В ней требуется, чтобы все агенты оказались в заданном месте в заданное время.

· управление формациями (англ. formation control) управление локально взаимодействующими агентами транспортной сети, образующими некоторые геометрические конфигурации. Такие задачи обычно решаются применительно такого взаимодействия как экскаватор – самосвал, самосвал - самосвал и т.д. Задачи группового управления (управления формациями) сводятся к задачам частичной координатной синхронизации с помощью метода виртуального лидера.

· задачи диспетчеризации (англ. scheduling), которые сводятся к задаче достижения консенсуса.

Согласованность взаимодействия всех агентов мультиагентной системы возможно реализовать с помощью принципов коллективного управления, которое заключается в том, что каждый агент транспортной сети самостоятельно управляет процессом своего функционирования и определяет свои действия, а также согласовывает эти действия с действиями других агентов, для того чтобы наиболее эффективно, с минимальными затратами и максимальной выгодой для группы, решить целевую задачу.

В отличие от групповою управления, которое может быть как централизованным, так и децентрализованным, коллективное управление группой агентов всегда децентрализованное по своей сути. Поэтому описанный метод коллективного управления агентами транспортной сети горнопромышленного предприятия наиболее эффективен при реализации в мультиагентных системах. Основное преимущество относительно низкая вычислительная сложность алгоритмов, что позволяет быстро принимать если не оптимальные, то близкие к ним решения в условиях динамически изменяющейся ситуации на горнопромышленном предприятии.

Таким образом, анализ производственных транспортных систем горнопромышленных предприятий показал перспективу и возможности построения мультиагентных систем, так как это позволяет принимать наиболее правильное решение в условиях неопределенности и непредсказуемой динамичной обстановке функционирования горнопромышленного предприятия.