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基于多智能体的公共设施选址研究

作　者: 韩江峰
导　师: 邓敏；陈建军
学　校: 中南大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 公共设施选址问题多智能体人工势能场自组织
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

公共设施是居民生活环境的重要要素之一,公共设施选址的合理性直接关系到设施功能的正常发挥。目前,学者们已经提出了许多方法来解决选扯问题,其中包括精确方法和启发式方法。但是通过分析发现这些方法具有一定的局限性,它们往往只能适用于特定的选址问题,对于动态变化系统中的选址问题,常常无法解决。近年来,多智能体系统(Multi-agent System, MAS)以其独特的思想和强大的仿真功能逐渐引起了许多领域学者的关注,已成功应用于复杂系统模拟方面,尤其是在地理学领域得到较为成功的应用。多智能体系统能够很好地适应动态变化的开放系统,而这正是传统选址方法面临的问题。因此,本文提出一种基于自组织多智能体的方法来解决选址问题。主要工作包括以下4个方面：(1)回顾并总结了国内外有关设施选址、多智能体技术及基于多智能体选址的研究进展以及存在的问题。(2)总结了公共设施选址的相关理论,包括选址原则、规律、常见选址模型及各自适用范围及传统设施选址问题的分类；介绍了复杂适应系统理论及多智能体系统的相关内容,对比分析了几个常见的多智能体模拟平台；介绍了人工势能场相关内容。(3)提出了一种综合人工势能场及多智能体技术的自组织选址方法。在该方法中,需求点产生引力场,设施产生斥力场,设施在引力和斥力的共同作用下运动,最终系统达到平衡的稳态,此时设施的位置分布可以看作是选址问题的解决方案。(4)通过实验分析,对本文方法进行了评估,证明了方法的有效性。最后,总结了本文的研究成果,指出了存在的问题以及未来进一步努力的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-13
    1.2.1 选址问题研究进展  10-11
    1.2.2 多智能体技术研究进展  11-12
    1.2.3 基于多智能体技术的选址问题研究进展  12-13
  1.3 存在的问题  13
  1.4 研究内容与组织结构  13-15
第二章基于多智能体技术公共设施选址相关理论  15-33
  2.1 公共设施的选址相关理论  15-21
    2.1.1 公共设施的选址原则  15
    2.1.2 公共设施的选址规律  15-16
    2.1.3 公共设施选址中的常见模型  16-20
    2.1.4 不同设施选址模型的适用范围  20-21
  2.2 传统设施选址问题的分类  21
    2.2.1 连续选址  21
    2.2.2 离散选址  21
    2.2.3 网络选址  21
  2.3 复杂适应系统理论  21-23
    2.3.1 复杂适应系统理论的基本思想  22
    2.3.2 复杂适应系统理论的特点  22-23
    2.3.3 个体及其基本性质  23
  2.4 多智能体技术概述  23-30
    2.4.1 智能体概念  24-25
    2.4.2 多智能体系统  25-27
    2.4.3 多智能体模拟平台  27-30
  2.5 人工势能场  30-32
    2.5.1 人工势能场简介  30-31
    2.5.2 人工势能场应用  31
    2.5.3 人工势能场优缺点  31-32
  2.6 本章小结  32-33
第三章基于多智能体技术的公共设施选址方法  33-46
  3.1 引言  33
  3.2 自组织多智能体选址方法  33-41
    3.2.1 方法概述  33-34
    3.2.2 问题背景  34
    3.2.3 设施智能体  34-35
    3.2.4 环境  35-37
    3.2.5 交互作用  37-41
    3.2.6 自组织  41
  3.3 设施智能体的行为  41-44
    3.3.1 单个设施智能体的行为  41-42
    3.3.2 全局行为  42-44
  3.4 多智能体选址方法总体流程  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章应用实例  46-55
  4.1 引言  46
  4.2 实验环境  46
  4.3 定性分析实验  46-49
    4.3.1 数据描述  46-47
    4.3.2 实验结果及讨论  47-49
  4.4 P-中值问题应用实例  49-51
    4.4.1 问题描述  49
    4.4.2 实验结果  49-50
    4.4.3 方法健壮性研究  50-51
  4.5 多层次设施选址应用实例  51-53
    4.5.1 问题描述  51-52
    4.5.2 实验结果  52-53
  4.6 本章小结  53-55
第五章结论与展望  55-57
  5.1 全文内容总结  55
  5.2 存在问题及工作展望  55-57
参考文献  57-65
致谢  65-66
攻读学位期间主要研究成果  66

基于多智能体的公共设施选址研究

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