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引言：为了弥补基于Web Service的交互协作模型框架的不足,提高多Agent系统对任务求解的能力,最大发挥系统中Agent的能力,在此设计了基于黑板的多Agent系统交互协作框架.
单一的基于Web Service的多Agent系统交互协作框架,不能充分发挥多Agent系统中每个Agent的能力,也不利于系统Agent熟人总线的维护.基于黑板的多Agent系统交互协作框架,打破了这种局限.
一、基于黑板的多Agent系统交互协作框架设计
基于黑板的多Agent系统交互协作模型体系结构,主要包括系统Agent、网络、黑板3个部分.Agent是整体体系结构的主体,是最终的参与者与受益者,Agent实体从黑板上读或写信息,它们之间没有直接的交互,黑板是它们交互协作的桥梁.网络是信息在分布、异构的Agent与黑板之间传递的载体,在这里它基于TCP/IP协议.黑板是信息与数据的共享区,向对黑板有使用权限的Agent展示着各个Agent发布到上面的任何信息,比如,Agent发布的任务、任务的求解结果、Agent的状态等.
在黑板表的信息结构,编号（number）属性表示信息在黑板上的一个纯粹顺序编码,该属性值的大小不代表信息的优先级别,只为了增强黑板上信息的可读性,当有新的信息发布到黑板上后,由黑板系统自动生成相应编号属性的值.标识（identifier）属性代表信息发布者所属的多Agent系统,在前面有讲到,黑板的使用权限的申请以多Agent系统为单位,这个标识就代表获得申请黑板使用权限的多Agent系统的认证号,这个认证号也黑板的控制中心分发.实体名字（publisher）属性代表着发布消息的具体Agent,在这里有一个假设：同一个多Agent系统的发布实体的名字是唯一,在不同的多Agent系统中可以有同名的发布Agent的名字,可以通过标识（identifier）属性值和实体名字（publisher）属性值查找每一条消息的最终发布实体（Agent）.主体（subject）属性代表消息的是类别,它的属性值包括任务、结果和资源三种.标题（title）属性代表着消息的标题,其属性值就是消息的具体题目表示.关 键 词 （keyword）是消息的重要属性,它是Agent对信息进行搜索的重要依据,关 键 词 的个数可以由Agent自主决定.内容（content）属性是消息的核心,是在黑板上要传达的具体信息内容,关于消息内容格式描述是关键性问题,它影响到系统Agent是否可以理解其传达的信息,将会在后面做详细的讲解.期限（time limit）属性标识了某信息在黑板上的停留期限,它是黑板格式要求中必不可少的内容,关系到黑板系统对黑板信息的维护,其属性值是信息在黑板上的停留截止日期,系统会自动删除超出其属性值的信息.采取这样的手段来对信息进行维护具有重要的意义,可以为Agent发布新的信息预置空间,如果Agent发布的信息在黑板上保存时间过长,其就没有实在的意义,也有必要把其删除,从而保持黑板空间的最大利用价值,也保证的信息的意义价值.
黑板中信息的消息字段非常重要,它承载着消息的一大部分信息,为了系统中的Agent能够很容易的理解其内容,在本设计中,关于这一部分有一个假设：消息字段的内容描述具有相同的结构.由于时间关系,在本文不对消息内容的结构做任何研究,主要把注意力放在实现消息内容的描述技术上,以下对其描述技术进行选择进行讲解.
黑板信息格式描述中,其消息字段承载着信息的一大部分,必须精心设计消息字段的描述形式.怎样对其消息字段内容进行描述方式至关重要,直接影响到多Agent间交互协作的正常执行,对其信息描述格式的技术选择之前,要考虑多实现系统Agent对黑板规范的格式内容的理解不复杂、黑板上信息的描述技术必须既有跨平台性、保持系统中多个Agent理解信息的方式一致.
基于以上对消息内容的要求进行分析,实现对消息内容的描述技术必须具有很好的跨平台性、易读性、简单性、数据描述性.在本文设计中,选择XML片段作为信息内容描述的实现技术,只所以选择XML是因为它具有很多的优势,比如,XML具有很好的夸平台型,它可以在任何环境下运行,这也把XML作为最终选择对象的第一目的；XML格式整齐,具有很好的层次性,可以对数据或信息的层次结构关系完美的描述出来；XML具有很好的可扩展性,用户可以依据具体需求做相应的扩展；技术基于任务语言实现的Agent都可以对XML文档进行解析并处理.选择XML定为消息的描述方式,也是不二之选.
二、基于黑板的多Agent系统交互协作方式
基于Web Service的多Agent交互协作框架的不足,提出基于黑板的多Agent交互协作框架作为补充,它们相扑想成共同构成多Agent交互协作框架.基于黑板的多Agent交互协作过程如下：
（1）当Agent接受到自身和其熟人WS-Agent都不能完成的任务时,把任务发布到黑板上,等待能偶对其求解Agent的发现,希望能够得到其它Agent的协助；
（2）其它Agent对黑板进行访问时,发现自己能够对该任务求解时,把问题取走并对其求解；
（3）Agent对黑板上的任务求解后,把结果发布到黑板上；
（4）发布相应任务的Agent把结果取出；
（5）Agent间的一轮交互协作过程结束.
基于黑板的多Agent交互协作过程简单,易于实现,除了Agent对黑板任务的解读与执行过程,只是对数据库的读写操作.弥补了基于Web Service的多Agent交互协作过程的不足,它们相扑想成,共同构成多Agent的交互协作方式.
三、基于黑板的多Agent交互协作框架代码实现
对基于黑板的多Agent交互协作框架的关键代码进行阐述,把Microsoftware SQL Server作为黑板使用,具体实现步骤为,首先,在数据库里建立数据库,让其作为黑板的一个区域；其次,在数据库中建立表,到此,就建立了读/写的黑板.这2步骤的具体可以使用向导实现,也可通过企业管理器或Transact-SQL实现.这一部分实现起来非常简单,具体实现细节不做阐述. Agent对黑板的访问基于TCP/IP协议,需要用到的外界资源有：数据库Microsoftware SQL Server 2008的驱动程序,Inter网络.Agent通过这些资源在黑板上发布和读取信息,实现多Agent间的交互,协作完成对一系列任务的求解.在这一章的开始部分有讲到,基于黑板的多Agent交互协作模型是对基于Web Service的交互协作模型的补充,它们相扑想成,共同工程了多Agent之间的交互协作,本设计中,用Microsoftware SQL Server 作为黑板使用,Agent对黑板的访问就是对黑板的访问,Agent访问黑板有以下几种情况：
情况一：当Agent自身及其WS-Agent熟人都不能完成其接收到的任务时,对黑板进行访问,并把任务发布到黑板上,以寻求得系统中其它Agent的协作,共同完成对任务的求解.
实现这种情况的访问非常简单,就是通过相应的数据驱动对数据库表的访问,对黑板的读与写就是对在数据库表中信息的读取与在表中插入信息.具体实现代码非常简单,在这里不进行阐述.
情况二：在本设计中,Agent有一个定时器,让其定时访问黑板.其作用包括,通过访问黑板上的信息,可以更加了解周围环境,学习自身不具有的知识,提高Agent的智能性与求解问题的能力；可以发现问题,协助其它Agent完成发布到黑板上的任务,并把结果发布到黑板上.
实现这种方式的访问,要用ja一个定时器,保证Agent定期对黑板的访问；把黑板信息的消息字段内容描述的XML片段转换成XML文档对象形式,因为,XML片段对ja来说就相当于一个字符串,不能直接对其进行解析；需要把其选转换为XML文档对象,让后有基于ja的dom4j对其进行解析.
Ja有专门实现定时的类Timer,它在ja.util包中,在使用它时,先对其实例化,然后使用实例的schedule（TimerTask task, long delay）方法某操作定时,设定指定的操作任务task在指定的延迟delay后执行.定时器任务类TimerTask是抽象类,实现定时的造作类必须继承并重写其run（）方法,才实现具体的定时操作.schedule（TimerTask task, Date time）设定指定任务task在指定时间time执行.schedule（TimerTask task, long delay, long period）方法设定指定任务task在指定延迟delay后进行固定延迟peroid的执行.scheduleAtFixedRate（TimerTask task, long delay, long period）方法设定指定任务task在指定延迟delay后进行固定频率peroid的执行.要实现一个定时任务,运用ja中的Timer和TimerTask类可以非常容易实现实定时调用处理函数.这两个类使用起来非常方便,可以完成我们对定时器的绝大多数需要.
情况三：Agent把其自身信息（比如,状态信息、地址信息等）或资源（比如,系统中其它Agent可以直接使用的数据、图片等）.在这种情况下,黑板相当于供其它Agent学习的一个平台,对黑板有使用权限的Agent都可以通过它进行学习并了解到其它Agent的动向.
由此,本文设计了基于黑板的多Agent系统交互协作框架模型,与第三章设计的基于Web Service的多Agent系统交互协作框架相扑想成,相互补拙取优,共同构成多Agent交互协作方式.黑板上的消息描述格式定义是本章重点内容之一,影响到Agent对消息的理解,直接关系到多Agent间交互协作性能.
（作者单位：辽宁金融职业学院）
作者简介
李业明（1982-）,男,辽宁辽阳人,辽宁金融职业学院网络中心教师,讲师.研究方向：计算机网络.