基于Multi—Agent的智能演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)

侯春海+周寶寧+周其麟

【摘 要】 基于分析演藝環(huán)境下技術(shù)裝備系統(tǒng)分級遞階結(jié)構(gòu)，提出演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)的集散遞階體系結(jié)構(gòu)。通過引進(jìn)智能Agents，建立智能演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)MAS（Multi-Agent System）模型，并分析MAS中主體的結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造方法、通信機(jī)制和協(xié)商機(jī)制。

【關(guān)鍵詞】 演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)；Agent；多智能體系統(tǒng)；集散遞階結(jié)構(gòu)；集成管控；信息服務(wù)

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2016.11.006

【Abstract】In this paper， a kind of APS distributed hierarchical architecture is proposed from the hierarchical structure analysis on technical equipment system in performing environment. With the help of introducing agents， an intelligent art performance model for MAS （Multi-Agent System） is established. Analysis on MAS major structural model， construction method， communication mechanism and negotiation mechanism is conducted.

【Key Words】art performance system； Agent； multi agent system； distributed hierarchical structure； integrated management and control； information service

1 引言

在國務(wù)院積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見[1]下，創(chuàng)新、融合、發(fā)展已成為演藝行業(yè)發(fā)展的主流，演藝行業(yè)必然走向網(wǎng)絡(luò)化、集成化。新技術(shù)與演藝技術(shù)的相互融合[2]將有效帶動演藝技術(shù)裝備和舞美創(chuàng)作的不斷升級，多媒體技術(shù)、機(jī)械控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和仿真技術(shù)等新科技將更多地集成到舞臺的設(shè)計(jì)和制作中。這些新技術(shù)和裝備在為演藝呈現(xiàn)注入新活力的同時(shí)，也為舞臺裝備的集成應(yīng)用和監(jiān)管增加了新的內(nèi)涵，所以需要規(guī)范對這些異種數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、信息提取、挖掘和管理。因此，演藝裝備系統(tǒng)技術(shù)文化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于2016年組織開展“異種協(xié)議集成網(wǎng)絡(luò)通訊接口規(guī)范”研究，旨在建立開放的演藝呈現(xiàn)集成系統(tǒng)，解決演藝呈現(xiàn)各子系統(tǒng)的融合、安全以及系統(tǒng)設(shè)備和演藝信息的集成管控問題，并為促進(jìn)演出行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用、建立基于云平臺數(shù)據(jù)的存儲與輸出，以及基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的演藝呈現(xiàn)信息服務(wù)體系打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)（Art Performance System，APS）是服務(wù)于演出軸的光藝術(shù)呈現(xiàn)、聲藝術(shù)呈現(xiàn)、視覺藝術(shù)呈現(xiàn)、形態(tài)藝術(shù)呈現(xiàn)等子系統(tǒng)的綜合、開放、集成創(chuàng)意平臺的總稱，具有分布性、自治性、動態(tài)性、復(fù)雜性等技術(shù)特征。這里所說的集成，一是演藝呈現(xiàn)相關(guān)各個(gè)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境的融合，即把各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境信息采集后集中管理，進(jìn)而形成演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)的總體實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境；二是各個(gè)子系統(tǒng)管控的演藝裝備操作維護(hù)的集成，即將各呈現(xiàn)子系統(tǒng)的控制、調(diào)節(jié)、處理、傳輸、交換和終端呈現(xiàn)設(shè)備集成管控，以增強(qiáng)現(xiàn)場影音和藝術(shù)創(chuàng)意作品呈現(xiàn)和現(xiàn)場體驗(yàn)效果；三是多種演藝呈現(xiàn)子系統(tǒng)的演藝信息集中管理、維護(hù)和呈現(xiàn)，這些演藝信息包括聲、光、視、械等呈現(xiàn)子系統(tǒng)中的劇目（Show）、節(jié)目（Sequence）、場景（Cue）等，按照演出集中控制或協(xié)調(diào)自治控制的方式，靈活處理、集中運(yùn)行監(jiān)管。因此，演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)空分布的、動態(tài)的、復(fù)雜的系統(tǒng)，是演藝場所管理的重要組成部分[3]。

實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的監(jiān)管方法和技術(shù)在復(fù)雜的演藝領(lǐng)域頗顯乏力。演藝行業(yè)的特點(diǎn)是各個(gè)子系統(tǒng)的自治性，在一場重要的演出中往往需要各個(gè)子系統(tǒng)的人為干預(yù)，以確保演出的安全運(yùn)行。而智能系統(tǒng)由于引入專家系統(tǒng)、模糊邏輯、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等人工智能技術(shù)，在自適應(yīng)、自組織和自學(xué)習(xí)功能的實(shí)現(xiàn)方面不單純依賴于模型，同時(shí)更加重視知識的核心作用，通過把專家的管理控制經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可利用的后發(fā)式知識，或運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)等手段實(shí)現(xiàn)知識的自動獲取，從而使其在復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域展現(xiàn)優(yōu)勢。

Multi-Agent作為分布式人工智能DAI（Distributed Artificial Intelligent）的一門新技術(shù)[4]，已成為研究熱點(diǎn)，并取得重要應(yīng)用成果。多智能體系統(tǒng)MAS（Multi-Agent System）主要用于一組自治智能主體之間智能行為的協(xié)調(diào)性研究，協(xié)調(diào)其知識、目標(biāo)、技巧和規(guī)劃，聯(lián)合起來采取行動或問題求解。MAS已成功應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)，如自動駕駛、高級機(jī)器人系統(tǒng)、信息檢索和高速公路等[5]。演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)的分布性、動態(tài)性、復(fù)雜性及各個(gè)子系統(tǒng)的自治性與MAS的技術(shù)特征相吻合，應(yīng)用MAS技術(shù)解決演藝呈現(xiàn)復(fù)雜集成問題完全可行，應(yīng)得到業(yè)界關(guān)注。

筆者在分析演藝環(huán)境下技術(shù)裝備系統(tǒng)分級遞階結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)的集散遞階體系結(jié)構(gòu)。通過引進(jìn)智能Agents，建立智能演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)MAS模型，并對該MAS中主體的結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造方法、通信機(jī)制和協(xié)商機(jī)制進(jìn)行分析。

2 演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)集散遞階體系結(jié)構(gòu)

演藝環(huán)境下的技術(shù)裝備從邏輯層次上看是典型的集散遞階結(jié)構(gòu)，如圖1所示。集散遞階系統(tǒng)的監(jiān)管邏輯采用了分組和協(xié)調(diào)的原則，通過水平（空間）分組和垂直功能分解，整個(gè)系統(tǒng)可分解為若干個(gè)完成獨(dú)立藝術(shù)呈現(xiàn)處理的子系統(tǒng)，同時(shí)把監(jiān)管控制作用分解到不同的層次上，并輔以局部的調(diào)節(jié)、處理或控制的方式，來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的藝術(shù)呈現(xiàn)任務(wù)和目標(biāo)。這種結(jié)構(gòu)可相對有效地解決復(fù)雜系統(tǒng)的安全可靠性問題。因此，演藝呈現(xiàn)系統(tǒng)的體系架構(gòu)采用集散遞階方式，并將其分為呈現(xiàn)層、管控層和設(shè)備層，具有融合、安全、便捷的特點(diǎn)，以吻合演藝行業(yè)應(yīng)用要求，并提升以演出作為主軸的藝術(shù)呈現(xiàn)及創(chuàng)意作品的現(xiàn)場體驗(yàn)效果。