協(xié)同任務(wù)規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 佳 辛 斌 杜 鑫 曹志強(qiáng)

(1. 北京理工大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院, 北京 100081)

(2. 中國(guó)航天科技工業(yè)集團(tuán), 北京 100036)

人才培養(yǎng)是新工科建設(shè)中最重要、最核心的任務(wù)。依據(jù)新工科培養(yǎng)目標(biāo)的特點(diǎn)[1],學(xué)生在掌握專業(yè)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[2]。利用各種新技術(shù)建設(shè)和完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái),是新工科實(shí)踐教育發(fā)展的重要基礎(chǔ)和保障[3]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是國(guó)家信息化教育戰(zhàn)略的重要實(shí)踐內(nèi)容[4]。與實(shí)物實(shí)驗(yàn)相比,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面具有人機(jī)交互性好、利用率高、易維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

多智能體系統(tǒng)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃[5-6]是當(dāng)前人工智能[7]研究的熱點(diǎn)問題。隨著科技成果向教學(xué)轉(zhuǎn)化的不斷深入,多智能體系統(tǒng)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的相關(guān)知識(shí)在高校教學(xué)中已經(jīng)逐步滲透至研究生和本科生,出現(xiàn)在控制專業(yè)的課堂上,但是配套的實(shí)驗(yàn)課程卻屈指可數(shù)。機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等設(shè)備價(jià)格昂貴,同時(shí)這類設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地要求較高,極易發(fā)生碰撞、墜毀等事故,不易于在高校針對(duì)學(xué)生開展大范圍的實(shí)物實(shí)驗(yàn),也不易于在實(shí)體實(shí)驗(yàn)室里同時(shí)開展各種不同研究方向的多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)。因此,借助仿真手段是開展多智能體分布式協(xié)同任務(wù)規(guī)劃教學(xué)實(shí)驗(yàn)的最佳途徑。

在目前“新工科”建設(shè)的形勢(shì)下,我國(guó)高校缺乏對(duì)多智能體系統(tǒng)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃方面高層次人才培養(yǎng)的必要實(shí)驗(yàn)手段,實(shí)驗(yàn)研究非常薄弱,亟需開展這方面的工作。為了研究出適合碩士生及本科高年級(jí)學(xué)生開展的多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境,本文開展了相關(guān)工作。開發(fā)了可以進(jìn)行多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),可以面向多智能體的任務(wù)分配和路徑規(guī)劃[8]開展仿真實(shí)驗(yàn),為機(jī)器人控制相關(guān)的研究人員提供了一種便于開展相關(guān)教學(xué)和探索研究的工具和手段,為相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供可視化、友好人機(jī)交互的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。同時(shí),也為學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)、自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐提供先進(jìn)手段和開放平臺(tái)。

1 “智能體-環(huán)境-任務(wù)”模塊化建模

為了讓實(shí)驗(yàn)者能夠在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上開展多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃策略的實(shí)驗(yàn)研究,在構(gòu)建仿真系統(tǒng)時(shí)需要對(duì)智能體所處的任務(wù)環(huán)境以及任務(wù)進(jìn)行建模,為協(xié)同任務(wù)規(guī)劃提供依據(jù)。

智能體、環(huán)境與任務(wù)這三個(gè)要素是仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ),三者之間需要通過高效、統(tǒng)一的接口進(jìn)行互通互聯(lián)。因此,應(yīng)考慮這三個(gè)要素之間的協(xié)同建模問題。單個(gè)智能體通過通信模塊與環(huán)境、任務(wù)及其他智能體進(jìn)行信息交互,因此需要按照?qǐng)D1所示模型構(gòu)架設(shè)計(jì)三個(gè)基本要素之間的接口標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮?shù)。

圖1 智能體的信息傳遞

多智能體分布式協(xié)同的基礎(chǔ)是智能體之間的信息交互,因此圖1中單個(gè)受控智能體通過通信與交互模塊作為接口,與環(huán)境信息、其他智能體信息以及任務(wù)信息進(jìn)行交互。信息通過傳感器、控制器、執(zhí)行器進(jìn)而傳送給受控智能體。

1.1 智能體建模

智能體模型應(yīng)具有可組合性,方便實(shí)驗(yàn)者根據(jù)不同的協(xié)同任務(wù)有針對(duì)性地選取仿真組件,通過多個(gè)組件的組合實(shí)現(xiàn)所需多智能體的功能。以仿真系統(tǒng)中模塊化、可組合的智能體為例,至少應(yīng)具備傳感器模塊、控制模塊、執(zhí)行模塊和通信模塊這四種基本模塊。每個(gè)智能體都是由多個(gè)基本模塊構(gòu)成的,將不同的基本模塊進(jìn)行組合形成不同種類的智能體模型。

為了實(shí)現(xiàn)模塊組合后的可用性,應(yīng)首先確定智能體模塊的內(nèi)部邏輯然后將其封裝,設(shè)計(jì)輸入、輸出接口與外界交互。使用者可通過輸入接口改變模塊內(nèi)部參數(shù),提高模塊適用性。輸出接口與其他模塊的輸入接口連接,負(fù)責(zé)信息傳遞,如圖2所示。模塊邏輯主體負(fù)責(zé)實(shí)體流和信息流的邏輯流轉(zhuǎn)、分配、再處理等過程,與輸出接口模塊相連接,將信息或任務(wù)輸入至特定接口。

圖2 模塊封裝與信息傳遞

由于智能體的模塊連接方式已基本確定,如對(duì)于地面智能體來(lái)說,測(cè)距傳感器模塊與地面智能體基本模塊必須連接,故輸出接口已寫入模塊連接語(yǔ)句。但由于模型中同類型的模塊可能不止一個(gè),例如有的智能體需要連接激光測(cè)距儀,有的智能體需要連接超聲波傳感器,故對(duì)每個(gè)智能體實(shí)際需要連接的模塊需進(jìn)一步確定。在輸入接口中設(shè)計(jì)模塊編號(hào)參數(shù),同種類型的模塊編號(hào)不同,通過輸入接口寫入模塊自身的編號(hào)和與之連接的模塊編號(hào)以完成模塊柔性連接,如圖3所示。

圖3 可組合模塊的柔性連接

1.2 任務(wù)環(huán)境建模

任務(wù)環(huán)境對(duì)智能體的任務(wù)執(zhí)行能力、移動(dòng)能力、通信能力等能力特征有至關(guān)重要的影響。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的任務(wù)環(huán)境建模主要針對(duì)地圖尺寸大小、障礙物數(shù)量和障礙物位置等。

1.3 任務(wù)建模

當(dāng)智能體被分配給某項(xiàng)任務(wù)時(shí),該任務(wù)通?？梢钥醋鞫囗?xiàng)基礎(chǔ)子任務(wù)的集合,其中第i項(xiàng)任務(wù)對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)子任務(wù)集合記為Mi={mi1,mi2,…,mij},j為基礎(chǔ)子任務(wù)的數(shù)量,基礎(chǔ)子任務(wù)中包含的屬性有:任務(wù)規(guī)模、任務(wù)處理的時(shí)間要求、任務(wù)的區(qū)域位置、任務(wù)的優(yōu)先級(jí)以及任務(wù)需求下智能體之間的通信交互頻率。

任務(wù)規(guī)模由所需的智能體數(shù)量進(jìn)行表征?；A(chǔ)子任務(wù)所需時(shí)間要求通過時(shí)間窗口進(jìn)行描述,記基礎(chǔ)子任務(wù)mij的時(shí)間需求為mtij,實(shí)際任務(wù)完成時(shí)間為rtij,當(dāng)mtij>rtij時(shí)認(rèn)為任務(wù)被成功處理。任務(wù)位置是任務(wù)區(qū)域的中心坐標(biāo)位置,以坐標(biāo)形式表示,mij的任務(wù)區(qū)域位置可表示為(xij,yij)。基礎(chǔ)子任務(wù)的優(yōu)先順序表示為基礎(chǔ)子任務(wù)執(zhí)行的序列關(guān)系,基礎(chǔ)子任務(wù)間可能存在串行或并行關(guān)系,不允許存在循環(huán)鏈接,因此基礎(chǔ)子任務(wù)間的序列關(guān)系可采用圖表示。

智能體協(xié)同執(zhí)行任務(wù)過程中,通常需要多種智能體具備的不同能力相互配合。因此,采用能力需求矢量表示一個(gè)多基礎(chǔ)子任務(wù)的能力需求。對(duì)一次具體的任務(wù),基礎(chǔ)子任務(wù)在能力需求上與全部智能體具備的能力分類相一致,即矢量維度與智能體能力劃分種類相同。記第i項(xiàng)父類任務(wù)的第j項(xiàng)基礎(chǔ)子任務(wù)能力需求向量Dij=[tij1,tij2,…,tijn],其中tijp表示第j項(xiàng)基礎(chǔ)子任務(wù)對(duì)第p種能力的需求,n為能力的種類。

相應(yīng)地,每種智能體具有不同的能力,代表其適合完成某項(xiàng)任務(wù)的情況。每類智能體具有的不同能力由能力向量C表示,Ck=[mk1,mk2,…,mkn],其中mkp表示智能體k的第p項(xiàng)能力,當(dāng)mkp>0時(shí),表示智能體k具備該項(xiàng)能力,否則智能體k不具有該項(xiàng)能力,即不適于參加某項(xiàng)基礎(chǔ)任務(wù)。

2 仿真系統(tǒng)架構(gòu)

為了讓學(xué)生能夠更加直觀和方便地開展多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn),本文基于AnyLogic軟件進(jìn)行了二次開發(fā),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)多智能體仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。用戶可以選擇不同的任務(wù)場(chǎng)景,控制和調(diào)整仿真參數(shù),實(shí)時(shí)觀察仿真過程、任務(wù)狀態(tài)等,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果反饋更好地理解算法并改進(jìn)算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包含以下幾個(gè)模塊:

2.1 場(chǎng)景設(shè)計(jì)模塊

多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃主要包括任務(wù)分配和路徑規(guī)劃兩大類問題,兩類問題涉及的智能體主體、環(huán)境參數(shù)和任務(wù)類型都不相同。本文中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了任務(wù)分配和全覆蓋路徑規(guī)劃兩個(gè)場(chǎng)景。

2.2 環(huán)境設(shè)計(jì)模塊

環(huán)境設(shè)計(jì)模塊包括地圖尺寸大小、障礙物數(shù)量和障礙物位置等。用戶可以簡(jiǎn)單地通過交互式方法,例如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、滑動(dòng)等操作,自定義不同等環(huán)境參數(shù),測(cè)試算法在不同環(huán)境約束下的性能。該模塊是仿真系統(tǒng)的重要組成部分,是算法仿真的前提和基礎(chǔ)。

2.3 參數(shù)設(shè)計(jì)模塊

仿真系統(tǒng)中任務(wù)和智能體的參數(shù)都能自定義設(shè)置。智能體是任務(wù)執(zhí)行的主體,用戶可以根據(jù)需求自定義智能體的數(shù)量、初始位置、運(yùn)動(dòng)速度、搜索半徑、通訊半徑和能力大小等。任務(wù)參數(shù)則包括任務(wù)數(shù)量、初始位置和危險(xiǎn)程度等。

2.4 綜合演示模塊

綜合演示模塊是多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃仿真系統(tǒng)的核心模塊,可根據(jù)用戶預(yù)設(shè)的場(chǎng)景和參數(shù)對(duì)算法進(jìn)行仿真,提供可視化的仿真界面。仿真過程提供二維或三維動(dòng)畫,可以實(shí)時(shí)觀察到智能體的位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、哪些區(qū)域任務(wù)未被完成、環(huán)境中障礙物的位置等信息。直觀、清晰的仿真過程更有利于用戶使用系統(tǒng)。用戶還能調(diào)整仿真運(yùn)行的速度,隨時(shí)暫停觀察現(xiàn)象和參數(shù)變化,并導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.5 數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊

系統(tǒng)在仿真過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)均支持導(dǎo)出分析,包括智能體的決策方案,運(yùn)動(dòng)路徑和任務(wù)完成時(shí)間等。數(shù)據(jù)支持導(dǎo)出文本格式或Excel格式,圖片則支持JPG格式。該模塊能為進(jìn)一步理解算法、改進(jìn)算法提供有力數(shù)據(jù)支持。圖4是多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖4 多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)

圣彼得堡工業(yè)大學(xué)分布式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)研究團(tuán)隊(duì)推出的AnyLogic軟件是一款運(yùn)用廣泛、技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大的仿真工具,在公共交通建設(shè)、城市規(guī)劃、物流配送、軍事作戰(zhàn)、策略制定等多方面具有廣泛應(yīng)用。本文的仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了AnyLogic中基于智能體模型的仿真建模方式,在AnyLogic軟件的支撐下可以為學(xué)生提供多智能體協(xié)同的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

3.1 面向任務(wù)分配場(chǎng)景的仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以森林救火為任務(wù)背景。在該任務(wù)中,火災(zāi)點(diǎn)的火勢(shì)隨時(shí)間改變,在起火點(diǎn)剛開始燃燒時(shí),僅需要較少的救援力量即可撲滅火情。隨著時(shí)間的推移,如果不采取措施,火災(zāi)點(diǎn)的火勢(shì)會(huì)逐漸變大,需要更多的救援力量、更長(zhǎng)的救援時(shí)間才能撲滅。這個(gè)復(fù)雜任務(wù)可以用多點(diǎn)動(dòng)態(tài)集結(jié)[9]的統(tǒng)一任務(wù)框架進(jìn)行描述,其中的任務(wù)狀態(tài)或威脅度隨環(huán)境的改變而變化,是多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的一種典型場(chǎng)景。在該任務(wù)中,多個(gè)位于不同位置的智能體通過協(xié)作、通信確定目標(biāo)任務(wù)點(diǎn),并向選定任務(wù)點(diǎn)集結(jié),到達(dá)任務(wù)點(diǎn)的有效作用范圍后向其施加影響,使得每個(gè)任務(wù)的狀態(tài)或威脅度降到某個(gè)閾值以下,最終完成任務(wù)。

設(shè)區(qū)域中有M個(gè)智能體和N個(gè)任務(wù)。現(xiàn)以任務(wù)i和智能體k為例,任務(wù)狀態(tài)參數(shù)si表示任務(wù)的緊急或危險(xiǎn)程度。狀態(tài)值參數(shù)越大,表示任務(wù)越緊急。以森林救火為任務(wù)背景,每個(gè)著火點(diǎn)是一個(gè)任務(wù),任務(wù)點(diǎn)的火勢(shì)狀態(tài)將采取非線性變化形式,具體變化形式為指數(shù)形式。即任務(wù)點(diǎn)的模型為:

(1)

其中i=1,2,...,N,si(t+Δt)表示第i個(gè)任務(wù)點(diǎn)在t+Δt時(shí)刻的狀態(tài)值,λi(t)表示任務(wù)點(diǎn)i在t時(shí)刻的狀態(tài)變化率。

該多點(diǎn)動(dòng)態(tài)集結(jié)任務(wù)的目標(biāo)是讓所有任務(wù)狀況盡快下降到危險(xiǎn)度閾值ε以下,即最快完成全部任務(wù)的時(shí)間,定義優(yōu)化準(zhǔn)則為

(2)

(3)

(4)

其中,n∈{1,2,…,N},xn(tn(W))是任務(wù)n在tn(W)時(shí)刻的狀態(tài)。任務(wù)n的狀態(tài)值下降到閾值 以下的最早時(shí)間是任務(wù)n的完成時(shí)間。

針對(duì)上述任務(wù)建立了如圖5所示的多智能體協(xié)作任務(wù)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。左側(cè)是數(shù)據(jù)自定義配置區(qū)域,可以定義地圖環(huán)境的大小(包括地圖的高度和寬度、是否有障礙物等)、障礙物參數(shù)(包括障礙物的坐標(biāo)和大小)智能體參數(shù)(包括智能體的數(shù)量、速度和能力值等)和任務(wù)參數(shù)(任務(wù)數(shù)量、任務(wù)初始化狀態(tài)值和任務(wù)威脅度等)等。仿真系統(tǒng)內(nèi)置了多張地圖,用戶可以直接選中希望配置的地圖。

圖5 任務(wù)分配場(chǎng)景

實(shí)驗(yàn)中內(nèi)置了非線性MPDA的兩階段分布式任務(wù)分配算法[10]。當(dāng)仿真程序開始運(yùn)行后,仿真系統(tǒng)中二維動(dòng)畫和三維動(dòng)畫會(huì)實(shí)時(shí)顯示智能體和任務(wù)的狀態(tài)。仿真系統(tǒng)右半側(cè)為數(shù)據(jù)顯示區(qū),可以實(shí)時(shí)顯示智能體和任務(wù)的關(guān)鍵行為數(shù)據(jù)。如圖6所示是某時(shí)刻數(shù)據(jù)顯示區(qū)的放大圖。用戶可以通過下拉框選擇需要查看的智能體或任務(wù)的相關(guān)信息,包括智能體的任務(wù)方案、到達(dá)任務(wù)時(shí)間、離開任務(wù)點(diǎn)時(shí)間。

圖6 任務(wù)分配場(chǎng)景數(shù)據(jù)顯示區(qū)

智能體按照既定算法執(zhí)行滅火任務(wù),如圖7所示是執(zhí)行任務(wù)過程中第17、49、106和180秒的狀態(tài)。未被完成的任務(wù)標(biāo)記為藍(lán)色,已完成的任務(wù)標(biāo)記為黃色。隨著仿真的進(jìn)行,任務(wù)逐漸完成,到180秒,所有任務(wù)均被完成。此時(shí)可通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊,導(dǎo)出仿真相關(guān)數(shù)據(jù),輔助用戶了解多智能體的協(xié)作過程,進(jìn)一步改進(jìn)或完善算法。

圖7 任務(wù)分配仿真過程狀態(tài)截圖

3.2 面向路徑規(guī)劃場(chǎng)景的仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以軍事搜索為任務(wù)背景,在作戰(zhàn)環(huán)境中,多無(wú)人機(jī)群對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全覆蓋搜索,為作戰(zhàn)后方提供數(shù)據(jù)情報(bào),搜索過程中需避開危險(xiǎn)區(qū)域和敵方基地等。

約束條件為

P1UP2U…UPM=Env

(5)

?i={1,2,…,M},t∈{1,2,…,T}

(6)

?i,j={1,2,…,M},t∈{1,2,…,T}

(7)

(8)

(9)

針對(duì)上述任務(wù)建立了圖8的仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,通過二維動(dòng)畫實(shí)時(shí)展現(xiàn)仿真運(yùn)行進(jìn)程。首先對(duì)地圖參數(shù)初始化,然后點(diǎn)擊“地圖柵格化”將環(huán)境進(jìn)行柵格處理,劃分完成后設(shè)置智能體的參數(shù),初始化全部完成后智能體開始進(jìn)行全覆蓋搜索,在此過程中可以暫停觀察現(xiàn)象和查看數(shù)據(jù),以便更好地理解算法流程和仿真過程。

圖8 全覆蓋路徑規(guī)劃場(chǎng)景實(shí)時(shí)顯示區(qū)

該實(shí)驗(yàn)包含實(shí)時(shí)顯示區(qū)、參數(shù)設(shè)置區(qū)和數(shù)據(jù)顯示區(qū)三個(gè)界面,通過左上角的黃色按鈕進(jìn)行三個(gè)界面的切換。在圖9的參數(shù)設(shè)置區(qū),用戶可自定義地圖的大小,自主配置障礙物的數(shù)量、位置和大小。系統(tǒng)中內(nèi)置了4張環(huán)境地圖,可通過下拉框進(jìn)行選擇和配置。系統(tǒng)支持自定義智能體的數(shù)量和搜索范圍,在圖9右側(cè)的“設(shè)置智能體參數(shù)”區(qū)域,用戶可通過友好的交互界面設(shè)置每個(gè)智能體的通信范圍和速度等參數(shù),以便觀察不同配置參數(shù)下的實(shí)驗(yàn)效果。

圖9 全覆蓋路徑規(guī)劃場(chǎng)景參數(shù)設(shè)置區(qū)

圖10 全覆蓋路徑規(guī)劃場(chǎng)景數(shù)據(jù)顯示區(qū)

實(shí)驗(yàn)中內(nèi)置了基于混合策略的分布式全覆蓋路徑規(guī)劃算法,能夠用于解決本實(shí)驗(yàn)中的路徑規(guī)劃問題?，F(xiàn)按照以下參數(shù)對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行配置,以顯示具體的仿真過程。選擇內(nèi)置1號(hào)地圖,地圖的寬度為13 km,地圖的高度為7 km,智能體為3架小型旋翼無(wú)人機(jī),智能體初始位置在地圖的左上側(cè),搜索半徑為200 m,通訊半徑為4000 m,飛行速度是8 m/s。參數(shù)配置完成后,仿真系統(tǒng)柵格化后的地圖的待搜索柵格數(shù)是65×35個(gè),如圖11。

圖11 環(huán)境柵格化示意圖

覆蓋搜索過程中對(duì)仿真過程中對(duì)第273和297 min這2個(gè)時(shí)刻進(jìn)行截圖,如圖12。其中藍(lán)色、紅色和黃色的線條表示3架無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)路徑。隨著仿真時(shí)間的進(jìn)行,區(qū)域覆蓋率逐漸增加。第297 min,區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了全覆蓋。

圖12 全覆蓋仿真過程截圖(2個(gè)時(shí)刻)

3 結(jié)語(yǔ)

論文設(shè)計(jì)了多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的架構(gòu),并基于AnyLogic仿真平臺(tái)進(jìn)行了開發(fā),搭建了面向任務(wù)分配場(chǎng)景的仿真實(shí)驗(yàn)和面向路徑規(guī)劃場(chǎng)景的仿真實(shí)驗(yàn)。模塊化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以讓操作者快速完成多智能體在不同環(huán)境、任務(wù)中的配置,進(jìn)而把精力集中在協(xié)同任務(wù)規(guī)劃方法的實(shí)驗(yàn)中,有利于激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。系統(tǒng)具有友好的交互性及可視化仿真功能,有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,有利于提高學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。該系統(tǒng)還可以為研究人員提供多智能體協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的仿真驗(yàn)證環(huán)境,用于驗(yàn)證各關(guān)鍵技術(shù)算法的有效性,并與同類算法進(jìn)行效率對(duì)比和分析,具有經(jīng)濟(jì)性、開放性、針對(duì)性、安全性等優(yōu)點(diǎn)。