(Luận văn thạc sĩ) hệ đa tác tử và cơ chế tự đàm phán của tác tử

'O » ỉ ' ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÒNG NGHỆ LUẬN VĂN THẠC s ĩ Đề tài : HỆ■ĐA TÁC TỬ VÀ c CHẾ Tự ■ĐÀM PHÁN CỦA TÁC TỬ G iáo viên hướng dẫn : P G S.TS Đoàn Văn Ban Người thực : Trần Hùng OAI H O -., „'uỐ t C G !A HÀ NÓI ĨRUKG ĩ ẢM THỔ :;N ri Ỵ-J VlL-N Ị v ■ i- 0 Hà Nội - 2006 m DANH M ỤC CÁC T H U Ậ T NGỮ VÀ CH Ữ V IÉ T T Ả T .4 DANH MỤC CÁC HỈNH V Ẽ VÀ BẢNG 1ỈIÊU LỜ I CẢ M Ơ N MỞ Đ À U Chương - TỎ N G Q UA N 13 ì ỉ Tác tử ứng dụng cua tác tử 13 ỉ.2 Úng dụnẹ tác tứ 14 1.3 Một sỏ phương pháp luận phát triỏn hệ đa tác tứ 16 1.4 Tại lại cần thực đàm phán tự động ? 21 1.5 Dàm phán tự động 23 1.5 Ị Khái niệm đàm phán tự động 23 1.5.2 Ưu điếm đàm phán tự động 24 1.6 Kết luận 25 Chương - HỆ ĐA T Á C T Ử VÀ c o CHÉ TỤ ĐẢM PHẢN 26 Ị Kiến trúc tác tử cho chế tự đàm phún 26 2.2 Mơ hình đàm phán song phương 28 2.2 Ị Bài toán 28 2.2.2 Thông điệp đàm phán song phương 29 2.2.3 Chiên lược đàm phán song phương 32 2.3 Kết luận 38 Chương - ĐÁM PHÁN TƯƠNG TR A N H 39 / Mơ hình đàm phán tương íran h 39 3.1.1 Bài toán 39 ỉ Kiến trúc hệ thống 40 3.2 Bài toán đàm phán tương tranh với mặt hàng có quan hệ ràng buộc lân 45 3.2.1 Các chiến lược thực điều khiên 46 3.2.2 Mơ hình đàm phán tn tự đỏng th i 52 3.3 Kết luận 59 Chương - H Ệ ĐA TÁ C T Ử JA D E VÀ XÂY DỤNG ỨNG DỰNG MÔ PHỎNG DỤ A T R Ê N HỆ ĐA TÁC T Ử J A D E .60 - Hệ đa tác tử J a d e 60 4.1.1 - Dặc êm cua JADE 61 4.1.2 - Kiến trúc JA D E 62 4.2 - Xây dựng ứng dụng mô phòng hệ thong mua b n 65 4.3 Một sơ hình anh hoạt động cua túc tư mua bán 4.4 - Kết luận 71 K Ế T LU Ậ N 72 TÀ I LIỆU TH AM KHẢO TIẾ N G V I• Ệ T 74 » TÀI LIỆU TH AM KHẢO TIẾN G ANH 74 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ CHỦ V I É T T Ắ T Mo ta Thuật ngừ Tác tứ Agent - mội phân mêm thơng minh có khả tự trị tụ' dịnh Đàm phán Negotiation ~ đàm phán hay gọi thương lượng Mỗi bên tham gia vào q trình thương lượng muốn đạt mục đích cho riêng MAS Multiagent System - Hệ thơng đa tác tử MaSE Multiagent System Engineering - Kĩ nghệ hệ thông đa tác tứ Performative Quy định khuôn dạng cùa thông điệp Là dạng ngôn ngữ thuộc thể loại mệnh lệnh thức, biếu diễn yêu cầu dề nưhị cùa bên gửi thông điệp Bên nhận thông điệp sè dựa vào nội duns performative để xử lí thơng tin kèm theo thơng điệp Sender Tên địa chi tác tử gửi thông điệp Receiver Tên địa chi tác tử nhận thông điệp Ontology Đây tri thức chung thông nliât tác tử gửi tác tứ nhận thông điệp Dựa vào đó, bên nhận thơng điệp sè hiếu bên gửi Ihơng điệp muốn u cầu để thục hành động cho phù hợp Content Chửa nội diinu thơng điệp truyền tác tử Role Role - kiêu đặc biệt hệ đa tác tử Gaia KB Knownledge Base - Cơ sở tri thức ! ACL Agent Communication Languages - định dạng chuân cho trinh trao đổi thông điệp tác tứ JADE Java Agenl Development - Khung phát triên hệ đa tác tử nên Java DF Directory Facilitator - Nơi dùng đê đăng kí dịch vụ tác lử DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình Mơ hình tác tử Hình Các giai đoạn thiêl kê hệ thơng đa tác tử Hình Mơ hình đàm phán đa tác tử với tham gia tác tử mơi giói Hình Kiên trúc tác tử đảm phán tơng qt Hình Mơ hình đàm phán sort" phượng Hình Câu trúc thơng điệp Hình Hoạt động cùa tác tử bán Hình Hoạt động tác tử mua Hình Kiên trúc hệ thơng đàm phán tương tranh Hình 10 Đàm phán tuân tự Hình 11 Đàm phán đơng thời Hình 12 Các lng có điêu chinh Hình 13 Quí định lỏng Hình 14 Qut định chặt Hình 15 Kiên trúc hệ thơrm đảm phán tương tranh với mặt hàng có ràng buộc với Hình 16 Quá trình đàm phán lại Hình 17 Hoạt động lng Hình 18 Hoạt động điêu phơi Controller Hình 19 Hoạt động tác tử bán Hình 20 Các Agent Platform tương tác với Hình 21 Jade chạy nhiêu host Hình 22 Mơ hình multi - platform Hình 23 Mơ hình gửi thơng tin xử lí thơng tin Hình 24 Mơ hình lác tứ mua - bán Hình 25 Tác tứ nguoibanl tham gia vào hệ thơng Hình 26 Giao diện cộp nhật thơng tin hàng hóa giá l ỉình 27 Danh sách hàng hóa giá tác từ bán Hình 28 Danh sách hànR hóa giá tác tử bán thứ Hình 29 Quá trình thực giao dịch trả lại kêt đàm phán Minh 30 Cứa sô dỏ họa RM A quản lí tác tử MỞ ĐẢ I) Ngày nay, công nghệ đa tác tứ niihiên cửu phát triên đâ đạt bước tiến quan trọnạ iriến khai ứng dụng Một số kết nghiên cứu công nghệ đà áp dụng vào lĩnh vực liên quan đến tính tốn phân tán xứ lí sổ liệu phức tạp Trong thương mại điện tử, việc đóng ìỉóp cơng nghệ tác tử đem lại nhiều lợi ích thiết thực, đặc biệt trình đàm phán tự động Đàm phán tự động ỉà trình đàm phán tiến hành chương trình gọi tác tử thơns minh, thiết kể để chạy máy tính khác có the tương tác với môi trường mạng Các tác tử đại diện cho người tham gia vào q trình đàm phán để đạt mục đích riêng Để thực cơng việc đàm phán lác tứ phải cộng tác, cạnh tranh hỗ Irợ lẫn nhầm chia sẻ nguồn tài ngun có mơi trường đàm phán Các tài nguyên ỏ' dây dược hiêu sản phẩm dịch vụ hàng hóa • Tính cấp thiêt cua đề tài: Thương mại điện tử mang lại nhiều lợi ích cho hoạt dộng kỉnh doanh Một lĩnh vực quan trọn2; đàm phán chế tự đàm phán cùa tác tử • Ỷ nqhĩa khoa h ọc : Q trình nghiên cửu chế đàm phán tự động sè đưa sở lí luận trợ giúp cho việc xây dựng ứng dụng thương, mại điện tử hệ thứ hai cách hiệu Các kết tìm hiếu nghiên cứu có thè sử dụng để xây dựng nhừng ửnu đụn» dàm phán tự clộnL' thực trone, thưoriíỉ, mại điện tử • Phạm vi nghiên cửu: Luận vàn nuhiên cứu phần CO' sở lí thuyết cấu trúc tác từ đàm phán tự dộim số phương pháp đàm phán tự động hệ đa tác tứ • Kết qua đạt : Luận văn trình bày phần sỏ' lí thuyết kiến trúc tác lư đàm phán tự động mỏ hình đàm phán tự động hệ đa tác tứ, mơ hình đàm phán song phương, mơ hình đàm phán tương tranh, mơ hình đàm phán đồng thời, phát triến ứng dụnẹ mô phỏnư dựa hệ JADE mô phỏns hoạt động chế đàm phán tương tranh 10 N Ộ•I DUNG CỦA LUẬ* N VĂN C Ồ M Chuong 1, Tổng quan Nuhiên cứu khái niệm ban ve tác tử, tìm hiêu phân tích cấu trúc cùa hệ đa tác tư Hiện nay, irình xây dựng lên phương pháp luận thống nhai dùng chung cho người phát triển hệ đa tác tử vần vấn đề có nhiều tranh luận, tronR chương trình bày sô phương pháp luận phố biến thường nhà phát triên hệ đa tác tử áp dụng Phân lí giải cần phải phát triên hệ đàm phán tự động tính cấp thiết việc xây dựng hệ đa tác tử trợ giúp cho công việc đàm phán Chương Hệ đa tác tử CO' chế tự đàm phán Nội dung cùa chương tập trung vào nghiên cứu xây dựng kiến trúc tác tử cho c chế tự đàm phán Áp dụng kiến trúc giải toán đàm phám song phương tác tử Trong q trình đàm phán việc hiếu thơno, điệp chuyển đồi qua lại vấn đề quan trọng, tồn nội dung chương phân tích cấu trúc thông diệp chuẩn ACL liên quan đến việc giao tiếp tác tư dons thời dua chiến lược đàm phán song phương cho hệ đa lác tử C h uong Đàm phán tương tranh Trong chương dã trình bày CƯ chế đàm phán song phương, chế giải quvết mối liên quan irực tiếp siữa hai tác tử Chương mở rộng nghiên cứu mơ hình đàm phán song phương đê áp dụng cho nhiêu tác tứ có mục tiêu đàm phán thực đàm phán CÙ1ÌR lúc với nhiều tác tử gọi đàm phán tương tranh đàm phán đồm» thời Chương mô Chuông - H Ệ ĐA TÁC TỬ JADE VÀ XÂ Y DỤNG ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG DỤ A TRÊN HỆ ĐA TÁC TỬ JADE 4.1 - Hệ đa tác tử Jade » Trong trình nehiên cứu, phái iriển tác tử phần mềm thông minh hướng tới khả hỗ trợ người việc định đế giải toán phức tạp thi có nhiều hướng phát triển Những tốnn xuất phát từ yêu cầu thực tế cần phải giải Nhưng việc tìm phương pháp luận thống để xây dựng hệ đa tác tử tốn chưa có lời giải thỏa đáng Trong q trình tìm lời giải dó có nhiều trung tâm nghiên cứu giới đưa nhừng phương pháp luận công cụ để giải quvết toán cụ thể hướng tới mục tiêu phương pháp luận hướng tới việc giải toán cách tổng quát hỗ trợ nhiều công cụ cho người phát triển đạt hiệu cao người sử dụng Qua trình nghiên cứu phát triển JADE tỏ rị hệ đa tác tử có tính trội phù hợp cho việc phát triển toán đám phán toán thương mại điện tử,đây phần công nghệ đưa giới thiệu áp dụng việc xây dựng ứng dụng mô luận văn JADE (Java Agent DEvelopment) phần mềm viết hồn tồn nơơn nạữ Java Nó làm đơn giản hóa q trình thực hệ thống đa tác tử thông qua lớp e;iữa lớp tương thích với đặc tả cua chuân FIFA đồng thời hỗ trợ 60 loạt công cụ dồ họa trợ giúp cho giai đoạn gỡ lồi triên khai JADE phần mềm miền phí va dược phân phối bới phịng thí nghiệm T e ỉe c o m 1taJia(http://iade.tikih.com) L ĩ - Đặc điểm JA D E • - JADE Có chế xử lí phân tán Platform tác tử cài đặt lên nhiều máy chủ chúng kết noi vói nhờ RMI4 Java hỗ trợ Chỉ cần máy ảo Java chạy máy chủ Các tác tử thực luồne Java chúng chứa Agent Containers Agent Containers môi trường hỗ trợ cho q trình thực tác tử - JADE có giao diện đồ họa hồ trợ việc quán lí tác tử Agent Container máy chủ xa - JADE có cơng cạ gỡ lỗi hỗ trợ cho việc phát triển ứng dụng đa tác tử chạy JADE - JA DE hỗ trợ platform tác tứ di động, gồm có tính dịch chuyến trạng thái mà tác tử cần thiét[ ! 9] - JA DE hỗ trợ việc thực hoạt động có tính chất phức tạp, xử lí song song xứ ỉí tương tranh thơng qua mơ hình behavior JADE lập lịch cho hành động tác tứ - JA DE có cấu trúc platform tương thích với chuẩn FIPA, gồm AMS (Agent Management System- Hệ thống quán ỉ í tác từ), D F (Directory F a c i l i t a t o r ), v A C C (A g e n t C o m m u n ic a tio n C h a n n e l- K ê n h g i a o t iế p cùa ỉảc từ) Ba thành phần khởi tạo lúc khởi động hệ tác tử - J A D E có hhiều D F tương, thích với FIPA thực ứng dụng đa miền, miền tập họp logic tác tử, 61 tlịch vụ cua chíinu dược quánẹ bá lỉiông qua tác nhân điều phối chung Mồi DF kế ill ira t>iao diện dồ họa tất tương thích với chuẩn FiPA(VI): khả nãnẹ dánti ki luiy dănii kí, sửa đối, lìm kiếm dựa mô tá tác tứ kết hợp lại bên mạng DF) - JA D E có q trình truyền ihơnii diệp ACL tron" hiệu Các thơng điệp trao dối mã hóa đối tượng Java nhàm tránh nhìrnu sai lầm q trình truyền thơng Khi truyền ihỏne điệp gỉ ira cúc thông diệp chuyển đổi sang dạng cú pháp tương thích với chuẩn F1PA, mã hóa thiết lập giao thức truvền thông Sự quy đối đơn sian naười lập trình chi can quan tâm tới việc eiai mối quan hệ dối tượng - JA D E hồ trợ llnr viện giao thức giao liêp tương tác theo chuẩn FIPA có sẵn đế sứ dụng - Các tác tử tự động đăng kí hủy dăng kí với AMS [19] 4.1.2 - Kiến trúc cùa JA D E 4.1.2.1 - Agent Platform Kiến trúc tác tử JADE mỏ tá hình dưới: Hình 20 Các Agent Platform tu ong tác với AMS(Ai»ent Management System: I lệ thong quail lí tác tir): tác tir dira vào đê giám sát va diêu khiên việc Imy cập, sứ dụng Agent Platform Chi có duv A VIS tronLì, platform Mỗi tác tử phải đăng kí với AMS dê nhận AID( Agent IDentiíìer) D F (Directory Facilitator) lác tử CUI1G, cấp thông tin dịch vụ tronạ Plat form la có thê hiêu nỏ ỉà dịch vụ cunu câp tranü vàng theo nghĩa tác lử có thê tìm thây tác tử khác cung cấp dịch vụ Message Transport System (CỊI1 uọi ient Communication Chanel (ACC): Kênh giao tiếp tác tứ) thành phần kiêm sốt tất cá q trình trao đối thơng diệp bên hệ thống tác tử, gồm thông điệp chuyên đến chuyên di platform ó' xa 4.1.2.2 - Container Main Container Mồi môi trườnạ thực thi JADE ÍÌỌÌ Container chứa số tác tứ Tập hợp Container hoại động gọi !à Platform Ln có Container đặc biệt hoạt động để container khác chạy platform đăng kí việc hoạt động thôna tin đặc biệt đặc biệt dược gọi Main Container Hình vỗ phía mơ tả hoạt động cua hệ thống phân lán tác tử hoạt động Platform mạng 63 H o« S b \otranhunq.1099/JAD E nquoiban1@tranhung 1099/JADE I Ọ ẼD Container-1 nquoib3n2@tranhung ! 099/JAC'L I r~ □ RMA@ tr anfiung: 1099/JADE ẼD Container-5 I I ': i i - - - Hình 30 Cửa so đồ họa RMA lỊUiin lí tác tử Trong cứa số đồ họa quản lí tác lư ta nhìn thấy có Container nằm host có tên tranhung Trong có: Main - Container chứa tác tứ sau: df@tranhung, am s @ t ran hung, nguoibanl@tranhung Container -1 chửa thông tin vê tác tư sau: nguoiban@tranhung RMA@tranhung Container-5 chứa thông tin tác tử sau: nguoimual (ạHranhunu Các tác tư nàv nằm Irên Platform Tron» dó tác tử' ilííí/Hranhung, ams@lranhung, RMA@tranhi.ini 2, lả tác lử mặc định ciia hệ thống chúng tạo lìhằm mục đích qn lí thơnü till liên quan đến việc đãng kí Clins, câp chê tim kiêm cho tác lư 70 4.4 ~ Két luận • Thơng qua kết nghiên cửu vẻ lý tluivct, cấu trúc, mơ hình đàm phán hệ đa tác tử tìm hệ đê xây dựng tác tư mô phịnti q trình đàm phản cua hộ da tác tử đơn 2,iản chúnu ta có the rút dược số kết luận sau: - JADE Jà hệ hồ trợ lốt cho việc phát triển ứng dụng đa tác tử - JADE cung câp plìươnu pháp luận hoàn thiện cho việc phát triên hộ da tác lử - JADE dễ lập trình dễ kê thừa dê phát triên - JADE hồ trợ tốt ehuân ũ,iao tiếp cho hệ đa tác tử FIPA Tuy nhiên, hoạt độns cùa lác tư thực tron» mơi trường xứ lí tính tốn phân tán nói cách khác mơi trườnẹ, mạng nên việc kiêm chứng mức độ an tồn q trình mà hóa thơng điệp q trình giao tiếp tác tử chua xác thực Hiện cộng đồng mã nguồn mỏ' phịng thí nghiệm TLA B vần tiếp tục phát triển củi tiến hệ thốnt» JADE để trở nên an lồn, thân thiện cho người lập trình hoạt dộiiíì hiệu đơi với Iiụười sử dụng Trong giai đoạn cần tiếp tục nujiiên cửu mơ hình định để áp dụng cho ứna dụng thực JADE hệ lựa chọn đê phát triên hệ thônũ 71 KÉT LUẬN Sau thời gian nuhiên cứu úm hiên vê cônu nghệ đa tác tủ' chê tlàm phán lự động dê ứnụ tlụnu \à(> thực thô râl phong phú đa dạng Đặc biệt mans, internet phái triền tầm quan trọng ứnụ dụng vơ to lớn khơng thơ phủ nhậnđược Luận vãn dược tập tru nụ vào nuhiên cửu cư chế đàm phán tự động cho hệ đa tác tứ chọn hệ để xây dựng thử nghiệm ứng dụng mô hoạt động hệ đa tác tử Nội dung trình nghiên cứu kết nghiên cứu đạt chương sau: Chương 1: Các khái niệm, cấu irúc mơ hình hệ đa tác tứ, vai trò cu a hệ cla tác tứ c c ứng dụng tiêm cua hệ da tác tứ Chương 2: Xây dựng mỏ hỉnh đàm phán song phương ụiừa liai tác tử M hình sè kiến trúc CO' s để phát triên mơ hình đàm phán sau nàv tât mơ hình đồm phán phái dựa mơ hình đàm phán song plurưng Chương 3: Xâv dựng hai mơ hình đàm phán dựa kẻt qua dại tlưực chương Dó mơ hình đàm phán tương tranh mơ hình đàm phán tn tự Kết niihiên cứu cua chương đặt lốn tơng qt đưa hướng giái nhừrm, toán Chirơng 4: Xây dựnẹ ínm dụnạ mơ dựa mơ hình đàm phán tương tranh dê kiêm nghiệm nhừng lý 72 thuyết dựa trẽn hệ nên JADL dược phát triên k è t CỊIK1 n u l ì i e n c u c u a d n r o i i ũ n ) c â n p h a i t i è p t ụ c nghiên cửu bỏ xung, m rộn g dê x â y d ựn g đ ợ c m ột CO' chế hồ trự định cho tác tử Trong ứng dụng tập mờ lả hưởng nghiên cứu đế tìm cách thức định van dề Mặc dù luận văn đà dụt dược mội kẽt dặt ban dâu vấn đề nảy sinh tronu trình nghiên cứu hệ đa tác tứ làm để tác tứ định cách xác phù hợp vần vân đê chưa thực dược khuôn khô luận văn Hướng nghiên cứu cùa luận văn là: Xây dựng hàm hỗ trợ việc định cho ứng với n thông tin đầu vào ( yêu cầu sớ thích cua nuười dùnẹ ) đôi với tác tử, sau thời gian tham gia vào trình đàm phán tác lư sè dira kết đà m phán tơt nhât dựa tính tốn m ột hà m toá n h ọ c c s định dựa hàm 73 TAI LIEU THAM KHAO TIENG VIẸT Bộ bull viền thỏnụ học viện CƠI1U nụhệ bưu chính, Báo cáo đ ê tài Nghiên cửu phái tricn kì ílinụl kiên trúc phân mém dựa t r ê n c ô n g n g h ệ a ự e n t T h u ộ c lĩn h v ự c: A i'lìiữ/1 c u p h ú t trìên M sổ 58-04-KHKT-RD ] ỉà Nội 1-2005 pp.28 - 56 Ths Đặnạ Thành Trung, Thirơng lirợniỊ song phương dựa độ đ o tư n g tự t r o n g h ệ đ a l c ỉír pp 5-7 Trần Đình Quế, Nguyễn Mạnh ] lửnsì, Agent định theo sở thích người dùng Ki yếu hội lliao quôc ui a Thái Nguyên 29-31 tháng năm 2003 pp 286-291 Trần Đinh Quế, Nguyền Mạnh Sơn Ontology•và tương tác h ệ đa agent, k i veil hội thao quỏe uia I hái Nguyên 29-3 l tháng năm 2003 pp 295-305 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG ANH Agent Zeus Tool Kit pp.4-10, vvwAv.zeusagent.com AỗenfTool 1.8.3 User Manual June 2001 pp 1-15, \ V vvvv aecniTool.com II Kitamo, M Asada, Y Kuniyoshi, Noda, and E Osavva Robocup, the robot world cup initiative In Proceedings o f First International Conference on Autonomous Agents (Agents-97), Marina del Rev, USA, February-1997, ACM Press pp 5-8 http://aiienIs.uni b e ed LI/' ... trúc tác từ đàm phán tự dộim số phương pháp đàm phán tự động hệ đa tác tứ • Kết qua đạt : Luận văn trình bày phần sỏ' lí thuyết kiến trúc tác lư đàm phán tự động mỏ hình đàm phán tự động hệ đa tác. .. xây dựng hệ đa tác tử trợ giúp cho công việc đàm phán Chương Hệ đa tác tử CO' chế tự đàm phán Nội dung cùa chương tập trung vào nghiên cứu xây dựng kiến trúc tác tử cho c chế tự đàm phán Áp dụng... trúc hệ đa tác tử giải toán đám phán lương tranh với mặt hàng có mối quan hệ ràng buộc lẫn Chương Hệ đa tác từ JADK xây dựng ứng tlụng mô dựa hệ đa tác tử JA D E Giới thiệu cấu trúc hệ đa tác