Спосіб оцінки ефективності функціонування багатоагентної системи управління
Формула / Реферат
Спосіб оцінки ефективності, який застосовує стратифікований підхід, який полягає в тому, що як головні показники оцінки використовують функцію цінності інформації, яка відповідає за доставку інформації до центру комутації, функцію продуктивності мережі для процесу обміну інформацією, яка враховує вірогідність втрати повідомлення при передачі та обробці інформації, показник ваги і числові значення вагових коефіцієнтів, який відрізняється тим, що функцію цінності інформації розраховують тільки для відповідної предметної області за формулою:
,
де - ймовірність виконання поставленої задачі за відсутності переданого і-го потоку інформації;
- ймовірність виконання поставленої задачі за наявності переданого і-го потоку інформації,
при розрахунку функції продуктивності мережі додатково враховують середній час доставки повідомлення, а також важливість цього повідомлення при інформаційному обміні та розраховують цю функцію за формулою:
,
де - середній час доставки і-того повідомлення;
- важливість цього повідомлення при інформаційному обміні;
- імовірність втрати повідомлення при передачі і обробці;
- тривалість і-того повідомлення без урахування впливу різних факторів на час передачі,
при цьому чисельні значення вагових коефіцієнтів розраховуються за формулою:
,
де - інтенсивність джерела і-того потоку;
- інтенсивність потоку;
- цінність інформації,
та повинні визначатися стосовно наступних вимог: значення повинно змінюватися в межах 0...1, величина
повинна зростати зі збільшенням відношення
, значення
має дорівнювати 0 при
і дорівнювати
при
, величина
повинна бути рівна 1 при
.
Текст
Спосіб оцінки ефективності, який застосовує стратифікований підхід, який полягає в тому, що як головні показники оцінки використовують функцію цінності інформації, яка відповідає за доставку інформації до центру комутації, функцію продуктивності мережі для процесу обміну інформацією, яка враховує вірогідність втрати повідомлення при передачі та обробці інформації, показник ваги і числові значення вагових коефіцієнтів, який відрізняється тим, що функцію цінності інформації розраховують тільки для відповідної предметної області за формулою: q Ці log li log qli log qoi , qoi 2 3 В основу корисної моделі поставлена задача оцінки ефективності розроблюваної системи динамічного керування телекомунікаційної мережі з урахуванням специфіки відповідної предметної області. Ця задача може бути виконана наступним чином. У способі оцінки ефективності, який застосовує стратіфіцирований підхід, який полягає в тому що головними показниками оцінки використовують функцію цінності інформації, яка відповідає за доставку інформації до центру комутації, функцію продуктивності мережі для процесу обміну нформацієй, яка враховує вірогідність втрати повідомлення при передачі та обробки інформації, показник ваги і числові значення вагових коефіцієнтів, згідно запропонованому технічному рішенню, функцію цінності інформації розраховують тільки для відповідної предметної області за формулою: q Ці log 1i log q1i log q0i , q0i де q0i - ймовірність виконання поставленої задачі за відсутності та переданого i -го потоку інформації; q1i - ймовірність виконання поставленої задачі за наявності переданого / -го потоку інформації, функція продуктивності мережі додатково враховують середній час доставки повідомлення, а також важливість цього повідомлення при інформаційному обміні та розраховують цю функцію за формулою: k T Э ni Wi (1 Pnomi ) i1 Tcpi де Tc p i - середній час доставки i - того повідомлення; Wi :- важливість цього повідомлення при інформаційному обміні; Pnom i - імовірність втрати повідомлення при передачі і обробці; Tni - тривалість i - того повідомлення без урахування впливу різних факторів на час передачі, при цьому чисельні значення вагових коефіцієнтів розраховується за формулою: 1 Wi ( вх.і ) Ці , вх. де вх.і - інтенсивність джерела i - того потоку; вх. - інтенсивність потоку; Ці - цінність інформації, та повинні визначати ся стосовно наступних вимог: значення W , поi винно змінюватися в межах 0-1, величина W i повинна зростати зі збільшенням відношення вх.і , значення W , має дорівнювати 0 при Ці 0 i вх. 57304 і дорівнювати 4 вх.і при Ці 1 , величина W поi вх. винна бути рівна 1 при Ці . На Фіг.1 наведено алгоритм функціонування багатоагентної системи центру комутації. На Фіг.2 наведено приклад реалізації даного способу, що використовується в телекомунікаційних мережах. Розглянемо більш докладніше запропонований спосіб. Очикуваний технічний результат може бути досягнутий тим, що в способі, як показник ефективності обрана продуктивність, що враховує середній час доставки повідомлень, їх цінність і вірогідність втрати. Результати функціонування багатоагентної системи (БАС) і дій кожного агента повинні бути спрямовані на максимізацію даного показника ефективності. Отже, ефективністю називається властивість процесу функціонування системи, що характеризує його пристосованість до вирішення, що стоять перед системою завдань. Показником ефективності є її кількісна міра. Такий показник повинен характеризувати ступінь досягнення мети функціовання системи. Зміст заявленого способу пояснюється наступним. На Фіг.1 наведено алгоритм функціонування багатоагентної системи центру комутації, ще враховує вибір критерію ефективності системи. Процес управління інформаційним обміном на вузлі комутації можна представити у вигляді повторюваних циклів обслуговування вступників заявок. Кожен такий цикл включає наступні процедури: - Вибір напрямку передачі; - Маршрутизацію; - Постановку заявки в канальну чергу; - Вибір параметрів для передачі; - Визначення наявності перевантаження; ; - У разі необхідності вжиття заходів щодо усунення перевантаження; - Оцінку ефективності здійснюваного управління і, якщо потрібно, його коректування. Тому послідовність функціонування МАС ЦК, направлено на управління зазначеними процедурами, зручно описувати у вигляді алгоритма, виконання якого повторюється для кожної заявки. Блок-схема такого алгоритму представлена на Фіг.1. При надходженні заявки на обслуговування агент, щокерує ЦК, отримує про неї вихідні дані (блок 1). Агенти, що керують напрямками передачі, отримують від агента, керуючого ЦК, завдання визначити, з якою якістю надійшла інформація, яка буде передаватися по кожному з направлінь (блок 2), а потім шляхом взаємодії з агентом, контролюючим стан мережі, визначають значення показників, за яким буде здійснюватися вибір найкращого напрямку (блок 3). Ці результати відправляються агенту, керуючому ЦК, який приймає рішення про вибір напрямку передачі (блок 4). Агент, що керую є обраним напрямом, приймає завдання передавати інформацію за своїм спрямуванням, а також необхідні для цього вихідні дані (блок 5). Потім він відправляє дані про заявку і напрямок, в межах якого її слід передавати, агентові, керуючому маршрутизацією. У процесі управління цією процеду 5 рою проводиться вибір алгоритму маршрутизації в залежності від присутніх в мережі умов (блок 6). Після того, як визначиться маршрут передачі інформації, отримана заявка ставиться до відповідної канальної черги. Управління цим процесом здійснюється агентом, керуючим спільним обслуговуванням різних потоків (блок 7). На цьому етапі визначається місце заявки в канальної черзі на передачу. Крім того, зазначений агент визначає факт виникнення в каналі перевантаження. Якщо перевантаження є (перевірка цієї умови виробляється в блоці 8), то активується агент, керуючий боротьбою з перевантаженнями (блок 9). Його дія продовжується до тих пір, поки перевантаження не буде усунуте. Результати його функціонування контролюються агентом, що керує сумісним обслуговуванням різних потоків, шляхом перевірки наявності перевантаження (блок 8). У разі відсутності переповнення запоминаючого пристрою в блоці 10 відповідним агентом проводиться управління вибором, параметрів протоколу. В результаті виконання цієї процедури в залежності від стану мережі встановлюються значення величини вікна і тривалості тайм-ауту. Далі в процесі передачі агентом, керуючим ЦК, проводиться контроль правильності здійснюваного управління (блок 11). Якщо в результаті контролю виявлено, що ефективність передачі не задовольняє вимогам (блок 12), то уточнюються вихідні дані (блок 13) і процес управління здійснюється заново, починаючи з етапу вибору напрямку передачі. Якщо ж результати контролю позитивні, то подальша передача продовжується до її закінчення. При виборі показника ефективності необхідно керуватися наступними вимогами: - можливістю вимірювання параметрів, які входять в показник; - системністю оцінки ефективності; - можливістю врахування всіх існуючих параметрів; - однозначністю оцінки; - урахуванням особливостей вирішуваних завдань. Крім перерахованих міркувань одним з основних вимог, котрим керуються при виборі показників ефективності, є ступінь їх узгодженості з цілями функціонування системи та завданнями досліджень. Як вже зазначалося (Советов Б.Я., Яковлев С.А. Модолирование систем. Л.: 3-е издание, 2001. - 343с.) , одне з основних призначень телекомунікаційної мережі полягає в забезпеченні потреб користувачів у послугах з доставки в потрібний час необхідній інформації. Тому ефективність управління процесом доставки інформації пропонується оцінювати за результатам!' доставки інформаційних повідомлень користувачам. Динамічне управління мережею призначено для підвищення ефективності обробки і передачі інформації. Тому ефективність як результат його застосування повинна оцінюватися продуктивністю, яка представляє собою відносну швидкість передачі цінної інформації і дорівнює відношенню реальної швидкості ц до максимально можливої макс . ц : 57304 6 Э ц макс . ц (1) Швидкість передачі інформації /- того потоку визначається з; формулою: 1 цi Wi (1 Pnomi ) (2) Tcpi де Tc p i - середній час доставки і - того повідомлення; W - важливість цього повідомлення при i інформаційному обміні; P nomi - імовірність втратиповідомлення при передачі і обробці. Максимальна швидкість передачі інформації дорівнює: 1 макс . цi (3) Tni де Tni - тривалість і - того повідомлення без урахування впливу різних факторів на час передачі. Максимальна цінність Wi 1 . Отже k Tni Wi (1 Pnomi ) i1 Tcpi Э (4) У подальшому вираз (4) необхідно використовувати для вибору стратегій управління, що забезпечують максимум величини Э. Для максимізації Э необхідно в процесі управління прагнути до мінімізації Tc p i та наближення цього значення до Tni , збільшення W та зменi шення Pnom i Середній час доставки і -го повідомлення включає в себе час затримки на центрі комутації Tз і і час передачі по каналу зв'язку nep i : c pi зi nepi (5) Обидві ці складові залежать від правильного розподілу повідомлень за напрямами передачі адресату, якщо таких напрямків може бути декілька. Крім того, на значення зi і nep i впливають методи управління при доступі до мережі, при передачі по мережі, а також ширини вікна, тривалості вибіра тайм-ауту й обраного маршруту. Правильність розподілу повідомлень і обраний маршрут впливають на ймовірність втрати повідомлення. На цю характеристику впливають також методика розподілу ємності БЗП (базовий запам’ятовучий пристрій) на вузлах комутації. Розробимо спосіб оцінки важливості потоків інформації. Припустимо, що на центр комутації надходить потік інформації з інтенсивністю вх вх. j j1 (6) де вх. j - інтенсивність потоку від j-гo джерела, - число джерел інформації. Цей вхідний потік необхідно передати α споживачам. Обслуговування вхідного потоку має здійснюватися з урахуванням важливості (вага) передається. Позначимо вагу і - того потоку інформації W . i 7 57304 При виборі показника AW, необхідно виходити з таких вимог: - системність підходу; - однозначність оцінки; - ясний фізичний зміст; - простота математичного опису; - можливість зміни необхідних параметрів. Вказаним вимогам задовольняє показник ваги і - того потоку виду: Wi f ( i ) f ( вх ) вх (7) вх.i i1 При вх.i вх.i.max де я вх.i інтенсивність джерела і - того потоку, вх.i.max - максимально допустимий потік джерела і - того потоку. При вх.i вх.i.max використовується механізм обмеження вхідного навантаження. Ліквідуються пакети, які не можуть бути обслужені з необхідною якістю. При рішенні конкретних задач кожен потік володіє певною цінністю. Тому величина W повинi на враховувати не тільки вх.i , а й цінність цього потоку, яку будемо враховувати коефіцієнтом Ці . З фізичної точки зору цей коефіцієнт повинен змінюватися в межах 0... . Якщо без і - того потоку рішення поставленої задачі неможливо, то Ці . Якщо ж передається і-ий потік при вирішенні поставленої задачі не потрібен, то Ці 0 . У ситуації, коли і -ий потік не має визначального значення для рішення поставленого завдання, його цінність знаходиться в межах 0 Ці . З урахуванням вищесказаного отримаємо Wi f ( вх.i , Ці ) . При визначенні функції вх f( вх.i , Ці ) потрібно виходити з таких вимог: вх 1) значення W , повинно змінюватися в меi жах 0...1; 2) величина W повинна зростати зі збільi шенням відносини вх.i вх 3) значення W має дорівнювати 0 при ЦІ=0 і i дорівнювати вх.i при Ці 1 вх 4) величина W повинна бути рівна 1 при i Ці . Перерахованим вимогам задовольняє функція 1 Wi ( вх.i Ці ) вх (8) 8 Для визначення Ці позначимо q0i і q1i відповідно ймовірність виконання поставленої задачі за відсутності та наявності переданого і -го потоку інформації. Тоді значення цінності буде визначатися за формулою Вудворда Ці log q1i log q1i q0i log q0i (9) В результаті отримаємо Wi 1 q1i log ( вх.i ) q0i (10) вх вх.i повх винні визначатись при доступі в мережу. При відсутності інформації про чисельні величини q0i і Чисельні значення q0i і q1i , а також q1i можливо визначення їх відносини, яке може бути зазначено в заголовку пакета у вигляді коефіцієнта, що характеризує пріоритетність цього повідомлення. Цей коефіцієнт може бути заданий у залежності від адреси відправника і одержувача при інших рівних умовах. Якщо і цієї інформації немає, то qoi приймається рівною 0,5 тобто при відсутності цієї інформації задача може бути виконана з імовірністю 0,5, а при її наявності з імовірністю 1 (q1i 1) . у цьому випадку вага повинна визначатися лише відносним значенням інтенсивності вхідного потоку Wi вх.i (11) вх Відповідно з певним значенням важливості потоків інформації AW, визначається пріоритетність обслуговування, що призводить у відповідності з (5) до збільшення ефективності мережі. Таким чином, всі показники, які наведені в прототипі (Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Л.: 3-е издание, 2001. - 343с.) не можуть повною мірою забезпечити оцінку ефективності для даної предметної області. Отримано вираз (4), за допомогою якого можна оцінити ефективність застосування розроблюваної БАС при реалізації того чи іншого методу динамічного управління. Реалізація даного способу використовується в телекомунікаційних мережах, приклад якої наведен на Фіг.2. Дана схема представляє собою невелику мережу з числом вузлів телекомунікаційної мережі (маршрутизаторів) рівним семи. Результат застосування кожного способу повинен бути спрямований на максимізацію значення Э - ефективності. 9 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 57304 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for estimation of operating effect of multiagent control system
Автори англійськоюKholodkova Anna Valeriivna
Назва патенту російськоюСпособ оценки эффективности функционирования многоагентной системы управления
Автори російськоюХолодкова Анна Валерьевна
МПК / Мітки
МПК: G06G 3/00
Мітки: управління, багатоагентної, системі, функціонування, спосіб, ефективності, оцінки
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-57304-sposib-ocinki-efektivnosti-funkcionuvannya-bagatoagentno-sistemi-upravlinnya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб оцінки ефективності функціонування багатоагентної системи управління</a>
Попередній патент: Спосіб розміщення засобу рекламної інформації
Наступний патент: Система регулювання частоти обертання ротора газотурбінного двигуна
Випадковий патент: Стійкий до дії гербіцидів aнas-протеїн, кодуюча цей протеїн молекула днк, та клітина, модифікована цією днк