The 22 reference contexts in paper A. Igumnov M., S. Saradgishvili E., А. Игумнов В., С. Сараджишвили Э. (2016) “Оценка надежности резервированных многоагентных систем // Reliability assessment for redundant multi-agent systems” / spz:neicon:technomag:y:2014:i:1:p:83-114

  1. Start
    331
    Prefix
    Оценка надежности резервированных многоагентных систем # 01, январь 2014 DOI: 10.7463/0114.0696290 Игумнов А. В., Сараджишвили С. Э. УДК 004.052.3 Россия, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Alexei.Igumnov@gmail.com Ssaradg@yandex.ru Введение Многоагентные технологии
    Exact
    [1]
    Suffix
    как метод теории искусственного интеллекта предоставляют ряд преимуществ при разработке различных промышленных систем, в том числе систем управления. Одной из ключевых характеристик промышленных систем является надежность, при этом возможна постановка как задачи оценки показателей надежности существующей системы, так и задачи синтеза системы с заданными показателями надеж
    (check this in PDF content)

  2. Start
    914
    Prefix
    промышленных систем является надежность, при этом возможна постановка как задачи оценки показателей надежности существующей системы, так и задачи синтеза системы с заданными показателями надежности. Надежность технической системы, как правило, определяется ее устойчивостью к отказам, а основным средством обеспечения отказоустойчивости является резервирование
    Exact
    [2]
    Suffix
    , то есть введение избыточности. Существующие методики обеспечения отказоустойчивости многоагентных систем (МАС) Brokered MAS [3], DARX [4], Meta-Agent [5] и работа [6] основаны на избыточности агентов или избыточности агентов и некоторых задач.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    1050
    Prefix
    Надежность технической системы, как правило, определяется ее устойчивостью к отказам, а основным средством обеспечения отказоустойчивости является резервирование [2], то есть введение избыточности. Существующие методики обеспечения отказоустойчивости многоагентных систем (МАС) Brokered MAS
    Exact
    [3]
    Suffix
    , DARX [4], Meta-Agent [5] и работа [6] основаны на избыточности агентов или избыточности агентов и некоторых задач. Такие методики подтверждают увеличение уровня надежности многоагентных систем, то есть снижение количества отказов, только экспериментально.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    1060
    Prefix
    Надежность технической системы, как правило, определяется ее устойчивостью к отказам, а основным средством обеспечения отказоустойчивости является резервирование [2], то есть введение избыточности. Существующие методики обеспечения отказоустойчивости многоагентных систем (МАС) Brokered MAS [3], DARX
    Exact
    [4]
    Suffix
    , Meta-Agent [5] и работа [6] основаны на избыточности агентов или избыточности агентов и некоторых задач. Такие методики подтверждают увеличение уровня надежности многоагентных систем, то есть снижение количества отказов, только экспериментально.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    1075
    Prefix
    Надежность технической системы, как правило, определяется ее устойчивостью к отказам, а основным средством обеспечения отказоустойчивости является резервирование [2], то есть введение избыточности. Существующие методики обеспечения отказоустойчивости многоагентных систем (МАС) Brokered MAS [3], DARX [4], Meta-Agent
    Exact
    [5]
    Suffix
    и работа [6] основаны на избыточности агентов или избыточности агентов и некоторых задач. Такие методики подтверждают увеличение уровня надежности многоагентных систем, то есть снижение количества отказов, только экспериментально.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    1088
    Prefix
    Надежность технической системы, как правило, определяется ее устойчивостью к отказам, а основным средством обеспечения отказоустойчивости является резервирование [2], то есть введение избыточности. Существующие методики обеспечения отказоустойчивости многоагентных систем (МАС) Brokered MAS [3], DARX [4], Meta-Agent [5] и работа
    Exact
    [6]
    Suffix
    основаны на избыточности агентов или избыточности агентов и некоторых задач. Такие методики подтверждают увеличение уровня надежности многоагентных систем, то есть снижение количества отказов, только экспериментально.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    1761
    Prefix
    разработки отказоустойчивых МАС является отсутствие метода оценки показателей надежности МАС, разработанных с их применением, следовательно использование существующих методик не гарантирует достижения определенного уровня надежности МАС. При этом следует отметить, что в области технических систем существуют методы расчеты показателей надежности, например, логико-вероятностные методы
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Кроме того, существующие методики используют модели, основанные на формальном определении МАС как системы, состоящей из взаимодействующих агентов [8], хотя современные промышленные МАС являются, как правило, сложными комплексами, состоящими из аппаратных компонентов, программных агентов и исполнительных механизмов или ресурсов.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    1919
    Prefix
    При этом следует отметить, что в области технических систем существуют методы расчеты показателей надежности, например, логико-вероятностные методы [7]. Кроме того, существующие методики используют модели, основанные на формальном определении МАС как системы, состоящей из взаимодействующих агентов
    Exact
    [8]
    Suffix
    , хотя современные промышленные МАС являются, как правило, сложными комплексами, состоящими из аппаратных компонентов, программных агентов и исполнительных механизмов или ресурсов. Необходимость оценки показателей надежности распределенных программно-аппаратных многоагентных систем при использовании агентного подхода к разработке промышленных систем определяет актуальност
    (check this in PDF content)

  9. Start
    6207
    Prefix
    Постановка задачи Так как существующие методики обеспечения отказоустойчивости МАС ориентированы на использование только агентной модели, то есть рассматривают МАС как систему взаимодействующих агентов
    Exact
    [8]
    Suffix
    , то необходимо разработать модель программно-аппаратной МАС, учитывающую необходимость использования соответствующих аппаратных компонентов для исполнения агентной модели. Согласно [2] обеспечение отказоустойчивости технической системы должно быть основано на избыточности, следовательно необходимо разработать модель резервированной программно-аппаратной МАС, основанную на в
    (check this in PDF content)

  10. Start
    6398
    Prefix
    задачи Так как существующие методики обеспечения отказоустойчивости МАС ориентированы на использование только агентной модели, то есть рассматривают МАС как систему взаимодействующих агентов [8], то необходимо разработать модель программно-аппаратной МАС, учитывающую необходимость использования соответствующих аппаратных компонентов для исполнения агентной модели. Согласно
    Exact
    [2]
    Suffix
    обеспечение отказоустойчивости технической системы должно быть основано на избыточности, следовательно необходимо разработать модель резервированной программно-аппаратной МАС, основанную на введении избыточности ее компонентов и использовании резервирования компонентов исходной МАС.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    8352
    Prefix
    логической функции работоспособности системы на основе критериев ее работоспособности; - экспериментально доказать работоспособность и достоверность предложенной методики оценки надежности распределенных программно-аппаратных МАС. 2. Формальная модель многоагентной системы Многоагентная система – это система, состоящая из взаимодействующих агентов, выполняющих свои функции
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Разработанная модель распределенной программно-аппаратной МАС основана на модели, предложенной в работе [6], которая вводит задачу агента МАС как минимальный функциональный элемент системы и учитывает необходимость использования определенных ресурсов для выполнения агентами своих задач.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    8461
    Prefix
    Формальная модель многоагентной системы Многоагентная система – это система, состоящая из взаимодействующих агентов, выполняющих свои функции [8]. Разработанная модель распределенной программно-аппаратной МАС основана на модели, предложенной в работе
    Exact
    [6]
    Suffix
    , которая вводит задачу агента МАС как минимальный функциональный элемент системы и учитывает необходимость использования определенных ресурсов для выполнения агентами своих задач. Будем считать, что агент МАС реализован программно, следовательно, МАС должна содержать аппаратные компоненты, предназначенные для исполнения программных агентов.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    11074
    Prefix
    Конфигурация программно-аппаратной МАС задана предикатами (1), (2) и (4), а необходимость использования исполнительных механизмов для выполнения задач задана предикатом (3). 3. Формальная модель резервированной многоагентной системы Так как в соответствии с
    Exact
    [6]
    Suffix
    минимальным функциональным элементом МАС является задача, то будем строить резервированную МАС на основе избыточности задач. Введем множество типов задач TT = {tti} так, чтобы каждой задаче исходной МАС однозначно соответствовал один тип задачи.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    20064
    Prefix
    Условия работоспособности резервированной многоагентной системы Логико-вероятностные методы основаны на использовании функций алгебры логики для формулировки условий работоспособности системы и переходе от логической функции работоспособности системы к вероятностным функциям, выражающим безотказность этой системы
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Так как задача является минимальным функциональным элементов МАС, то отказ одной из задач МАС приводит к отказу всей МАС в том случае, если данная задача должна быть выполнена. В случае распределенной программно-аппаратной МАС, в которой агенты выступают в качестве исполнительных контейнеров для задач, а агентные платформы являются в свою очередь контейнерами для агентов, отказ аг
    (check this in PDF content)

  15. Start
    21639
    Prefix
    Логико-вероятностные методы расчета надежности технических систем выражают условия работоспособности системы в виде функции работоспособности системы, связывающей состояния элементов с состоянием системы
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Функция работоспособности системы может быть записана в виде дизъюнкции всем возможных кратчайших путей успешного функционирования, каждый из которых представляет собой такую конъюнкцию элементов системы, ни одну из компонент которой нельзя изъять, не нарушив функционирования системы [9].
    (check this in PDF content)

  16. Start
    21948
    Prefix
    Функция работоспособности системы может быть записана в виде дизъюнкции всем возможных кратчайших путей успешного функционирования, каждый из которых представляет собой такую конъюнкцию элементов системы, ни одну из компонент которой нельзя изъять, не нарушив функционирования системы
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Если МАС содержит интеллектуальных агентов, способных модифицировать условия выполнения своих действий, в частности в силу способности к обучению и адаптации, то на стадии проектирования невозможно задать условия запуска задач МАС.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    29778
    Prefix
    Будем считать, что резервированная распределенная программно-аппаратная МАС функционирует успешно, если в МАС существует хотя бы одна минимальная работоспособная конфигурация (19), все элементы которой находятся в работоспособном состоянии и для которой выполнены условия (16) – (18) и (20) – (23). В соответствии с
    Exact
    [9]
    Suffix
    , определим функцию работоспособности резервированной МАС как дизъюнкцию всех кратчайших путей успешного функционирования, выраженных минимальными работоспособными конфигурациями:     ∨∧∧∧∧∧∧∧ ∀∀∈∀∈∀∈∀∈ (())(())(())(())rwpwawtw MWCtMTaMApMHWPrMWR , (24) где MWC – минимальная работоспособная конфигурация (19) резервированной МАС, t – задача резервированной МАС, MT – множество задач м
    (check this in PDF content)

  18. Start
    30708
    Prefix
    агентов минимальной работоспособной конфигурации, p – агентная платформа резервированной МАС, MHWP – множество агентных платформ минимальной работоспособной конфигурации, r – исполнительный механизм резервированной МАС, MWR – множество исполнительных механизмов минимальной работоспособной конфигурации. 5. Оценка надежности резервированной многоагентной системы Согласно
    Exact
    [10]
    Suffix
    функции алгебры логики, записанные в виде ортогональной дизъюнктивной нормальной формы, являются формами перехода к прямому замещению, то есть допускают одношаговое замещение логических переменных и логических операций на соответствующие вероятности и арифметические операции.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    41184
    Prefix
    в соответствии с (32) на основе множества ~ MWR′, полученного на этапе 4.2; 5) формирование функции работоспособности резервированной МАС в соответствии с (24) на основе всех допустимых минимальных работоспособных конфигураций, сформированных на этапе 4; 6) ортогонализация функции работоспособности резервированной МАС, полученной на этапе 5, в соответствии с разложением Шеннона
    Exact
    [9]
    Suffix
    ; 7) формирование вероятностной функции работоспособности резервированной МАС в соответствии с логико-вероятностным методом [9] путем замещения логических переменных соответствующими вероятностями их безотказной работы, а логических операций соответствующими арифмитическими операциями. 6.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    41321
    Prefix
    МАС в соответствии с (24) на основе всех допустимых минимальных работоспособных конфигураций, сформированных на этапе 4; 6) ортогонализация функции работоспособности резервированной МАС, полученной на этапе 5, в соответствии с разложением Шеннона [9]; 7) формирование вероятностной функции работоспособности резервированной МАС в соответствии с логико-вероятностным методом
    Exact
    [9]
    Suffix
    путем замещения логических переменных соответствующими вероятностями их безотказной работы, а логических операций соответствующими арифмитическими операциями. 6. Вычислительный эксперимент Для подтверждения работоспособности предложенной авторами методики оценки надежности резервированных распределенных программно-аппаратных МАС был проведен вычислительный эксперимен
    (check this in PDF content)

  21. Start
    54834
    Prefix
    λt = 0.01, отказы всех агентов – с интенсивностью λa = 0.009, отказы всех агентных платформ – с интенсивностью λр = 0.007, а отказы всех исполнительных механизмов – с интенсивностью λr = 0.005. На седьмом этапе методики, произведя замену логических переменных соответствующими вероятностями и арифметических операций логическими в соответствии с логико-вероятностным методом
    Exact
    [9]
    Suffix
    , получаем аналитическое выражение для вероятности безотказной работы тестовой МАС: PA(t) = 8pt 3 (t)pa 2 (t)ph 2 (t)pr 3 (t) − 2pt 3 (t)pa 2 (t)ph 2 (t)pr 4 (t) − 4pt 3 (t)pa 2 (t)ph 2 (t)pr 5 (t) + pt 3 (t)pa 2 (t)ph 2 (t)pr 6 (t) + pt4(t)pa3(t)ph2(t)pr5(t) + pt4(t)pa3(t)ph3(t)pr5(t) − 2pt 4 (t)pa 3 (t)ph 2 (t)pr 3 (t) − 2pt 4 (t)pa 3 (t)ph 3 (t)pr 3 (t) − (34) pt 6 (t)pa 4 (t)ph
    (check this in PDF content)

  22. Start
    63711
    Prefix
    Для оценки надежности распределенных программно-аппаратных МАС были разработаны критерии работоспособности МАС, заданных предложенной авторами моделью. На основе полученных критериев работоспособности была разработана методика оценки надежности распределенных программно-аппаратных МАС с помощью логико-вероятностных методов
    Exact
    [7]
    Suffix
    , определяющая процедуру получения функции работоспособности для МАС, заданных описанной в статье моделью. Работоспособность и достоверность предложенного авторами подхода подтверждается проведенным вычислительным экспериментом, основанным на методе статистического моделирования.
    (check this in PDF content)