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第1章 绪论1

1.1 复杂性科学及其发展1

1.1.1 复杂性科学1

1.1.2 复杂性科学研究进展3

1.2 复杂系统主要研究方法6

1.2.1 传统的研究方法6

1.2.2 计算机模拟方法7

1.3 跨流域调水系统复杂性11

1.3.1 跨流域调水系统特征11

1.3.2 水资源系统的复杂性12

1.3.3 南水北调东线工程调度系统复杂性13

参考文献16

第2章 复杂适应性系统（CAS）理论及建模方法21

2.1 复杂适应性系统原理21

2.1.1 CAS概念21

2.1.2 CAS特征与机制21

2.1.3 CAS主要特点24

2.2 复杂适应性系统建模25

2.2.1 CAS建模25

2.2.2 CAS建模问题26

2.2.3 CAS建模方法28

2.3 基于多Agent的复杂适应性系统建模方法30

2.3.1 复杂系统建模与应用软件建模的比较30

2.3.2 CASSM方法的建模阶段及描述元素31

2.3.3 CASSM扩展图例32

2.3.4 建模步骤和流程34

参考文献36

第3章 多Agent系统相关理论40

3.1 Agent与多Agent系统40

3.1.1 Agent40

3.1.2 多Agent系统43

3.2 Agent的特征及结构44

3.2.1 Agent基本特性44

3.2.2 Agent的理性与智能45

3.2.3 Agent自主性的实现46

3.2.4 BDI模型的形式化描述47

3.3 Agent慎思结构模型48

3.3.1 基于谓词逻辑的慎思结构模型48

3.3.2 基于实用推理的慎思结构模型50

3.4 多Agent间交互及协调机制53

3.4.1 多Agent间的交互关系53

3.4.2 多Agent间的合作与协调56

3.4.3 多Agent合作与协调机制57

参考文献58

第4章 复杂适应性系统Agent仿真方法62

4.1 仿真Agent及混合结构模型62

4.1.1 软件Agent和仿真Agent62

4.1.2 混合结构模型64

4.1.3 基于知识的控制层结构65

4.1.4 反应层和交互管理部件65

4.2 仿真Agent抽象结构模型68

4.2.1 仿真Agent抽象结构68

4.2.2 仿真Agent抽象环境与行为结构69

4.3 仿真Agent慎思结构模型70

4.3.1 仿真Agent实用推理模型结构70

4.3.2 仿真Agent的承诺策略73

4.3.3 仿真Agent意图的修正76

4.3.4 仿真Agent慎思层功能模块的实验验证78

4.4 仿真Agent学习器研究与设计82

4.4.1 机器学习与Agent学习82

4.4.2 基于多重免疫的改进遗传算法学习层模型83

4.4.3 学习层MIGA算法的实验及结果评价88

4.5 仿真系统中的多Agent协调模型90

4.5.1 多Agent协调模型90

4.5.2 多Agent协调的交互过程91

参考文献92

第5章 基于CAS的跨流域调水系统建模96

5.1 跨流域调水系统特性分析96

5.1.1 外部环境与调水管理系统的交互策略97

5.1.2 用水户的水量需求特性97

5.1.3 可供水量和缺水量特征98

5.2 跨流域调水组织管理101

5.3 跨流域调水系统建模要素识别102

5.3.1 系统的实体分类及交互关系102

5.3.2 跨流域调水系统宏观结构103

5.4 跨流域调水系统概念模型104

5.4.1 功能层次划分及实体聚集104

5.4.2 交互关系及跨流域调水概念模型105

5.5 基于合同网的多Agent间合作模型106

5.5.1 仿真系统中多Agent间的交互关系106

5.5.2 基于合同网的多Agent合作模型107

5.5.3 Consumer-Supplier合同网交互的实现110

参考文献111

第6章 跨流域调水多Agent仿真114

6.1 跨流域调水系统仿真目标114

6.1.1 系统研究边界114

6.1.2 边界内的自然及社会特征115

6.1.3 仿真系统的研究目标116

6.2 仿真模型概化及模型的空间时间结构118

6.2.1 仿真模型概化原则及假设118

6.2.2 仿真模型空间概化119

6.2.3 输水河道概化119

6.2.4 仿真模型时间调度与运行日历121

6.3 仿真系统的实体分类及交互关系122

6.3.1 系统中实体的分类及特征122

6.3.2 仿真系统中实体间交互关系124

6.4 用水实体行为125

6.4.1 农业用水实体125

6.4.2 居民生活用水实体128

6.4.3 工业用水实体130

6.5 管理实体行为132

6.5.1 调水管理实体132

6.5.2 供水管理实体134

6.5.3 政府实体136

6.6 监测实体行为137

6.6.1 降水模拟实体138

6.6.2 河道、湖泊监测实体139

参考文献141

第7章 仿真系统设计及仿真实验143

7.1 基于Agent的仿真平台143

7.1.1 基于Agent的仿真平台选择143

7.1.2 Swarm仿真平台143

7.1.3 基于Swarm的仿真软件结构144

7.2 Swarm仿真软件的设计与实现方法145

7.3 仿真系统软件设计145

7.3.1 仿真系统结构145

7.3.2 仿真系统设计146

7.4 仿真软件运行及结果150

7.4.1 仿真实验背景描述150

7.4.2 仿真系统指标体系及仿真情境设计150

7.5 仿真实验与结果分析152

7.5.1 仿真实验说明152

7.5.2 实验结果与分析153

参考文献162

索引165