ارائه یک مدل عامل مبنا به منظور تحلیل مسائل مکانی

سعید بهزادی

چکیده

در طی سالیان اخیر، تکنیک های مختلفی از قبیل الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی، و منطق فازی به سامانه های اطلاعات مکانی اضافه شده، به گونه ای که این امر سبب ایجاد شاخه ای جدید به نام سامانه اطلاعات مکانی هوشمند گشته است. از طرف دیگر عامل و سیستم های عامل مبنا از مفاهیم موجود در هوش مصنوعی می باشند که کاربرد آن در بسیاری از علوم رشد چشم گیری پیدا کرده است. پیچیدگی های محیط های مکانی از قبیل پویایی و عدم قطعیت، و به دنبال آن تحلیل های وابسته به چنین محیط هایی سبب شده است که در سال های اخیر استفاده از عامل در سامانه های اطلاعات مکانی نیز رشد فزاینده ای داشته باشد. مدل های عامل مبنای موجود تنها برای نوع خاصی از مسائل مکانی تعریف و پیاده سازی شده اند و استفاده از آنها برای حل مسایل دیگر، پیچیده و گاهاً غیر ممکن می باشد. از این رو تمرکز اصلی این تحقیق بر روی ارائه یک مدل عامل مبنا بر اساس مفاهیم رایج در علوم مکانی است به گونه ای که جامعیت مدل و استقلال از نوع مسئله در اولویت قرار گرفته باشد. بر اساس مدل پیشنهادی این تحقیق، ابتدا مجموعه ای از عامل های هوشمند در محیط قرار می گیرند. سپس اهداف مسئله مکانی به عامل ها ارائه می شوند. از آنجایی که اهداف در مسائل مکانی متنوع و از دامنه وسیعی برخوردارند، در مدل پیشنهادی سعی شده است که تا حد ممکن، مدل مستقل از تعداد و تنوع اهداف باشد. سپس عامل ها به سنجش از محیط پرداخته و نسبت به آن باوری را بدست می آورند. باور بدست آمده در یک ساختار جدید و بر اساس گراف، دوگان گراف و ماتریس محیط تعریف می شود. هر عامل با توجه به میلی که در اختیار دارد، عملی را در محیط انجام می دهد تا بتواند به هدف خود برسد. تعامل بین عامل ها بخش دیگری از تحلیل ها می باشد که سبب ایجاد هماهنگی بین اهداف می شود. توسعه محیط تعامل بین انسان و عامل به منظور بیان اهداف مختلف از دیگر ویژگی های این تحقیق می باشد. ادغام توابع و تحلیل های موجود در سامانه اطلاعات مکانی با مدل عامل در این پژوهش از طریق معماری باور-میل-نیت صورت پذیرفت. مفاهیم اساسی معماری استدلال عملی (از جمله باور، میل، نیت، تعهد، و تعامل) با مولفه ها، و تحلیل های اطلاعات مکانی ادغام شدند و مدل پیشنهادی جدید تحت عنوان bdi-gis معرفی گردید. به منظور سهولت در پیاده سازی مدل پیشنهادی، یک محیط نرم افزاری جدید به نام giagent توسعه داده شد. به شرط تعریف مسئله بر اساس پارامترهای اصلی مدل - محیط، اهداف مسئله و اعمال عامل - نرم افزار پاسخ مناسبی را برای حل مسئله مکانی ارائه می دهد. خصوصیات عامل ها از دیگر اطلاعاتی می باشند که برای حل مسئله مورد نیاز نرم افزار می باشد. به منظور آزمون مدل و قابلیت های نرم افزار ارائه شده، چند نمونه از مسائل رایج در علوم مکانی از قبیل مدل سازی آتش سوزی جنگل، مسیریابی در شبکه راه ها، تناسب کاربری زمین و مکانیابی بیمارستان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله از اجرای مدل نشان می دهد که مدل ارائه شده توانسته است با دقت 90 % توسعه آتش در منطقه را پیش بینی نماید. در مسئله کاربری زمین، تعیین کاربری های مورد نیاز منطقه به گونه ای بوده است که اکثر عامل ها به اهداف خود دست یافتند و درصد دستیابی به تعداد محدودی از اهداف نیز بیش از 50 % می باشد. نتایج حاصل از پیاده سازی مدل در مکانیابی بیمارستان و مسیریابی در شبکه راه ها نشان می دهد که تعامل «این به آن در »، تعاملی مناسب برای عامل ها می باشد. علیرغم پیچیدگی های موجود در مسئله مکانیابی بیمارستان، درصد رضایت عامل ها از نتیجه اعمال خودشان بیش از 50 % بود.

اساتید راهنما و مشاور

علی اصغر آل شیخ