第1期 危辉，等：一种基于MAS和GS平台的城市人口变迁模拟仿真方法 。47 图中包括点状资源、线状资源和面状资源（由矩形 ■1-2 标记). ▣0-1 E (b)点状服务设施的效能图 ■5-10 ▣0-5 10 0 图4上海浦东地区一些资源的分布图 X Fig 4 The distribution of a part of resources used in (c)地铁线的效能图 com ing smulation experment ■1-2 3模拟系统的Multi-agent系统设计 口0-1 城市的多种元素构成了一个动态的系统.系统 中的个体既相对独立又有一定的相关性，整个城市 状态的变化是其中的个体和环境之间复杂的相互作 用的结果，所以构造不同类型的agent来为个体和 及其行为建模是一个好的选择.由于Multi-agent系 (d)就业岗位的效能图 统并不是对物理世界的完整重复，仅是一个理论上 的抽象，有一些事实被忽略了，这会给通过计算机系 ▣6-8 ▣4-6 统进行模拟带来一些困难.所以在将构造Multi-a 口2-4 Y■0-2 ent系统的过程中必须注意以下几个问题：1)可编 程性，2)可并发性；3)环境数据和agent状态数据的 时序一致性；4)存储空间压力；5)仿真误差控制；6) X 调度控制模块在概念层次和CU时间片分配层次 (e)各种资源复合的效能图 上的公平性.基于以上讨论，接下来设计一个用于城 图3上海浦东陆家嘴几种资源的符合效能图 市发展实验的新的Muti-agent系统 Fig 3 A combined efficiency map by several types of re- 31 agent代表的个体 sources in Lujiazui of Shanghai Pudong 进行用于城市发展模拟的Multi-agent系统设计 在模拟城市人▣变化或其他类型的城市演变动 碰到的首要问题是agent应该被指代为什么呢？毕 态过程中，所有资源，无论属于什么种类，被形式化 竞有许多可供选择的个体，如独立的家庭、公司等， 为一个向量，形如空间位置，（点状饯状面状位 一个最平常的选择是把上面罗列的行为独立个体分 体状)，尺寸，效能函数解析定义效能空间映射位 别设计成agent,只是它们的类型不同，数量各异.这 图，生效时间，失效时间}.所有这些向量是资源简 样设计在理论上没有任何问题.但毕竞所有的agent 明的索引，它们组成一个按资源生效时间排序的列 和agent所生存的环境都是由程序来构造的一个虚 表.显然该列表是可扩展的，并且由GS平台中嵌入 拟世界，由CU的计算和存贮容量来维持，那么同 的一个专门模块来管理，同时该模块也负责唤醒和 时处于活跃状态的agent-一定受到前述两项资源能 撤销资源的效能函数.对于城市发展模拟来说，在合 力的限制.就当前的问题而言，agent的数量远超过 适的时间启动和停止如此多的资源是非常关键的. CU的数量，因此无论是用单CU的计算机、或是 图4是上海浦东新区的资源分布图，不过它只展示 多线程方式、或是并行计算机进行模拟，其并发性误 了一部分接下来人口迁移模拟实验要用到的资源. 差或调度公平性问题都是不可忽视的.例如一个序 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net( b)点状服务设施的效能图 ( c)地铁线的效能图 ( d)就业岗位的效能图 ( e)各种资源复合的效能图 图 3 上海浦东陆家嘴几种资源的符合效能图 Fig. 3 A combined efficiency map by several types of re2 sources in Lujiazui of Shanghai Pudong 在模拟城市人口变化或其他类型的城市演变动 态过程中 ,所有资源 ,无论属于什么种类 ,被形式化 为一个向量 ,形如 {空间位置 , (点状 /线状 /面状 /立 体状 ) ,尺寸 ,效能函数解析定义 /效能空间映射位 图 ,生效时间 ,失效时间 }. 所有这些向量是资源简 明的索引 ,它们组成一个按资源生效时间排序的列 表. 显然该列表是可扩展的 ,并且由 GIS平台中嵌入 的一个专门模块来管理 ,同时该模块也负责唤醒和 撤销资源的效能函数. 对于城市发展模拟来说 ,在合 适的时间启动和停止如此多的资源是非常关键的. 图 4是上海浦东新区的资源分布图 ,不过它只展示 了一部分接下来人口迁移模拟实验要用到的资源. 图中包括点状资源、线状资源和面状资源 (由矩形 标记 ). 图 4 上海浦东地区一些资源的分布图 Fig. 4 The distribution of a part of resources used in coming simulation experiment 3 模拟系统的 Multi2agent系统设计 城市的多种元素构成了一个动态的系统. 系统 中的个体既相对独立又有一定的相关性 ,整个城市 状态的变化是其中的个体和环境之间复杂的相互作 用的结果 ,所以构造不同类型的 agent来为个体和 及其行为建模是一个好的选择. 由于 Multi2agent系 统并不是对物理世界的完整重复 ,仅是一个理论上 的抽象 ,有一些事实被忽略了 ,这会给通过计算机系 统进行模拟带来一些困难. 所以在将构造 Multi2a2 gent系统的过程中必须注意以下几个问题 : 1)可编 程性 ; 2)可并发性 ; 3)环境数据和 agent状态数据的 时序一致性 ; 4)存储空间压力 ; 5)仿真误差控制 ; 6) 调度控制模块在概念层次和 CPU时间片分配层次 上的公平性. 基于以上讨论 ,接下来设计一个用于城 市发展实验的新的 Multi2agent系统. 3. 1 agent代表的个体 进行用于城市发展模拟的 Multi2agent系统设计 碰到的首要问题是 agent应该被指代为什么呢 ? 毕 竟有许多可供选择的个体 ,如独立的家庭、公司等. 一个最平常的选择是把上面罗列的行为独立个体分 别设计成 agent,只是它们的类型不同 ,数量各异. 这 样设计在理论上没有任何问题. 但毕竟所有的 agent 和 agent所生存的环境都是由程序来构造的一个虚 拟世界 ,由 CPU的计算和存贮容量来维持 ,那么同 时处于活跃状态的 agent一定受到前述两项资源能 力的限制. 就当前的问题而言 , agent的数量远超过 CPU的数量 ,因此无论是用单 CPU的计算机、或是 多线程方式、或是并行计算机进行模拟 ,其并发性误 差或调度公平性问题都是不可忽视的. 例如一个序 第 1期 危 辉 ,等 :一种基于 MAS和 GIS平台的城市人口变迁模拟仿真方法 ·47·