1、章机器人救援仿真器模拟房屋坍塌道路受阻人员伤亡，救援智能体开始行动。不同的救援智能体会执行不同的动作，完成不同的任务，如最主要的职责是清除路障最主要的职责是救护伤员，主要的动作有最主要的职责是灭火，阻止火势的扩散。系统初始化流程连接，向提供灾难现场的初始化场景子模拟器和连接，向它们提供初始化的场景智能体连接，根据不同智能体类型生成不同的智能体实体，并把感知范围内的初始场景发送给相应智能体。当所有救援智能体和市民都完成初始化之后，就完成了各模块的启动连接流程，整个仿真系统的初始化完成，仿真开始。异步仿真流程更新所有智能体的感知信息包括视觉信息和通信信息，等待智能体向发送动作命令智能体更新各自的世界模型，根据现有的环境信息和经验做出相应的决策，向发送动作命令各子模拟器处理智能体的动作命令集合，。

2、展望全文总结工作展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文附录攻读硕士学位期间参加的科研项目附录攻读硕士学位期间参加比赛所获荣誉致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论课题的研究背景及意义机器人世界杯，是为促进人工智能和机器人技术相关领域发展的国际合作项目，同时也是个国际性的教育性组织和研究机构，该项目为人工智能及机器人研究领域中的多智能体的协作多机器人信息融合技术移动机器人的设计运动控制等技术提供了理想的测试平台。联合会以促进灾后机器人搜索和救援技术的创新和发展为目标，建立了机器人救援专项比赛，为发生自然灾难后机器人救援相关理论和技术提供标准的仿真环境评价基准决策支持系统。机器人救援仿真系统，通过模拟现实场景中发生地震火灾等灾害的城市环境，利用机器人在该场景中进行有序救。

3、间的热辐射等。监视器的作用是利用计算机程序图形将整个救援仿真过程可视化，将仿真环境的当前状态，包括各种救援智能体的活动城市交通火灾地震等情况，以图形显示出来，以供研究人员进行直观查看以及调试。智能体智能体是本文的主要研究对象，智能体控制每个救援机器人实体对象，根据感知到的环境信息来决定他们的行为。这些救援机器人实体对象包括警察救护队消防队和它们的中心，和以及市民。仿真过程仿真比赛由若干周期组成，每个仿真周期模拟现实世界中的分钟。仿真周期分为初始化阶段和正常运行阶段，其中前三周期为仿真初始化阶段救援智能体向发送连接请求，连接成功后向救援智能体发送基本的救援场景信息，第四周期开始为服务器正常运行阶段。仿真开始时，各模块运行方式如下仿真的初始化阶段，子模拟万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第。

4、场景智能体感知模型比赛计分模型智能体通信模型结构仿真过程救援智能体结构本章小结第三章世界模型的构建引言智能体世界模型城市地图信息处理地图信息抽象化基于方法的地图聚类基于算法燃烧建筑建模市民及燃烧建筑的仿真模型世界模型中噪声信息的处理智能体感知信息噪声粒子滤波算法仿真结果本章小结第四章拍卖算法任务分配协作机制引言机器人救援仿真中的协作问题拍卖协作机制拍卖简介拍卖算法协作模型拍卖智能体流程竞拍智能体流程任务紧急程度投标策略投标模型描述参数优化基于焦虑度的动态调整万方数据实验分析救护智能体协作实现消防智能体协作实现与其它队伍综合比较本章小结第五章基于改进蚁群算法的智能体动态路径规划引言机器人救援环境中的路径规划问题蚁群算法基本实现改进的蚁群算法描述实验分析蚁群算法与星算法比较本章小结第六章总结与。

5、供了研究基础和条件。结构救援仿真服务器如图所示，由以下模块构成内核地理信息系统监视器子模拟器及本文的主要研究对象救援智能体。内核控制着整个救援的仿真过程，负责处理不同模块间的通信和系统的交互，并且对于各个模块之间的连接和信息共享起着重要作用。地理信息系统用于提供灾难场景的初始化，在地图上构造成特定的对象，包括初万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章机器人救援仿真始化道路建筑以及市民及其他救援智能体位置等，初始化完成后发送给模块。图结构子模拟器子模拟器主要是对仿真环境中各个对象的具体变化进行模拟，如地震产生的房屋倒塌火势蔓延和交通堵塞等灾难场景。不同环境信息的变化对应不同的子仿真器，火势模拟器主要对建筑着火形势进行仿真，包括建筑的温度上升消防智能体进行浇水动作后导致的温度变化以及建筑之。

6、并向发送由智能体的动作对场上环境发生的变化将场上发生的状态变化信息发送给。救援智能体结构在机器人救援仿真场景中，智能体的协作实际上是智能体通过与环境的交互智能体与智能体的交互，获取感知信息，从而形成对场上态势的认知，通过定的决策机制，获得智能体当前状态下的最优动作决策。如图，救援智能体采用分层的结构，包含信息感知世界模型行为决策路径规划动作执行等模块。信息感知救援智能体通过自身有限的感知能力获得环境中的基本信息，有两种方式种是通过救援智能体自身的感知能力视觉和听觉，获得局部带噪声信息另外种是通过其他智能体共享的信息，获得其他智能体的感知信息融入到自身知识库中。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章机器人救援仿真信息感知世界模型行为决策路径规划动作执行图救援智能体决策模型世界模型通过信。

7、援工作的仿真系统，与实际工程应用领域关系密切。在仿真系统中，通过数量不定的各类分布式救援机器人分工协作，完成清除路障救助市民以及控制火势等相关救援任务，减小灾难造成的损失。是通过分布式计算机模拟接近真实的灾难场景，如地震造成的房屋建筑物的损毁，通信道路交通等基础设施的损坏，市民受伤被掩埋，造成火灾并迅速蔓延，消防队会面临水供应不足导致救火行动无法顺利进行，救护车在行进过程中被路障阻碍等场景。为了最大程度降低灾难的影响，需要制定支能够快速响应强有力的救援机器人团队，并组织有效的救援工作，快速营救受伤的市民，控制火势蔓延，保护人民的生命财产安全。模拟的是个复杂实时动态的城市灾难环境，救援智能体的协作是种未知环境下的协作问题，具有较强的工程应用背景，涉及较多领域。基于该平台研究的各种算法可以方便。

8、。动作执行动作执行模块通过行为决策模块和路径规划模块得到的任务序列或者路径，形成由组原子动作形成的动作序列，由智能体执行，发送命令给，通过相应的动作模拟救援环境的变化以及智能体自身状态的变化。本文将主要从救援智能体世界模型的构建决策机制动态路径规划三方面详细阐述救援智能体的协作机制。本章小结本章主要介绍了机器人救援仿真相关背景，简述了机器人救援仿真万方数据万方数据万方数据万方数据摘要多智能体协作直是人工智能领域的研究热点，在机器人救援领域中救援机器人的协作面临着环境未知且动态变化通信及资源受限等诸多挑战，本文将多智能体系统相关理论应用于机器人救援仿真中，构建救援机器人协作模型，包括世界模型构建基于拍卖算法的任务分配协作机制以及动态路径规划方法，主要工作和创新点如下首先，世界模型作为智能体协。

9、推广到其它机器人应用环境中，促进机器人技术的发展。单个机器人的救援能力是有限的，无法同时完成多项搜救任务，多救援机器人的联合与协作并组成有机协调的团队将在很大程度上提高搜救效率，但同时也需要解决多机器人通信模型设计资源竞争合理协商与分配等问题。从工程应用角度，机器人救援仿真可以为灾后实际的救援工作提供智能决策支持，因此其研究具有深远重大的意义。本课题正是基于机器人救援仿真系统研究在城市灾难环境中救援智能体的协作问题，援仿真系统中的通信模型模式下，服务器为智能体通信提供了信道的机制。每个信道有若干属性，包括带宽丢包率错误率等，在不同城市灾难环境中有不同的通信配置不同的信道数量带宽等。机器人救援仿真系统为智能体提供了不可靠有定的丢包率带噪声的通信机制，为研究在通信受限环境中智能体间的协作以及提。

10、，比如等，而是指根据各角色智能体的能力模型，而具有的与能力相关的行为，例等。由于救援智能体每周期只万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章机器人救援仿真能执行个原子动作，动作选择器会将每个转换成对应的多个原子动作组成的动作序列。动作选择分解任务获取任务任务池原子动作序列图救援智能体行为决策流程路径规划当智能体具备根据场上环境信息做出最优决策能力后，需要通过从智能体当前所在位置移动到决策执行的有利位置，在城市灾难环境中，与传统路径规划问题不同的是由于地震等自然灾害造成的道路拥堵情况未知，环境动态变化，因此能够获取决策执行较优路径是智能体最终协作能否顺利完成的关键。救援智能体通过路径规划模块获取从起始位置到目标位置的最优路径，使智能体能够更加快速安全地进行救援活动，并提高救援任务的响应速度。

11、作的基础，然而机器人的感知信息具有局部性相对性不准确性等特点。本文通过构建救援智能体世界模型，在救援机器人行动前和行动中对地图信息进行处理，运用粒子滤波算法处理感知信息噪声，对动态对象状态进行估计，维护全局准确的世界模型。其次，为了有效解决机器人救援仿真环境中的多救援智能体协作问题，提出了种基于拍卖算法的任务分配协作机制，在该协作框架中智能体能够快速进入和离开拍卖市场并且能够动态角色切换，通过焦虑度对分配后的策略进行动态调整，以适应动态变化的灾难环境。在有限时间内救援队伍能够协作完成多项任务，适应多种复杂灾难场景，并降低任务响应的迟滞，提高了机器人救援队伍的整体协作效率。最后，对传统的蚁群算法进行改进，定义新的启发函数目标优势度，根据救援智能体当前行为模式改变选择下个节点的概率，通过局部信。

12、息感知模块获得信息是灾难环境的动态变化的信息，由于智能体的感知能力受限，因此这些信息是局部的不可靠的带噪声的，而世界模型就是对这些信息进行融合处理和分析，获得智能体决策需要的可靠信息，形成对整个地图的全局认知。行为决策由于救援智能体是异构的，空间分布能力分布，智能体需要根据自身的能力特点和功能特性，完成相应的任务，共同协作来降低地震火灾等造成的损失。因此，行为决策模块需要解决的主要问题是通过世界模型中的场上态势信息，明确“我要做什么，怎么做”，决策当前需要完成的任务以及分解后的任务序列。如图所示，各救援智能体通过各自的感知信息和经验发现任务并通过通信向其它智能体发布任务，救援智能体从各自的任务池中通过相应协作算法选择合适的任务，并将任务分解成由多个的组合，分为两类以，其中包含智能体的通用行。

参考资料：

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[18]从百年历史看党的初心和使命热烈庆祝中国共产党成立100周年动态PPT课件 编号18060（第26页，发表于2022-06-24）

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