28、混合多智能体系统与智能体竞赛分析

混合多智能体系统与智能体竞赛分析

1. 混合多智能体系统的模型检查与转换

1.1 模型检查基础

混合自动机具有形式语义，使得可以应用形式化方法来证明指定系统的某些属性，在混合自动机的上下文中，模型检查通常指可达性测试，即判断从指定系统的初始配置是否可以到达某些（不希望的）状态。具体做法是，将通过离散转换或根据流条件演化连续变量所能到达的所有状态反复添加到当前配置中，直到达到一个不动点R，然后通过求可达状态集和不希望状态集的交集，来测试不希望的状态是否可达。对于矩形混合自动机（线性自动机的一个子类），甚至线性时态逻辑（LTL）模型检查也是可判定的。

1.2 标准模型检查器示例

使用标准模型检查器HYTECH和PHAVer对行为规范进行了实验，它们以混合自动机的文本表示为输入，对所得乘积自动机的状态空间进行可达性测试。以下是救援场景的一些模型检查任务示例：
- 能否灭火 ：当模拟火灾的自动机状态从无火变为燃烧时，变量neededw存储灭火所需的水量（初始时neededw = 120）。当neededw = 0时，自动机进入灭火状态。因此，只要存在一个可达配置cout，其中火灾处于灭火状态，就可以灭火。从规范中可以看出，由于neededw在初始设置后只会减少，所以最终会强制从燃烧状态转换到灭火状态。借助HYTECH的跟踪生成能力，可以比较不同策略（例如水箱补水策略），通过比较使用不同策略生成的到cout的跟踪，较短的跟踪（相对于时间单位，而非离散转换）对应更快地完成灭火任务。
- 智能体是否尝试用空水箱灭火 ：消防队智能体在没有水的情况下尝试灭火对应于简单状态ex