一种支撑大能源研究的多参与者和智能代理混合仿真环境构建方法技术

本发明专利技术公开了一种支撑大能源研究的多参与者和智能代理混合仿真环境构建方法，属于电力系统仿真技术领域。本发明专利技术基于事件的仿真驱动机制、面向服务的模块交互机制、进程内仿真中断方法，统一了参与者、智能代理和数学模块的交互环境和建模方法。采用本发明专利技术方法构建的仿真环境允许采用混合智能代理、其它数学算法、化身对象的仿真构件，能够实现决策权在托管智能代理和参与者之间有条件转移以协调效率和精度，实现仿真环境开发者集中建模、对智能代理、参与者决策时机和决策信息可观性的完全可控和智能代理、参与者对自身决策时机和所获信息的有条件控制。本发明专利技术占用资源少、容许仿真规模大、操控灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种支撑大能源研究的混合仿真环境构建方法
本专利技术属于电力系统仿真
，更准确地说本专利技术涉及一种支撑大能源研究的混合仿真环境构建方法。
技术介绍
复杂系统仿真不仅涉及大量数学模型，在以智力活动为核心的复杂系统包括市场经济、社会管理仿真方面，类型和数量众多的参与者主观决策对仿真结果存在显著影响。目前尚缺乏对人的主观行为进行广泛有效的数学建模方法，用于生成人工智能的仿生学、随机性学习算法还只能在极其有限的决策域中模拟人类的思维活动。实验经济学方法通过组织有人参与的可控重复实验，来考察真实人在所设定经济学场景下的行为表现，并利用统计手段滤除参与者个体差异对实验结果的影响。该方法已在经济学研究领域得到广泛应用。然而，实验经济学一般方法多依赖课堂实验形式，受制于有限的人脑记忆和逻辑推导能力，难以考察足够复杂的系统。应该将能用数学模型表达的环节构成实验环境，将各参与者的博弈策略作为仿真系统的输入信息。一次能源、自然环境(包括气候变化、自然灾害、排放污染等)、电力物理-经济系统及各类型参与者等大能源系统组成部分存在相互影响，传统模型仿真技术难以考虑参与者行为，无法为大能源系统仿真提供完整的技术支撑。需要将完全依靠人参与的实验经济学与完全依靠数学模型的仿真技术(后者在经济学领域被称为计算经济学)在方法论层面相互结合，包括具有复杂交互作用的真实世界系统的所有基本要素，通过动态仿真轨迹信息提取实现更全面的定量分析，优化对这些系统的控制。大能源系统仿真领域目前尚缺乏成熟的成套技术和方法，在相近领域如电力市场仿真领域，多智能代理(agent)系统方法和实验经济学方法均获得应用，但两者少有沟通，也缺乏联合两者的混合仿真方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为了克服现有技术的不足，填补大能源系统仿真领域的空白，在保证准确反映参与者决策意愿的前提下，提高有人参与的实验经济学仿真的效率，提供一种支撑大能源研究的混合仿真环境构建方法。该方法在大能源系统实验经济学仿真的支撑层内，通过有效解决同步消息的同步问题，统一参与者、智能代理和数学模块的交互环境和建模方法，通过可定制提醒功能实现决策权在托管智能代理和参与者之间有条件的转移，以协调效率和精度，实现对智能代理、参与者决策时机和决策信息可观性的完全可控和智能代理、参与者对自身决策时机和所获信息的有条件控制。该方法能够降低仿真此类复杂适应性系统所需占用的资源，提高一定计算和存储能力下智能个体(包括智能代理和参与者)的容纳数量，提高开发、实验过程的操控灵活性。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括如下步骤：1)构建仿真进程：在服务器进程内，均以事件来推动仿真进程，并通过仿真驱动器决定仿真进程的行止，一个仿真进程包括多个同时执行的仿真线程，如果仿真驱动器中的仿真结束标记被设置，则仿真进程结束；如果仿真驱动器检测到标记同步处理的消息，则暂停触发事件，直到标记同步处理的消息或同步处理标记均从服务器消息缓存中被清除；当存在多个并行仿真线程时，利用会话标记需暂停的仿真线程，停止相关事件的触发；2)构建消息处理机制：仿真进程内的对象通过消息内核向仿真进程外发布消息，消息内核自动在服务器消息缓存留存记录，记录内容包括消息的唯一识别符、同步处理标记、会话标记；当需要利用仿真驱动器暂停仿真进程时，应将消息标记为同步处理，并选择需暂停的会话或者保留在默认会话内；当同步处理完成后，清除相关联的同步处理标记或同步消息；若某个被暂停的会话中所有同步处理标记或同步消息都被清除，则立刻恢复运行该会话；3)实现对象之间的直接交互：通过在服务响应结果中设置“请求未完成标记”以分辨立即和非立即响应的服务处理流程；当处理立即响应服务时，响应结果直接发回服务请求者，当服务提供者或服务中间人不能立即响应服务时，采用递归方式将请求通过同步消息向实际服务提供者方向转发；当实际服务提供者不能立即返回结果时，视作等待同步操作状态，通过仿真驱动器针对同步消息的操作，使整个仿真进程或会话也处于等待状态；当同步操作结束，响应结果又通过消息向最终宿主方向转发，并由最终服务请求者接收；4)实现次要决策行为的智能代理托管：参与者在实验过程中被允许在对其角色可观测的参数集合中设定一组提醒范围，每个提醒范围独立指定1个参数和1种提醒方式；当任一参数进入设定的提醒范围后触发相应的提醒动作，提醒参与者输入决策；在提醒范围外利用智能代理输入次要决策；5)进行集中仿真建模：基于面向对象技术对多参与者、多智能代理环境进行集中仿真建模，赋予实验开发者对每个对象管理的整体环境、其它对象的数据映像的控制权，该数据映像决定了外部仿真环境针对每个参与者的可观性；赋予参与者筛选和使用映射数据、订购和收集合法数据的权限，以模拟不完全信息条件下的实际博弈环境。上述技术方案的进一步特征在于：事件的数据结构包括事件名称和事件数据，能够被任何对该事件感兴趣的对象监听到，并触发同名的事件处理，事件处理中能够继续触发事件，拼接为任意复杂的事件序列。上述技术方案的进一步特征在于：所述提醒方式，包括用户界面提醒、多媒体信息提醒、仿真进程或会话中断提醒或其组合形式。上述技术方案的进一步特征在于：建立统一描述接口和文件对整个实验经济学仿真环境所涉全部参数和对象数据进行设置。本专利技术的有益效果如下：本专利技术基于事件的仿真驱动机制、面向服务的模块交互机制、进程内仿真中断方法，统一了参与者、智能代理和数学模块的交互环境和建模方法，实现了多个智能代理和多个参与者共存的混合仿真环境。采用本专利技术方法构建的仿真环境允许采用混合智能代理、其它数学算法、化身对象的仿真构件，能够实现决策权在托管智能代理和参与者之间有条件转移以协调效率和精度，实现仿真环境开发者集中建模、对智能代理、参与者决策时机和决策信息可观性的完全可控和智能代理、参与者对自身决策时机和所获信息的有条件控制。本专利技术占用资源少、容许仿真规模大、操控灵活，不仅可替代传统模型仿真技术，而且平衡了参与者决策效率和精度，对信息可观性实施了控制，提高了对混合仿真的复杂开发和实验环境的集中控制能力，实现了智能代理和参与者的混合建模、统一交互和同一角色下的灵活切换。附图说明图1为本专利技术的仿真驱动器内部流程图。图2为本专利技术的事件拼接原理示意图。图3为本专利技术的动作终点同步原理示意图。图4为本专利技术的服务请求和响应流程图。图5为本专利技术的构建仿真系统的基础硬件设施示意图。图6为本专利技术的事件驱动机制的典型实体间关系示意图。图7为本专利技术的典型时域仿真简化流程图。图8为本专利技术的面向服务架构的典型实体间关系示意图。图9为本专利技术实施例的实现报价功能的示意图。图10为本专利技术实施例的实现报价功能的流程图。图11为本专利技术实施例的实现电力经济-物理系统交互的流程图。具体实施方式下面参照附图并结合实例对本专利技术作进一步详细描述。应用本专利技术方法需具备相应的软硬件基础，其中硬件包括：一个进入实验的“参与者”人群，每名参与者可通过计算机终端访问计算机系统中允许其访问的数据，同时通过指定人机接口输入其决策；一个虚拟实验环境，由1台或多台计算机构成；一个典型的局域网络环境，上述计算机设备通过该网络相互连接，如图5所示。软件包括：客户端计算机需安装能将视图消息转换为图形人机界面、同时允许实验参与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支撑大能源研究的多参与者和智能代理混合仿真环境构建方法，其特征在于，包括以下步骤：1）构建仿真进程：在服务器进程内，均以事件来推动仿真进程，并通过仿真驱动器决定仿真进程的行止，一个仿真进程包括多个同时执行的仿真线程，如果仿真驱动器中的仿真结束标记被设置，则仿真进程结束； 如果仿真驱动器检测到标记同步处理的消息，则暂停触发事件，直到标记同步处理的消息或同步处理标记均从服务器消息缓存中被清除；当存在多个并行仿真线程时，利用会话标记需暂停的仿真线程，停止相关事件的触发；2）构建消息处理机制：仿真进程内的对象通过消息内核向仿真进程外发布消息，消息内核自动在服务器消息缓存留存记录，记录内容包括消息的唯一识别符、同步处理标记、会话标记；当需要利用仿真驱动器暂停仿真进程时，应将消息标记为同步处理，并选择需暂停的会话或者保留在默认会话内；当同步处理完成后，清除相关联的同步处理标记或同步消息；若某个被暂停的会话中所有同步处理标记或同步消息都被清除，则立刻恢复运行该会话；3）实现对象之间的直接交互：通过在服务响应结果中设置“请求未完成标记”以分辨立即和非立即响应的服务处理流程；当处理立即响应服务时，响应结果直接发回服务请求者，当服务提供者或服务中间人不能立即响应服务时，采用递归方式将请求通过同步消息向实际服务提供者方向转发；当实际服务提供者不能立即返回结果时，视作等待同步操作状态，通过仿真驱动器针对同步消息的操作，使整个仿真进程或会话也处于等待状态；当同步操作结束，响应结果又通过消息向最终宿主方向转发，并由最终服务请求者接收；4）实现次要决策行为的智能代理托管：参与者在实验过程中被允许在对其角色可观测的参数集合中设定一组提醒范围，每个提醒范围独立指定1个参数和1种提醒方式；当任一参数进入设定的提醒范围后触发相应的提醒动作，提醒参与者输入决策；在提醒范围外利用智能代理输入次要决策；5）进行集中仿真建模：基于面向对象技术对多参与者、多智能代理环境进行集中仿真建模，赋予实验开发者对每个对象管理的整体环境、其它对象的数据映像的控制权，该数据映像决定了外部仿真环境针对每个参与者的可观性；赋予参与者筛选和使用映射数据、订购和收集合法数据的权限，以模拟不完全信息条件下的实际博弈环境。...

【技术特征摘要】
1.一种支撑大能源研究的混合仿真环境构建方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建仿真进程：在服务器进程内，均以事件来推动仿真进程，并通过仿真驱动器决定仿真进程的行止，一个仿真进程包括多个同时执行的仿真线程，如果仿真驱动器中的仿真结束标记被设置，则仿真进程结束；如果仿真驱动器检测到标记同步处理的消息，则暂停触发事件，直到标记同步处理的消息或同步处理标记均从服务器消息缓存中被清除；当存在多个并行仿真线程时，利用会话标记需暂停的仿真线程，停止相关事件的触发；2)构建消息处理机制：仿真进程内的对象通过消息内核向仿真进程外发布消息，消息内核自动在服务器消息缓存留存记录，记录内容包括消息的唯一识别符、同步处理标记、会话标记；当需要利用仿真驱动器暂停仿真进程时，应将消息标记为同步处理，并选择需暂停的会话或者保留在默认会话内；当同步处理完成后，清除相关联的同步处理标记或同步消息；若某个被暂停的会话中所有同步处理标记或同步消息都被清除，则立刻恢复运行该会话；3)实现对象之间的直接交互：通过在服务响应结果中设置“请求未完成标记”以分辨立即和非立即响应的服务处理流程；当处理立即响应服务时，响应结果直接发回服务请求者，当服务提供者或服务中间人不能立即响应服务时，采用递归方式将请求通过同步消息向实际服务提供者方向转发；当实际服务提供者不能立即返回结果时，视作等待同步操作状态，通过仿真驱动器针对同步消息的操作，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛禹胜，谢东亮，黄杰，蔡斌，罗剑波，常康，李雪明，
申请(专利权)人：南京南瑞集团公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32