novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.25.295-305novtexmech-1568Research ArticleСИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИSYSTEM ANALYSIS, CONTROL AND INFORMATION PROCESSINGСетевое информационное взаимодействие агентов роя: техническая и программная реализацияNetwork Information Interaction of Swarm Agents: Technical and Software ImplementationГулайА. В.GulayA. V.

канд. техн. наук, доц.

г. Минск

Ph. D., Associate Professor, Chief of Department

Minsk, 220013

is@bntu.byЗайцевВ. М.ZaitsevV. M.

канд. техн. наук, доц.

г. Минск

Minsk, 220013

is@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelorussian National Technical UniversityBelarus202406062024256295305Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20242024Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/1568

Проанализированы особенности структурно-функционального построения интеллектуальной роевой системы, обусловленные спецификой информационного взаимодействия ее агентов. Выделен набор специфических свойств агентов роевой системы, которые принято относить к категории интеллектуальных. При анализе модели движения роя приведены следующие концепции управления его агентами: отдельные агенты реализуют индивидуальные процессы перемещения, и рой рассматривается как неуправляемое облачное образование; выполняется коллективное движение агентов, при котором рой является единым управляемым образованием. Здесь обсуждается также достаточно противоречивый прием построения интеллектуальной многоагентной системы при введении лидерства в ее структуру. На основе указанных концепций движения роя проанализированы варианты организации управления его агентами: централизованное прямое и иерархическое управление, а также децентрализованное коллективное и стайное управление. Приведен укрупненный состав технического, информационного и программного обеспечения основных компонентов роевой системы: центрального органа управления системы; локальных органов управления оверлейных лидеров; бортовых систем навигации и управления агентов. Показано, что для многоагентных систем принципиально необходима организация поточного режима асинхронной подачи в вычислительное оборудование блоков информации в виде цифровых пакетов. С учетом этого построена обобщенная схема организации функционирования асинхронных процессов в роевой системе. Данная схема основывается на применении аппаратных механизмов прерывания информации, с которыми связан супервизор процессов операционной системы. Определены задачи супервизора роевой системы, которые заключаются в обеспечении инициализации, приоритетного запуска на исполнение и взаимной синхронизации следующих основных типов программных процессов: прием цифровых пакетов в вычислительное оборудование; идентификация цифровых пакетов, назначение процессов—обработчиков и приоритетов обработки; приоритетная обработка цифровых пакетов; вывод результатов обработки в виде цифровых пакетов из вычислительного оборудования. Раскрыта сущность метода псевдослучайной перестройки рабочей частоты в системе радиосвязи агентов для повышения уровня защиты информации.

The features of the structural and functional construction of an intellectual swarm system due to the specifics of the information interaction of its agents are analyzed. Discussed the following concepts of managing agents are given: individual agents implement individual movement processes and the swarm is considered as an unmanaged cloud formation; a collective movement of agents is performed, in which the swarm is a single controlled entity. The enlarged composition of the technical, information and software of the main components of the swarm system is given: the central control body of the system; local control bodies of overlay leaders; on-board navigation and agent control systems. It is shown that for multi-agent systems, it is fundamentally necessary to organize the flow mode of asynchronous supply of information blocks in the form of digital packets to computing equipment. With this in mind, a generalized scheme for organizing the functioning of asynchronous processes in a swarm system is constructed. This scheme is based on the use of hardware information interruption mechanisms associated with the supervisor of the operating system processes. The tasks of the swarm system supervisor are defined, which are to ensure initialization, priority launch for execution and mutual synchronization of main types of software processes. The essence of the method of pseudorandom adjustment of the operating frequency in the agent’s radio communication is revealed.

роевая технологиямногоагентная системаколлективное поведениеинтеллектное управлениецифровой пакетпомехозащищенность радиосвязипсевдослучайный кодswarm technologymulti-agent systemcollective behaviorintelligent controldigital packageinterference immunity of radio communicationspseudorandom codeReferencesГулай А. В., Зайцев В. М. Конвергенция интеллектуальных систем. Минск: ИВЦ Минфина, 2020. 384 с.Gulai A. V., Zaitsev V. М. Convergence of intelligent systems, Minsk IVTc Minfina, 2020, 384 p. (in Russian).Giorgini P., Müller J. P., Odell J. Agent-Oriented Software Engineering IV // 4th International Workshop, AOSE 2003. Melbourne, Australia, July 15, 2003. 247 p.Giorgini P., Müller J. P., Odell J. Agent-Oriented Software Engineering, 4th International Workshop, AOSE 2003, Melbourne, Australia, July 15, 2003, 247 p.Guessoum Z., Briot J.-P., Faci N., Martin O., Guessoum Z. Towards reliable multi-agent system: An adaptive replication mechanism // Int. Journal of Cloud Computing. 2010. N. 6. P. 1—24.Guessoum Z., Briot J.-P., Faci N., Martin O. Towards reliable multi-agent system: An adaptive replication mechanism, Int. Jornal of Cloud Computing, 2010, no. 6, pp. 1—24.Hübner J. F., Boissier O., Bordini R. H. A normative programming language for multi-agent organizations // Annals of Mathematics and Artificial Intelligence. 2011. Vol. 62, N. 1. P. 27—53.Hübner J. F., Boissier O., Bordini R. H. A normativе programming language for multi-agent organizations, Annals of Mathematics and Artificial Intelligence, 2011, vol. 62, no. 1, pp. 27—53.Boissier O., Bordini R. H. et al. Dimensions in programming multi-agent Systems // Knowledge Engineering Review. 2019. Vol. 34, N. 2. P. 1—28.Boissier O., Bordini R. et al. Dimensions in programming multi-agent Systems, Knowledge Engeneering Review, 2019, 34 p.Рыбина Г. В. Современные архитектуры динамических интеллектуальных систем: проблемы интеграции и основные тенденции // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2017. № 2. C. 1—12.Rybina G. V. Modern architectures of dynamic intelligent systems: integration problems and main trends, Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol’, diagnostika, 2017, no. 2, pp. 1—12 (in Russian).Карпов В. Э. Модели социального поведения в групповой робототехнике // Управление большими системами. 2016. Вып. 59. С. 165—232.Karpov V. E. Models of social behavior in group robotics, Upravlenie bolshimi sistemami, 2016, no. 59, pp. 165—232 (in Russian).Семенов Н. А. Интеллектуальные информационные технологии. Тверь: ТвГТУ, 2016. 114 c.Semenov N. A. Intelligent information technology, Tver: TvGTU, 2016, 114 p. (in Russian).Зайцев В. М. Организация распределенной обработки данных на вычислительных комплексах АСУ // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. 1982. Вып. 10. С. 26—32.Zaitsev V. М. Organization of distributed data processing on automated control systems, Voprosy radioelektroniki. Seriya obshchetekhnicheskaya, no. 10, 1982, pp. 26—32 (in Russian).Скворцов А. В., Мирза Н. С. Алгоритмы построения и анализа триангуляции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006. 168 с.Skvorcov A. V., Mirza N. S. Algorithms for the construction and analysis of triangulation, Tomsk, Izd-vo Tom. un-ta, 2006, 168 p. (in Russian).Ерофеева В. А., Иванский Ю. В., Кияев В. И. Управление роем динамических объектов на базе мультиагентного подхода // Компьютерные инструменты в образовании. 2015. № 6. С. 34—42.Erofeeva V. A., Ivanskij U. V., Kiyaev V. I. Managing a swarm of dynamic objects based on a multi-agent approach, Komp’yuternye instrumenty v obrazovanii, 2015, no. 6, pp. 34—42 (in Russian).Воробьев В. В. Алгоритмы выбора лидера и кластеризации в статическом рое роботов // Мехатроника, автоматизация, управление.2017. Т.18, № 3. С. 166—172.Vorob’ev V. V. Algorithms for leader selection and clustering in a static swarm of robots, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2017, vol. 18, no. 3, pp. 166—172 (in Russian).Зайцев В. М. Цепная организация буферной памяти // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. 1982. Вып. 10. С. 33—40.Zaitsev V. M. Chain organization of buffer memory, Voprosy radioelektroniki. Seriya obshchetekhnicheskaya, 1982, no. 10, pp. 33—40 (in Russian).Гулай А. В., Зайцев В. М. Построение интеллектуальных систем. Минск: ИВЦ Минфина, 2022. 368 с.Gulai A. V., Zaitsev V. М. Building intelligent systems, Minsk, IVTc Minfina, 2022, 368 p. (in Russian).Макарченко С. И., Иванов М. С., Погов C. А. Помехозащищенность систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. СПб.: Свое издательство, 2013. 166 c.Makarchenko S. I., Ivanov M. S., Pogov S. A. Noise immunity of communication systems with pseudorandom adjustment of the operating frequency, SPb, Svoye izdatel’stvo, 2013, 166 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.