协作的基本概念

1. 协作行为

协作指主体之间互相配合一起工作。

根据主体之间目标的关系以及协同的程度，可将协作分为如下5种类型：

（1） 完全协同型：系统中的智能主体都围绕一个共同的全局目标，各主体没有自己的局部目标，所有主体全力以赴地协作。

（2） 协同型：系统中的智能主体具有一个共同的全局目标，同时各主体还有与全局目标一致的局部目标。

（3） 自私型：系统中不存在共同的全局目标，各主体都为自己的局部目标工作，且目标之间可能存在冲突。

（4） 完全自私型：系统中不存在共同的全局目标，各主体都为自己的局部目标工作，并且不考虑任何协作行为。

（5） 协同与自私共存型：系统中既存在一些共同的全局目标，某些主体也可能还具有与全局目标无直接联系的局部目标。

协作行为还可分为有组织地协作和自发地协作。有组织地协作是指组织中的成员依据组织结构和组织制度相互协作完成组织目标，这类系统通常是协同型或完全协同型；自发地协作是指主体根据自己的目标、当前状态和长远利益寻求协作者，形成协作关系，协作对参与者都有利，这类系统通常是自私型的。

MAS中的每一主体可通过如下的附加费用公式对是否协作做出效用分析：







：协作的总附加费用



：协作的通信费用



：决策费用



：同步费用

协作的效用

：









：合作成功的效用



：合作失败的效用



：合作成功的收益



：合作成功的概率

主体合作与不合作的效用差





：主体采用不合作策略的效用

由此可见，一个主体参与合作的条件是



促进协作从而提高系统性能的方法：

（1） 减少



（2） 增大



（3） 减少



2. 协调

协调（Coordination）是指主体对自己的局部行为进行推理，并估计其他主体的行为，以保证协作行为以连贯的方式进行的一个过程。协调中的两个最基本的成分是“有限资源分配”和“中间结果通信”。

Mintzberg考虑了三个基本的协调过程：

（1） 相互调整（Mutual Adjustment）是最简单的协调形式。它发生在两个或多个主体同意共享资源以获得某个共同目标。主体通常需要交换许多信息，并能根据其他主体的行为不断调整自己的行为。在相互调整的协调方式中，没有主体具有优先权，且决策是一个联合实现的过程。同等主体群体和市场机制中的协调通常都是相互调整类的协调。

（2） 直接管理（Direct Supervision）发生在两个或多个主体之间一个主体对其他主体具有控制权关系的情况下。这种优先权关系通常是通过相互调整而建立。在这种协调方式中，管理者控制下属对共享资源的使用，并且可能对它们的行为做出某些规定。

（3） 标准化（Standardization）是常用的协调方式。在某些情况下，管理者通过标准化进行协调，即建立下属在一些情景下必须遵循的标准过程。公司中的操作规程以及计算机程序都是标准化协调的例子。

许多组织的实现是将相互调整、直接管理和标准化三种协调方法混合在一起，Malone支出评价一个协调方法的一般标准为：灵活性和效率。

3. 协同与协商

协同（Cooperation）是指多个主体围绕一个共同目标而相互作用的协作过程。

Durfee提出多主体协同的四个基本目标：

通过并行性提高任务完成率；
通过共享资源（信息、专家知识、物理设备等）扩展完成任务的范围；
通过任务的重复分配增加任务完成的可能性；
通过避免有害相互作用降低任务之间的干扰。

可用“协同度（Degree of Cooperation）”定性刻画主体之间协同的程度，范围可从“完全协同”到“敌对”。

协商（Negotiation）是通过结构化地交换相关信息而改进有关共同观点或共同计划的过程，也即协商是协作双方为达成共识而减少不一致性或不确定性的过程。

4. 模型化其他主体

具有关于其他主体的知识或模型化其他主体是主体实现协作问题求解的基础。主体模型的典型组成部分是承约、技能、资源、信念、计划和组织知识等。

5. 全局连贯性

全局连贯性（Global Coherence，简称“连贯性”）主要用于讨论MAS的整体性质。它是指多主体系统作为一个整体如何协调行动，使全局目标求解过程中各项性能指标更合理。这些性能指标包括求解能力、效率、解质量、协作行为的可描述性、性能平滑衰减等。

完全连贯性的获得只有当每一个节点都具有关于所有节点求解活动和意图的完整而精确的观点才能保证。

解决多主体系统连贯性的基本方法之一是消解协作中的冲突。协商是消除冲突的重要手段之一。此外还包括下述方法：

（1） 假设覆盖方法。

（2） 证据推理及辩论。

（3） 放宽约束。

（4） 社会规范。

参考文献：

[1] 姚莉, 张维明等. 智能协作信息技术. 北京: 电子工业出版社, 2002, 4