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Reunión DAMMAD

Reunión DAMMAD. Diseño y Aplicación de Modelos Multiagente para Ayuda a la Decisión. Arquitectura Software (Demostrador Bilbao). Grupo de Inteligencia Artificial Dpto. de Ciencias Experimentales e Ingeniería Universidad Rey Juan Carlos. Arquitectura de referencia.

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  1. Reunión DAMMAD Diseño y Aplicación de Modelos Multiagente para Ayuda a la Decisión Arquitectura Software(Demostrador Bilbao) Grupo de Inteligencia Artificial Dpto. de Ciencias Experimentales e Ingeniería Universidad Rey Juan Carlos DAMMAD

  2. Arquitectura de referencia DAMMAD

  3. Arquitectura Conceptual del prototipo DAMMAD

  4. Arquitectura Conceptual del prototipo DAMMAD

  5. Arquitectura Conceptual del prototipo DAMMAD

  6. Software SKADS • Sobre plataforma (FIPA) de agentes JADE • Agentes programados en JAVA • Bases de Conocimiento • Patrones (KSM) -> integración de KSM • Jess • Formatos de Ontologías • KSM • Jess • JADE DAMMAD

  7. Integración de KSM • Las primitivas se encapsulan en agentes JADE • Integración de C++ y JAVA (JNI) • Envoltorio de agente • Las Bases de Conocimiento y Vocabularios Conceptuales se mantienen internos a cada agente, pero “ocultos” a la plataforma JADE. • En la ontología JADE (para la comunicación entre agentes) sí se definen los tipos de datos de KSM • Comunicación mediante ACL y protocolos FIPA DAMMAD

  8. Primitivas KSM • Programadas en C++ (Marcos, Reglas, ...) • Métodos principales • Cargar Base de Conocimiento • Ejecutar una Tarea • una misma primitiva puede propocionar varias tareas • se pasan entradas + parámetros y devuelve salidas + estado de control • Tipos de datos intercambiados en KSM: • Booleanos, enteros, reales, símbolos, listas, hechos discretos, ... • ArgBool, ArgInt, ArgReal, ArgSymbol, ArgList, ArgDiscreteFact, ... DAMMAD

  9. Agentificación de KSM Agente 1 Agente 2 Agente 3 DAMMAD

  10. Protocolos de Comunicación • Cargar BC • Protocolo: FIPA-Request • Request con acción “Cargar BC” con fichero de BC y VC • Si se carga sin errores => inform-done • Si algún problema => failure/not-understood DAMMAD

  11. Protocolos de Comunicación • Ejecutar Tarea • Protocolo: FIPA-Query • Query-ref preguntando por valor del resultado de ejecutar una tarea • Las entradas se admiten en formato de datos y en modo string • Si no hay errores => inform con el resultado + estado control • Si algún problema => failure/not-understood DAMMAD

  12. Arquitectura Software del Prototipo DAMMAD

  13. Ontologías • Ontologías de KSM • Vocabularios conceptuales (Concel) para BCs • Tipos de datos de las primitivas • Ontologías de JADE • La utilizada en la interacción entre agentes • Ontologías de Jess • Problemas resueltos • Conversión de ontología JADE a tipos de datos KSM (C++) y viceversa • Conversión de ontología JADE a hechos JESS y viceversa • BCs de KSM y JESS comparten ontología: traducción de Concel (KSM) a JESS DAMMAD

  14. Arquitectura Software del Prototipo DAMMAD

  15. DA • Informa de datos de sensores • Protocolo FIPA-Query-ref • Lee de fichero cada 5’ con formato (deffacts sensores (sensor(id "301001")(velocidad 74)(ocupacion 14.6)(saturacion 14.53)(vehiculos 87)) (sensor(id "301002")(velocidad 80)(ocupacion 10.7)(saturacion 11.59)(vehiculos 77)) (sensor(id "301003")(velocidad 75)(ocupacion 6.3)(saturacion 6.31)(vehiculos 38)) ...) • Posible conexión con simulador • JADE corriendo en LABEIN con DA subscrito a la plataforma de Madrid • El simulador deja los ficheros en un directorio • El DA con acceso a ese directorio DAMMAD

  16. PDAs • BCs • Abstracción (cálculo exceso, demanda) (JESS) • En dos ficheros: uno genérico y uno de dominio (rangos veloc,...) • Identificación de problemas (Marcos KSM) • Cálculo de gravedad (JESS) • Cálculo estado general (JESS) • Protocolos • FIPA-Subscribe: “inform” al CA cada vez que detecta un problema • FIPA- Query-Ref: al DA para pedirle los datos de los sensores • FIPA- Query-Ref: para informar al CA sobre estado general DAMMAD

  17. PDAs • Ejecución • Se piden datos de los sensores (query-ref al DA) • Abstraer las medidas (BC Abstracción) • Obtener lista de problemas (BC Problemas) • Para cada problema (patrón), calcular su gravedad (BC Gravedad) • Seleccionar el problema más grave • Calcular el estado general del área (BC Estado general) y guardarlo para cuando se solicite • Informar a CA subscrito la información sobre el problema DAMMAD

  18. CAs • Se subscribe a los PDAs • BCs • Comunicación (Marcos KSM) • Propuestas de señalización (Marcos KSM) • Detección de Conflictos (Marcos KSM) • Resolución de conflictos (JESS): dos ficheros • Protocolos • FIPA- Subscribe: a los PDAs para que informen de problemas detectados • FIPA- Query-Ref: a los PDAs para preguntar el estado general • FIPA- Inform: para intercambio de propuesta local con otros CAs DAMMAD

  19. CAs • Cuando se recibe “inform” de un problema • Guardarlo • Obtener los PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • Solicitar el “estado general” a esos agentes • Cada cierto tiempo (10’) se aplica lo siguiente: • Para cada problema, calcular propuestas de señalización (BC Propuestas) • Calcular propuesta LOCAL sin conflictos (BC Resolución Conflictos) • Obtener CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • Intercambiar con esos CAs la propuesta local • Modificar propuesta local para evitar conflictos (BC Resolución Conflictos) DAMMAD

  20. UIA • En desarrollo ... • Muestra los problemas detectados en las distintas áreas • Se subscribe a detección de problemas de todos los PDAs • Muestra propuestas de señalización de cada agente • Se subscribe a propuestas de señalización de los CAs DAMMAD

  21. Ejemplo de interacción entre agentes • PDA pide datos de sensores a DA • PDA detecta problema e informa a su CA (y UIA) • Pide a KSM detectar problemas • KSM devuelve lista de problemas • CA solicita el estado general a PDAs • Pide a KSM obtener la lista de PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • CA intercambia propuesta local • Calcular propuestas de control (BC Propuestas) • Pide a KSM los CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • CA envía propuesta a UIA DAMMAD

  22. Interacción entre agentes • PDA pide datos de sensores a DA • PDA detecta problema e informa a su CA (y UIA) • Pide a KSM detectar problemas • KSM devuelve lista de problemas • CA solicita el estado general a PDAs • Pide a KSM obtener la lista de PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • CA intercambia propuesta local • Calcular propuestas de control (BC Propuestas) • Pide a KSM los CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • CA envía propuesta a UIA DAMMAD

  23. PDA06 pide datos de sensores a DA (deffacts sensores (sensor(id "301001")(velocidad 74)(ocupacion 14.6)(saturacion 14.53)(vehiculos 87)) (sensor(id "301002")(velocidad 80)(ocupacion 10.7)(saturacion 11.59)(vehiculos 77)) (sensor(id "301003")(velocidad 75)(ocupacion 6.3)(saturacion 6.31)(vehiculos 38)) (sensor(id "301004")(velocidad 70)(ocupacion 15.3)(saturacion 15.96)(vehiculos 91)) (sensor(id "301005")(velocidad 74)(ocupacion 13.8)(saturacion 14.73)(vehiculos 88)) (sensor(id "301007")(velocidad 57)(ocupacion 14.6)(saturacion 13.84)(vehiculos 30)) (sensor(id "301008")(velocidad 54)(ocupacion 5.9)(saturacion 5.72)(vehiculos 52)) (sensor(id "301011")(velocidad 71)(ocupacion 12.8)(saturacion 12.81)(vehiculos 75)) ... ) DAMMAD

  24. Interacción entre agentes • PDA pide datos de sensores a DA • PDA detecta problema e informa a su CA (y UIA) • Pide a KSM detectar problemas • KSM devuelve lista de problemas • CA solicita el estado general a PDAs • Pide a KSM obtener la lista de PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • CA intercambia propuesta local • Calcular propuestas de control (BC Propuestas) • Pide a KSM los CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • CA envía propuesta a UIA DAMMAD

  25. PDA06 pide a KSM06 detectar problemas [d-fact('Rontegi tras Erandio','saturacion','alta'), d-fact('Rontegi tras Erandio','ocupacion','alta'), d-fact('Rontegi tras Erandio','velocidad','alta'), d-fact('Rontegi antes Barakaldo','saturacion','alta'), d-fact('Rontegi antes Barakaldo','ocupacion','alta'), d-fact('Rontegi antes Barakaldo','velocidad','alta'), d-fact('Rontegi tras Barakaldo','saturacion','alta'), d-fact('Rontegi tras Barakaldo','ocupacion','alta'), d-fact('Rontegi tras Barakaldo','velocidad','alta'), d-fact('Salida a Barakaldo','saturacion','alta'), d-fact('Salida a Barakaldo','ocupacion','alta'), d-fact('Salida a Barakaldo','velocidad','alta')] DAMMAD

  26. KSM06 devuelve lista de problemas [[d-fact('Rontegi_tras_Barakaldo','localizacion','Rontegi tras Barakaldo'), d-fact('Rontegi_tras_Barakaldo','estado','desbordamiento'), d-fact('Rontegi_tras_Barakaldo','categoria','problema'), d-fact('Rontegi sentido Cruces','estado','con problemas')], [d-fact('Rontegi_antes_Barakaldo','localizacion','Rontegi antes Barakaldo'), d-fact('Rontegi_antes_Barakaldo','categoria','problema'), d-fact('Rontegi_antes_Barakaldo','estado','desbordamiento'), d-fact('Rontegi sentido Cruces','estado','con problemas')], [d-fact('Rontegi_tras_Barakaldo','localizacion','Rontegi tras Barakaldo'), d-fact('Rontegi_tras_Barakaldo','estado','desbordamiento'), d-fact('Rontegi_tras_Barakaldo','categoria','problema'), d-fact('Rontegi sentido Cruces','estado','con problemas')], [d-fact('Rontegi_tras_Erandio','localizacion','Rontegi tras Erandio'), d-fact('Rontegi_tras_Erandio','estado','desbordamiento'), d-fact('Rontegi_tras_Erandio','categoria','problema'), d-fact('Rontegi sentido Cruces','estado','con problemas')]] P1 P2 P3 P4 DAMMAD

  27. PDA06 informa a su CA (Atena) [d-fact('Rontegi_tras_Erandio','localizacion','Rontegi tras Erandio'), d-fact('Rontegi_tras_Erandio','estado','desbordamiento'), d-fact('Rontegi_tras_Erandio','categoria','problema'), d-fact('Rontegi sentido Cruces','estado','con problemas'), d-fact('Rontegi sentido Cruces','gravedad','media')] DAMMAD

  28. Interacción entre agentes • PDA pide datos de sensores a DA • PDA detecta problema e informa a su CA (y UIA) • Pide a KSM detectar problemas • KSM devuelve lista de problemas • CA solicita el estado general a PDAs • Pide a KSM obtener la lista de PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • CA intercambia propuesta local • Calcular propuestas de control (BC Propuestas) • Pide a KSM los CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • CA envía propuesta a UIA DAMMAD

  29. Atena pide PDAs con los que comunicarse • Query-ref a KSMComunicaciónAtena d-fact('Rontegi_antes_Barakaldo','localizacion','Rontegi antes Barakaldo') d-fact('Rontegi_antes_Barakaldo','categoria','problema') d-fact('Rontegi_antes_Barakaldo','estado','desbordamiento') d-fact('Rontegi sentido Cruces','estado','con problemas') d-fact('Rontegi sentido Cruces','gravedad','media') Respuesta de KSMComunicaciónAtena [d-fact('PDA02','comunicacion',si), d-fact('PDA12','comunicacion',si)] DAMMAD

  30. Atena solicita el estado general a PDAs • PDA02 d-fact('Avanzada sentido Entrada','estado_general','medio') • PDA12 d-fact('Eje Norte sentido Bilbao','estado_general','libre') DAMMAD

  31. Interacción entre agentes • PDA pide datos de sensores a DA • PDA detecta problema e informa a su CA (y UIA) • Pide a KSM detectar problemas • KSM devuelve lista de problemas • CA solicita el estado general a PDAs • Pide a KSM obtener la lista de PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • CA intercambia propuesta local • Calcular propuestas de control (BC Propuestas) • Pide a KSM los CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • CA envía propuesta a UIA DAMMAD

  32. KSMAtena da propuestas de señalización [[d-fact('Rontegi sentido Cruces','disminucion de trafico',27), d-fact('panel Tuneles Avanzada','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN EJE NORTE'), d-fact('panel Sondika','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO‘), d-fact('panel Artaza','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO'), d-fact('zona critica','problem area','Rontegi sentido Cruces'), d-fact('Eje Norte sentido Bilbao','aumento de trafico',8), d-fact('Lamiako sentido A8','aumento de trafico',19)], [d-fact('Rontegi sentido Cruces','disminucion de trafico',23), d-fact('Eje Norte sentido Bilbao','aumento de trafico',7), d-fact('panel Tuneles Avanzada','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN EJE NORTE'), d-fact('panel Artaza','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO'), d-fact('panel Sondika','estado','apagado'), d-fact('zona critica','problem area','Rontegi sentido Cruces'), d-fact('Lamiako sentido A8','aumento de trafico',16)], [d-fact('Rontegi sentido Cruces','disminucion de trafico',8), d-fact('Eje Norte sentido Bilbao','aumento de trafico',8), d-fact('panel Tuneles Avanzada','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN EJE NORTE'), d-fact('panel Artaza','estado','apagado'), d-fact('panel Sondika','estado','apagado'), d-fact('zona critica','problem area','Rontegi sentido Cruces')] .... ] DAMMAD

  33. KSMConflictos da CAs que comparten paneles • Entrada [d-fact('panel Tuneles Avanzada','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN EJE NORTE'), d-fact('panel Sondika','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO'), d-fact('panel Artaza','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO')] Respuesta [d-fact('Briseide',conflicto,si), d-fact('Demetra',conflicto,si), d-fact('Elena',conflicto,si), d-fact('Atena',conflicto,si)] DAMMAD

  34. Atena intercambia propuesta local • Atena envía propuesta local a Demetra [d-fact('panel Tuneles Avanzada','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN EJE NORTE'), d-fact('panel Sondika','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO'), d-fact('panel Artaza','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO')] Demetra envía propuesta local a Atena [d_fact('panel Tuneles Avanzada','estado','PROBLEMAS EN EJE NORTE'), d_fact('panel Santurtzi','estado','PROBLEMAS EN EJE NORTE COJAN SOLUCION SUR PARA ACCEDER A BILBAO')] DAMMAD

  35. Interacción entre agentes • PDA pide datos de sensores a DA • PDA detecta problema e informa a su CA (y UIA) • Pide a KSM detectar problemas • KSM devuelve lista de problemas • CA solicita el estado general a PDAs • Pide a KSM obtener la lista de PDAs con los que comunicarse (BC Comunicación) • CA intercambia propuesta local • Calcular propuestas de control (BC Propuestas) • Pide a KSM los CAs con los que comparte paneles (BC Conflictos) • CA envía propuesta a UIA DAMMAD

  36. Atena envía propuesta revisada a UIA [d-fact('panel Sondika','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO'), d-fact('panel Artaza','estado','PROBLEMAS EN RONTEGI DIRECCION CRUCES COJAN SUBFLUVIAL LAMIAKO')] DAMMAD

  37. Reunión DAMMAD Diseño y Aplicación de Modelos Multiagente para Ayuda a la Decisión Arquitectura Software(Demostrador Bilbao) Grupo de Inteligencia Artificial Dpto. de Ciencias Experimentales e Ingeniería Universidad Rey Juan Carlos DAMMAD

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