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1、基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业运作模型研究*基金项目：十一五国家科技支撑计划重点项目（2006BAD38B04）。作者简介：刘海滨（1987-），男，河南工业大学管理学院物流管理06级本科生，研究方向：物流与供应链管理；李凤廷（1975-），男，河南工业大学管理学院讲师，研究方向：物流管理、工业工程。刘海滨；李凤廷（河南工业大学管理学院，郑州 450001）摘 要：集装箱多式联运是一种以实现货物整体运输最优效益为目的的联运组织形式。由于其具有显著的优越性，在国际贸易中发挥着越来越重要的作用。本文在阐述多Agent技术概念、特点及适用性的基础上，提出了基于多Agent技术的集装箱多
2、式联运虚拟企业结构模型，并具体阐述了集装箱多式联运虚拟企业运作流程，从而进一步优化集装箱多式联运运作模式，形成一个柔性、动态、高效的运输链，以期为多式联运组织的运作优化提供一定的理论参考。关键词：集装箱多式联运 多Agent技术 虚拟企业A Study on Operational Model of Container Multi-modal Transport Virtual Enterprise Based on Multi-Agent TechnologyLiu Haibin Li fengting（School of Management, Henan University of Te
3、chnology,Zhengzhou 450001,China）Abstract: Container Multi-modal Transport is one of Multi-modal Transport organizations that aim at realizing the best benefit of transporting cargoes. As it has remarkable advantages, container Multi-modal Transport has played an important role in international trade
4、. This article put forword the orgization model of Container Multi-modal Transport Virtual Enterprise(CMTVE) based on the conception, charactoristic and adaptance of Multi-Agent technology, then it expatiated the Operational process of CMTVE.At last,this article built a CMTVE based on Multi-Agent te
5、chnology to optimize the operational of container Multi-modal Transport, so it can become a flexible, dynamic, high efficient chain of transportation.Thus, it can offer the operation optimization of container Multi-modal Transport.a theory guide.Key Words: Container Multi-modal Transport Multi-Agent
6、 Technology Virtual Enterprise0 引言随着经济全球化的不断发展和国际间运输成本占企业国际物流总成本比重的提高，集装箱多式联运以其手续简便、责任统一、运输效率高、经济效益好、可以实现门到门运输等特点受到众多进出口商的青睐。但随着国际贸易的深入发展传统的集装箱多式联运组织暴露出柔性较差、信息化程度低、各个节点企业协同性差等缺点，严重制约了集装箱多式联运优越性进一步的发挥。关于多式联运虚拟企业的相关研究已积累了一定的研究成果。廖日卿对集装箱多式联运虚拟企业的概念和管理架构进行了探索1；唐志英等提出了多式联运虚拟企业的4种运作模式：提供综合运输业务、面向行业产品、面向设备
7、/产品展会和面向跨国公司2；马彩雯、孙光圻阐述了国际多式联运虚拟企业的概念，并从宏观上设计了基于多Agent技术的多式联运虚拟企业的结构模式、管理框架和信息集成框框架3-4。这些研究为多式联运虚拟企业的概念和运作奠定了基础，但对更为具体的运作流程和管理未进行详细阐述。基于此，本文运用多Agent技术研究如何具体优化集装箱多式联运的运作流程、降低集装箱多式联运成本，提高整个运输过程的物流管理和物流作业水平，从而实现整个虚拟企业上各个节点企业的效益最大化。1 多Agent技术与虚拟企业概述1.1 多Agent技术在计算机领域，Agent可以认为是被授权的“个人软件助理”，是一个由信念、能力、选择、
8、意图等心智部件组成其状态，并能在分布系统或协作系统中持续自主地发挥作用的计算实体，简称为智能体。Agent具有感知能力、问题求解能力和与外界进行通信的能力，并具有自治性、交互性、协作性、适应性等特点。多Agent系统（Multi-Agent System，缩写为MAS)则是一组自治Agent通过协调完成某些任务或达到某些目标而构成的系统3,5。与传统的计算机集成制造系统相比，MAS具有超强的柔性，并且易于实现模块化、封装化、协同化和动态化。整个系统的性能不是事先计划设定好的，而是通过智能体根据外界环境的不同以动态关系表现出来，因而在分布式人工智能领域成为研究热点。1.2 虚拟企业1.2.1 虚
9、拟企业概念美国的NIIIP计划6是当今最重要的虚拟企业研究计划，它给出的虚拟企业(Virtual Enterprise，VE)定义为：虚拟企业是一个临时性的企业联盟，其目的是分担成本、共享技术、把握快速变化的市场机遇。然而，虚拟企业目前还未形成一个完全统一的定义，但对虚拟企业的本质的认识却基本相同。即虚拟企业（Virtual Enterprise，缩写为VE）是一种由独立企业所组成的临时性企业联盟，它突破单个企业资源与能力的局限，对不同地区、行业、组织的资源和能力进行整合，将不同企业的核心能力聚合在一起，以开放的动态联盟方式共同致力于顾客需求的满足，通过共担成本和风险、共享能力来提供某种市场需
10、要的产品或服务1。1.2.2 虚拟企业典型运作模式当运输市场出现需求时，核心企业(最先抓住机遇并拥有主要核心资源的企业)发现此机遇但本身只能提供一部分完成该任务的资源，于是便通过与其他协作企业合作，这些伙伴拥有虚拟企业所需要的不同核心资源，它们与核心企业共同提供完成该任务的全部核心资源，进而驱动基于此市场机遇的价值链以满足市场需求。从而使企业获得收益。其典型运作模式如图12所示。市场机遇核心企业协作企业协作企业协作企业协作企业协作企业产品价值链图1 虚拟企业典型运作模式示意图2 多Agent技术和虚拟企业模式应用于集装箱多式联运的分析由集装箱多式联运定义可知，集装箱多式联运系统实质是一个动态系
11、统，由一个多式联运经营人与各分运承运人通过多式联运合同相互协调，共担风险，共享收益来完成运输任务，其中多式联营经营人对全程运输负总的责任。而虚拟企业正是一种由独立企业所组成的临时性的，风险共担、利益共享的企业联盟。因此，其运作模式与虚拟企业内涵一致。同时，由于多智能体具有动态性、交互性、协同性等特点，可以优化集装箱多式联运各虚拟企业成员之间的关系，共同协作完成运输任务。不仅仅是各成员企业所提供资源的简单综合，而是通过对各个智能体中资源的动态管理和优化利用，真正实现各虚拟企业成员之间既相互独立，又相互协同，最终使虚拟企业整体效益远大于局部效益之和的动态联盟企业。其中，智能体代表虚拟企业上各个集装
12、箱多式联运经营人企业或分运承运人企业，而整个集装箱多式联运系统则是一个多智能体系统。集装箱多式联运经营人企业为虚拟企业的核心企业，分运承运人企业为伙伴企业。相互协同，共同运作，实现单个智能体无法完成的任务，达到以最小的成本不仅获取虚拟企业整体利益最大化，而且使各个节点企业均获得满意的收益，真正实现整个运输链的“共赢”。3 多式联运虚拟企业系统架构3.1 基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业结构模型虚拟企业的基本组织模式有星形模式、平行模式、联邦模式7。其中联邦模式组织灵活，有利于不同伙伴之间的指挥和协调，是一种比较理想的虚拟企业组织模式，因此在构建集装箱多式联运虚拟企业时采用此种组织模
13、式。基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业结构模型如图2所示，其中，多式联运经营人Agent 1为虚拟企业的核心企业，分运承运人Agent i (i=2n)为虚拟企业伙伴企业。当多式联运经营人Agent 1发现市场需求时，需要对机遇进行分析和评估，并确定实现机遇所需的核心能力。同时多式联运经营人应对自身的核心能力进行识别和评估，当发现自己不具备把握和完成该机遇的完全能力，即自身只能提供完成该任务的主要核心资源时，则需要采取虚拟企业的运作模式并积极组织核心团队。市场需求多式联运经营人Agent 1 虚拟企业核心企业虚拟企业伙伴分运承运人Agent 2核心资源2核心资源3核心资源n基于多Ag
14、ent技术的虚拟企业伙伴协调选择核心资源主要核心资源1满足需求的全部核心资源.分运承运人Agent n分运承运人Agent 3系统数据库确定虚拟企业目标核心团队所需核心能力协商图2 基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业结构模型多式联运经营人Agent1便向分运承运人Agenti (i=2n)发出请求，由于多Agent系统具有动态开放性，每个虚拟企业伙伴均可通过自己内部的Agent系统权衡分析是否加入此次任务。若加入，则参与基于多Agent技术的虚拟企业伙伴协调选择过程(选择过程应遵循核心能力原则、总成本核算原则、敏捷性原则及风险最小化原则7)，通过对系统数据库中虚拟企业伙伴的资源信息的
15、提取，Agent系统对虚拟企业伙伴进行选择与优化，当满足完成任务所必备的各项核心资源均至少可以由一个Agent提供时，进行协商。通过对具体细节的反复协调直至使Multi-Agent中参与此项任务的各个Agent均达到满意的状态时，协商结束。得到完成该项任务的核心资源，加上核心企业提供的资源，产生具有核心资源的虚拟企业核心团队。通过核心团队提供的满足市场需求的全部核心资源该任务可以顺利进行。3.2 基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业运作模型基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业运作模型如图3所示。其中Agent i (i=1n)表示虚拟企业中的第i个企业，Agent ni表示虚拟
16、企业中第n个企业的第i种Agent。模型中各个Agent i 均为混合型智能体，具有较强的灵活性和快速响应性8。本模型通过运用KQML这种Agent的通信语言，使各个Agent之间通过自身的通信模块借助KQML的通信服务器(Facilitator) 9进行通信。其运作步骤如下：感知 Agent 16学习和进化Agent 14执行 Agent 11通信 Agent 15决策 Agent 12知识 Agent 13分运承运人Agent 2分运承运人Agent 3分运承运人Agent n执行 Agent21决策 Agent22学习和进化Agent 24通信 Agent25感知 Agent26执行 A
17、gent31决策 Agent32学习和进化Agent34知识 Agent33通信 Agent35感知 Agent 36执行 Agent n1决策 Agentn2学习和进化Agentn4通信 Agent n5感知 Agentn6.系统数据库多式联运经营人Agent 1执行AgentFacilitator支持支持知识 Agent 23知识 Agent n3反馈反馈图3 基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业运作模型（1）当Agent1的感知Agent12发现市场需求时，感知Agent12 通过对机遇进行分析和评估，并确定实现机遇所需的核心能力，将完成该机遇所需的全部核心资源进行细分，把自己所
18、不能提供的若干个核心资源通过通信Agent14借助KQML通讯语言交给通信服务器(Facilitator)。Facilitator与各智能体的通信Agent相连，同时与系统数据库相连获得数据支持（Facilitator的主要任务是把搜索信息的Agent与提供信息的Agent联系起来）。（2）Facilitator把信息传递给各虚拟企业伙伴的通信Agent，各企业通信Agent将信息交给本企业决策Agent，决策Agent通过本地知识Agent获得决策支持，权衡分析是否加入此次任务，如果参加则把自身所能提供核心资源的信息通过通信Agent传递到Facilitator。当满足任务所需的核心资源中存
19、在一项或多项虚拟企业所有的伙伴企业均无法提供时，或运作成本远高出规定的限制产生较大风险时，Facilitator则启动与多式联运经营人Agent1的通信，多式联运经营人将放弃此机遇。若当满足任务所需的第i种核心资源有n(n1)个潜在的承运人Agent可以提供时，Facilitator则根据已有信息进行信息传递，并经过Agent 1 与Agent i (i=2n)的多阶段协商，最后由Agent 1确定执行方案。（3）Facilitator将结果通过Agent1Agent n 的通信Agent传递到各自企业的Agent，未选中的Agent3（此分析假设只选中Agent2和Agent n），则启动学
20、习和进化Agent33，通过Facilitator的反馈信息，对此次任务的失败进行学习和进化，不断提高自身的能力，更好地提高自身整体竞争力。（4）被选中的Agent2和Agent n则通过其执行Agent21、Agentn1，与执行Agent11一起组成执行Agent。执行Agent通过系统数据库的支持，以满足机遇的全部核心资源高效完成运输任务。（5）完成任务后，执行Agent所完成的任务中的经验和不足通过通信Agent传递给参与任务的Agent1，Agent2，Agent n 各自的学习和进化Agent，通过学习，积累经验，促进自身Agent的不断进步，进而提高本虚拟企业，Multi-Age
21、nt的竞争力。4 结论本文通过建立一个基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业，对集装箱多式联运运作模式进行优化，使整个系统对市场机遇具有动态的快速响应机制和高效的处理机制。基于多Agent技术的集装箱多式联运虚拟企业运作模型的具体运作流程，可以被集装箱多式联运组织所采用，使其优越性得到质的发挥，为我国集装箱多式联运的发展起到巨大的促进作用。参考文献1 廖日卿.集装箱多式联运虚拟企业构建初探J.港口装卸,2006,(01):37-402 唐志英,周德苏,王仕川.基于多式联运的虚拟企业模式研究J.现代物流.2008(01):75-773 马彩雯,孙光圻.基于多Agent的国际多式联运“虚拟企
22、业”信息集成框架J.大连海事大学学报, 2006,(05):71-744 马彩雯.多式联运的虚拟企业运作模式研究D.大连海事大学博士学位论文,2007.10:81-1195 L IU J K, ER L J. Overview of application of multi-agent technology J. Kongzhi yu Juece/ Control and Decision, 2001 (2): 133-1406 NIIIP. NIIIP Reference Architecture Book 0: Introduction to NIIIP Concepts EB/OL. N
23、IIIP INC. http:/www.niiip.org.19997 陈剑,冯蔚东.虚拟企业构建与管理M.清华大学出版社,2002.8 江资斌,高阳.基于多智能体的虚拟企业协同生产计划模型J.武汉理工大学学报. 2008(02):105-1069 贲可荣,张彦铎.人工智能M.清华大学出版社,2006Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from t
24、ornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moo
25、n and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the s
26、tars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lu
27、cas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I
28、 watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission was created for me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for takin
29、g a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However, it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the pa
30、rtially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disa
31、ppointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important ro
32、le in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives
33、. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence
34、.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bot
35、tom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach t
36、he speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be enough to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization para
37、chute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will h
38、ave a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters
39、).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.
