中图分类号：N945.12 文章标识码：A 文章编号：1007-3221(2021)07-0058-08 0 引言 抢险救灾应急保障是一项复杂的系统工程，具有多层次、非线性、非平衡有序、分散控制、自组织、自适应等特点，属于典型的复杂自适应系统(Complex Adaptive System，CAS)，很难建立拥有明确目标函数的数学模型。以Holland为代表的学者从另一个方向入手，采用计算机模型仿真的方法来研究CAS，能够反映演化过程中的组合复杂性。基于Agent的建模方法将Agent作为模型基本组成元素，构建多Agent系统，通过个体属性和行为与群体属性和行为间的反馈和校正，来研究系统的动力学特性。这种思想与CAS理论具有内在一致性，因此，基于Agent的建模方法已成为研究CAS的主要方法。但是，多Agent系统中更关注的是Agent个体的自主性能，及其小范围群体内的“涌现”特征，对各群体的中央控制及其相互间的横向联系并没有进行深入描述，需要在层次化方面进行加强。DEVS(Discrete Event System Specification)是由Zeigler等提出的一种离散事件系统形式化描述规范，它将每个子系统看作一个具有内部独立结构和输入输出接口的模块，这些模块通过连接关系组合成为更大的模块，形成规范化、层次化、模块化的描述。为此，Cao等[1]将Agent建模思想引入到DEVS中，将其扩展为一种具备智能性和协作性描述能力的离散事件系统规范Agent-DEVS，较好地实现了小规模CAS层次化建模问题。但是，随着CAS规模的增大，计算复杂度剧增，系统负载问题又凸显出来。 从不同分辨率分析和描述对象是解决上述系统负载问题的有效手段。对CAS中的实体而言，既可以建立能够抓住细节的高分辨率模型，也可以建立揭示宏观、本质属性的低分辨率模型，但要实现所有实体的高分辨率建模是不现实的[2]。以抢险救灾应急保障中的物资保障实体建模为例，可以由上至下建立计划层、调度层、操作层三个不同分辨率的模型，计划层模型根据抢险救灾指挥中心通报的受灾情况、物资保障需求和调度层模型反馈的计划执行情况，制定物资保障计划、运输计划、采购或生产计划等，空间尺度为区域，时间尺度为日、旬、月；调度层模型根据计划层模型下达的保障计划和操作层模型反馈的作业执行情况，制定局部区域物资运输方案、采购或生产方案等，以更好地完成计划设定的指标，空间尺度为逻辑单元，时间尺度为时、班、日；操作层模型根据调度层模型下达的保障方案，制定具体实施计划，进行资源调配、参数设置、设备操作等，空间尺度为物理设备，时间尺度为秒、分、时。除了实体描述的粒度不同之外，不同分辨率模型的运行效率和系统开销也各不相同。根据不同的仿真需求，建立实体的多分辨率(Multiresolution，MR)模型，并将这些模型结合起来进行协同研究，已成为CAS建模和分布式仿真发展急需解决的最为现实的问题和重大挑战之一[3]。 Hong等[4]按照解除耦合的思路，提出了一种用于系统仿真的多分辨率建模空间描述规范(Multi-Resolution Modeling Space Specification)。Zhang、李元等[5，6]先后提出了基于BOM(Based Object Model)以及BOM和FEDEP(Federation Development and Execution Process)相结合的多分辨率模型形式化描述方法。Barros[7]在DEVS的基础上开发了动态变结构DEVS(Dynamic Structure DEVS，DSDEVS)来描述由子系统构成的动态复杂系统。刘宝宏等[8]又在DSDEVS的基础上提出了多分辨率模型系的概念，并建立了一种多分辨率模型系统的描述规范MRMS(Multi-Resolution Model System Specification)。Liu等[9]还将商空间和DEVS相结合，提出了基于商空间的多分辨率建模理论QMRM(Quotient space based Multi-Resolution Modeling)，尝试从数学框架上进一步完善多分辨率建模。韩翃等[10]引入智能制造领域的Holon概念，提出了一种新的Holon多分辨率建模方法，将不同分辨率模型描述为若干具有自治性和协作性的多分辨率Holon(MRH)。但是，上述方法在构建多分辨率模型时，无法同时提供智能性和层次化描述能力。 因此，本文对Agent-DEVS规范进行再次扩展，加入多分辨率建模层级和相关元组，建立更加灵活适用的MR-Agent-DEVS建模规范，并将其应用于应急物资保障的仿真建模，以检验该方法的先进性和实用性。 1 MR-Agent-DEVS模型体系 1.1 模型组织结构 在Agent-DEVS模型体系中，一个实体被分成不同的模型，模型可以分解为若干子模型，不可再分的模型称为原子模型，其内部采用了基于Agent的建模方法，也称为Agent-DEVS原子模型[1]。由原子模型组合而成的模型称为耦合模型，原子模型之间的关系称为耦合关系，耦合模型也可以作为原子模型加入更高一级的耦合关系中去。 在MR-Agent-DEVS模型体系中，在原子模型和耦合模型之间增加了成员模型对象，即建模实体由若干成员模型耦合而成，每个成员模型则是由不同分辨率的若干原子模型所构成，其组织结构如图1所示。
