Systèmes multi--agents holoniques : de l'analyse à l'implantation : méta-modèle, méthodologie, et simulation multi-niveaux

par Nicolas A. Gaud

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Abder Koukam.

Soutenue en 2007

à Besançon en cotutelle avec Belfort-Montbéliard .


  • Résumé

    Cette thèse propose un guide méthodologique pour l'analyse, la conception, l'implantation et la simulation des Systèmes Multi-Agents Holoniques (SMAH). Ce type de système repose sur une structure hiérarchique auto-similaire, une structure gigogne où les agents sont composés d'agents. La brique de construction de tels systèmes est nommée Holon. Un holon est une entité qui, selon le niveau d'observation, peut être vu, soit comme une partie composante d'un élément de niveau supérieur, soit comme un tout composé d'autres holons. Les SMAH sont utilisés pour analyser les systèmes considérés comme complexes. Ces derniers exhibent généralement une structure hiérarchique où le système est composé de sous--systèmes qui, à leur tour, ont leurs propres sous-systèmes. L'approche adoptée dans cette thèse consiste à exploiter la nature intrinsèquement hiérarchique des systèmes complexes pour les analyser et les modéliser. Afin de concevoir des modèles modulaires et réutilisables, une approche organisationnelle est adoptée. Le principe de l'analyse repose sur l'identification d'une hiérarchie d'organisations, dont le comportement globale est en mesure de représenter le système selon une certaine perspective. Les comportements du système sont récursivement décomposés en un ensemble de sous-comportements en interaction, chacun d'entre eux étant à son tour décomposé jusqu'à atteindre un niveau où les comportements correspondants peuvent être considérés comme élémentaires. A un niveau donné, le comportement composé est représenté par une organisation, et les sous-comportements associés par des rôles. Cette hiérarchie d'organisations est ensuite projetée sur une holarchie (hiérarchie de holons) en charge de lui donner vie et d'exécuter les comportements qui la composent. En sus de la modélisation des systèmes complexes, cette thèse aborde également les problématiques liées à leur simulation. Simuler précisément de tels systèmes requiert généralement d'importantes ressources de calcul. La simulation multi-niveaux permet d'obtenir un compromis entre la précision de la simulation et les ressources de calcul disponibles. L'approche défendue dans ce manuscrit exploite les propriétés des SMAH pour concevoir un modèle de simulation multi-agents multi-niveaux, lequel est ensuite appliquée à la simulation de piétons en environnements urbains visuels.

  • Titre traduit

    Holonic Multi-Agent Systems : from the analysis to the implementation : metamodel, methodology an multilevel simulation


  • Résumé

    The work, presented in this PhD thesis, is concerned with the study of complex systems and aims at provinding a full set of abstractions and the associated methodological guidelines for the analysis, design, implementation and simulation of Holonic MultiAgent Systems (HMAS). HMAS offers a promising software engineering approach for developing complex open software systems. This kind of systems consists in self-similar structures called holons. A set of holons maybe seen, depending on the level of observation, as a unique entity or as a group of holons in interaction. A complex system is made up of a large number of parts that have many interactions. In such systems, the behavior of the whole cannot be directly understood only by knowing the behavior of the parts and their interactions. Complex systems often exhibit a hierarchical structure. The foundation of this thesis consist in exploiting the intrinsic hierarchical structure of complex systems toa analyse and decompose them. In order to conceive modular and reusable models, an organizational approacg is adopted. The principle of the analysis is based on the identification of a hierarchy of organizations, which the global behavior may represent the system under the chosen perspective. The behaviors of the system are recursively decomposed into a set on interacting sub-behaviors, each of these latter being in turn decomposed until we reach some lowest level of elementary sub-behaviors. At a given level, the composed behavior is modeled unsing an organization, and the associated sub-behaviors using roles. The hierarchical organization structure is then mapped to holarchy (hierarchy of holons) in charge of its execution. The concepts presented are then used to study the issues related to the multilevel multiagent simulation. The resulting model is finally applied th the pedestrians simulation in virtual environment.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (253 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [235]-253

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2007.8.B
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 07 GAU
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