基于Multi—Agent的智能演藝呈現系統

侯春海+周寶寧+周其麟

【摘 要】 基于分析演藝環境下技術裝備系統分級遞階結構，提出演藝呈現系統的集散遞階體系結構。通過引進智能Agents，建立智能演藝呈現系統MAS（Multi-Agent System）模型，并分析MAS中主體的結構模型、構造方法、通信機制和協商機制。

【關鍵詞】 演藝呈現系統；Agent；多智能體系統；集散遞階結構；集成管控；信息服務

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2016.11.006

【Abstract】In this paper， a kind of APS distributed hierarchical architecture is proposed from the hierarchical structure analysis on technical equipment system in performing environment. With the help of introducing agents， an intelligent art performance model for MAS （Multi-Agent System） is established. Analysis on MAS major structural model， construction method， communication mechanism and negotiation mechanism is conducted.

【Key Words】art performance system； Agent； multi agent system； distributed hierarchical structure； integrated management and control； information service

1 引言

在國務院積極推進“互聯網+”行動的指導意見[1]下，創新、融合、發展已成為演藝行業發展的主流，演藝行業必然走向網絡化、集成化。新技術與演藝技術的相互融合[2]將有效帶動演藝技術裝備和舞美創作的不斷升級，多媒體技術、機械控制技術、計算機科學和仿真技術等新科技將更多地集成到舞臺的設計和制作中。這些新技術和裝備在為演藝呈現注入新活力的同時，也為舞臺裝備的集成應用和監管增加了新的內涵，所以需要規范對這些異種數據的導入、信息提取、挖掘和管理。因此，演藝裝備系統技術文化部重點實驗室于2016年組織開展“異種協議集成網絡通訊接口規范”研究，旨在建立開放的演藝呈現集成系統，解決演藝呈現各子系統的融合、安全以及系統設備和演藝信息的集成管控問題，并為促進演出行業大數據應用、建立基于云平臺數據的存儲與輸出，以及基于物聯網數據采集的演藝呈現信息服務體系打下堅實的基礎。

演藝呈現系統（Art Performance System，APS）是服務于演出軸的光藝術呈現、聲藝術呈現、視覺藝術呈現、形態藝術呈現等子系統的綜合、開放、集成創意平臺的總稱，具有分布性、自治性、動態性、復雜性等技術特征。這里所說的集成，一是演藝呈現相關各個子系統實時運行環境的融合，即把各個子系統的運行環境信息采集后集中管理，進而形成演藝呈現系統的總體實時運行環境；二是各個子系統管控的演藝裝備操作維護的集成，即將各呈現子系統的控制、調節、處理、傳輸、交換和終端呈現設備集成管控，以增強現場影音和藝術創意作品呈現和現場體驗效果；三是多種演藝呈現子系統的演藝信息集中管理、維護和呈現，這些演藝信息包括聲、光、視、械等呈現子系統中的劇目（Show）、節目（Sequence）、場景（Cue）等，按照演出集中控制或協調自治控制的方式，靈活處理、集中運行監管。因此，演藝呈現系統是一個時空分布的、動態的、復雜的系統，是演藝場所管理的重要組成部分[3]。

實踐證明，傳統的監管方法和技術在復雜的演藝領域頗顯乏力。演藝行業的特點是各個子系統的自治性，在一場重要的演出中往往需要各個子系統的人為干預，以確保演出的安全運行。而智能系統由于引入專家系統、模糊邏輯、人工神經元網絡、遺傳算法等人工智能技術，在自適應、自組織和自學習功能的實現方面不單純依賴于模型，同時更加重視知識的核心作用，通過把專家的管理控制經驗轉化為系統可利用的后發式知識，或運用機器學習等手段實現知識的自動獲取，從而使其在復雜系統領域展現優勢。

Multi-Agent作為分布式人工智能DAI（Distributed Artificial Intelligent）的一門新技術[4]，已成為研究熱點，并取得重要應用成果。多智能體系統MAS（Multi-Agent System）主要用于一組自治智能主體之間智能行為的協調性研究，協調其知識、目標、技巧和規劃，聯合起來采取行動或問題求解。MAS已成功應用于復雜系統，如自動駕駛、高級機器人系統、信息檢索和高速公路等[5]。演藝呈現系統的分布性、動態性、復雜性及各個子系統的自治性與MAS的技術特征相吻合，應用MAS技術解決演藝呈現復雜集成問題完全可行，應得到業界關注。

筆者在分析演藝環境下技術裝備系統分級遞階結構的基礎上，提出演藝呈現系統的集散遞階體系結構。通過引進智能Agents，建立智能演藝呈現系統MAS模型，并對該MAS中主體的結構模型、構造方法、通信機制和協商機制進行分析。

2 演藝呈現系統集散遞階體系結構

演藝環境下的技術裝備從邏輯層次上看是典型的集散遞階結構，如圖1所示。集散遞階系統的監管邏輯采用了分組和協調的原則，通過水平（空間）分組和垂直功能分解，整個系統可分解為若干個完成獨立藝術呈現處理的子系統，同時把監管控制作用分解到不同的層次上，并輔以局部的調節、處理或控制的方式，來實現復雜的藝術呈現任務和目標。這種結構可相對有效地解決復雜系統的安全可靠性問題。因此，演藝呈現系統的體系架構采用集散遞階方式，并將其分為呈現層、管控層和設備層，具有融合、安全、便捷的特點，以吻合演藝行業應用要求，并提升以演出作為主軸的藝術呈現及創意作品的現場體驗效果。