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兵棋推演人机博弈决策模型的设计与实现

作　者: 李乃金
导　师: 刘纪红
学　校: 东北大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 计算机博弈兵棋专家系统决策面向对象
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 73次
引　用: 1次
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内容摘要

在信息高速互通的今天,社会、经济、生活、国防等各种领域面临着越来越多的博弈问题,博弈论也成为近年来新的研究热门。《博弈圣经》中也说到：21世纪,应站在博弈论的前沿；最能震动人类情感的是博弈,对未来最有影响力的还是博弈。计算机博弈亦称机器博弈,属于人工智能的研究范畴。目前,计算机博弈在黑白棋、五子棋、国际象棋、中国象棋等棋类游戏中已经取得巨大成功,研究更具博弈代表性的计算机兵棋成为计算机博弈研究的新课题。本文基于计算机博弈、知识库系统和决策分析的相关技术,根据专家智能决策系统的体系结构构造了一个计算机兵棋博弈系统。系统以知识库、推理机为核心,并且使用面向对象的思想来进行知识表示和推理设计,同时构造了作战目标模型,实现了兵棋推演的局部决策。论文的主要内容如下：第一,论文提出了基于专家系统设计思想的计算机兵棋博弈程序,知识库和推理机是该系统的核心部件。这样的设计思路是结合兵棋规则的复杂性与当前兵棋还没有成熟的评估方法提出的。用专家系统的方式实现兵棋人机博弈系统,对今后决策方案评估能够起到必要预测效果。第二,论文按照产生式规则系统的构建方法,设计了小兵棋模型的以局面状态库、作战方案库和规则库构成的知识库,并详细介绍了知识库中知识的表示方式。知识库的建立是本兵棋人机博弈系统实现的基础。第三,按照一般计算机博弈程序的设计方法,本文设计了小兵棋模型的数据结构。这包括了棋盘棋子编码,作战方案编码以及着法生成的设计。其中在着法生成中,通过对兵棋推演过程分析,针对“集中优势兵力,一击致命”推演原则,提出了以作战目标为结点的作战方案链表的设计思想,是本系统决策生成的关键。第四,使用了面向对象的知识表示方法,将兵棋推演过程抽象成作战目标对象的函数。这包括了作战链的生成、机动生成,进攻值计算、防御值计算、战斗比修正、战斗结果生成和战斗结果分摊等等。这些知识表示的实现涉及大量的算法,是本系统的主要工作量。本文实现的兵棋推演人机博弈系统是针对每个回合产生的,其决策效果可以用于对某一作战方案进行重复实验来测试随机数对战斗的影响,以便更好的认识此作战方案的实际效用。本系统是对计算机兵棋博弈系统设计思路的一个有益尝试。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 计算机兵棋推演研究背景  12-14
    1.1.1 军队建设中的计算机兵棋  12-14
    1.1.2 民间的计算机兵棋  14
  1.2 兵棋推演人机博弈研究的意义  14-15
  1.3 计算机兵棋人机博弈编程的难点  15-18
    1.3.1 兵棋的复杂性  16-17
    1.3.2 兵棋特征分析  17-18
  1.4 本文的主要任务  18
  1.5 本文的组织结构  18-20
第2章相关技术概述  20-36
  2.1 计算机博弈  20-24
    2.1.1 计算机博弈的主要方法  20-21
    2.1.2 计算机博弈的主要模块及技术介绍  21-23
    2.1.3 计算机博弈编程简要分析  23-24
  2.2 知识规则与知识库  24-32
    2.2.1 数据、信息和知识  24-25
    2.2.2 知识类型  25-26
    2.2.3 知识的表示方法  26-28
    2.2.4 知识库  28-29
    2.2.5 知识库系统  29
    2.2.6 知识运用  29-32
  2.3 决策系统  32-35
    2.3.1 决策的一般概述  32-33
    2.3.2 决策的组成要素  33
    2.3.3 决策支持系统的概念和基本组成  33-34
    2.3.4 智能决策支持系统  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第3章系统总体设计  36-46
  3.1 需求分析  36-40
    3.1.1 小兵棋模型的想定  36-37
    3.1.2 兵棋推演流程  37-38
    3.1.3 系统设计原则  38-39
    3.1.4 系统功能说明  39
    3.1.5 系统基本构成  39-40
  3.2 系统总体设计  40-45
    3.2.1 接口问题  40-41
    3.2.2 小兵棋推演知识库的设计  41-43
    3.2.3 兵棋推演决策的自动生成  43
    3.2.4 系统涉及的主要模块  43-45
  3.3 本章小结  45-46
第4章数据结构和推理实现  46-66
  4.1 数据结构  46-53
    4.1.1 棋盘棋子编码  46-47
    4.1.2 棋局信息编码  47-49
    4.1.3 作战方案信息编码  49-50
    4.1.4 着法生成  50-53
  4.2 推理实现及主要算法  53-65
    4.2.1 专家样本库生成  53
    4.2.2 推理机实现  53-55
    4.2.3 随机数的产生  55
    4.2.4 作战链生成  55-57
    4.2.5 机动生成  57-58
    4.2.6 战斗生成  58-65
  4.3 本章小结  65-66
第5章实例和运行结果分析  66-70
  5.1 知识库的导入  66
  5.2 决策自动形成  66-70
第6章总结与展望  70-72
  6.1 本文总结  70
  6.2 对未来的展望  70-72
参考文献  72-76
致谢  76

兵棋推演人机博弈决策模型的设计与实现

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