基于Multi—Agent的智能演艺呈现系统

侯春海+周宝宁+周其麟

【摘 要】 基于分析演艺环境下技术装备系统分级递阶结构，提出演艺呈现系统的集散递阶体系结构。通过引进智能Agents，建立智能演艺呈现系统MAS（Multi-Agent System）模型，并分析MAS中主体的结构模型、构造方法、通信机制和协商机制。

【关键词】 演艺呈现系统；Agent；多智能体系统；集散递阶结构；集成管控；信息服务

文章编号： 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

在国务院积极推进“互联网+”行动的指导意见[1]下，创新、融合、发展已成为演艺行业发展的主流，演艺行业必然走向网络化、集成化。新技术与演艺技术的相互融合[2]将有效带动演艺技术装备和舞美创作的不断升级，多媒体技术、机械控制技术、计算机科学和仿真技术等新科技将更多地集成到舞台的设计和制作中。这些新技术和装备在为演艺呈现注入新活力的同时，也为舞台装备的集成应用和监管增加了新的内涵，所以需要规范对这些异种数据的导入、信息提取、挖掘和管理。因此，演艺装备系统技术文化部重点实验室于2016年组织开展“异种协议集成网络通讯接口规范”研究，旨在建立开放的演艺呈现集成系统，解决演艺呈现各子系统的融合、安全以及系统设备和演艺信息的集成管控问题，并为促进演出行业大数据应用、建立基于云平台数据的存储与输出，以及基于物联网数据采集的演艺呈现信息服务体系打下坚实的基础。

演艺呈现系统（Art Performance System，APS）是服务于演出轴的光艺术呈现、声艺术呈现、视觉艺术呈现、形态艺术呈现等子系统的综合、开放、集成创意平台的总称，具有分布性、自治性、动态性、复杂性等技术特征。这里所说的集成，一是演艺呈现相关各个子系统实时运行环境的融合，即把各个子系统的运行环境信息采集后集中管理，进而形成演艺呈现系统的总体实时运行环境；二是各个子系统管控的演艺装备操作维护的集成，即将各呈现子系统的控制、调节、处理、传输、交换和终端呈现设备集成管控，以增强现场影音和艺术创意作品呈现和现场体验效果；三是多种演艺呈现子系统的演艺信息集中管理、维护和呈现，这些演艺信息包括声、光、视、械等呈现子系统中的剧目（Show）、节目（Sequence）、场景（Cue）等，按照演出集中控制或协调自治控制的方式，灵活处理、集中运行监管。因此，演艺呈现系统是一个时空分布的、动态的、复杂的系统，是演艺场所管理的重要组成部分[3]。

实践证明，传统的监管方法和技术在复杂的演艺领域颇显乏力。演艺行业的特点是各个子系统的自治性，在一场重要的演出中往往需要各个子系统的人为干预，以确保演出的安全运行。而智能系统由于引入专家系统、模糊逻辑、人工神经元网络、遗传算法等人工智能技术，在自适应、自组织和自学习功能的实现方面不单纯依赖于模型，同时更加重视知识的核心作用，通过把专家的管理控制经验转化为系统可利用的后发式知识，或运用机器学习等手段实现知识的自动获取，从而使其在复杂系统领域展现优势。

Multi-Agent作为分布式人工智能DAI（Distributed Artificial Intelligent）的一门新技术[4]，已成为研究热点，并取得重要应用成果。多智能体系统MAS（Multi-Agent System）主要用于一组自治智能主体之间智能行为的协调性研究，协调其知识、目标、技巧和规划，联合起来采取行动或问题求解。MAS已成功应用于复杂系统，如自动驾驶、高级机器人系统、信息检索和高速公路等[5]。演艺呈现系统的分布性、动态性、复杂性及各个子系统的自治性与MAS的技术特征相吻合，应用MAS技术解决演艺呈现复杂集成问题完全可行，应得到业界关注。

笔者在分析演艺环境下技术装备系统分级递阶结构的基础上，提出演艺呈现系统的集散递阶体系结构。通过引进智能Agents，建立智能演艺呈现系统MAS模型，并对该MAS中主体的结构模型、构造方法、通信机制和协商机制进行分析。

2 演艺呈现系统集散递阶体系结构

演艺环境下的技术装备从逻辑层次上看是典型的集散递阶结构，如图1所示。集散递阶系统的监管逻辑采用了分组和协调的原则，通过水平（空间）分组和垂直功能分解，整个系统可分解为若干个完成独立艺术呈现处理的子系统，同时把监管控制作用分解到不同的层次上，并辅以局部的调节、处理或控制的方式，来实现复杂的艺术呈现任务和目标。这种结构可相对有效地解决复杂系统的安全可靠性问题。因此，演艺呈现系统的体系架构采用集散递阶方式，并将其分为呈现层、管控层和设备层，具有融合、安全、便捷的特点，以吻合演艺行业应用要求，并提升以演出作为主轴的艺术呈现及创意作品的现场体验效果。