Formalism, tools and methodological elements for the modeling and simulation of multi-agents systems
Formalisme, outils et éléments méthodologiques pour la modélisation et la simulation multi-agents
Résumé
This thesis addresses questions related to the modeling and simulation of complex systems which
are based on the multi-agents system (MAS) paradigm. Multi-Agent Based Simulations (MABS) rely
on the idea that it is possible to directly represent the behavior and the interactions of a set of
autonomous entities situated in a common environment. One critical issue is the difficulty to accurately
achieve replication of published models. This raises problems for verification and validation of MABS.
In this thesis, we advocate that MABS verification and validation problems are mainly related to the
gap that exists between models specifications and the computational structures which are used to
execute them. The motivation of our work is to take steps toward an effective mapping between models
specifications and concrete software structures considering two complementary approaches. The first
approach proposes generic simulator engineering tools. The idea is to make explicit the computational
structures which are used for the implementation. The second approach relies on the study of today
MAS modeling means : we propose a reflexion about the MAS paradigm and we identify a set of
modeling constraints which are related to it. We then propose modeling principles based on (1) the
Influence/Reaction approach and (2) a formal model of the environment for MASs, namely MIC ∗ .
We show how our approach handles the various identified modeling constraints and we illustrate its
feasibility through a concrete example.
Cette thèse aborde des questions liées à la simulation informatique de systèmes complexes modéli-
sés à l’aide du paradigme multi-agents. Cette approche repose sur l’idée qu’il est possible de représenter
directement le comportement et les interactions d’un ensemble d’entités autonomes évoluant dans un
environnement commun. Mal maı̂trisée, la complexité des modèles considérés pose encore aujourd’hui
de nombreux problèmes quant à leur élaboration et à leur implémentation. L’une des conséquences les
plus critiques réside dans la difficulté de reproduire fidèlement les modèles publiés dans la littérature.
Ce qui pose le problème de la vérification et de la validation de ce type de simulations. Dans cette
thèse, nous considérons que ce problème est en majeure partie lié à un manque de correspondance
entre les spécifications des modèles et les structures informatiques qui permettent de les exécuter. Le
but de nos travaux est de faire un pas vers une mise en correspondance effective de ces deux parties.
Pour cela, nous considérons deux approches complémentaires. La première se focalise sur l’élaboration
d’outils génériques de conception de simulateurs. Il s’agit de rendre plus explicites les structures in-
formatiques utilisées pour l’implémentation. La deuxième repose sur l’étude des moyens aujourd’hui
utilisés pour modéliser un système multi-agents. Dans ce cadre, nous proposons une réflexion globale
sur ce paradigme et nous identifions un ensemble de contraintes liées à son utilisation. A partir de cette
réflexion, nous proposons un principe de modélisation basé sur l’approche Influence/Réaction et sur
l’utilisation d’un modèle formel d’environnement pour systèmes multi-agents appelé MIC ∗ . Nous mon-
trons en quoi notre approche permet de respecter les différentes contraintes de modélisation identifiées
et nous illustrons sa faisabilité à l’aide d’un exemple concret.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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