基于證據理論的多Agent聯合滅火救援戰術處理分析

■ 蔡強威 新疆喀什地區英吉沙縣消防救援大隊人民路消防救援站

根據相關研究：多Agent系統是以自治Agent組合而成且具備協作性、通訊作用特征的系統。為了進一步應對火災風險，實現高效救援，應當針對證據理論予以改進，以此提出新的系統改造設計思路，借此憑借多Agent系統的應用，為聯合滅火救援工作給予重要支持，對救援戰術進行精準分析，而后保證每一項在火災現場發布的戰術都具備實效性，切實起到保護參與作戰的消防救援人員安全的作用。

一、滅火救援的影響因素

（一）時間與環境因素

滅火救援速度直接影響火勢控制效果。本次研究中以石化火災救援為研究對象，分析影響滅火救援的具體因素。而后針對多Agent系統予以優化設計。其中較為關鍵的是救援時間，若火災發生后消防力量能夠在較短時間內迅速到場參與救援活動，即可有效抑制火勢蔓延。接到火警，通常要求專職救援隊應在5分鐘以內到場，國家救援隊應在15分鐘內到場，所以時間的控制影響力較大。而在火災現場，周邊救援通道以及救援設施等環境的影響，也會給救援速度帶來阻礙。特別是遭遇暴雪天氣，不利于救援車輛及時到場。

（二）人為與后勤因素

滅火救援工作常由專職隊與國家救援隊的聯合作戰，有效消除火災風險。而消防救援人員以及其他人員是否能夠各司其職、聽從指揮，都是聯合救援工作中的主要因素。至于后勤保障因素，具體指的是適用于石化火災的救援物資，如泡沫滅火劑等，應當保證救援物資的充足性，更要在滅火作業中保證持續供應，以免耽誤滅火戰術的充分展現。

二、多Agent聯合滅火救援的任務結構

（一）任務詳細部署

多Agent聯合滅火救援系統實則是在多個Agent聯合處理下，實現滅火救援戰術的精準處理。其中系統中各個Agent均可視為單個作戰單元，從而在協同作戰中，對火災現場的環境、火勢進行綜合分析，保證所提出的戰術更具合理性。其中要求系統在聯合作戰中務必具有詳細的作戰部署。而且要求系統運行中，能夠建立信息交互條件，繼而協同指揮員作出正確決策。同時，還能在決策導向下，執行系統功能任務，削弱外在環境對滅火救援決策造成的局限性，保證滅火救援達到最佳救援效果。特別是面對復雜救援環境，多Agent系統可以通過對動作與狀態的分析，達到高標準滅火救援要求。

（二）任務分解信息

在該系統運行中，需要分配細致的滅火任務，而后在不同功能響應中完成各種操作任務。第一，成員交互任務，具備通信控制、信息傳遞功能；第二，環境感知任務，可對火場信息進行有效采集，協作群體結構任務，用于支持救援任務信息管理需求；第三，信息存儲任務，匯總場景狀態以及協作動態變化信息；第四，協作綜合態勢任務，可提供協作決策算法生成功能，實現協作態勢信息接收服務，有效轉換信息噪聲，保持信息同步；第五，動態協作任務，能夠滿足人機交互與優化調度、遠程操控功能；第六，協作決策任務，輔助滅火救援決策，下達功能執行指令。經過對多Agent系統任務的詳細分解，有利于提升聯合滅火救援能力[1]。

三、基于證據理論多Agent聯合滅火救援戰術處理關鍵點

（一）搭建戰術處理框架

多Agent聯合滅火救援系統依托證據理論實現戰術的完善處理，需要先行搭建戰術處理框架。實際上，在該系統中分布的各個Agent多具備交互性特征，利用指揮Agent對其他Agent的集成管理，以便出具的滅火救援戰術在實際火場中具有指向性作用。一般情況下，局部地區具備的消防力量有限，而面對大型火災或者環境復雜的火場，單純依靠地方消防，很難快速控制火情。此時，需要進一步利用聯合滅火救援的方式，于協作滅火中，對當前戰術應用后的結果加以衡量，自此提交可靠的決策證據。于戰術處理初期，需要獲取Agent決策證據，多包含以下幾點：第一，多Agent系統中假設層屬性，在系統運行中需要采集火場信息，如現場已出現的火勢蔓延范圍以及傷亡人數等，而后獲取真實的證據，用于支持協作決策，以免出現誤判情況，造成聯合滅火決策出現低時效性問題；第二，各種證據占比度，假設層提出的證據，對協作決策帶來的影響度，亦是證據采集的重要內容；第三，證據屬性特征信息的采集與分析；第四，依據特征信息預判現有證據量；第五，準確識別假設層各項證據，并推斷出可能性最大的假設結果，最終在多次循環驗證中，確保聯合滅火救援決策符合現場實際情況。

基于聯合滅火救援要求，需要在指揮Agent干預下，對Agent進行調度處理，并為其出具對應的戰術處理計劃，且主要由信息處理層對各個Agent提供互動條件。在多Agent框架設計中，應當保證Agent在信息采集中，能夠在指揮Agent合成處理中，為滅火救援戰術處理事項提供一個證據驗證、概率辨識的環境，以期如實確定聯合滅火救援計劃的可行性，同時，還要掌握不同戰術的應用規則，經過推演后，即可傳遞戰術動作，并對滅火方案進行篩選，按照指定動作的聯合操作，達成預期滅火目標[2]。

（二）完善證據理論規則

關于火災救援工作中的不確定因素，常需要通過調整戰術，促使作戰風險得以規避。因此，需要加強對證據理論的合理改進，而后根據戰術處理規則，提升協作決策的可靠性。第一項規則為Dempster合成規則，具體可參照信度函數確認戰術處理框架中的各項信息。即該函數中M代表的是多Agent系統框架信度函數，而m1至mn指代基本可信度分配，經過指揮Agent的合成能夠實現各證據的集成處理，而后經過證據特性的分析，確定當前采集的證據信息的關聯性。一般情況下，根據函數轉換推斷出的可信度（q）的函數關系式變化情況，能夠判定證據是否具有沖突性。即隨著q值的增加，其證據沖突性更強，自此需要重新審視現有證據的可靠性。

另外，還應當研究證據理論中的組合特征。通常在對組合證據予以改進時，還應當在函數變化規律中了解基本可信數的變化特征，從而保證改進后的證據理論能夠在多Agent系統中表現出應用優勢。根據聯合滅火救援工作決策的分析，需要獲取支撐決策的證據，而后對戰術動作進行布置，以便在聯合作戰中可以實現火勢的合理控制。基于此，應當遵循證據理論的合成與組合規則，自此對救援戰術進行科學處理，便于在最佳救援戰術的統一部署中，快速實現火勢的精準控制，為火災現場消防救援人員安全帶來可靠保障，也能適當降低火災經濟損失。證據理論的改進理應成為系統優化改造的重要依據，借此滿足聯合滅火戰術布設需求[3]。

（三）動態任務分配算法

多Agent聯合滅火救援戰術處理在證據理論指引下，還應當借助動態任務分配算法，保證此系統具備推廣價值。第一點即為合同網協議，它能夠通過對假設證據的闡述與分析，從目標函數中求出最優解，而后在循環程序中，對火場的實際情況進行深層次分析，以此給出正確決策，并發送動作指令，完成戰術處理任務。另外，還能在聯合作戰力量調度中擇優而選，以互選的形式增強滅火救援合力。第二點是約定協議。在聯合滅火救援中需要遵守一定的原則，包括最快到場、安全至上、協同兼顧原則。與此同時，在決策優先選擇上，以消防指揮人員決策為主，且具備消防力量指揮權。為了防止出現多決策方互相干擾的情況，理應對不同人員的決策權重進行合理分配，便于在指定人員決策導向下，可以為聯合作戰提供可靠依據，以免消防力量出現沖突。在分配算法中，需要假設多Agent系統中的作戰集合數量為m，對應的子任務集合完成數量為T。經過仿真分析后，系統中ti符合任務對應的集合（ti∈T），應當在實際分析中按照指定的推演程序，確定當前執行任務是否滿足決策標準，從而為多方消防力量的協作滅火給出最優化的分配建議。聯合滅火救援任務只有在最合理的分配結果下才能獲取最優救援效果，也能最大化減少消防力量遭受的損失。而且每次面對火場險情提出的救援任務均具備獨立性，故此在任務結束后，則代表任務分配工作的終止。

（四）細化戰術處理流程

1.準確感知環境特征

從以往新聞報告中了解到：消防力量雖然在火災救援中確有一定的專業優勢，但由于某些火勢規模偏大，或者現場出現風向轉變等突發狀況，也會導致消防力量遭受損失，從而危及消防員安全。而在聯合滅火救援中，應當進一步維護消防員的人身安全，不以犧牲為前提，提出正確的決策。根據往日決策結果進行分析，多缺乏環境感知環節，直接依據經驗與現場火情的規模判定決策，此時承擔的風險較大。因此，在多Agent系統證據理論的輔助下，需要加大對環境特征的準確感知，借此通過火情偵察，抵御突發風險。經多則研究成果將偵察表達式以下列方式進行表示：，該表達式中F、m、γ分別指代的是偵察內容、偵察內容真實度、偵察器材。若經過分析后判定某一處區域取證后可信度高達80%，可以適當調配消防力量前往偵察地點展開救援，以免出現聯合作戰分配不合理的問題，致使火情再度失控。此外，于環境感知中還可以對時間特征予以偵察，每一時刻對應的環境特征存在差異，若能以時間為基準加以偵察，即可提高偵察內容的可靠性。在環境感知流程中亦可建立偵察模型，經過對環境特征的描述，從偵察模型中分配虛擬任務，而后可從中判斷當前執行決策是否能夠達到預期效果，由此最大程度上保障消防人員的安全，并且可以采用最可靠的戰術，完成此次聯合救援任務，證實了環境偵察的必要性[4]。

2.精準處理救援信息

多Agent系統在戰術處理中，要想優化聯合救援效果，理應對救援信息先行進行妥善處理，而后驗證決策中提出的戰術是否需要調整，以期在改進后的決策戰術指引下，順利執行救援任務。在救援信息循環處理中，要求處理效率更高，以此增加對火災態勢的精準把控。首先，需要對現有火災情況予以評估，而后對此次救援戰術的分配權重進行合理設計。如若在聯合救援中遭遇突發事件，需要將其納入信息處理流程中，重新分配信息的基本概率。之后可以由決策層對信息處理數據實施匯總處理，并保留好可信度較高的信息，而且還要在救援小組與情報組間建立信息共享管理，以供決策層采集的信息足夠全面，且符合現場實際情況。經過對信息可信度的分析，若達到界定標準，可將其作為證據處理戰術。達標后則代表此次信息處理循環已經結束，等待下一項信息處理過程的到來。

3.合理分配救援指令

正確的決策與合理的戰術能夠為聯合救援工作的開展給予重大保障。因此，需要在信息采集后，對決策中分配的戰術動作進行權衡，而后發送救援指令，在多Agent系統輔助下執行功能模塊。在此系統中分布的Agent作戰單元除了具備執行指令的作用外，還能實施預測處理，但需要得到多項信息源的支撐。火勢發展本身存在多個不確定因素，對于聯合作戰中的救援主體，理應以預判視角對有可能出現的火場狀況進行估計，之后靈活地調整戰術。此系統多以假設的方式判定不同證據的可信度，若存在多項證據，此時需要及時剔除已知可信數，并在證據理論支持下，增加救援指令的正確度。

四、結語

綜上所述，以證據理論對多Agent聯合滅火救援戰術進行妥善處理，是為了有效提高救援效率，增強聯合滅火救援戰術的可行性。對此，應從戰術處理框架、證據理論規則、動態任務分配算法、戰術處理流程等方面著手，確保優化后的多Agent系統，無論從聯合滅火救援效果還是戰術可靠性上，均能有所提升，有利于促進火災聯合救援工作的合理性優化，有效維護民眾生命財產安全。