Optimalisatie voor resourcebeheer met behulp van multi-agentsystemen

Stedelijke ontwikkeling wordt daarom steeds belangrijker. De efficiëntie van bestaande real-world lifttransport- en wegennetwerksystemen kan worden gemeten door middel van bewakingsapparatuur zoals camera’s en trackers van globale positioneringssystemen. Wanneer u echter nieuwe en nog nooit eerder vertoonde oplossingen wilt bouwen en implementeren, zijn de gegevens die nodig zijn om deze te bouwen niet aanwezig en moeten deze worden geschat. Eenvoudige wiskundige modellen kunnen worden gebruikt voor snelle modellering om het energieverbruik van auto’s, de verkeersstromen van eenvoudige wegennetsystemen en liftreizende schema’s te schatten, maar praktijksituaties zijn vaak veel geavanceerder en deze eenvoudige modellen zijn onrealistisch. Deze eenvoudige modellen houden bijvoorbeeld geen rekening met onzekerheden zoals menselijk gedrag en plotselinge veranderingen in de omgeving. Daarom kunnen de resultaten van dergelijke eenvoudige modellen verre van werkelijkheid zijn.

In dit proefschrift gebruiken we multi-agentsystemen om een ​​echte omgeving, zoals automobilisten, te simuleren door slimme kunstmatige chauffeurs te maken om verkeer in wegennetwerken te simuleren. De agenten gedragen zich zoals een chauffeur zich in de echte wereld zou gedragen. Ze nemen bijvoorbeeld de kortste route naar hun bestemming, maar kunnen ervoor kiezen om een ​​andere route te volgen als ze te maken krijgen met verkeersopstoppingen. In de kunstmatige omgeving is het gemakkelijk om de omstandigheden van het wegennet te veranderen om het onmiddellijke effect op de verkeersstroom te simuleren.

In dit werk hebben we twee van dergelijke casestudies uitgevoerd. Ten eerste bestuderen we de effecten van chauffeurs in Singapore op het energieverbruik van het land, ervan uitgaande dat elke auto een elektrische auto is geworden. Ten tweede bestuderen we de effecten van verwijderingsbruggen over de Joensuu’s Pielisjoki-rivier op de verkeersbelasting. We merkten op dat het verwijderen van Pekkalansilta het verkeer op zowel Sirkkalansilta als Suvantosilta aanzienlijk deed toenemen, maar verrassend genoeg een lichte afname van het gebruik van Itäsilta veroorzaakte. Het verwijderen van Itäsilta of Suvantosilta had echter helemaal geen invloed op het gebruik van Pekkalansilta. Het verwijderen van Itäsilta heeft Suvantosilta het meest belast. Het verwijderen van Suvantosilta zou het verkeer naar alle andere bruggen vergroten.

In Singapore zijn er veel gebouwen van 40 verdiepingen en hoger met elk twee tot drie liften. Deze liften bedienen gezinnen met kinderen, ouderen in rolstoelen en arbeiders uit de arbeidersklasse. De liften moeten zeer efficiënt draaien om zo veel mogelijk mensen zo snel mogelijk te vervoeren en zo min mogelijk energie te verbruiken. De liften zouden slim genoeg moeten zijn om met elkaar samen te werken om de transportklus te klaren. Een vastgoedontwikkelaar moet deze situatie modelleren wanneer ze nieuwe gebouwen bouwen, maar weet vaak niet genoeg wat voor soort mensen er daadwerkelijk in zouden wonen en toch hebben ze de liften nodig om vanaf dag één efficiënt te werken voor de bewoners voor alle soorten mensen .

De resultaten van het proefschrift worden gebruikt als onderdeel van het bouwen van Singapore als een Smart Nation. Veel van de infrastructuur van Singapore zal digitaal worden getransformeerd om intelligent te zijn en met elkaar te kunnen communiceren. Niemand heeft dit echter eerder gedaan en het is niet te zeggen wat de uitkomst zou zijn. Daarom is het nog belangrijker om alle aspecten van de stedelijke omgeving, inclusief verkeer, te modelleren en te bestuderen om inzicht te krijgen in plausibele en mogelijke uitkomsten. De initiatieven en inspanningen van Singapore Smart Nation zijn te vinden in mijn meest recente publicatie getiteld, Innovating services and digital economy in Singapore, gepubliceerd in Mededelingen van de ACM, jaargang 6, pagina 58-59, 2020.

Momenteel werkt de kandidaat als hoofd van de National Research Foundation (NRF) in Singapore, een organisatie die rechtstreeks onder het kabinet van de premier van Singapore valt. Thomas Ho is werkzaam in het directoraat Diensten en digitale economie in NRF. Zijn belangrijkste rol is het overbruggen van onderzoek naar bedrijven en overheidsinstanties en het helpen van de universiteiten en onderzoekslaboratoria in Singapore bij het vinden van bedrijven en overheidsinstanties voor hun technologische implementaties. Omgekeerd helpt hij ook bedrijven en overheidsinstanties om nieuwe capaciteiten op te bouwen door ze in contact te brengen met de academici en professoren, zodat ze echte problemen kunnen bieden. In beide gevallen kan de overheid het vertaalwerk en de ontwikkeling van capaciteiten financieren. Vandaar dat het resource management werk van de Ph.D. helpt Thomas Ho om ervoor te zorgen dat overheidsmiddelen verstandig worden besteed.

Het doctoraatsproefschrift van MSc Thomas Ho Chee Tat, getiteld “Optimalisatie voor resource management met behulp van multi-agentsystemen”, zal worden onderzocht aan de Faculteit Wetenschappen en Bosbouw op 30 maart 2021 om 10.00 uur in Joensuu Campus.