用于Agent模拟的空间划分方法及系统

本发明涉及人工智能模拟领域，具体涉及一种用于agent模拟的空间划分方法及系统。

背景技术：

1、随着计算机科学和人工智能领域的进步，agent(模拟体)模拟技术逐渐成为研究复杂系统和模拟现实世界行为的重要工具。agent通常被定义为具有自主性、交互性和适应性的计算实体，能够模拟个体在复杂环境中的行为。百万级agent模拟意味着需要在庞大的计算环境中同时模拟大量的个体行为，这对计算资源和算法提出了极高的要求。对空间进行划分，分配agents到多台服务器上并行计算是一种简便、高效的办法。

2、此外，agent的空间位置是会变化的，比如上班时间和下班时间，工作日和周末，agents的空间分布不一样。

3、目前，agent的空间划分方法一般包括：基于行政区划、网格或者四叉树进行空间划分。

4、基于行政区划进行空间划分，主要是根据国家或地区的政治、经济、社会等需要，将地理空间划分为不同的行政区域，这些区域具有明确的边界和行政管理机构。这种划分方式通常是为了更好地进行资源配置、人口管理、经济发展以及政策实施。

5、但是，由于agents在不同行政区域的密度不一致，因此基于行政区划进行空间划分无法实现均衡划分。

6、基于网格进行空间划分的具体方式包括：

7、(1)等距网格划分：将空间分割成多个等距的网格单元，每个网格单元的大小和形状都是一样的，它们之间的距离也是一样的；

8、(2)等角网格划分：将空间分割成多个等角的网格单元，每个网格单元的大小和形状都是一样的，它们之间的角度也是一样的；

9、(3)空间索引网格划分：一种将空间分割成多个网格单元的技术，每个网格单元都有一定的大小和形状，以及一定的属性。

10、可知，上述划分方式过于规则，不同网格单元的agent数量是不同的，这会使得有的网格单元的agent数量较大，进而导致为该网格单元的计算的服务器的负荷较大、甚至超出服务器承载的计算能力；有的网格单元的agent数量较少，进而导致为该网格单元的计算的服务器存在大量的资源没有利用。

11、基于四叉树的空间划分是一种将二维空间递归地划分为四个象限的方法，每个象限代表一个子节点。划分过程会递归进行，直到满足某个停止条件。这些条件可能包括：节点内的数据量达到某个阈值、节点的空间范围小于某个阈值、或者节点的数据分布足够均匀等。这种数据结构非常适合于空间数据的组织和索引，因为它能够高效地对空间数据进行划分和检索。

12、与基于网格进行空间划分相同，基于四叉树的空间划分也过于规则，没有考虑到不同网格单元agent数量分布的问题，进而导致服务器的资源利用不够合理。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何根据服务器的计算能力和agent的空间分布，对agent进行均衡程度较高的空间划分，进而匹配服务器的计算能力，合理利用资源。

2、为达到以上目的，第一方面，本申请实施例提供一种用于agent模拟的空间划分方法，包括以下步骤：根据agent分布数量不同的情况，确定目标分布区域的若干空间分布图；根据空间分布图的agent分布数量确定不会超过agent模拟程序计算能力的初始格网单元范围；根据初始格网单元范围对空间分布图进行空间划分后形成格网图；通过分割线对格网图进行不断分割得到若干格网子图，分割停止条件为每个格网子图内的agent数量均小于指定阈值。

3、结合第一方面，在一种实施方式中，所述根据agent分布数量不同的情况，确定目标分布区域的若干空间分布图的流程包括：以不同时间范围内同一区域下的agent分布数量不同为条件，确定空间分布图。

4、结合第一方面，在一种实施方式中，所述根据空间分布图的agent分布数量确定不会超过agent模拟程序计算能力的初始格网单元范围的流程包括：确定单个agent模拟程序模拟的平均agent数量；根据所有空间分布图中不同位置的agent分布数量，确定最大agent数量在平均agent数量以下的初始格网单元范围。

5、结合第一方面，在一种实施方式中，所述指定阈值在服务器能够模拟的平均agent数量以下。

6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述根据初始格网单元范围对空间分布图进行空间划分后形成格网图的流程包括：根据初始格网单元范围将每张空间分布图划分为若干初始格网后，形成每张空间分布图的格网图。

7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述分割线的确定流程包括：在每张格网图的指定位置标记初始分割线；将每张格网图按照初始分割线进行分割后，初始分割线两边的agent数量差值的绝对值之和，作为该初始分割线的分割值；将分割值最小的初始分割线作为分割线。

8、结合第一方面，在一种实施方式中，所述在每张格网图的指定位置标记初始分割线的流程包括：若格网图中格网单元的行数大于列数，则确定对行进行分割，分割方向为行方向；若格网图中格网单元的列数大于行数，则确定对列进行分割，分割方向为列方向；根据分割方向在格网图中得到若干辅助线，将两边agent数量差值的绝对值最小的辅助线作为初始分割线。

9、结合第一方面，在一种实施方式中，所述通过分割线对格网图进行不断分割得到若干格网子图的流程包括：按照确定的分割线分别对每张格网图进行分割后，在每张格网图上形成若干格网子图；判断每张格网子图内的agent数量，是否均小于指定阈值，若是，确定分割完成；否则重新确定分割线后继续分割。

10、第二方面，本申请实施例提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现第一方面提供的方法。

11、第三方面，本申请实施例提供了一种用于agent模拟的空间划分系统，其特征在于：该系统用于实现第一方面提供的方法。

12、与现有技术相比，本发明的优点在于：

13、本发明根据agent分布数量不同的空间分布图，来确定不会超过agent模拟程序计算能力的初始格网单元范围，以此保证了服务器的agent模拟程序根据格网单元进行计算时不会超过计算能力。但是仍然存在agent数量较少的初始格网单元，为此，本发明通过分割线不断对初始格网单元形成的格网图进行划分形成若干格网子图，直至满足划分条件(每个格网子图内的agent数量均小于指定阈值)，以此将数量较少的初始格网单元进行聚合为正式的空间划分格网单元，进而避免了服务器因计算的agent数量较少而造成的资源浪费。

14、因此，本发明能够划分的空间划分格网单元既不会超过服务器的计算能力，也不会低于服务器的计算能力，进而实现了对agent进行均衡程度较高的空间划分，匹配了服务器的计算能力，合理利用了资源。

技术特征：

1.一种用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：根据agent分布数量不同的情况，确定目标分布区域的若干空间分布图；根据空间分布图的agent分布数量确定不会超过agent模拟程序计算能力的初始格网单元范围；根据初始格网单元范围对空间分布图进行空间划分后形成格网图；通过分割线对格网图进行不断分割得到若干格网子图，分割停止条件为每个格网子图内的agent数量均小于指定阈值。

2.如权利要求1所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述根据agent分布数量不同的情况，确定目标分布区域的若干空间分布图的流程包括：以不同时间范围内同一区域下的agent分布数量不同为条件，确定空间分布图。

3.如权利要求1所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述根据空间分布图的agent分布数量确定不会超过agent模拟程序计算能力的初始格网单元范围的流程包括：确定单个agent模拟程序模拟的平均agent数量；根据所有空间分布图中不同位置的agent分布数量，确定最大agent数量在平均agent数量以下的初始格网单元范围。

4.如权利要求3所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述指定阈值在服务器能够模拟的平均agent数量以下。

5.如权利要求1所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述根据初始格网单元范围对空间分布图进行空间划分后形成格网图的流程包括：根据初始格网单元范围将每张空间分布图划分为若干初始格网后，形成每张空间分布图的格网图。

6.如权利要求1至5任一项所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述分割线的确定流程包括：在每张格网图的指定位置标记初始分割线；将每张格网图按照初始分割线进行分割后，初始分割线两边的agent数量差值的绝对值之和，作为该初始分割线的分割值；将分割值最小的初始分割线作为分割线。

7.如权利要求6所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述在每张格网图的指定位置标记初始分割线的流程包括：若格网图中格网单元的行数大于列数，则确定对行进行分割，分割方向为行方向；若格网图中格网单元的列数大于行数，则确定对列进行分割，分割方向为列方向；根据分割方向在格网图中得到若干辅助线，将两边agent数量差值的绝对值最小的辅助线作为初始分割线。

8.如权利要求7所述的用于agent模拟的空间划分方法，其特征在于：所述通过分割线对格网图进行不断分割得到若干格网子图的流程包括：按照确定的分割线分别对每张格网图进行分割后，在每张格网图上形成若干格网子图；判断每张格网子图内的agent数量，是否均小于指定阈值，若是，确定分割完成；否则重新确定分割线后继续分割。

9.一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的方法。

10.一种用于agent模拟的空间划分系统，其特征在于：该系统用于实现权利要求1至8任一项所述的方法。

技术总结本发明公开了一种用于Agent模拟的空间划分方法及系统，涉及人工智能模拟领域。该方法的步骤包括：根据Agent分布数量不同的情况，确定目标分布区域的若干空间分布图；根据空间分布图的Agent分布数量确定不会超过Agent模拟程序计算能力的初始格网单元范围；根据初始格网单元范围对空间分布图进行空间划分后形成格网图；通过分割线对格网图进行不断分割得到若干格网子图，分割停止条件为每个格网子图内的Agent数量均小于指定阈值。本发明能够划分的空间划分格网单元既不会超过服务器的计算能力，也不会低于服务器的计算能力，进而实现了对Agent进行均衡程度较高的空间划分，匹配了服务器的计算能力，合理利用了资源。技术研发人员：吕鹏,杨威,李宇飞,廖四洋,阮诗斯受保护的技术使用者：北京大学武汉人工智能研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/29