Agent建模之Repast建模编程介绍

Repast下载地址：http://www.10pig.cn/index/repast.aspx

Repast J的编程使用详细内容可以参考安装目录下的how-to目录中各文件说明，api目录，demo目录的例子，简要介绍参考：http://l-eme.gdcc.edu.cn/ztzs/fzxt/4-3.htm

安装了Repast J后，在其安装目录下有如下几个文件夹：

api：给出了Repast主要包中类及方法的API，供编程时候查阅

how-to:介绍了如何建立agent模型，如何调用库进行画图、画表、设置输入参数、多次运行、图、空间等

demo:给出了十多种不同的agent模型的案例源码供参考和学习。有哪些不会用的就可以到这里来参考。

需要注意的地方：

将lib中的所有包导入，但不要忘记导入repast.jar包，uchicago在此包中。

以下内容来源于：http://l-eme.gdcc.edu.cn/ztzs/fzxt/4-3.htm

尽管不一定必须应用SimModel接口，但应用这个接口可将底层和表层的建立过程分到不同的方法组中，使得模型的结构与设计过程清晰明了。

用 SimModel和 Template类建模的典型的模型结构包括以下三个方法：

（l）private void buildModel（）

buildModel负责创建代表模型的底层结构部分。主体对象、环境对象，还有一些可选的数据收集对象常在此创建。如，在糖域模型中，SugarModel在 buildModel（）里构建了 SugarAgents和 Sug－arSpace

（2）private void buildDisplay（）

bllildDi8PIPy建立了那些用于处理向用户显示模拟的表层结构部分，所以那些只以批处理方式运行的模型很可能不需要实现这个方法。SugarModel通过它建立了显示主体和图的类。实际创建 Dis－playsurface对象则通常放在一个预定义的 setup（）方法中，稍后再说明这个方法。

（3）private voidbuildschedule（）

buildschedule建立负责改变模型状态的时间表——何时运用什么方法调用什么对象的时间表。

SimpleModel作为模型类的基类，可根据需要继承扩展（特定化）。具体实现如下：

Import uchicago.sre.sim.engine.SimpleModel；

Public class MyModle extends SimpleModel{…

}

第一行导人了SimpleMOdel，第二行继承了SimpleModel。下面按建模过程的两步法建立完整的模型类：

第一步：设t模型

SimPleModel提供了两个方法作为实现这一步方便填充的框架：setuP（）和 buildModel（）。他们可以按如下方式使用（以 IPD为例）：

Import uchicago.src.sin.engine.SimpleModel；;

Public class MyModle extends SimpleModel{

Public static final int TIT_FOR_TA=0；

Public static final int ALWAYS_DEFECT=1；

Private p1Strategy=TIT_FOR_TAT；

Private p2Strategy= ALWAYS_DEFECT；

…

??? Public voide setup () {

????? Super.setup()；

????? P1Strategy=TIT_FOR_TAT；

????? Private p2Strategy= ALWAYS_DEFECT；

???? }

Public voide buildModel () {

????? Player1 p1=new Player(p1Strategy,p2) ；

????? Player2 p1=new Player(p2Strategy,p1) ；

????? agentList.dss(p1) ；

????? agentList.dss(p2) ；

??? }

}

在 setuP（）中，首先调用 super．setup（）使 SimpleModel实现自身的创建，然后设定了行为者的策略。这里假设行为者的策略可以通过用户的干预，或者可能在先前的模型运行过程中从缺省值改变。setup（）让模型的变量值重新回到缺省值。setup（）在模型启动时或单击控制条中“setup”键时被调用。当setup（）启动一个模型时，调用 buildModel（）来创建模型所需的对象，所以应在这里创建主体对象，并将其加人对象的列表 agentList中。agentList是由 SimPleModel为此提供的一个ArrayList。在Setup时所有的参数都恢复到缺省值，所以在这里不能构造基于参数值的对象。在上面的例子中，两个参与者中一个根据其初始策略决策，另一个根据对手的策略决策。

模型的执行顺序是：setup（）调用在先，buildModel（）调用在后。如上所述setup（）在模型一被启动就被调用，当点击“set－up”键时也会被调用。buildMOdel（）在模型运行时（即“ run”或“step”键按下时）被调用，这就为用户通过图形界面接口改变变量提供了机会。

第二步：实际运行模型的动作规定

完成模型的设置后，第二步考虑的就是要如何限定模型在每一个时间步上的行为。SimpleModel为完成这一步提供了三种方法：prestep（）、step（）和 poststep（）。在每一个“标记”（tick）上他们依照次序被执行：首先是PresteP（），然后是step（），最后是postStep（）。要特别注意的是，区分steP（）中的核心行为与必要的之前和之后的过程。由于下面的例子并不需要之前和之后的过程，所以只实现step（）一个方法。

Import uchicago.src.sim.engine.SimpleModel；

Pulic class MyModel extends SimpleModel {

Public static final int TIT_FOR_TAT=0；

Public static final int ALWAYSZ_DEFECT=1；

Private p1Strategy= TIT_FOR_TAT；

Private p1Strategy= ALWAYSZ_DEFECT；

…

Public voide setup () {

????? Super.setup()；

????? P1Strategy=TIT_FOR_TAT；

????? Private p2Strategy= ALWAYS_DEFECT；

???? }

Public voide buildModel () {

????? Player1 p1=new Player(p1Strategy,p2) ；

????? Player2 p1=new Player(p2Strategy,p1) ；

????? P1.set()therPlayer(p2)

????? P2.set()therPlayer(p1)

????? agentList.dss(p1) ；

????? agentList.dss(p2) ；

??? }

Public void step() {

??? Int size=agentList.size()；

??? for(int i=0；I<size；i++) {

????? Player p=(Player)agentlist.get(i) ；

???? p.play()；

??? }

}

}

?? 此处的steP（）方法中，首先将每个参与者从对象列表agentList中调出，然后逐个调用play（）。此时的假设是，当调用play（）时，一个参与者与另一个参与者博弈。在 step（）方法中，常常需要遍历所有的主体，并且调用任何有关它们之间交互的方法。当模型运行的时候，step（）方法将会在每个时间步（标记）中被执行。

一个不同的决策可能需要一个 PresetP（）或者 PoststeP（）方法。例如，在一个有许多参与者的合作决策中，在每个参与者与它的邻居进行博弈并产生结果后，每个参与者选出邻居中最好的策略，并将自己的策略相应地进行调整。在这种情况下，实际的决策将在steP（）方法中决定，对邻居的选择和策略调整将在PoststeP（）方法中发生。

Repast还可实现更为复杂的主体行为、模型事件等时间序列安排，甚至可实现动态的时间序列，而使用SimpleModel的目的是为了简化时间序列的设计。时间序列机制的相关内容，包括具体的使用方式，将在后文“典型内部机制”部分做更详细的介绍。