Um Sistema Multiagente Multidimensional para Simulaç ˜ao de Processos de Produç ˜ao e Gest ...

117 Pages·2014·3.32 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE
ˆ
CENTRO DE CIENCIAS COMPUTACIONAIS
´ ˜
PROGRAMA DE POS-GRADUAC¸AO EM MODELAGEM
COMPUTACIONAL
Um Sistema Multiagente Multidimensional para
Simulac¸a˜o de Processos de Produc¸a˜o e Gesta˜o Social de
um Ecossistema Urbano: uma abordagem baseada na
Integrac¸a˜o de Artefatos Organizacionais, Normativos,
F´ısicos e de Comunicac¸a˜o no JaCaMo
por
Fla´viaCardosoPereiradosSantos
Dissertac¸a˜oapresentadacomorequisito
parcialparaaobtenc¸a˜odograude
MestreemModelagemComputacional
Orientadora: Profa.Dra.Grac¸alizPereiraDimuro
Co-orientadora: Profa.Dra.DianaFranciscaAdamatti
RioGrande,setembrode2013
S237s____ Santos, Flávia Cardoso Pereira dos.
__________ Um sistema multiagente multidimensional para simulação de
processos de produção e gestão social de um ecossistema urbano : uma
abordagem baseada na integração de artefatos organizacionais,
normativos, físicos e de comunicação no jacamo / Flávia Cardoso
Pereira dos Santos. – 2013.
___________ 115 f.

__________ Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Rio __
______ Grande/FURG, Programa de Pós-Graduação em Modelagem
Computacional.

_________ Orientadora: Drª. Graçaliz Pereira Dimuro
Coorientadora: Drª. Diana Francisca Adamatti

__________ 1. Modelagem computacional de agentes. 2. Simulação social.
3. Sistemas multiagente. 4. Framework JaCaMo. I. Dimuro,
Graçaliz Pereira. II. Adamatti, Diana Francisca. III. Título.

CDU: 004.4
Catalogação na fonte: Bibliotecária Alessandra de Lemos CRB10/1530

Dedicoestavito´riaaosmeusamadosFa´bioeRian
portodoapoio.
AGRADECIMENTOS
Agradec¸oaDeus.
A minha fam´ılia, meu marido Fa´bio, meu filho Rian, meu irma˜o Sandro e minha
sogra Neli, pelo apoio incondicional, pela forc¸a, pela pacieˆncia nos momentos de minha
auseˆncia,pelacompreensa˜oquetiveramcomigo.
Agradec¸o a todos que de alguma forma me auxiliaram neste crescimento, princi-
palmentemeusamigosGiovani,Andressa,M´ıriam,Andre´ eStephanie.
Quero agradecer de modo especial aos amigos queridos, o Thiago Rodrigues e o
HenriqueDonancio,quesempremeapoiaramefizerampartenaconstruc¸a˜odesteprojeto.
A`s minhas orientadoras Grac¸aliz Pereira Dimuro e Diana Adamatti, por todo o
conhecimento passado, por me orientar e colaborar nesta dissertac¸a˜o de mestrado, pelo
incentivo principalmente nos momentos dif´ıceis, mas tambe´m pela oportunidade de ter
convividocomvoceˆseteˆ-lastambe´mcomoqueridasamigas.
A` Glenda Dimuro, agradec¸o por todo apoio e colaborac¸a˜o na construc¸a˜o deste
projeto, pela pacieˆncia na orientac¸a˜o sobre Hortas Urbanas de San Jero´nimo, estudo de
casodestadissertac¸a˜o.
Agradec¸o tambe´m aos professores do Centro de Cieˆncias Computacionais da
FURG,pelaoportunidadedecompartilharosconhecimentosadquiridos.
Agradec¸o em especial, ao professor Antoˆnio Carlos da Rocha Costa, pela opor-
tunidade de aprendizado, ao professor Marilton Sanchotene de Aguiar pelo apoio e
pacieˆncia que sempre teve comigo e ao professor Jomi Fred Hu¨bner da USFC pelas
orientac¸o˜escomaplataformaJaCaMo.
Aos funciona´rios que fizeram parte dessa jornada e a secretaria do Programa de
ModelagemComputacionalpeloapoioecolaborac¸a˜o.
Agradec¸o a` CAPES pelo aux´ılio financeiro a` este trabalho, tornando poss´ıvel mi-
nhacontinuidade.
Enfim, a todos aqueles que me ajudaram direta ou indiretamente na formac¸a˜o da
pessoaquesouhoje,contribuindodediferentesformas,fazendopartedaconclusa˜odeste
cursodemestrado.
A educac¸a˜o na˜o transforma o mundo. Educac¸a˜o muda pessoas.
Pessoas transformam o mundo.
— PAULO FREIRE
´
SUMARIO
LISTADEFIGURAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
LISTADEABREVIATURASESIGLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
RESUMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
ABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1 INTRODUC¸A˜O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1 ProcessosdeGesta˜oSocialemEcossistemasUrbanos . . . . . . . . . . . 17
1.2 AHortaUrbanadoParqueSanJero´nimo(SJVG)(Seville/Spain) . . . . 18
1.3 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4 Organizac¸a˜odoTexto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2 SISTEMASMULTIAGENTES-SMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1 Comunicac¸a˜oentreAgentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2 Organizac¸a˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.1 Agentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 ArquiteturaBDI(Belief–Desire–Intention) . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3.1 EstadosMentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3.2 ArquiteturaBDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4 Considerac¸o˜esFinaisdoCap´ıtulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3 JACAMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1 PlataformadeAgentesJasoneaLinguagemAgentSpeak-L . . . . . . . 29
3.1.1 APlataformaJason . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1.2 ALinguagemAgentSpeak(L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2 CArtAgO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 MOISE+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3.1 Especificac¸a˜oEstrutural-EE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3.2 Especificac¸a˜oFuncional-EF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3.3 Especificac¸a˜oNormativa-EN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4 MSPPframework(ModelagemeSimulac¸a˜odePol´ıticasPu´blicas) . . . . 37
3.5 Considerac¸o˜esFinaisdoCap´ıtulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4 MODELAGEMSOCIALDASJVGNAPLATAFORMAJACAMO . . . . 41
4.1 ModelagemOrganizacionaleArtefatosOrganizacionais . . . . . . . . . 41
4.1.1 Identificac¸a˜odospape´is,normas,erotinasdospape´is . . . . . . . . . . . 44
4.2 Soluc¸a˜oadotadaparaproblemasnaModelagemdaSJVG . . . . . . . . 48
4.3 ModelagemdasNormaseArtefatosNormativos . . . . . . . . . . . . . 50
4.4 AsInterac¸o˜esSociaiseosArtefatosdeComunicac¸a˜o . . . . . . . . . . . 53
4.5 OAmbienteeosArtefatosF´ısicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.6 AIntegrac¸a˜odosArtefatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.7 OusodosArtefatosF´ısicosnoAmbientedaSimulac¸a˜o . . . . . . . . . . 60
4.8 ExemplosdeSimulac¸o˜es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.9 Considerac¸o˜esFinaisdoCap´ıtulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5 TRABALHOSRELACIONADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
6 CONCLUSA˜O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.1 TrabalhosFuturos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
REFEREˆNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
ANEXOA DESCRIC¸A˜ODASROTINASDOSPAPE´ISDASJVG . . 79
ANEXOB REPRESENTAC¸A˜O DA PERIODICIDADE DAS ROTI-
NASDOSPAPE´ISCOMDIAGRAMASDEVENN . . . . 85
ANEXOC TABELADENORMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
ANEXOD MODELAGEMDASJVGNOMOISE+ . . . . . . . . . . 95
D.1 Especificac¸a˜oEstrutural-EE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
D.2 Especificac¸a˜oFuncional-EF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
D.2.1 OperadoresUsadosnaConstruc¸a˜odeumPlano . . . . . . . . . . . . . . 101
D.3 EsquemaSocial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
D.4 Especificac¸a˜oNormativa-EN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
D.5 Aplicac¸a˜onaFerramentaMOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
ANEXOE DIAGRAMAS DE ATIVIDADES PARA
ESPECIFICAC¸A˜ODEINTERAC¸O˜ES . . . . . . . . . . . 109
E.1 Diagramasdeatividadeeainterac¸a˜oentreagentes . . . . . . . . . . . . 109
LISTA DE FIGURAS
Figura2.1 ArquiteturaBDIGene´rica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Figura3.1 SintaxeAgentSpeak(L). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Figura3.2 Especificac¸a˜oNormativa: ligandoEEeEF . . . . . . . . . . . . . . 37
Figura4.1 Schemesdeproibic¸a˜odaSJVGnomodeloMOISE+ . . . . . . . . . 42
Figura4.2 Criac¸a˜odenormaseverificac¸a˜odepenalidadesnoMSPP . . . . . . 43
Figura4.3 Especificac¸a˜oEstruturaldaSJVGnomodeloMOISE+ . . . . . . . . 44
Figura4.4 MapaconceitualdoprojetodaSJVG . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Figura4.5 PartedatabeladenormasdaSJVG–descritanoAnexoC . . . . . . 46
Figura4.6 DiagramadaRotinadaSecretaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Figura4.7 DiagramadaRotinadoHortela˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Figura4.8 NormaseArtefatosNormativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Figura4.9 DiagramadeAtividades–usodeartefatosdecomunicac¸a˜onaSJVG . 55
Figura4.10 AmbienteeosArtefatosF´ısicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Figura4.11 ArtefatoCalenda´rio-co´digoJason . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Figura4.12 ArquiteturaProposta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figura4.13 Integrac¸a˜odosArtefatosSJVG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Figura4.14 TestaParcelanaSJVG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Figura4.15 Agentesepape´isdoSub-grupoParcelanaSJVG . . . . . . . . . . . 62
Figura4.17 Operac¸a˜o“lookupArtifact”e“adopteRole”naSJVG–co´digoJason . 62
Figura4.16 Especificac¸a˜odosub-grupoParcelanaSJVG . . . . . . . . . . . . . 63
Figura4.18 Criac¸a˜odenormas–ArtefatosNormativosnaSJVG . . . . . . . . . 64
Figura4.19 Infrac¸a˜odenormaseassembleianaSJVG . . . . . . . . . . . . . . . 65
Figura4.20 Exemplosdeusodacomunicac¸a˜onaSJVG-ArtefatosdeComunicac¸a˜o 66
Figura4.21 DiagramaAtividadesPagamentoMensalidade-SJVG . . . . . . . . 66