Ontologies for the Interoperability of Heterogeneous Multi-Agent Systems in the scope of Energy and Power Systems

Tesis por compendio de publicaciones[ES]El sector eléctrico, tradicionalmente dirigido por monopolios y poderosas empresas de servicios públicos, ha experimentado cambios significativos en las últimas décadas. Los avances más notables son una mayor penetración de las fuentes de energía renovable (RES por sus siglas en inglés) y la generación distribuida, que han llevado a la adopción del paradigma de las redes inteligentes (SG por sus siglas en inglés) y a la introducción de enfoques competitivos en los mercados de electricidad (EMs por sus siglas en inglés) mayoristas y algunos minoristas. Las SG emergieron rápidamente de un concepto ampliamente aceptado en la realidad. La intermitencia de las fuentes de energía renovable y su integración a gran escala plantea nuevas limitaciones y desafíos que afectan en gran medida las operaciones de los EMs. El desafiante entorno de los sistemas de potencia y energía (PES por sus siglas en inglés) refuerza la necesidad de estudiar, experimentar y validar operaciones e interacciones competitivas, dinámicas y complejas. En este contexto, la simulación, el apoyo a la toma de decisiones, y las herramientas de gestión inteligente, se vuelven imprescindibles para estudiar los diferentes mecanismos del mercado y las relaciones entre los actores involucrados. Para ello, la nueva generación de herramientas debe ser capaz de hacer frente a la rápida evolución de los PES, proporcionando a los participantes los medios adecuados para adaptarse, abordando nuevos modelos y limitaciones, y su compleja relación con los desarrollos tecnológicos y de negocios. Las plataformas basadas en múltiples agentes son particularmente adecuadas para analizar interacciones complejas en sistemas dinámicos, como PES, debido a su naturaleza distribuida e independiente. La descomposición de tareas complejas en asignaciones simples y la fácil inclusión de nuevos datos y modelos de negocio, restricciones, tipos de actores y operadores, y sus interacciones, son algunas de las principales ventajas de los enfoques basados en agentes. En este dominio, han surgido varias herramientas de modelado para simular, estudiar y resolver problemas de subdominios específicos de PES. Sin embargo, existe una limitación generalizada referida a la importante falta de interoperabilidad entre sistemas heterogéneos, que impide abordar el problema de manera global, considerando todas las interrelaciones relevantes existentes. Esto es esencial para que los jugadores puedan aprovechar al máximo las oportunidades en evolución. Por lo tanto, para lograr un marco tan completo aprovechando las herramientas existentes que permiten el estudio de partes específicas del problema global, se requiere la interoperabilidad entre estos sistemas. Las ontologías facilitan la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos al dar un significado semántico a la información intercambiada entre las distintas partes. La ventaja radica en el hecho de que todos los involucrados en un dominio particular los conocen, comprenden y están de acuerdo con la conceptualización allí definida. Existen, en la literatura, varias propuestas para el uso de ontologías dentro de PES, fomentando su reutilización y extensión. Sin embargo, la mayoría de las ontologías se centran en un escenario de aplicación específico o en una abstracción de alto nivel de un subdominio de los PES. Además, existe una considerable heterogeneidad entre estos modelos, lo que complica su integración y adopción. Es fundamental desarrollar ontologías que representen distintas fuentes de conocimiento para facilitar las interacciones entre entidades de diferente naturaleza, promoviendo la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos basados en agentes que permitan resolver problemas específicos de PES. Estas brechas motivan el desarrollo del trabajo de investigación de este doctorado, que surge para brindar una solución a la interoperabilidad de sistemas heterogéneos dentro de los PES. Las diversas aportaciones de este trabajo dan como resultado una sociedad de sistemas multi-agente (MAS por sus siglas en inglés) para la simulación, estudio, soporte de decisiones, operación y gestión inteligente de PES. Esta sociedad de MAS aborda los PES desde el EM mayorista hasta el SG y la eficiencia energética del consumidor, aprovechando las herramientas de simulación y apoyo a la toma de decisiones existentes, complementadas con las desarrolladas recientemente, asegurando la interoperabilidad entre ellas. Utiliza ontologías para la representación del conocimiento en un vocabulario común, lo que facilita la interoperabilidad entre los distintos sistemas. Además, el uso de ontologías y tecnologías de web semántica permite el desarrollo de herramientas agnósticas de modelos para una adaptación flexible a nuevas reglas y restricciones, promoviendo el razonamiento semántico para sistemas sensibles al contexto

A modal approach to model computational trust

Le concept de confiance est un concept sociocognitif qui adresse la question de l'interaction dans les systèmes concurrents. Quand la complexité d'un système informatique prohibe l'utilisation de solutions traditionnelles de sécurité informatique en amont du processus de développement (solutions dites de type dur), la confiance est un concept candidat, pour le développement de systèmes d'aide à l'interaction. Dans cette thèse, notre but majeur est de présenter une vue d'ensemble de la discipline de la modélisation de la confiance dans les systèmes informatiques, et de proposer quelques modèles logiques pour le développement de module de confiance. Nous adoptons comme contexte applicatif majeur, les applications basées sur les architectures orientées services, qui sont utilisées pour modéliser des systèmes ouverts telle que les applications web. Nous utiliserons pour cela une abstraction qui modélisera ce genre de systèmes comme des systèmes multi-agents. Notre travail est divisé en trois parties, la première propose une étude de la discipline, nous y présentons les pratiques utilisées par les chercheurs et les praticiens de la confiance pour modéliser et utiliser ce concept dans différents systèmes, cette analyse nous permet de définir un certain nombre de points critiques, que la discipline doit aborder pour se développer. La deuxième partie de notre travail présente notre premier modèle de confiance. Cette première solution basée sur un formalisme logique (logique dynamique épistémique), démarre d'une interprétation de la confiance comme une croyance sociocognitive, ce modèle présentera une première modélisation de la confiance. Apres avoir prouvé la décidabilité de notre formalisme. Nous proposons une méthodologie pour inférer la confiance en des actions complexes : à partir de notre confiance dans des actions atomiques, nous illustrons ensuite comment notre solution peut être mise en pratique dans un cas d'utilisation basée sur la combinaison de service dans les architectures orientées services. La dernière partie de notre travail consiste en un modèle de confiance, où cette notion sera perçue comme une spécialisation du raisonnement causal tel qu'implémenté dans le formalisme des règles de production. Après avoir adapté ce formalisme au cas épistémique, nous décrivons trois modèles basés sur l'idée d'associer la confiance au raisonnement non monotone. Ces trois modèles permettent respectivement d'étudier comment la confiance est générée, comment elle-même génère les croyances d'un agent et finalement, sa relation avec son contexte d'utilisation.The concept of trust is a socio-cognitive concept that plays an important role in representing interactions within concurrent systems. When the complexity of a computational system and its unpredictability makes standard security solutions (commonly called hard security solutions) inapplicable, computational trust is one of the most useful concepts to design protocols of interaction. In this work, our main objective is to present a prospective survey of the field of study of computational trust. We will also present two trust models, based on logical formalisms, and show how they can be studied and used. While trying to stay general in our study, we use service-oriented architecture paradigm as a context of study when examples are needed. Our work is subdivided into three chapters. The first chapter presents a general view of the computational trust studies. Our approach is to present trust studies in three main steps. Introducing trust theories as first attempts to grasp notions linked to the concept of trust, fields of application, that explicit the uses that are traditionally associated to computational trust, and finally trust models, as an instantiation of a trust theory, w.r.t. some formal framework. Our survey ends with a set of issues that we deem important to deal with in priority in order to help the advancement of the field. The next two chapters present two models of trust. Our first model is an instantiation of Castelfranchi & Falcone's socio-cognitive trust theory. Our model is implemented using a Dynamic Epistemic Logic that we propose. The main originality of our solution is the fact that our trust definition extends the original model to complex action (programs, composed services, etc.) and the use of authored assignment as a special kind of atomic actions. The use of our model is then illustrated in a case study related to service-oriented architecture. Our second model extends our socio-cognitive definition to an abductive framework that allows us to associate trust to explanations. Our framework is an adaptation of Bochman's production relations to the epistemic case. Since Bochman approach was initially proposed to study causality, our definition of trust in this second model presents trust as a special case of causal reasoning, applied to a social context. We end our manuscript with a conclusion that presents how we would like to extend our work

Proceedings of The Multi-Agent Logics, Languages, and Organisations Federated Workshops (MALLOW 2010)

http://ceur-ws.org/Vol-627/allproceedings.pdfInternational audienceMALLOW-2010 is a third edition of a series initiated in 2007 in Durham, and pursued in 2009 in Turin. The objective, as initially stated, is to "provide a venue where: the cost of participation was minimum; participants were able to attend various workshops, so fostering collaboration and cross-fertilization; there was a friendly atmosphere and plenty of time for networking, by maximizing the time participants spent together"

Multi-Agent Systems

A multi-agent system (MAS) is a system composed of multiple interacting intelligent agents. Multi-agent systems can be used to solve problems which are difficult or impossible for an individual agent or monolithic system to solve. Agent systems are open and extensible systems that allow for the deployment of autonomous and proactive software components. Multi-agent systems have been brought up and used in several application domains

A systematic approach for detecting faults in agent designs

This thesis proposes a mechanism, including automated tool support, for early-phase defect detection by comparing the plan structures of a belief-desire-intention (BDI) agent design against the following: (1) requirement models, specified in terms of scenarios and goals; and (2) agent communication models. The intuition of our approach is to extract sets of possible behaviour runs from the agent-behaviour models and to verify whether these runs conform to the specifications of the system-to-be. The proposed approach in this thesis is applicable at design time and does not require source code. Our approach is based on the Prometheus agent-design methodology but is applicable to other methodologies that support the same notions. We evaluate the proposed verification framework on designs, ranging from student projects to case studies of industry-level projects. Our evaluation demonstrates that even a simple specification developed by relatively experienced developers is prone to defects, and our approach is successful in uncovering most of these defects. In addition, we conduct a scalability analysis of our methods, and the outcomes reveal that our approach can scale when designs grow in size

Ecology-based planning. Italian and French experimentations

This paper examines some French and Italian experimentations of green infrastructures’ (GI) construction in relation to their techniques and methodologies. The construction of a multifunctional green infrastructure can lead to the generation of a number of relevant bene fi ts able to face the increasing challenges of climate change and resilience (for example, social, ecological and environmental through the recognition of the concept of ecosystem services) and could ease the achievement of a performance-based approach. This approach, differently from the traditional prescriptive one, helps to attain a better and more fl exible land-use integration. In both countries, GI play an important role in contrasting land take and, for their adaptive and cross-scale nature, they help to generate a res ilient approach to urban plans and projects. Due to their fl exible and site-based nature, GI can be adapted, even if through different methodologies and approaches, both to urban and extra-urban contexts. On one hand, France, through its strong national policy on ecological networks, recognizes them as one of the major planning strategies toward a more sustainable development of territories; on the other hand, Italy has no national policy and Regions still have a hard time integrating them in already existing planning tools. In this perspective, Italian experimentations on GI construction appear to be a simple and sporadic add-on of urban and regional plans

7th International Conference on Higher Education Advances (HEAd'21)

Information and communication technologies together with new teaching paradigms are reshaping the learning environment.The International Conference on Higher Education Advances (HEAd) aims to become a forum for researchers and practitioners to exchange ideas, experiences,opinions and research results relating to the preparation of students and the organization of educational systems.Doménech I De Soria, J.; Merello Giménez, P.; Poza Plaza, EDL. (2021). 7th International Conference on Higher Education Advances (HEAd'21). Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/HEAD21.2021.13621EDITORIA