Propagaci

1
Propagación de restricciones temporales mejorada
mediante análisis de causa-efecto en planificación

• Luis Castillo, Juan Fdez-Olivares, Oscar
  García-Pérez, Francisco Palao

Universidad de Granada
Grupo SEPIA
2
Esquema

• Introducción al problema
• Planificación HTN y gestión del tiempo
• Propagación de restricciones temporales
• Propagación mejorada

3
Introducción al problema

• Planificación
• para gestión
• de crisis
• Sistemas Inteligentes de
• Ayuda a la Decisión IDSS
• Diseño de planes de actuación
• Sistemas de planificación y scheduling
  inteligentes
• Cientos de recursos
• Respuesta inmediata y robusta
• Cientos o miles de acciones temporizadas, miles
  de restricciones temporales y de recursos

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 3
4
Introducción al problema

• Planificación para gestión de crisis Sistemas
  Inteligentes de Ayuda a la Decisión IDSS
• Saber cómo actuar
• Uso de protocolos estándar
• Saber cuándo actuar
• Gestión del conocimiento temporal
• Gestión de recursos

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 4
5
Introducción al problema

• Uso de protocolos estándar
• Planificación HTN

Move Squad-JE101 ?location
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 5
6
Introducción al problema

• Uso de protocolos estándar
• Planificación HTN

Task
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 6
7
Introducción al problema

• Gestión del conocimiento temporal
• Temporización de acciones
• Evacuar entre las 900 y las 2000
• Secuenciación
• Después de 10 horas de ataque todos los retenes
  tienen que descansar otras 10 horas
• Duración
• La duración del vuelo de rescate depende de la
  velocidad de crucero y de la distancia al
  objetivo
• Sincronización
• Todos los retenes tienen que terminar el ataque
  a las 2200

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 7
8
Introducción al problema

• Gestión de recursos
• Evitar violación de recursos
• Un avión no puede agotar su combustible en
  vuelo
• Acciones de reparación
• Repostar antes de un vuelo de larga distancia

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 8
9
Introducción al problema

• Está recomendado el uso de técnicas de
  planificación HTN
• Las técnicas HTN no manejan bien el conocimiento
  temporal

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 9
10
Planificación HTN y conocimiento temporal

• No representación del tiempo
• Representación ad-hoc (timeline fijo)

t1 t3 t10
t13 t14 t17
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 10
11
Planificación HTN y conocimiento temporal

• Despliegue del plan sobre una red temporal simple
  (Dechter et al 1991)
• Por cada acción dos puntos
• Start(acción) y End(acción)
• Definición de restricciones sobre estos puntos
• Ventajas
• Gran expresividad de restricciones
• Flexibilidad en la ejecución (timeline flexible)

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 11
12
Propagación del conocimiento temporal

• Registro de las dependencias causales del plan

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 12
13
Propagación del conocimiento temporal

• Desventajas
• Tiempo de propagación
• Floyd-Warshall (all-pairs-shortest-path)
• O(n3) n número de puntos
• n ? 1800 puntos para un caso real (Incendio de
  Cazorla 2001)
• Incremental

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 13
14
Propagación del conocimiento temporal

• Consistency enforcing PC-2
• Path consistency

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 14
15
Propagación del conocimiento temporal

• Consistency enforcing PC-2

• Aunque en el caso promedio es muy bueno, en el
  peor caso sigue siendo O(n3)
• Hay algunas restricciones que disparan el número
  de propagaciones (restricciones duras, upper
  bounds)

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 15
16
Propagación del conocimiento temporal

• PC-2 Propaga los cambios en una acción al resto
  de acciones
• Muchos de estos cambios son informativos y no
  operativos

A2
A1
A3
A6
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 16
17
Propagación mejorada

• PC-2 Propagar los cambios solo entre aquellas
  acciones que tengan una relación causa-efecto
  registrada

A2
A1
A3
A6
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 17
18
Propagación mejorada

• PC-2-CL Propagar las restricciones solo a través
  de vínculos causales (causal-links)

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 18
19
Propagación mejorada

• PC-2-CL es demostrablemente correcto
• Los cambios en una acción siempre provienen de
  una acción que se encuentra en una cadena de
  vínculos causales a la que pertenece
• El resto se puede podar

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 19
20
Resultados experimentales

• Cuatro experimentos con topologías del plan
  distintas.
• Uno de ellos es un caso real, los otros tres de
  laboratorio

Secuencial
Paralelo
Citas
INFOCA
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 20
21
Resultados experimentales

• Medir el número de llamadas a Revise(.)
• Medir el tiempo de CPU

Secuencial
Paralelo
Citas
INFOCA
CAEPIA 2005 Workshop RNPST 21
22
Resultados experimentales

• Secuencial

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 22
23
Resultados experimentales

• Paralelo

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 23
24
Resultados experimentales

• Citas

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 24
25
Resultados experimentales

• Infoca

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 25
26
Resultados experimentales

• Comparativa SHOP2 y PC2-CL en problemas del
  dominio ZENO (hard timenumeric)

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 26
27
Conclusiones

• Uso de STN para gestionar el conocimiento
  temporal en planificación HTN
• Incorporación del conocimiento de la estructura
  causal del plan
• Registro de vínculos causales temporales
• Restringir el número de propagaciones (eliminar
  innecesarias)
• Mejorar el tiempo de respuesta

CAEPIA 2005 Workshop RNPST 27