Sự lan truyền bệnh trên cá da trơn

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ



L
L
Ê
Ê


T
T
H
H
Ị
Ị


D
D
I
I
Ễ
Ễ
M
M

M
M
Ô
Ô


P
P
H
H
Ỏ
Ỏ
N
N
G
G


S
S
Ự
Ự

L
L
A
A
N
N


T
T
R
R
U
U
Y
Y
Ề
Ề
N
N


B
B
Ệ
Ệ
N
N

H
H


T
T
R
R
Ê
Ê
N
N


C
C
Á
Á


D
D
A
A


T
T
R
R

Ơ
Ơ
N
N


(
(
C
C
Á
Á


T
T
R
R
A
A
)
)

L
L
U
U
Ậ
Ậ
N
N


V
V
Ă
Ă
N
N


T
T
H
H
Ạ
Ạ
C
C


S

S
Ĩ
Ĩ


C
C
Ô
Ô
N
N
G
G


N
N
G
G
H
H
Ệ
Ệ


T
T
H
H
Ô

Ô
N
N
G
G


T
T
I
I
N
N







Cần Thơ - 2009
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

L
L
Ê
Ê


T
T
H
H
Ị
Ị


D
D
I
I
Ễ
Ễ
M
M







M

M
Ô
Ô


P
P
H
H
Ỏ
Ỏ
N
N
G
G


S
S
Ự
Ự


L
L
A
A
N
N

T
T
R
R
U
U
Y
Y
Ề
Ề
N
N


B
B
Ệ
Ệ
N
N
H
H


T
T
R
R
Ê

Ê
N
N


C
C
Á
Á


D
D
A
A


T
T
R
R
Ơ
Ơ
N
N


(
(
C

C
Á
Á


T
T
R
R
A
A
)
)






C
C
h
h
u
u
y
y
ê
ê
n

n


n
n
g
g
à
à
n
n
h
h
:
:


H
H
ệ
ệ


T
T
h
h
ố
ố
n

n
g
g


T
T
h
h
ô
ô
n
n
g
g


T
T
i
i
n
n


M
M
ã
ã

s
s
ố
ố


n
n
g
g
à
à
n
n
h
h
:
:


6
6
0
0
4
4
8
8
0

0
5
5




L
L
U
U
Ậ
Ậ
N
N


V
V
Ă
Ă
N
N


T
T
H
H
Ạ

Ạ
C
C


S
S
Ĩ
Ĩ


C
C
Ô
Ô
N
N
G
G


N
N
G
G
H
H
Ệ
Ệ

T
T
H
H
Ô
Ô
N
N
G
G


T
T
I
I
N
N




Người hướng dẫn: Gs. Alexis Drogoul
Ts. Huỳnh Xuân Hiệp

Cần Thơ - 2009
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang i
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan luận văn này ñược hoàn thành trên kết quả nghiên cứu của tôi.
Các công việc nghiên cứu và nội dung thực hiện trong luận văn chưa từng ñược nộp
ñể lấy bằng cấp từ một trường nào; ngoại trừ phần lý thuyết và các kết quả từ các
công trình khác ñược ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo của luận văn.

Cần Thơ, ngày 22 tháng 12 năm 2009
Ký tên


Lê Thị Diễm

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang ii
LỜI CẢM ƠN
Trải qua hai năm học tập và làm việc, tôi ñã nhận ñược rất nhiều sự giúp ñỡ,
ñộng viên từ các Thầy Cô, gia ñình và bạn bè. Để hoàn thành luận văn này, tôi xin
chân thành cảm ơn:
Gs. Alexis Drogoul, Viện nghiên cứu phát triển - Cộng Hòa Pháp (IRD), ñã
truyền ñạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quí báu về mô hình hóa và mô
phỏng hướng tác tử. Thầy ñã cung cấp tài liệu, tận tình hướng dẫn tôi trong từng
bước xây dựng mô hình.
Ts. Huỳnh Xuân Hiệp, Giảng viên Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông
ñã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn này. Thầy ñã

cung cấp cho tôi không những tài liệu, kiến thức khoa học, ñọc góp ý, chỉnh sửa báo
cáo mà còn truyền ñạt những kinh nghiệm quí báu của Thầy trong nghiên cứu ñể
giúp tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Ts. Lê Quyết Thắng, Trưởng Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông –
chủ nhiệm ñề tài cấp nhà nước "Nghiên cứu xây dựng các hệ thống thông tin hỗ trợ
việc phòng chống dịch bệnh cây trồng và thủy sản cho vùng kinh tế trọng ñiểm" (mã
số: KC.01.15/06-10), ñã dành một chủ ñề trong ñề tài cho tôi nghiên cứu. Thầy
cũng ñã ñọc và có nhiều góp ý thiết thực giúp tôi hoàn thành báo cáo này.
Ts. Phạm Thanh Liêm, Ts Từ Thanh Dung và Cô Đặng Thụy Mai Thy, Giảng
viên Khoa Thủy Sản, Trường Đại học Cần Thơ, ñã cung cấp, tư vấn nhiều kiến thức
chuyên môn về Thủy sản, ñặc biệt các thông tin cá tra và bệnh trên cá tra.
Các cán bộ và kỹ thuật viên tại sở Khuyến nông – Khuyến ngư, phòng nông
nghiệp huyện Phú Tân, phòng nông nghiệp huyện Châu Phú, tỉnh An Giang ñã cung
cấp thông tin về tình hình nuôi cá tra. Tôi cũng xin cảm ơn các hộ nuôi cá tra tại
huyện Phú Tân và huyện Châu Phú ñã trả lời phỏng vấn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn ñến Ban Chủ Nhiệm Khoa Khoa Học Tự Nhiên,
Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông, các ñồng nghiệp trong Bộ
Môn Tin Học, các bạn trong nhóm mô phỏng: Hồ Văn Tú, Trương Thị Thanh
Tuyền, Phan Huy Cường và gia ñình ñã tạo ñiều kiện, ñộng viên và giúp ñỡ tôi rất
nhiều ñể vượt qua những lúc gặp khó khăn trong quá trình học tập và làm việc.
Học viên Lê Thị Diễm, MSHV 250706
Lớp Cao học Hệ thống thông tin K14
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang iii
MỤC LỤC
----- 






 -----

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................iii
MỤC LỤC .........................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................v
DANH MỤC BẢNG .........................................................................................vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...........................................................................viii
ABSTRACT.......................................................................................................ix
TÓM TẮT...........................................................................................................x
Chương 1: GIỚI THIỆU..................................................................................... 1
1.1 Mở ñầu......................................................................................................... 1
1.1.1 Đặt vấn ñề.................................................................................................. 1
1.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................. 3
1.1.3 Ý nghĩa thực tiển của ñề tài nghiên cứu ..................................................... 4
1.1.4 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 4
1.2 Các vấn ñề liên quan..................................................................................... 4
1.3 Các nội dung chính....................................................................................... 5
Chương 2: MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ ............................................................... 7
2.1 Mô hình hóa (modeling) ............................................................................... 7
2.1.1 Phân loại mô hình...................................................................................... 7
2.1.2 Mô hình và mô hình hóa............................................................................ 8
2.2 Mô phỏng (simulation) ................................................................................11
2.2.1 Khái niệm về mô phỏng............................................................................11
2.2.2 Môi trường (environment) ........................................................................12
2.2.3 Tác tử (agent) ...........................................................................................12
2.2.4 Hệ ña tác tử, mô phỏng hướng ña tác tử....................................................12
2.3 Hệ nền GAMA (GAMA platform)...............................................................13

2.3.1 Giới thiệu GAMA.....................................................................................13
2.3.2 Ngôn ngữ GAML .....................................................................................14
2.4 Mô hình ngăn (compartment model)............................................................15
Chương 3: MÔ HÌNH CÁ TRA.........................................................................17
3.1 Mô hình sinh trưởng của cá tra ....................................................................17
3.1.1 Đặc ñiểm sinh học của cá tra...............................................................................17
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang iv
3.1.2 Mô hình sinh trưởng ...........................................................................................17
3.1.3 Các mô hình nuôi cá .................................................................................18
3.2 Bệnh cá........................................................................................................21
3.2.1 Khái niệm bệnh cá....................................................................................21
3.2.2 Vấn ñề lan truyền bệnh .............................................................................23
3.2.3 Bệnh gan thận mủ.....................................................................................24
Chương 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LAN TRUYỀN BỆNH TRÊN CÁ TRA ............26
4.1 Khảo sát thu thập số liệu..............................................................................26
4.2 Mô hình lan truyền diện rộng.......................................................................27
4.2.1 Môi trường ...............................................................................................27
4.2.2 Tác tử (agent) ...........................................................................................32
4.2.2.1 Tác tử "nước" (water) ............................................................................32
4.2.2.2 Tác tử "ao" (pond) .................................................................................33
4.2.2.3 Tác tử "cá tra" (catfish)..........................................................................38
4.2.3 Mô hình quan hệ giữa các tác tử ...............................................................39
4.2.4 Mô hình lan truyền bệnh diện rộng ...........................................................41
4.3 Mô hình lan truyền bệnh diện hẹp................................................................48
4.3.1 Các thành phần trong mô hình ..................................................................48
4.3.2 Mô hình lan truyền bệnh trong ao nuôi .....................................................50
Chương 5: MÔ PHỎNG SỰ LAN TRUYỀN DỊCH BỆNH ..............................52
5.1 Giới thiệu gói mô phỏng lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra ................52

5.2 Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh theo nguồn nước trên sông.....................54
5.2.1 Mô phỏng nước chảy trên sông.................................................................55
5.2.2 Mô phỏng sự lan truyền bệnh từ sông vào ao nuôi và ngược lại................57
5.2.3 Mô phỏng sự lan truyền bệnh từ ao sang ao ..............................................59
5.3 Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh trong một ao ..........................................60
Chương 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ...........................................................62
6.1 Chọn kịch bản mô phỏng.............................................................................62
6.2 Kịch bản 1: Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh trên diện rộng .....................62
6.3 Kịch bản 2: Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh trong ao..............................71
Chương 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..............................................................79
7.1 Kết quả ñạt ñược..........................................................................................79
7.2 Đề nghị........................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................81
PHỤ LỤC..........................................................................................................83
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang v

DANH MỤC HÌNH
----- 





 -----

Hình 1.1: Biểu ñồ thống kê tình hình nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL[2] ................1
Hình 1.2: Minh họa tóm tắt các ñối tượng cần nghiên cứu......................................3
Hình 2.1: Sơ ñồ phân loại mô hình .........................................................................7

Hình 2.2: Meta-model hướng tác tử ñược biểu diễn bằng UML[16] .......................9
Hình 2.3: Minh họa tóm tắt về mô hình [13].........................................................10
Hình 2.4: Biểu diễn một mô hình hướng tác tử [16]..............................................13
Hình 2.6: Cấu trúc của một tập tin GAML............................................................15
Hình 2.7: Mô hình ñơn giản một ngăn ..................................................................16
Hình 2.8: Mô hình ña ngăn...................................................................................16
Hình 2.9: Mô hình ña ngăn thể hiện qua các ô nước .............................................16
Hình 3.1: Mô hình sinh trưởng của cá tra..............................................................17
Hình 3.2: Các mô hình nuôi cá tra ........................................................................18
Hình 3.3: Sơ ñồ tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng ñến ao nuôi.................................20
Hình 3.5: Các nguyên nhân gây bệnh ở ĐBSCL...................................................22
Hình 3.7: Các con ñường lan truyền bệnh truyền nhiễm .......................................23
Hình 3.8: Các thời kỳ phát triển của bệnh.............................................................24
Hình 4.1: Bản ñồ hành chính của huyện Phú Tân..................................................29
Hình 4.2: Môi trường cho mô hình ......................................................................30
Hình 4.3: Các loại cửa ao......................................................................................33
Hình 4.4: Sơ ñồ phân loại ao nuôi.........................................................................34
Hình 4.5: Sơ ñồ kế thừa giữa các loại ao...............................................................35
Hình 4.6: Sự phân hóa vi khuẩn trong ao..............................................................35
Hình 4.7: Sơ ñồ mô tả quá trình chuyển trạng thái ao nuôi....................................37
Hình 4.8: Sơ ñồ mô tả quá trình chuyển trạng thái của tác tử cá............................39
Hình 4.9: Sơ ñồ kế thừa giữa các tác tử ................................................................40
Hình 4.10: Mô hình tương tác giữa các tác tử. ......................................................40
Hình 4.12: Sơ ñồ nước truyền ñi theo luật 1..........................................................42
Hình 4.13: Sơ ñồ nước nhận vào theo luật 2 .........................................................42
Hình 4.14: Ô nước hướng 0 và các vị trí lân cận...................................................43
Hình 4.15: Ô nước hướng 1 và các vị trí lân cận...................................................44
Hình 4.16: Mô hình nước lan truyền trên sông......................................................47
Hình 4.17: Mô hình lan truyền bệnh trên diện rộng...............................................48
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang vi
Hình 4.18: Mô hình lan truyền trong ao nuôi........................................................50
Hình 5.1: Sơ ñồ hệ thống mô phỏng lan truyền bệnh ............................................52
Hình 5.2: Form xác ñịnh trạng thái ao ban ñầu .....................................................53
Hình 5.3: Mô hình mô phỏng thể hiện trong GAML.............................................54
Hình 5.4: Lưu ñồ mô tả sự lan truyền bệnh trên diện rộng ....................................55
Hình 5.6: Lưu ñồ mô tả sự lan truyền bệnh từ sông vào ao và ngược lại ...............57
Hình 5.7: Lưu ñồ mô tả sự lan truyền bệnh trong ao .............................................60
Hình 6.1: Mô hình khởi tạo và một số tham số ñầu vào cho hệ thống ...................63
Hình 6.2: Hệ thống sau vài bước thực hiện ...........................................................65
Hình 6.3: Kết quả lan truyền sau hơn 3 ngày ........................................................66
Hình 6.4: Kết quả lan truyền bệnh sau hơn bốn ngày............................................67
Hình 6.5: Tình hình lan truyền bệnh sau sáu ngày.................................................68
Hình 6.6: Đồ thị biểu diễn sự biến ñổi theo thời gian của tổng diện tích ao theo
trạng thái ...............................................................................................................68
Hình 6.7: Thống kê tổng diện tích theo trạng thái sau vài bước.............................69
Hình 6.8: Thống kê tổng diện tích theo trạng thái sau sáu ngày ............................70
Hình 6.9: Ảnh hưởng của thuốc trong lan truyền bệnh..........................................71
Hình 6.10: Mô hình ao nuôi ñã bị nhiễm bệnh......................................................72
Hình 6.11: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái ở bước ñầu ....................73
Hình 6.12: Tình hình lan truyền bệnh sau hơn nửa ngày.......................................74
Hình 6.13:
Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái sau nửa ngày nhiễm bệnh
.......74
Hình 6.14: Tình hình lan truyền bệnh sau hơn hai ngày........................................75
Hình 6.15: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái sau hai ngày nhiễm bệnh75
Hình 6.16: Tác dụng của thuốc ñến sự lan truyền dịch bệnh .................................76
Hình 6.17: Biểu ñồ thống kế số lượng cá theo trạng thái khi dùng thuốc...............76
Hình 6.18: Ao cá xảy ra dịch bệnh........................................................................77

Hình 6.19: Tình hình lan truyền bệnh sau hai ngày có dùng thuốc........................78


Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang vii
DANH MỤC BẢNG
----- 





 -----

Bảng 3.1: Bảng mô tả về bệnh gan thận mủ..........................................................25
Bảng 4.1: Bảng màu mô tả các thành phần của môi trường...................................30
Bảng 4.2: Bảng mô tả màu minh họa cho trạng thái của tác tử..............................31
Bảng 6.1: Bảng màu biểu diễn trạng thái ao..........................................................64
Bảng 6.2: Thống kê diện tích ao theo trạng thái sau vài bước ...............................69
Bảng 6.3: Thống kê diện tích ao theo trạng thái sau 6 ngày ..................................70

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
----- 






 -----

ABM Agent - Based Modeling
BOD Nhu cầu oxy hóa sinh học hay nhu cầu oxy sinh học
(Biochemical hay Biological)/ BOD5 ở 20
0
C
DO Ôxi hòa tan (Dissolved oxygen)
E.ictaluri Edwardsiella ictaluri
GAMA GIS & Agent-based Modelling Architecture
GAML GAMA Modeling Language
GIS Geographic Information Systems
UML Unified Modeling Language
ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long
ĐVTS Động vật thủy sản


Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang ix
ABSTRACT

Modeling theory and agent-based simulation are applied in this thesis to build a
model simulating how the propagation of catfish diseases works under physical,
chemical, and bacterial conditions of fishponds and water flow in some areas in
Mekong Delta, Vietnam. In particular, the model is built focusing on the disease of
white spots on the internal organs of catfish in Phu Tan district, An Giang province.
The model helps us to observe how environmental conditions affect the way the

pathogen (bacteria) propagate along the river, from the river to fishponds and vice
versa by adjusting the input arguments. We are also able to monitor how the disease
propagates among individual fish in a single fishpond. The objective is to predict
the infectious or healthy state of fishponds. The model's input arguments such as
originally infectious state, temperature, pH value, and so on can be adjusted, i.e.
different environmental conditions, to obtain different results.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang x
TÓM TẮT

Đề tài ứng dụng lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng ña tác tử ñể xây dựng một
mô hình lan truyền bệnh trên cá da trơn theo dòng nước trong những ñiều kiện thủy
lý, thủy hóa và vi sinh của môi trường nuôi tại một số vùng ở ñồng bằng sông Cửu
Long. Cụ thể mô hình ñược thí ñiểm với bệnh gan thận mủ (white spots on the
internal organs) trên cá tra tại huyện Phú Tân, tỉnh An Giang. Trong mô hình này
chúng ta có thể quan sát quá trình bệnh (vi khuẩn) lan truyền trên sông, bệnh lan
truyền từ sông vào ao và ngược lại dưới tác ñộng của các ñiều kiện môi trường
thông qua các tham số ñầu vào. Mục tiêu ñề tài nhằm dự báo tình trạng nhiễm bệnh
và khỏi bệnh của các ao nuôi. Đồng thời chúng ta cũng quan sát ñược sự lan truyền
bệnh trong phạm vi một ao, bệnh lan truyền từ mầm bệnh sang các cá thể cá, sự lan
truyền bệnh giữa các cá thể cá trong ao. Các tham số ñầu vào (tình trạng nhiễm
bệnh ban ñầu, nhiệt ñộ, ñộ pH, …) của mô hình có thể thay ñổi ñể nhận ñược những
kết quả thực thi khác nhau của mô hình trong từng ñiều kiện môi trường.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 1
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1

Mở ñầu
1.1.1 Đặt vấn ñề
Ngày nay, công nghệ thông tin ñang là một công cụ hỗ trợ hiệu quả cho xã hội
trong mọi lĩnh vực từ giáo dục, kinh tế, xã hội,... ñến sản xuất nông nghiệp. Người
nông dân ñang ngày càng quan tâm hơn việc ứng dụng công nghệ thông tin vào
trong sản xuất hướng ñến mục ñích tăng hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên mức ñộ ứng
dụng tin học vào trong nghề nuôi trồng thủy sản thì còn hạn chế, chưa ñáp ứng ñược
ứng ñược yêu cầu phát triển bùng nổ trên thực tế.
Thống kê sản lượng thủy sản nuôi trồng tại ĐBSCL
365141
773293
1002805
1166775
1526557
1838638
234755
476376
652262
790179
1115253
1419010
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000

1800000
2000000
2000 2004 2005 2006 2007 S
ơ
b
ộ
2008
Năm
Sản Lượng (tấn)
Sản lượng nuôi
trồng thủy sản
Sản lượng cá

Hình 1.1: Biểu ñồ thống kê tình hình nuôi trồng thủy sản tại ĐBSCL[2]

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 2
Theo niên giám thống kê năm 2008 của cục thống kê về tình hình nuôi trồng thủy
sản tại ĐBSCL trên biểu ñồ hình 1.1, chúng ta sẽ thấy rõ sự gia tăng về sản lượng
nuôi trồng thủy sản theo năm, không có năm nào giảm xuống, ñặc biệt từ 2006 ñến
2008, có sự gia tăng vượt bậc. Song song với sự phát triển nói chung về nghề nuôi
trồng thủy sản thì nghề nuôi cá cũng tăng theo từng năm. Loài cá ñược nuôi phổ
biến ở ĐBSCL là cá tra.
Tuy nhiên tình trạng nuôi cá tra không theo qui hoạch, không tuân thủ qui trình
khoa học về nuôi cá, không chăm sóc quản lý tốt trong quá trình nuôi ñã dẫn ñến
tình trạng dịch bệnh xảy ra rất phổ biến.
Có thể ứng dụng công nghệ thông tin ñể hỗ trợ nông dân nuôi cá tra trong cảnh
báo phòng chống dịch bệnh không? Đây là câu hỏi ñược các chuyên gia quan tâm.
Để có thể ñưa ra những quyết ñịnh hỗ trợ phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả kinh

tế trong nuôi cá tra công nghiệp, các chuyên gia cần có ñược những thông tin liên
quan ñến dịch bệnh như nguy cơ về vi khuẩn tiềm ẩn trong ao nuôi, quá trình phát
sinh bệnh, tình hình lan truyền dịch bệnh, ảnh hưởng của các ñiều kiện môi
trường,... trên diện rộng (một huyện/ tỉnh) cũng như ở diện hẹp (trong một ao) một
cách trực quan.
Xuất phát từ thực tế ñó, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình nuôi cá
tra thâm canh thông qua việc xây dựng ñược mô hình mô phỏng sự lan truyền bệnh
trên cá tra theo các chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa và vi sinh của môi trường là một vấn
ñề thiết thực. Đặc biệt là thí ñiểm với bệnh gan thận mủ vì ñây là một bệnh phổ biến
và gây thiệt hại nghiêm trọng hiện nay. Vì chỉ có mô hình hóa và mô phỏng chúng
ta mới có thể kiểm tra, thử nghiệm hệ thống thực của chúng ta, từ ñó nắm bắt ñược
cơ chế, qui luật lan truyền bệnh, ñây là thông tin quan trọng ñể có thể dự ñoán, cảnh
báo khi cần thiết và nó ñáp ứng một phần yêu cầu hỗ trợ cho người nông dân hiện
nay là làm thế nào ñể quá trình sản xuất cá tra có khoa học: quản lý tốt quá trình
nuôi, dự ñoán ñược dịch bệnh, biết ñược cơ chế lan truyền bệnh ñể có thể ñiều trị
kịp thời trong quá trình nuôi cá giúp tăng năng suất và chất lượng cá tra nuôi. Nếu
thực hiện tốt ñược quá trình này thì giúp giảm rất nhiều chi phí (do giảm thiệt hại vì
dịch bệnh).
Đây là một vấn ñề mới và thực sự có ý nghĩa trong thời kỳ hiện nay khi tốc ñộ
nuôi cá tra tại các tỉnh ĐBSCL ñang tăng từng năm. Hơn nữa, ñây là một trong
nhiều nhánh của ñề tài cấp nhà nước
"Nghiên cứu xây dựng các hệ thống thông tin
hỗ trợ việc phòng chống dịch bệnh cây trồng và thuỷ sản cho vùng kinh tế trọng
ñiểm
" của Ts. Lê Quyết Thắng (Đề tài "Nghiên cứu xây dựng các hệ thống thông tin
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 3
hỗ trợ việc phòng chống dịch bệnh cây trồng và thuỷ sản cho vùng kinh tế trọng
ñiểm" chia làm nhiều giai ñoạn: thiết kế xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống, xây

dựng hệ chuyên gia hỗ trợ, xây dựng cổng thông tin, mô phỏng, dự báo,...).
1.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu về lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng hướng ña tác tử. Đồng
thời ñề tài cũng nghiên cứu về các thông tin liên quan ñến cá tra và nghề nuôi cá tra
tại các tỉnh ñồng bằng sông Cửu Long nói chung và một số huyện thí ñiểm của Tỉnh
An Giang nói riêng như: ñặc ñiểm sinh học của cá tra, các hình thức nuôi cá tra hiện
nay, các ñiều kiện ảnh hưởng ñến chất lượng nước khi nuôi cá tra, các chỉ tiêu thủy
lý, thủy hóa, vi sinh; vấn ñề bệnh trên thủy sản nói chung và bệnh gan thận mủ trên
cá tra nói riêng.
Ứng dụng lý thuyết mô hình hóa và mô phỏng ña tác tử, xây dựng mô hình lan
truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra theo nguồn nước, thực hiện mô hình bằng ngôn
ngữ GAML trên hệ nền GAMA.
Hình 1.2 là minh họa tóm tắt về các ñối tượng cần nghiên cứu của ñề tài.











Hình 1.2: Minh họa tóm tắt các ñối tượng cần nghiên cứu

Hình 1.2 cho ta cái nhìn tổng quát mô hình quan niệm về hệ thống của ñề tài. Từ
hệ thống thực, áp dụng lý thuyết mô hình hóa ñể xây dựng một mô hình biểu diễn
lại hệ thống thực ñã cho, khi mô hình ñã ổn ñịnh ta sẽ dùng một bộ mô phỏng thực
Mô phỏng

Mô hình hóa
dựa trên ña tác tử
Bi
ể
u di
ễ
n
Th
ự
c thi
H
ỗ
tr
ợ
ra quy
ế
t
ñị
nh
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 4
thi mô hình ñể kiểm chứng các giả thuyết có phù hợp không. Và cũng từ kết quả
nhận ñược này có thể hỗ trợ ra quyết ñịnh. Đây là mục tiêu của toàn hệ thống.
1.1.3 Ý nghĩa thực tiển của ñề tài nghiên cứu
Sự thành công của ñề tài có thể góp phần hạn chế rủi ro và thiệt hại do dịch bệnh
trong nghề nuôi cá tra thâm canh ở ĐBSCL và ñặc biệt tại một số huyện của Tỉnh
An Giang; tăng hiệu quả kinh tế trong nghề nuôi cá tra thâm canh. Đây là một công
cụ thể hiện một cách trực quan vấn ñề lan truyền bệnh và dự báo bệnh.
Đề tài cũng góp phần khẳng ñịnh vai trò ứng dựng mô hình hóa và mô phỏng

hướng tác tử vào trong thực tế. Đây sẽ là một phương pháp hữu ích ñể phục vụ cho
việc nghiên cứu, thử nghiệm, kiểm chứng các mô hình hệ thống thực; góp phần hỗ
trợ ra quyết ñịnh.
1.1.4 Phương pháp nghiên cứu
Vấn ñề ñược nghiên cứu dựa trên sự kết hợp cả ba phương pháp ñó là phương
pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp khảo sát thực tế và phương pháp thực
nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết ñể tìm hiểu các thông tin liên quan ñến vấn ñề, hiểu
vấn ñề một cách rõ ràng. Khảo sát thực tế giúp kiểm tra lại phần lý thuyết, cũng như
thu thập thêm các kiến thức chuyên gia, kinh nghiệm thực tế liên quan ñến vấn ñề.
Kết hợp kết quả nghiên cứu lý thuyết và khảo sát thực tế tìm ra giải pháp giải quyết
vấn ñề một cách hiệu quả và dùng phương pháp thực nghiệm ñể xây dựng một hệ
thống giải quyết yêu cầu ñã ñặt ra.
1.2

Các vấn ñề liên quan
Mô hình hóa và mô phỏng ñang có một sự bùng nổ về ứng dụng trong thời gian
gần ñây. Tại hội thảo quốc tế về mô hình hóa và mô phỏng các hệ thống phức tạp
diễn ra vào tháng 10 năm 2009, tổ chức tại Viện tin học pháp ngữ Hà Nội có rất
nhiều báo cáo về mô phỏng từ những vấn ñề cổ ñiển cho ñến các vấn ñề liên quan
ñến thực tế hiện nay như: mô phỏng sự hình thành, lan truyền và sự ngập lụt do
sóng thần dựa trên bản ñồ số, mô hình hóa và mô phỏng sự phân tán trong quần thể
(trứng, ấu trùng, cá) ở biển, mô hình hệ cột cát,... qua ñây cho thấy mô hình hóa và
mô phỏng ngày càng ñược quan tâm.
Nhờ sự phát triển của khoa học máy tính, của lĩnh vực trí tuệ nhân tạo cũng như
sự phức tạp trong các hệ thống thực, việc mô hình hóa và mô phỏng ñang ñi theo
một khuynh hướng mới ñó là mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử (ABM), ñây
ñang là một cách tiếp cận có nhiều ưu ñiểm vượt trội vì nó mô tả hệ thống thực một
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 5

cách tự nhiên hơn. Trong mô hình ABM người ta thêm vào những giao tiếp giữa
các cá thể ở nhiều mức ñộ khác nhau.
Vấn ñề nghiên cứu về cá da trơn nói chung và cá tra nói riêng ñã ñược các nhà
nghiên cứu khoa học về thủy sản thực hiện trên nhiều khía cạnh như: nghiên cứu về
ñặc ñiểm sinh học, nghiên cứu về các kỹ thuật nuôi, nghiên cứu ñiều tra về tình hình
dịch bệnh, các loại bệnh, nguyên nhân và tác nhân gây bệnh,... hay nghiên cứu về
tính kháng thuốc của các vi khuẩn gây bệnh trên cá. Đặc biệt là bệnh gan thận mủ
trên cá tra ñược quan tâm nhiều vì bệnh này là một bệnh phổ biến gây thiệt hại lên
ñến 98% [18] cho người nuôi. Có rất nhiều nhà nghiên cứu như Hawke (1979),
Waltman et al (1985) [18], Từ Thanh Dung (1994), Bùi Quang Tề,... ñã thực hiện
việc nghiên cứu liên quan ñến những vấn ñề chung về bệnh học thủy sản, về tác
nhân gây bệnh, về ñiều kiện môi trường ảnh hưởng ñến việc nuôi trồng thủy sản,...
và ñặc biệt về vi khuẩn Edwardsiella ictaluri (E.ictaluri), vi khuẩn gây bệnh gan
thận mủ trên cá tra, như nghiên cứu về ñặc ñiểm sinh học, cơ chế lan truyền, cách
ñiều trị và ngăn ngừa.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu về vấn ñề lan truyền bệnh gan thận mủ giữa các ao
nuôi theo dòng nước, theo sự di chuyển của sinh vật ăn ñộng vật thủy sản, hay sự
lan truyền bệnh của quần thể cá trong một ao như thế nào thì chưa ñược quan tâm.
Mô phỏng sự lan truyền dịch bệnh theo dòng nước trên cá da trơn (cụ thể là cá tra
và bệnh gan thận mủ) cũng là một vấn ñề chưa ñược thực hiện, ñây là một trong
những vấn ñề ñược ñặt ra trong ñề tài nghiên cứu KC.01.15/06-10 ñã ñề cập phần
trước và cũng là nội dung báo cáo của luận văn này.
Tóm lại, mô hình hóa và mô phỏng ngày càng trở nên quan trọng trong khoa học
máy tính cũng như trong ñời sống con người. Khi có khó khăn nếu phải làm việc
với hệ thống thực thì người ta thường xây dựng mô hình và tiến hành mô phỏng thử
nghiệm trên mô hình ñã xây dựng. Nếu mô hình xây dựng phản ánh ñược ñúng thực
tế thì kết quả mô phỏng ñược có thể sử dụng ñể hỗ trợ trong việc ra những quyết
ñịnh liên quan ñến hệ thống thực. Đây chính là lý do cần thiết phải mô hình hóa và
mô phỏng hiện tượng lan truyền bệnh trên cá tra.
1.3

Các nội dung chính
Bài báo cáo giới thiệu về các nội dung ñã nghiên cứu của ñề tài, báo cáo ñược
chia làm bảy phần:
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 6
•
Phần một: Trình bày lý do chọn ñề tài, mục ñích, ñối tượng và phạm vi
nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài nghiên cứu. Đánh giá về
các công việc liên quan ñến ñề tài.
•
Phần hai: Trình bày cơ sở lý thuyết về mô hình, mô hình hóa và mô phỏng
hướng tác tử.
•
Phần ba: Trình bày các kiến thức liên quan ñến con cá tra, nghề nuôi cá tra và
bệnh gan thận mủ trên cá tra.
•
Phần bốn: Ứng dụng cơ sở lý thuyết ñã trình bày ở phần hai và phần ba ñể
xây dựng mô hình lan truyền bệnh gan thận mủ trên cá tra theo dòng nước.
Mô tả các thành phần trong hệ thống: môi trường, tác tử, hành vi của các tác
tử, mối liên hệ của các tác tử.
•
Phần năm: Mô phỏng sự lan truyền bệnh với GAMA.
•
Phần sáu: Kết quả thực nghiệm trên mô hình ñã xây dựng: Lan truyền bệnh
trên sông và lan truyền bệnh giữa các ao và trong ao.
•
Phần cuối: Đánh giá kết quả ñạt ñược và kiến nghị về hướng phát triển tiếp
theo của ñề tài.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 7
Chương 2: MÔ PHỎNG ĐA TÁC TỬ
Trong hoạt ñộng xây dựng mô hình lan truyền bệnh, hai lý thuyết không thể thiếu
ñó là khái niệm về mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử. Nhờ vào các khái niệm
này ta sẽ có một cái nhìn tổng quan về việc cần làm, xác ñịnh ñược các thành phần
cùa hệ thống và cách ñể xác ñịnh như thế nào.
2.1

Mô hình hóa (modeling)
2.1.1 Phân loại mô hình
Mô hình ñược phân loại theo sơ ñồ trong hình 2.1.





Hình 2.1: Sơ ñồ phân loại mô hình

Mô hình toán học:
thuộc loại mô hình trừu tượng. Các thuộc tính của ñối tượng
ñược phản ánh bằng các biểu thức, phương trình toán học. Mô hình toán ñược chia
Hệ thống
Thực nghiệm
với hệ thống thực
Thực nghiệm
với mô hình

của hệ thống
Mô hình vật lý Mô hình toán
Mô hình giải tích Mô hình số
Mô phỏng
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 8
thành mô hình giải tích và mô hình số. Mô hình giải tích ñược xây dựng bởi các
biểu thức giải tích [4]. Cụ thể là chúng ta xem vấn ñề với những ràng buộc như: tất
cả các cá thể của mỗi loài sẽ có cùng những thuộc tính ñại diện, những hành vi ñược
ước lượng trung bình hóa và ñược thể hiện bằng những biểu thức, các biểu thức này
nối với nhau bằng các luật. Điểm lợi của mô hình giải tích là sự chắc chắn và mang
tính ñặc trưng chung, cho kết quả rõ ràng, tổng quát (vì nó ước lượng hóa trên các
tham số quan trọng), mà chủ yếu là có thể giải quyết vấn ñề theo cách tuần tự. Tuy
nhiên, sự ñồng nhất này cũng là giá phải trả cho sự ñơn giản ñến quá mức hệ thống
thực, vì vậy kết quả giải quyết vấn ñề có thể không ñược gần với thực tế.
Mô hình số:
ñược xây dựng theo phương pháp số tức là bằng các chương trình
chạy trên các máy tính số. Ngày nay, nhờ sự phát triển của kỹ thuật máy tính và kỹ
thuật tin học, người ta ñã xây dựng ñược các mô hình số có thể mô phỏng ñược quá
trình hoạt ñộng của các ñối tượng thực. Những mô hình này gọi là mô hình mô
phỏng. Ưu ñiểm của mô hình mô phỏng là có thể mô tả các yếu tố ngẫu nhiên và
tính phi tuyến của ñối tượng thực do ñó mô hình càng gần với ñối tượng thực[4].
2.1.2 Mô hình và mô hình hóa
Định nghĩa về mô hình
: Mô hình là một cấu trúc trừu tượng nó cho phép hiểu về
một hệ thống tham chiếu (reference system) hay còn gọi là hệ thống thực thông qua
việc trả lời một vài câu hỏi liên quan ñến hệ thống. Mô hình là sự biểu diễn lại một
cách ñơn giản hóa của hệ thống tham chiếu, ñược xây dựng dựa trên một lý thuyết
chung và ñược viết trong một ngôn ngữ khoa học và ngôn ngữ này ñược gọi là ngôn

ngữ mô hình hóa. Lý thuyết và ngôn ngữ mô hình hóa ñược mô tả trong siêu mô
hình (meta-model).
Mô hình hóa:
Là hoạt ñộng xây dựng mô hình của những nhà khoa học
1
. Việc
xây dựng mô hình này là một trong hai thành phần chính của phương pháp khoa
học, thành phần thứ hai ñó là phần thực nghiệm: các nhà khoa học trải qua một thời
gian dài cho việc xây dựng, thử nghiệm, so sánh và ñiều chỉnh những mô hình.
Hệ thống thực:
Là một phần thế giới thực ñược chọn bởi các nhà khoa học. Phần
thế giới thực này ñược biết ñến thông qua việc ño lường, quan sát hoặc qua thực
nghiệm mà nó sản sinh ra dữ liệu. Các dữ liệu này có thể khác nhau về số lượng,
chất lượng và có thể ñến từ nhiều cấp ñộ tổ chức khác nhau của hệ thống thực.

1
Modeling is the activity by which scientists build models (Hartmann 1894)
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 9
Ngôn ngữ mô hình hóa
: Mỗi mô hình ñược diễn tả bằng một ngôn ngữ mô hình
hóa. Ngôn ngữ này ñược chọn dựa vào nhiều yếu tố: truyền thống, cái gì là cái
chúng ta quan tâm (tổng quát hóa, phân tích minh họa,...).
Cùng một hệ thống tham chiếu, có thể biểu diễn bằng nhiều mô hình khác nhau
và ñược viết trong nhiều ngôn ngữ mô hình hóa khác nhau.
Ngữ nghĩa và cú pháp của nó ñược xây dựng dựa trên những sự trừu tượng hóa
và mối quan hệ giữa những sự trừu tượng này, nó ñược diễn tả trong một
meta-model.
Meta-model:

Ngôn ngữ mô tả mô hình. Ngôn ngữ này biểu diễn những mô hình
ñộng mà một bộ mô phỏng có thể thông dịch. Meta-model ñịnh nghĩa những khái
niệm (thành phần) trong việc mô hình hóa hệ thống tham chiếu, các ñặc ñiểm, các
mối quan hệ tồn tại giữa những khái niệm ñộc lập của các kỹ thuật cài ñặt trong tin
học ñược sử dụng bởi bộ mô phỏng.
Có nhiều meta-model ñược sử dụng trong mô phỏng. Để minh họa rõ ràng hơn,
chúng ta tham khảo hình 2.2 là sự biểu diễn một cách ñơn giản meta-model hướng
tác tử bằng UML.












Hình 2.2: Meta-model hướng tác tử ñược biểu diễn bằng UML[16]

Hành ñộng



Nhận thức

Môi trường
Các thuộc tính
Các hành vi
Tương tác



Giao tiếp



Tác tử
Các thuộc tính
Các hành vi
1
*
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 10
Hệ thống thực của bài toán mô hình truyền bệnh chính là hệ thống nuôi cá tra
ngoài thực tế. Từ mục ñích của mô hình cần xây dựng, thông qua sự quan sát hệ
thống nuôi cá chúng ta ñặt ra các câu hỏi cho hệ thống. Tổng hợp sự quan sát và
các câu trả lời ta sẽ xây dựng ñược một bản sao thu nhỏ của hệ thống thực. Đây
chính là việc mô hình hóa.
Mô hình minh họa cho một lý thuyết nhưng nó không là một lý thuyết. Tuy nhiên
trong thực tế hai khái niệm này thường ñược dùng với cùng một ý nghĩa. Mối quan
hệ giữa lý thuyết và mô hình là mối quan hệ giữa cái chung và cái riêng (ví dụ: các
loài và các cá thể, các lớp và các thể hiện,...). Một lý thuyết thì biểu diễn những
thuộc tính chung của một tập các hệ thống tham chiếu và mô hình là một thể hiện
của một lý thuyết cho một hệ thống cụ thể.

Hình 2.3: Minh họa tóm tắt về mô hình [13]

Chú ý:
Không có một mô hình chung cho mọi hệ thống tham chiếu. Cùng một hệ
thống có thể sinh ra nhiều câu hỏi khác nhau, và mỗi câu hỏi này liên quan tới một
khía cạnh nào ñó cần quan tâm và mỗi câu hỏi có thể cho sinh ra những mô hình
khác nhau ñược biểu diễn trong những ngôn ngữ khác nhau tùy thuộc vào lý thuyết
ñược chọn và những dữ liệu sẵn có.
Một mô hình ñược gọi là tĩnh khi mô hình ñó biểu diễn lại một hệ thống tham
chiếu mà không có sự biến ñổi theo thời gian. Ngược lại, một mô hình ñược gọi là
ñộng khi nó có thể hiện sự thay ñổi theo thời gian trong sự biểu diễn của nó thông
qua một vài giả thuyết hoặc một vài luật.
Hệ thống thực
Bi
ể
u di
ễ
n l
ạ
i
Meta-model
Các khái ni
ệ
m
(concepts)
Lý thuy
ế
t

Ngôn ng
ữ

Mô hình
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 11
Mô phỏng ñược xây dựng dựa trên mô hình ñộng.
2.2

Mô phỏng (simulation)
2.2.1 Khái niệm về mô phỏng
Cụm từ "mô phỏng" ñược sử dụng trong khoa học từ lâu trước khi thế hệ máy
tính ñầu tiên xuất hiện, với ý nghĩa là bắt chước một tiến trình bằng một tiến trình
khác có sự ñiều khiển. Ngày nay, nhờ vào khả năng rất mạnh của hệ thống máy tính
mà cụm từ "mô phỏng" có nghĩa là mô phỏng bằng máy tính.
Mô phỏng là một hoạt ñộng theo một phương pháp và có một mục ñích xác ñịnh,
với sự trợ giúp của một phương pháp thực nghiệm (ñược gọi là bộ mô phỏng),
người ta thực hiện một sự xáo trộn những dữ liệu ñầu vào của một mô hình ñộng,
thực thi nó và nhận những dữ liệu ñầu ra ñể hiểu ñược những chức năng, ñặc tính
của mô hình. Tất cả những mô hình ñược viết phải tôn trọng meta-model ñược liên
kết với bộ mô phỏng và phải có ít nhất một tham số ñầu vào ñể sẵn sàng thực hiện
quá trình mô phỏng [16].
Mục ñích của mô phỏng [16]:
-

Hợp thức hóa, ñánh giá, kiểm chứng: Mô phỏng ñể kiểm tra một giả thuyết
của mô hình của hệ thống thực, kiểm chứng cũng như chứng minh lý thuyết
ñã dùng xây dựng mô hình.
-

Mô phỏng cũng có mục ñích chỉ ra sự giao tiếp, sự tập huấn, sự minh họa rõ
ràng: Nghĩa là mô phỏng làm cho thấy rõ và chia sẽ mô hình ñộng của hệ
thống thực.
-

Hiểu biết, khám phá: Mô phỏng cho phép hiểu chức năng của hệ thống thực
bằng cách xem mô hình như một bản sao thu nhỏ mà chúng ta có thể nghiên
cứu ñược một cách dễ dàng.
-

Hỗ trợ quyết ñịnh hay là một sự ñiều khiển mà nó tác ñộng ñến trạng thái
thực của hệ thống tham chiếu.
-

Tiên ñoán, dự báo những sự phát triển (thay ñổi) có thể của hệ thống thực
(ứng dụng trong các trò chơi).
Bộ mô phỏng (Simulator): là một chương trình tin học hay còn gọi là một hệ nền
(platform) có khả năng thông dịch những mô hình ñộng và ñược sử dụng ñể sinh ra
những sự thay ñổi (xáo trộn) mong muốn trên những mô hình này.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 12
Mô hình thực thi (operational model): là mô hình ñộng ñược mô tả trong một
ngôn ngữ tuân theo meta-model kết hợp với bộ mô phỏng và ngôn ngữ này có thể
ñược thông dịch trực tiếp hoặc ñược thực thi bởi bộ mô phỏng.
2.2.2 Môi trường (environment)
Môi trường là nơi chứa các tác tử, các tài nguyên, là một phần thiết yếu của hệ ña
tác tử. Môi trường trong ABM phục vụ cho nhiều chức năng như nhận thức, di
chuyển, ñịnh vị,... và cung cấp một cấu trúc không gian ña hình.

Môi trường có thể ñược ñịnh nghĩa như là tập hợp những thông tin mà các tác tử
không mang ñược. Môi trường có trường hợp ñược xem như một tập hợp các cấu
trúc ràng buộc, hay có trường hợp môi trường ñược xem như nơi hỗ trợ nhận thức
cho tác tử/ hay là nơi ñiều khiển những hoạt ñộng, cũng có khi môi trường là một
tác tử ñộc lập.
2.2.3 Tác tử (agent)
Tác tử là một chương trình, nằm trong một môi trường, nó có khả năng nhận
thức, giao tiếp và vận hành một cách ñộc lập ñể ñạt ñược mục tiêu của mình.
(Wooldridge, Jennings and Sycara, 1998).
2.2.4 Hệ ña tác tử, mô phỏng hướng ña tác tử
Mô hình hướng tác tử là một hệ thống bao gồm nhiều thực thể hay còn gọi là
nhiều tác tử, những thực thể này phát triển trong cùng một môi trường, môi trường
ñược thiết kế như một thực thể ñặc biệt ñể các tác tử khác ñịnh vị trong ñó. Những
tác tử ñược gán những thuộc tính, các hành vi và những khả năng nhận thức và giao
tiếp. Tập hợp những giá trị của các thuộc tính của một thể hiện của thực thể hình
thành nên trạng thái của thực thể ñó. Hợp của tập hợp các trạng thái của các thực
thể hình thành nên trạng thái vi mô của hệ thống hay người ta còn gọi ñơn giản là
trạng thái của hệ thống.
Hành vi là những luật ñiều khiển sự thay ñổi trạng thái thông qua việc can thiệp
vào các trạng thái của các tác tử mang những hành vi này, cũng như những trạng
thái của những tác tử khác xuất hiện trong các sự kiện, hành ñộng, giao tiếp hay
tương tác ñược mô tả trong các hành vi.
Hình 2.4 mô tả tổng quan về một mô hình hướng ña tác tử gồm ñầy ñủ các thành
phần ñã nêu: môi trường, tác tử, hành vi, sự giao tiếp,...

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Trang 13

Hình 2.4: Biểu diễn một mô hình hướng tác tử [16]

2.3

Hệ nền GAMA (GAMA platform)
2.3.1 Giới thiệu GAMA
Dự án GAMA [8] (GIS & Agent-based Modelling Architecture) hiện nay ñang
ñược phát triển tại phòng nghiên cứu MSI (Modélisation et Simulation Informatique
de systèmes complexes) và ñược tài trợ bởi IRD (Institut de Rechere pour le
Développement). Dự án ñược sự hợp tác của nhiều
ñối tác: l'IFI, l'IRD, CIRAD, l'EDF, UMMISCO.
Mục tiêu của dự án là thiết kế một hệ nền chung cho
mô hình hóa và mô phỏng hướng tác tử ñối với
những hệ thống phức tạp.
Mục tiêu của GAMA là kết hợp những ñiểm
mạnh của các hệ nền mô phỏng ñã có hiện nay:
-

Kế thừa và mở rộng Repast J (và Repast S)
trong việc sử dụng meta-model mạnh và một
ngôn ngữ mô hình hóa.
-

Dễ sử dụng như Netlogo, nhưng vẫn giữ tính
mở của Repast (về GIS, kế thừa, sử dụng lại,...).
Môi trường
Hành
dộng
Nhận thức
Giao tiếp

Tương tác
Tác tử
Thuộc tính
của môi trường
Luật của
môi trường
Thước ño
của môi trường
Định
vị
Tác tử


Các thuộc tính
Hành vi 1
Hành vi...
Hành vi n
Hình 2.5

H
ệ
n
ề
n GAMA