Investigation of the information dissemination mechanism in a multi-agent system in a time window
Authors: Горшков А.В. , Кравец О.Я. 
Published: July 2024

В работе исследуетсяпроцесс распространения информации, в котором каждый агент представлен цепочкой Маркова непрерывного времени с двумя состояниями: L и M. Состояние L относится к «дому», тогда как состояние M относится к «месту встречи». Когда два агента остаются вместе в M, они «встречаются» и формируют контакт. Это означает, что они могут обмениваться информацией, совершать торговые операции и так далее. Целью исследования является разработка эффективного способа вычисления времени распространения и исследование зависимости процесса распространения от таких параметров, как количество агентов, количество неосведомленных агентов в конце процесса и интенсивность контакта. Предполагается, что изначально все агенты находятся в состоянии L, и один из агентов точно обладает частью информации. Создана модель распространения с мобильными агентами в звездообразной сети, которая может быть сведена к сети с двумя узлами. Увеличение размера популяции имеет два противоречивых эффекта, которые заставляют время распространения сначала увеличиваться, затем уменьшаться и в конечном итоге увеличиваться с асимптотическим поведением, подобным гармонической сумме. В связи с этим ожидаемое время, необходимое для информирования дополнительного агента, сначала мало, затем увеличивается, а вероятность информирования всех агентов в течение заданного срока имеет S-образную форму. Также предоставлена информация о том, как на процесс может повлиять изменение параметров моделирования, таких как начальное и конечное количество информированных агентов и интенсивность контактов.

This article explores the process of information dissemination, in which each agent is represented by a continuous-time Markov chain with two states: L and M. L-state refers to the “home” while M-state refers to the “meeting place”. When the two agents remain together, they “meet” and form a connection. This means that they can exchange information, conduct commercial transactions and etc. The aim of the research is to develop an effective way to calculate the propagation time and study the dependence of the propagation process on parameters such as the number of agents, the number of uninformed agents at the end of the process and the intensity of contact. It is implied that all agents are initially in L-state and one of them necessarily has some information. A distribution model with mobile agents in a star-shaped network has been created, which can be reduced to a network with two nodes. An increase in population size has two contradictory effects that cause the propagation time to increase at first, then decrease, and, eventually, increase with asymptotic behavior similar to a harmonic sum. In this regard, the expected time required to inform an additional agent is small at first, and then increases, and the probability of informing all agents within a given period has an S-shape. Additionally, information as to how changes in the modeling parameters, such as initial and ending number of the informed agents and the intensity of contacts, affect the process is given.