行动推理是人工智能的一个重要的研究领域。Agent一般处于动态不完全可知的环境中,为了完成给定的任务,通过自主推理、规划、寻找出从初始状态到达目标状态的动作序列,从而实现目标。Petri网是公认的特别适合描述并发和同步的形式化工具,它具有图形化的直观表示方式和丰富的分析方法,非常适合表示和模拟具有异步、并发、动态等特征的系统。本文基于Petri网的高级网形式——有色网来描述行动推理。本文的主要工作如下:(1)提出了一种基于有色网的形式化表示单agent行动推理的方法——CPNSRAA网(Colored Petri Net for Simple Agent of Reasoning about Action),采用CPNSRAA网对状态、动作以及动作之间的各种复合关系(顺序关系、循环关系、条件关系、异步并发关系、冲突关系、真并发关系、中断关系)进行了形式化地表示。(2)提出了一种根据系统的初始条件、目标以及动作的前提条件和后继状态,来构造表示行动推理的CPNSRAA网系统的有效方法,使用该方法构造的CPNSRAA网系统能描述和实现agent在动态环境下进行自主行动推理和面向目标规划,同时提出了一个在CPNSRAA网系统中进行搜索,寻找出实现目标的动作序列生成方法。(3)提出了一个针对多agent系统的CPNMRAA网(Colored Petri Net for MultiAgent of Reasoning about Action)模型。该模型把多agent行动推理系统分为agent模块和环境模块两个大模块,对agent模块中的动作模块和通信模块,以及环境模块中的同步模块和对agent的通信和动作进行处理的模块都分别进行了形式化地表示与分析,并采用它为办公室环境多agent行动推理实例进行了建模和分析。(4)对研究的内容进行了建模和仿真。对办公室环境单agent行动推理实例进行建模和仿真,得出了实现目标的动作序列,并对agent的赋时行动推理进行了仿真,结果验证了CPNSRAA网表示行动推理的有效性和可行性,最后通过仿真报告进一步分析了CPNSRAA网系统的有界性和活性。本论文利用Petri网能较好地表示系统的异步、并发等特征的优点,在采用petri网表示agent行动推理方面做了一些尝试,为agent行动推理技术的研究和实现打下了一定的基础。