余翀翀，黃麗萍

（華僑大學(xué) 信息化建設(shè)與管理處，福建 廈門 361021）

目前，高校使用的教學(xué)和科研儀器、設(shè)備的種類、型號(hào)、廠家、供應(yīng)商以及維修服務(wù)等品目繁多，會(huì)給用戶在設(shè)備的選購(gòu)、維護(hù)、更新、管理等方面帶來(lái)很大的困擾［1－4］。雖然用戶能夠從網(wǎng)上獲取信息，但是網(wǎng)上的信息存在過(guò)載和資源迷向問(wèn)題，即網(wǎng)上雖存在極其豐富的信息，但用戶卻找不到真正所需要的東西。如何從海量的信息中高效、全面地獲取最有針對(duì)性的和最新、最全的信息，使用戶能真正得到快捷、準(zhǔn)確的信息服務(wù)，已成為一個(gè)重要的研究課題。例如：文獻(xiàn)［5］提出基于RSS技術(shù)的個(gè)性化信息服務(wù)系統(tǒng)的架構(gòu)，該架構(gòu)在建立用戶興趣模型和信息推送中融合了RSS技術(shù)；文獻(xiàn)［6］提出了基于網(wǎng)格管理的個(gè)性化信息服務(wù)電子政務(wù)平臺(tái)；文獻(xiàn)［7］則提出了基于UCL的數(shù)據(jù)廣播個(gè)性化信息服務(wù)模型。

本文提出一個(gè)基于多Agent的設(shè)備信息個(gè)性化服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)多Agent體系結(jié)構(gòu)，它由用戶Agent、檢索和監(jiān)視Agent、分類Agent、過(guò)濾Agent和個(gè)性化服務(wù)Agent等5個(gè)Agent和其他相關(guān)組件組成。系統(tǒng)在內(nèi)部Agent之間，以及系統(tǒng)與其他信息服務(wù)提供者之間，比如信息搜索引擎、WWW網(wǎng)站等，均具有良好的協(xié)作性。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)的特點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)在為用戶提供設(shè)備信息服務(wù)的過(guò)程中，能學(xué)習(xí)并記錄用戶的興趣和習(xí)慣；能自動(dòng)建立用戶本地的設(shè)備信息庫(kù)；能及時(shí)告知用戶本地信息庫(kù)的內(nèi)容及其變化動(dòng)態(tài)。

（2）系統(tǒng)能定期為用戶查找新的相關(guān)設(shè)備信息并主動(dòng)通知用戶，而不需用戶重復(fù)查詢；系統(tǒng)在獲得一定程度的用戶資料后，能預(yù)測(cè)用戶的行為并自主地為用戶作出設(shè)備信息選擇和決定。

（3）可以建立并維護(hù)用來(lái)存儲(chǔ)設(shè)備知識(shí)和用戶相關(guān)資料的知識(shí)庫(kù)，還可以通過(guò)學(xué)習(xí)，使這些知識(shí)不斷向更適合用戶的方向調(diào)整。

1.2 個(gè)性化信息服務(wù)系統(tǒng)的功能需求

個(gè)性化信息服務(wù)是指系統(tǒng)能根據(jù)個(gè)人的興趣、習(xí)慣和選擇，提供不一樣的、能符合每一位用戶要求的服務(wù)［8］。因此，系統(tǒng)必須具備以下的基本能力：

（1）個(gè)性化。能夠觀察用戶的操作、接受用戶的反饋信息和用戶的直接訓(xùn)練，在不斷地與用戶的交互和反饋中學(xué)習(xí)用戶知識(shí)，包括用戶的興趣、偏好、習(xí)慣、思維方式等。

（2）自主性。系統(tǒng)能定期地收集網(wǎng)上不同數(shù)據(jù)源的信息，更新本地信息，在獲得一定程度的用戶資料后，能預(yù)測(cè)用戶的行為并自主地為用戶作出信息選擇和決定，幫助用戶處理搜索結(jié)果。

（3）信息收集、分類、過(guò)濾、學(xué)習(xí)，且可以協(xié)調(diào)地工作。

（4）靈活性和可擴(kuò)展性。不同的用戶對(duì)系統(tǒng)的用途可能有不同的要求，要能較好地適應(yīng)必要的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和調(diào)整。

1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

圖1給出了基于多Agent個(gè)性化服務(wù)的設(shè)備信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)可提供以下的功能：

（1）根據(jù)使用者的個(gè)人資料，如興趣、偏好、習(xí)慣、思維、選擇等，提供不同的設(shè)備信息和其他服務(wù)；

（2）對(duì)使用者的資料有一個(gè)自動(dòng)化的學(xué)習(xí)機(jī)制，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)與修正；

（3）對(duì)新的設(shè)備信息，有一分類機(jī)制將其分類和過(guò)濾，再提供給使用者。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.4 個(gè)性化信息服務(wù)內(nèi)容

系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)PROXY及Java Applet技術(shù)提供一個(gè)共同的人機(jī)界面，通過(guò)一些模塊為每一個(gè)使用者提供最適合其要求的服務(wù)。

（1）個(gè)性化服務(wù)Agent。它通過(guò)一個(gè)監(jiān)控代理，為每個(gè)用戶提供最貼切且最有效的設(shè)備信息，并且可通過(guò)它行使過(guò)濾與監(jiān)督的任務(wù)。過(guò)濾與監(jiān)督的任務(wù)是：①阻攔非法的使用者；②對(duì)合法的已登錄的使用者，它觸發(fā)相關(guān)程序，提取使用者的個(gè)人資料，并把這些資料提供給內(nèi)部系統(tǒng)作為服務(wù)的依據(jù)；③自動(dòng)監(jiān)督、記錄和學(xué)習(xí)用戶的興趣與習(xí)慣的改變。

（2）用戶屬性存取。其作用和功能包括：①獲取使用者資料供個(gè)性化服務(wù)Agent和其他的程序使用，如身份確認(rèn)等；②保存監(jiān)督記錄的用戶興趣與習(xí)慣以便為個(gè)性化學(xué)習(xí)提供依據(jù)。

（3）用戶特征文件和存取規(guī)則特征文件。用戶特征文件是系統(tǒng)保留個(gè)性化資料的重要所在，登錄過(guò)的每個(gè)使用者在系統(tǒng)中都擁有自己的個(gè)性化資料特征文件。用戶存取規(guī)則特征文件用于檢查和確認(rèn)使用者的權(quán)限。

（4）調(diào)整機(jī)制。它通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)制動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)分析用戶行為特征和行為的變遷，并根據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)修正用戶特征文件，從而使個(gè)性化服務(wù)可以即時(shí)反映用戶興趣和行為的變更。

（5）分類和過(guò)濾。在使用過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移，會(huì)產(chǎn)生大量的新的相關(guān)信息，且無(wú)法得知新產(chǎn)生的信息資料與用戶的關(guān)系。分類Agent和過(guò)濾Agent用于對(duì)這些資料作預(yù)處理，以利于個(gè)性化服務(wù)時(shí)采用。

1.5 Agent的主要作用

（1）用戶 Agent。用戶 Agent IA（interface agent）的主要功能是接受用戶的查詢請(qǐng)求，幫助用戶細(xì)化查詢要求，并顯示查詢結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)并記錄用戶的興趣和習(xí)慣。它還負(fù)責(zé)顯示本地設(shè)備信息庫(kù)的內(nèi)容，并在界面中反映本地信息庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化。用戶Agent主要由用戶界面、與其他Agent的接口、分析推理機(jī)、使用記錄數(shù)據(jù)庫(kù)4個(gè)部分組成。其中，用戶界面采用通常的GUI；接口部分定義了與其他A－gent之間的通信和交互規(guī)則與方法；使用記錄數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)記錄用戶的使用歷史；分析推理機(jī)用于分析推理的算法、規(guī)則和相關(guān)的知識(shí)。

（2）個(gè)性化服務(wù)Agent。個(gè)性化服務(wù)Agent用來(lái)追蹤管理信息的處理流程及監(jiān)控，與個(gè)性化服務(wù)直接相關(guān)，是各個(gè)Agent的控制核心。其主要的目的是和用戶Agent通信，隨時(shí)檢查使用者的登錄與個(gè)性化的資料，并用來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)Agent。

（3）搜索和監(jiān)視Agent。搜索和監(jiān)視Agent由信息任務(wù)模塊（information task module，ITM）、信息搜索模塊 （information search module，ISM）和信息分析模塊 （information task module，IAM）組成。ITM 從IA處接受用戶提出的查詢請(qǐng)求，生成搜集信息的多個(gè)子目標(biāo)并提交給信息搜索模塊。ISM訪問(wèn)網(wǎng)上異構(gòu)的信息資源，完成在Internet上搜集信息的任務(wù)。信息搜索的實(shí)現(xiàn)采用2種搜索方式：一是與一些知名的信息搜索引擎和信息服務(wù)提供者合作；另一種是利用Robot技術(shù)在網(wǎng)上主動(dòng)完成實(shí)際的信息采集工作。ISM將得到的結(jié)果提交給IAM，IAM對(duì)合作的信息服務(wù)提供者返回的結(jié)果信息進(jìn)行再分析，并運(yùn)用系統(tǒng)的知識(shí)對(duì)搜索結(jié)果進(jìn)行過(guò)濾，再通過(guò)IA返回給用戶。

2 特征文件及其自動(dòng)調(diào)整與修正

本系統(tǒng)建立2種特征文件來(lái)支持個(gè)性化服務(wù)，分別為用戶特征文件和用戶存取規(guī)則特征文件。用戶特征文件描述用戶的物理性質(zhì)（姓名，生日，性別等）、人文背景（教育程度，主修領(lǐng)域，嗜好等）、職業(yè)背景（職業(yè)性質(zhì)，職業(yè)層級(jí)等）；用戶存取規(guī)則特征文件的重要作用是要針對(duì)所有的用戶表達(dá)出個(gè)人的條件限制，其資料結(jié)構(gòu)包括年齡、性別、職位、特殊關(guān)系等。

要較好地支持個(gè)性化服務(wù)，特征文件必須具備很好的可理解性和彈性，以便對(duì)使用者所關(guān)注的信息和偏好等個(gè)性化需求進(jìn)行理解和自動(dòng)修正。因此，在系統(tǒng)中可采用BNF（backus－naur form）語(yǔ)言對(duì)特征文件進(jìn)行描述。之所以采用BNF，是因?yàn)锽NF具有嚴(yán)格和彈性地描述資料信息的能力，并可以借助成熟的編譯方法和自然語(yǔ)言處理技術(shù)對(duì)特征文件進(jìn)行理解、學(xué)習(xí)和自動(dòng)修正。

當(dāng)使用者的喜好有所改變時(shí)，系統(tǒng)必須對(duì)特征文件進(jìn)行調(diào)整與修正，以自動(dòng)適應(yīng)用戶的需求。系統(tǒng)借助于分類Agent和事先建立的本體，采用如圖2所示的學(xué)習(xí)算法來(lái)完成本項(xiàng)工作。

圖2 個(gè)性化服務(wù)的調(diào)整機(jī)制

最重要的是要能找出用戶的個(gè)人需求與整體資料間的關(guān)系。系統(tǒng)首先依靠用戶的個(gè)性化資料和事先建立的本體，取得使用者的個(gè)性化信息，再參考這些信息在本體中的關(guān)系，通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)制學(xué)習(xí)和修改其特征文件。對(duì)特征文件進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和修正的步驟如下：

（1）假設(shè)用戶推薦資料Dj（即其所關(guān)注或喜愛的信息），Dj有m個(gè)terms屬于類別Ci，類別Ci的pattern中詞的個(gè)數(shù)有t個(gè)；

（2）計(jì)算用戶特征文件中個(gè)性化服務(wù)要求的術(shù)語(yǔ)和概念的權(quán)重：

式中，Wjk是文件Dj中詞（Term）k的權(quán)重；Wik是類別Ci中詞（Term）k的權(quán)重；α是學(xué)習(xí)率；W是類別Ci中詞（Term）k的權(quán)重。

（3）通過(guò)以下公式計(jì)算用戶對(duì)每篇資料的喜好程度并進(jìn)行排序：

上式中，β＝｛1，－1｝；如果Wik＞W(wǎng)jk，β＝1；否則β＝－1。使用者特征文件中提供的個(gè)性化服務(wù)的術(shù)語(yǔ)和概念的權(quán)重，繼承自分類系統(tǒng)中相應(yīng)術(shù)語(yǔ)和概念的權(quán)重。系統(tǒng)首先將這些權(quán)重當(dāng)成是使用者的預(yù)設(shè)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于多Agent個(gè)性化服務(wù)的設(shè)備信息系統(tǒng)，把多Agent個(gè)性化服務(wù)和本體與分類的思想相結(jié)合，并應(yīng)用到設(shè)備信息服務(wù)中。與其他類似的系統(tǒng)相比，在實(shí)現(xiàn)方面具有以下特點(diǎn)：

（1）在抽取信息特征時(shí)應(yīng)用了Tagger和 Word－Net，可以直接獲取具有代表性的特征詞項(xiàng)，增強(qiáng)了分類效果；

（2）系統(tǒng)由個(gè)性化服務(wù)Agent作為控制Agent，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)其他Agent的工作，節(jié)省系統(tǒng)資源，并可使單個(gè)Agent的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。

該系統(tǒng)用于高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的咨詢、采購(gòu)、管理與維護(hù)等服務(wù)，在應(yīng)用前期，通過(guò)一定的訓(xùn)練和調(diào)整，在實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃和實(shí)際配置的各種設(shè)備資料、產(chǎn)品、技術(shù)支持、人事、供需方信息等6項(xiàng)10個(gè)類別的信息服務(wù)中，用戶獲得的幫助以及使用的方便性的總滿意度提高了約37%。在儀器設(shè)備的選型與配置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃與論證、設(shè)備維修等方面都取得了良好的效果，較好地解決了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和使用中存在的實(shí)驗(yàn)室重復(fù)設(shè)置、資源配置不合理、儀器設(shè)備使用率低、資源浪費(fèi)等問(wèn)題［9－10］，大大提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投資效益。

系統(tǒng)開發(fā)的后續(xù)工作是研究設(shè)備信息本身的特點(diǎn)以及如何把簡(jiǎn)單的、基于關(guān)鍵詞的分類提高到基于知識(shí)的分類，以獲得更為準(zhǔn)確的設(shè)備信息分類結(jié)果。結(jié)合這樣的分類系統(tǒng)和本體論，可以使整個(gè)系統(tǒng)具有更好的理解能力［11－12］，從而能提供更好、更準(zhǔn)確的設(shè)備信息服務(wù)。

（References）

［1］王春梅，陳建云，趙躍華.基于Web的多媒體設(shè)備信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29（13）：3507－3509.

［2］姜麗偉.教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用與管理的優(yōu)化［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（10）：206－208.

［3］周輝.物流實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選購(gòu)和管理［J］.物流工程與管理，2011，33（4）：188－190.

［4］賴妙芳.高校IT資產(chǎn)設(shè)備的信息化管理初探［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2009（7）：15－17.

［5］胡晶晶，鄭志蘊(yùn).基于RSS的個(gè)性化信息服務(wù)研究［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2009，26（5）：40－42.

［6］Cai Yunjuan，Tang Zhiwei，Gao Tianpeng.E－government Platform of Personalized Information Service Based on Gridding Management［C］／／Proceedings of the 2009International Conference on Networking and Digital，IEEE Computer Society.2009：123－126.

［7］Liu Guihua，Ma Jianguo.Personalized Information Service Model of Data Broadcasting Based on UCL［C］／／Proceedings of the 2008 Second International Symposium on Intelligent Information Technology，IEEE Computer Society.2008：323－327.

［8］王巧容，趙海燕，曹健.個(gè)性化服務(wù)中的用戶建模技術(shù)［J］.小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2011，32（1）：39－46.

［9］胡小龍.高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資與需求分析［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2001，20（5）：117－118.

［10］董秀萍.淺談現(xiàn)代工科高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備及人員管理［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2010（5）：8－10.

［11］王伊蕾，李濤，賀毅.基于 Multi－Agent個(gè)性化信息服務(wù)的電子政務(wù)系統(tǒng)的研究［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2006，23（12）：28－29，32.

［12］Pan Jianguo，Zhang Bofeng，Wang Shufeng，et al.Ontology Based User Profiling in Personalized Information Service Agent［C］／／Proceedings of the 7th IEEE International Conference on Computer and Information Technology，IEEE Computer Society.2007：1089－1093.