基于Agent的监狱信息资源集成模型研究

邓可

［摘要］ 本文针对目前我国监狱业务与数据的相对封闭，难以实现跨部门、跨地区的信息资源整合与协同作业等问题，提出了基于Agent的监狱信息资源集成模型。借鉴MAS(Multi-agent system)的思想，为多个分布式信息资源节点建立统一的资源目录中心，采用Agent机制解决目录中心与各信息资源节点之间的信息同步问题，同时保证各信息资源节点的信息安全，有效实现监狱电子政务系统的共享和协同。

［关键词］ 监狱信息化； 信息集成； Agent； 电子政务

［中图分类号］D630； TP315［文献标识码］A［文章编号］1673 - 0194（2012）15- 0103- 03

１引言

随着我国信息化建设的快速发展，监狱作为国家刑罚的执行机关，其信息化需求也得到了极大的关注［１］。监狱信息化建设主要是将先进的信息技术运用于监狱工作过程中，为监狱工作建立起以信息系统为基础的信息化管理体系，实现监狱管理的数字化、智能化、集成化。目前我国越来越多的监狱都建立了自己的信息化系统，然而这些系统彼此独立运行，互不兼容，只能在监狱业务的局部应用中发挥作用，信息不能共享的矛盾十分突出，从而制约了监管工作效率的提高。在系统集成的基础上实现信息化知识管理是现代监狱信息化建设的方向。

由于监狱信息化建设的渐进性以及信息系统的多样性，通常会导致以下问题：

（１） 异构系统的多样性。造成信息系统之间的数据、信息难以共享，在监狱内部形成信息孤岛。基于信息孤岛中的信息加工得到的知识是片面知识，会导致认识上的以偏概全，造成判断上的失误，最后导致监狱监管措施失效或监管风险增大。

（２） 分布式信息资源库存在数据库结构和语义的异构，不同的部门信息系统采用不同的数据结构和语义表达方式。导致采用不一致的数据流产生矛盾的结果。

（３） 跨部门、跨地区信息共享矛盾突出。监狱信息资源体系复杂，与各直属单位、其他公检法部门等存在大量的业务往来，监狱业务与数据的相对自我封闭，导致跨部门、跨地区的大量事实性信息孤岛出现。同时，不同的应用系统受政务部门职能分割影响，重复管理、重复维护，不仅使工作量大大增加，而且极易产生不一致现象，成为影响监狱电子政务发展的主要障碍。

如何把分布式、异构的信息资源集成在一起实现资源共享与流动，同时基于业务流程实现跨部门、跨机构的协同工作是监狱电子政务工作的一个重要课题。龙朝阳 等人［２－３］提出了基于面向服务架构（ＳＯＡ）的服务型电子政务模型，使得信息的使用者能方便、快捷地获取全面、统一的数据信息；毕睿华、 杨志超［４］将多智能体与ＳＯＡ结合，应用于电力系统的信息集成研究；熊曙初 等人［５－６］构建了一个统一的电子政务资源库以实现分布式信息资源的整合与共享，给出了电子政务共享平台的体系结构和统一资源库的模型框架。在上述研究的基础上，针对监狱组织的特殊性，本文构建了基于Ａｇｅｎｔ的监狱信息资源集成模型，通过多Ａｇｅｎｔ协作实现监狱内外部数据的整合、各信息资源节点的安全控制，以及各职能部门业务协同等功能，对内提供协作办公、决策支持，对外提供“一站式”电子政务服务。

２基于Ａｇｅｎｔ的监狱信息资源集成模型

２．１分布式监狱信息资源集成的体系结构

监狱信息资源指一切产生于监狱内部或外部并对监狱各项业务活动有影响的信息数据的统称［１］。总体来看，监狱信息资源体系呈纵横交错的分布式结构。纵向方面如省级监狱管理局下属各监狱及直属单位，各监狱及直属单位又下属不同的部门、监区等。这种管理结构上的从属关系，导致相应系统中的信息资源、权限、信息服务等形成层次结构。同时，在横向上监狱与其他同级的公检法部门关联，相互之间存在大量的业务往来和信息资源共享。例如同级别的法院、检察院、公安等部门与监狱之间，往往因为工作需要在罪犯狱政管理、刑罚执行、狱内侦查等方面进行合作。

目前，信息资源的存储方式一般采用集中式和分布式存储，而分布式资源库有层次结构和对等结构两种组织方式。鉴于采用集中式存储管理难度大，容易造成敏感数据的泄密，采用对等结构的分布式存储存在网络负载较重的瓶颈，不宜在多信息资源节点频繁交互的情况下使用，同时在设计上满足监狱信息资源纵横交错的特点，因此本文提出的分布式监狱信息资源体系结构采用了一种混合式结构，在纵向信息集成上基于层次结构，在横向信息集成上基于对等结构，并采用Ａｇｅｎｔ技术解决分布式信息资源节点之间的信息协同问题。该体系结构从下到上主要分为基础设施层、数据层、服务逻辑层、服务应用层４层，系统结构如图１所示。

（１） 基础设施层：主要涉及网络基础设施和国家信息安全基础设施［７］。这两个基础设施在技术方案上必须考虑当前使用技术的成熟性与安全性，确保整个体系对关键技术的发展具有良好的适应能力，从而保持系统服务的延续性和稳定性。网络信任域基础设施是提供信息交换与传输的基础，也是整个电子政务系统运行的基础；信息安全基础设施则主要提供系统的安全保密管理工作，是整个电子政务系统运行的保证。

（２） 数据层：主要整合监狱各部门和其他公权部门的信息资源，并为各种形式和类型的数据提供了一个基于ＸＭＬ的统一资源整合平台，是服务逻辑层的基础平台，为服务逻辑层提供数据服务。

（３） 服务逻辑层：是电子政务系统的枢纽，提供了基于Ａｇｅｎｔ的统一的平台。对内提供数据共享、协作办公、决策支持、数据挖掘等服务构件的接口；对外门户提供对社会公众、服刑罪犯和罪犯家属的服务功能的接口。

（４） 应用层：主要提供各种类型的监狱应用服务。包括所有的监狱电子政务服务系统以及部门间的办公协作、业务处理系统和决策支持系统，是真正提高监狱工作质量和效率，并且为公众和其他公权部门提供“一站式”服务的最直观的层。

２．２纵向信息集成

根据监狱信息管理纵向上具有层次结构的特点，采用ＸＭＬ－Ａｇｅｎｔ［８］技术进行信息资源集成。Ａｇｅｎｔ能够实现层次信息的灵活建构和解耦，结构上主要由各级的资源管理Ａｇｅｎｔ、资源节点Ａｇｅｎｔ以及分布式信息资源库组成，如图２ 所示。

（１） 资源管理Ａｇｅｎｔ。资源管理Ａｇｅｎｔ负责为各个信息资源节点提供统一的“黄页”服务。负责接收信息资源节点Ａｇｅｎｔ发送的资源更新请求，进行数据同步，向节点发送反馈，检查节点运行状态等。当用户提交查询请求时，由资源管理Ａｇｅｎｔ从其中央元数据库中搜索信息资源节点的目录信息，从而找到对应的信息资源节点所在的物理文件位置。然后由资源管理Ａｇｅｎｔ 与资源节点Ａｇｅｎｔ交互获取查询的结果数据。中央元数据库只存储各资源节点的资源目录信息（即信息资源的描述数据），而对应的物理文件存储在不同的物理服务器上，由资源节点Ａｇｅｎｔ进行管理。

（２） 资源节点Ａｇｅｎｔ。资源节点Ａｇｅｎｔ负责管理在该节点注册的分布式信息资源库，在信息资源库中存储着物理数据文件，这些文件可以存放在不同的物理服务器上，逻辑上是相互独立的，由于资源节点Ａｇｅｎｔ的存在，可以实现分布式的灵活管理。另外，资源节点Ａｇｅｎｔ还负责本地用户的远程身份验证，检查节点资源的更新变化，并向上级的资源管理Ａｇｅｎｔ发送资源更新消息，实现数据同步。

（３） 分布式信息资源库。分布式资源库节点本身是一个独立的资源库管理系统，具有自己的用户及权限管理系统，是物理资源文件的存放点，多个分布式资源库节点构成分布式资源库节点群。资源库采用层次结构分布式模式，各分布式资源库节点的信息按中央元数据库规定的元数据标准、主题库建立原则进行构建，并存有中央元数据库的元数据副本。当节点有新的资源入库或更新时，它将通过资源节点Ａｇｅｎｔ来向中心同步新增或更新资源信息。资源库节点的架构和实现技术与中心无关，它只要捆绑实现统一的Ａｇｅｎｔ程序接口，并且资源描述符合中央元数据库统一的Wｅｂ服务描述语言ＷＳＤＬ［９］ （Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）。资源在节点的存储形式、查看、权限控制等不受中心干预。

２．３横向信息集成

监狱管理在横向信息集成上主要是与其他同级的公检法部门关联，其目标是实现基于电子政务业务流程的多方的信息共享和协同工作。由于在一次业务流程发起和信息资源管理上具有天然的对等性，所以本文采用对等结构进行信息集成管理。其体系结构如图３所示。

采用对等结构的系统中各Ａｇｅｎｔ的地位对等，任意一个Ａｇｅｎｔ可通过感知用户请求发起某次协商，协商流程由业务流程协同管理Ａｇｅｎｔ进行协调，业务流程的规则保存在元数据库中由协同管理Ａｇｅｎｔ负责查询、解释和调用。由此保证监狱与其他部门的相关业务，如并联审核、行政审批等能够实时协同完成。

３分布式资源节点间的互访问机制

分布式资源节点间的用户互访问，通过多Ａｇｅｎｔ交互来完成。用户将请求提交给资源节点Ａｇｅｎｔ，并进行用户认证以检索元数据库目录信息。但是访问信息资源的具体内容，则由各个子节点自己的定义和权限决定。资源库节点资源互访问原理见图４。

当节点１系统的用户登录资源库节点系统后，访问资源节点Ａｇｅｎｔ １，若要检索分布式资源，Ａｇｅｎｔ １与管理Ａｇｅｎｔ通信，在管理Ａｇｅｎｔ的协调下，调用中心的中央元数据库，由其提供资源地址服务，当检索到第三方节点２的资源并且用户需要访问资源时，管理Ａｇｅｎｔ把控制转交给资源所属的节点２系统，节点利用Ａｇｅｎｔ ２与管理Ａｇｅｎｔ协调，节点２接到控制权后，立即向请求用户所在的节点１进行远程验证。若验证通过，则返回用户请求的节点２的信息资源；若失败，则拒绝请求。整个过程通过节点Ａｇｅｎｔ１，节点Ａｇｅｎｔ ２在管理Ａｇｅｎｔ的协调下共同完成。

４结束语

监狱信息化是我国建设和谐社会和服务型政府的新要求。本文针对监狱信息集成进行研究，提出了基于Ａｇｅｎｔ的监狱信息资源集成模型。该模型能在不破坏现有监狱信息系统资源的基础上，对内提供协作办公、决策支持，对外提供“一站式”信息应用服务，实现不同部门、不同位置、不同格式的数据共享和交换，能够解决监狱信息化发展过程中的信息孤岛和数据整合问题。

主要参考文献

［１］ 于爱荣． 监狱信息化导论［Ｍ］． 北京：法律出版社，２００９．

［２］ 龙朝阳， 肖静波． 基于ＳＯＡ的服务型电子政务模型研究［Ｊ］． 情报杂志， ２００９（２）：６１－６５．

［３］ 高洁， 张相文． 基于ＳＯＡ的服务型电子政务模式研究［Ｊ］． 情报学报， ２００９， ２８（５）：７７７－７８３．

［４］ 毕睿华， 杨志超， 王玉忠． 基于多智能体ＳＯＡ模型的电力系统信息集成的应用研究［Ｊ］． 电力系统保护与控制，２０１０，３８（７）：６３－６８．

［５］ 熊曙初，罗毅辉，汤正华，等． 统一电子政务信息资源库模型的构建［Ｊ］． 情报杂志，２００７（５）：５６－５８．

［６］ 熊曙初，罗毅辉，汤正华． 基于Ａｇｅｎｔ的分布式电子政务资源共享模型研究［Ｊ］． 情报杂志，２００７（１２）：５１－５３．

［７］ 国家信息安全工程技术研究中心， 国家信息安全基础设施研究中心． 电子政务总体设计与技术实现［Ｍ］． 北京：电子工业出版社， ２００３．

［８］ 戴尚飞，韩秀玲，薛严冬． 基于ＸＭＬ的Ａｇｅｎｔ安全通信框架的研究［Ｊ］． 计算机与现代化，２０１０（２）：３４－３８．

［９］ ［美］Ｔｈｏｍａｓ Ｅｒｌ． ＳＯＡ概念、技术与设计［Ｍ］． 王满红，译． 北京：机械工业出版社， ２００７．