基于多Agent的设备信息个性化服务系统

余翀翀，黄丽萍

（华侨大学 信息化建设与管理处，福建 厦门 361021）

目前，高校使用的教学和科研仪器、设备的种类、型号、厂家、供应商以及维修服务等品目繁多，会给用户在设备的选购、维护、更新、管理等方面带来很大的困扰［1－4］。虽然用户能够从网上获取信息，但是网上的信息存在过载和资源迷向问题，即网上虽存在极其丰富的信息，但用户却找不到真正所需要的东西。如何从海量的信息中高效、全面地获取最有针对性的和最新、最全的信息，使用户能真正得到快捷、准确的信息服务，已成为一个重要的研究课题。例如：文献［5］提出基于RSS技术的个性化信息服务系统的架构，该架构在建立用户兴趣模型和信息推送中融合了RSS技术；文献［6］提出了基于网格管理的个性化信息服务电子政务平台；文献［7］则提出了基于UCL的数据广播个性化信息服务模型。

本文提出一个基于多Agent的设备信息个性化服务系统。该系统是一个多Agent体系结构，它由用户Agent、检索和监视Agent、分类Agent、过滤Agent和个性化服务Agent等5个Agent和其他相关组件组成。系统在内部Agent之间，以及系统与其他信息服务提供者之间，比如信息搜索引擎、WWW网站等，均具有良好的协作性。

1 系统结构

1.1 系统的特点：

（1）系统在为用户提供设备信息服务的过程中，能学习并记录用户的兴趣和习惯；能自动建立用户本地的设备信息库；能及时告知用户本地信息库的内容及其变化动态。

（2）系统能定期为用户查找新的相关设备信息并主动通知用户，而不需用户重复查询；系统在获得一定程度的用户资料后，能预测用户的行为并自主地为用户作出设备信息选择和决定。

（3）可以建立并维护用来存储设备知识和用户相关资料的知识库，还可以通过学习，使这些知识不断向更适合用户的方向调整。

1.2 个性化信息服务系统的功能需求

个性化信息服务是指系统能根据个人的兴趣、习惯和选择，提供不一样的、能符合每一位用户要求的服务［8］。因此，系统必须具备以下的基本能力：

（1）个性化。能够观察用户的操作、接受用户的反馈信息和用户的直接训练，在不断地与用户的交互和反馈中学习用户知识，包括用户的兴趣、偏好、习惯、思维方式等。

（2）自主性。系统能定期地收集网上不同数据源的信息，更新本地信息，在获得一定程度的用户资料后，能预测用户的行为并自主地为用户作出信息选择和决定，帮助用户处理搜索结果。

（3）信息收集、分类、过滤、学习，且可以协调地工作。

（4）灵活性和可扩展性。不同的用户对系统的用途可能有不同的要求，要能较好地适应必要的动态扩展和调整。

1.3 系统实现的功能

图1给出了基于多Agent个性化服务的设备信息系统的结构，该系统可提供以下的功能：

（1）根据使用者的个人资料，如兴趣、偏好、习惯、思维、选择等，提供不同的设备信息和其他服务；

（2）对使用者的资料有一个自动化的学习机制，提供个性化的学习与修正；

（3）对新的设备信息，有一分类机制将其分类和过滤，再提供给使用者。

图1 系统结构图

1.4 个性化信息服务内容

系统利用网络PROXY及Java Applet技术提供一个共同的人机界面，通过一些模块为每一个使用者提供最适合其要求的服务。

（1）个性化服务Agent。它通过一个监控代理，为每个用户提供最贴切且最有效的设备信息，并且可通过它行使过滤与监督的任务。过滤与监督的任务是：①阻拦非法的使用者；②对合法的已登录的使用者，它触发相关程序，提取使用者的个人资料，并把这些资料提供给内部系统作为服务的依据；③自动监督、记录和学习用户的兴趣与习惯的改变。

（2）用户属性存取。其作用和功能包括：①获取使用者资料供个性化服务Agent和其他的程序使用，如身份确认等；②保存监督记录的用户兴趣与习惯以便为个性化学习提供依据。

（3）用户特征文件和存取规则特征文件。用户特征文件是系统保留个性化资料的重要所在，登录过的每个使用者在系统中都拥有自己的个性化资料特征文件。用户存取规则特征文件用于检查和确认使用者的权限。

（4）调整机制。它通过学习机制动态统计分析用户行为特征和行为的变迁，并根据分析结果自动修正用户特征文件，从而使个性化服务可以即时反映用户兴趣和行为的变更。

（5）分类和过滤。在使用过程中，随着时间的推移，会产生大量的新的相关信息，且无法得知新产生的信息资料与用户的关系。分类Agent和过滤Agent用于对这些资料作预处理，以利于个性化服务时采用。

1.5 Agent的主要作用

（1）用户 Agent。用户 Agent IA（interface agent）的主要功能是接受用户的查询请求，帮助用户细化查询要求，并显示查询结果。在这个过程中学习并记录用户的兴趣和习惯。它还负责显示本地设备信息库的内容，并在界面中反映本地信息库的动态变化。用户Agent主要由用户界面、与其他Agent的接口、分析推理机、使用记录数据库4个部分组成。其中，用户界面采用通常的GUI；接口部分定义了与其他A－gent之间的通信和交互规则与方法；使用记录数据库用来记录用户的使用历史；分析推理机用于分析推理的算法、规则和相关的知识。

（2）个性化服务Agent。个性化服务Agent用来追踪管理信息的处理流程及监控，与个性化服务直接相关，是各个Agent的控制核心。其主要的目的是和用户Agent通信，随时检查使用者的登录与个性化的资料，并用来协调各个Agent。

（3）搜索和监视Agent。搜索和监视Agent由信息任务模块（information task module，ITM）、信息搜索模块 （information search module，ISM）和信息分析模块 （information task module，IAM）组成。ITM 从IA处接受用户提出的查询请求，生成搜集信息的多个子目标并提交给信息搜索模块。ISM访问网上异构的信息资源，完成在Internet上搜集信息的任务。信息搜索的实现采用2种搜索方式：一是与一些知名的信息搜索引擎和信息服务提供者合作；另一种是利用Robot技术在网上主动完成实际的信息采集工作。ISM将得到的结果提交给IAM，IAM对合作的信息服务提供者返回的结果信息进行再分析，并运用系统的知识对搜索结果进行过滤，再通过IA返回给用户。

2 特征文件及其自动调整与修正

本系统建立2种特征文件来支持个性化服务，分别为用户特征文件和用户存取规则特征文件。用户特征文件描述用户的物理性质（姓名，生日，性别等）、人文背景（教育程度，主修领域，嗜好等）、职业背景（职业性质，职业层级等）；用户存取规则特征文件的重要作用是要针对所有的用户表达出个人的条件限制，其资料结构包括年龄、性别、职位、特殊关系等。

要较好地支持个性化服务，特征文件必须具备很好的可理解性和弹性，以便对使用者所关注的信息和偏好等个性化需求进行理解和自动修正。因此，在系统中可采用BNF（backus－naur form）语言对特征文件进行描述。之所以采用BNF，是因为BNF具有严格和弹性地描述资料信息的能力，并可以借助成熟的编译方法和自然语言处理技术对特征文件进行理解、学习和自动修正。

当使用者的喜好有所改变时，系统必须对特征文件进行调整与修正，以自动适应用户的需求。系统借助于分类Agent和事先建立的本体，采用如图2所示的学习算法来完成本项工作。

图2 个性化服务的调整机制

最重要的是要能找出用户的个人需求与整体资料间的关系。系统首先依靠用户的个性化资料和事先建立的本体，取得使用者的个性化信息，再参考这些信息在本体中的关系，通过学习机制学习和修改其特征文件。对特征文件进行自动调整和修正的步骤如下：

（1）假设用户推荐资料Dj（即其所关注或喜爱的信息），Dj有m个terms属于类别Ci，类别Ci的pattern中词的个数有t个；

（2）计算用户特征文件中个性化服务要求的术语和概念的权重：

式中，Wjk是文件Dj中词（Term）k的权重；Wik是类别Ci中词（Term）k的权重；α是学习率；W是类别Ci中词（Term）k的权重。

（3）通过以下公式计算用户对每篇资料的喜好程度并进行排序：

上式中，β＝｛1，－1｝；如果Wik＞Wjk，β＝1；否则β＝－1。使用者特征文件中提供的个性化服务的术语和概念的权重，继承自分类系统中相应术语和概念的权重。系统首先将这些权重当成是使用者的预设值。

3 结束语

基于多Agent个性化服务的设备信息系统，把多Agent个性化服务和本体与分类的思想相结合，并应用到设备信息服务中。与其他类似的系统相比，在实现方面具有以下特点：

（1）在抽取信息特征时应用了Tagger和 Word－Net，可以直接获取具有代表性的特征词项，增强了分类效果；

（2）系统由个性化服务Agent作为控制Agent，负责协调其他Agent的工作，节省系统资源，并可使单个Agent的设计简化。

该系统用于高校实验室设备的咨询、采购、管理与维护等服务，在应用前期，通过一定的训练和调整，在实验室计划和实际配置的各种设备资料、产品、技术支持、人事、供需方信息等6项10个类别的信息服务中，用户获得的帮助以及使用的方便性的总满意度提高了约37%。在仪器设备的选型与配置、实验室建设规划与论证、设备维修等方面都取得了良好的效果，较好地解决了实验室建设和使用中存在的实验室重复设置、资源配置不合理、仪器设备使用率低、资源浪费等问题［9－10］，大大提高了实验设备的投资效益。

系统开发的后续工作是研究设备信息本身的特点以及如何把简单的、基于关键词的分类提高到基于知识的分类，以获得更为准确的设备信息分类结果。结合这样的分类系统和本体论，可以使整个系统具有更好的理解能力［11－12］，从而能提供更好、更准确的设备信息服务。

（References）

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