（管理科学与工程专业论文）基于移动agent的智能拍卖系统的实现机制研究.pdf

摘要 随着i n t e m e t 的迅速发展，现有的电子商务系统将难以解决商务信息爆炸式的 增长及网络环境的日益复杂化。现有的基于c l i e n t s e r v e r 开发模式的电子商务技 术需要顾客在线操作，当系统的应用量越来越大时，顾客和网站| 日j 的频繁交互使 带宽严重浪费，系统负荷增加，造成效率的降低和资源的浪费。于是，近几年来 一种新的分布式计算机模型一智能移动a g e n t 模型被引入到电子商务领域中，它 为分布式地应用与开发提供了一个统一的模式。 本文是对基于移动a g e n t 开发技术体系下构建电子拍卖系统的实现机制的一 个研究，并在系统中嵌入单亲启发式遗传算法以解决组合拍卖竞胜标n p ( n o n d e t e r m i n i s t i cp o l y n o m i a l ) 难题，以实现系统的智能化。首先，研究了移 动代理及其关键技术，深入研究了i b m a g l e t s 系统，做好本文系统原型技术的 移动代理开发的准备工作。其次，研究了拍卖系统中的组合拍卖以及遗传算法， 提出了用遗传启发式算法解决组合拍卖中的竞胜标确定这一n p 难题，并成功 设计出了系统原型中组合拍卖竞胜标确定问题的优化模型。最后，利用移动代 理技术的优点，集成现有技术手段，采用主从( m s ) 任务模式，提出并建立了 一个基于移动a g e n t 的智能拍卖系统原型，在该原型框架内实现遗传启发式算 法，并对该算法进行了仿真测试，得到实验结果。 论文构建了运行在a g l e t s 环境下的主从工作模式的组合拍卖系统，基于该系 统进行了改进遗传算法处理组合拍卖竞胜标n p 难题的仿真实验，并对实验测试 结果进行分析，证明了本文的研究目标和技术方案是可行的，成果可以推广到电 子商务中的拍卖领域。 关键词： 移动a g e n ta g l e t s遗传算法 电子拍卖 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h eq u i c kd e v e l o p m e n to fi n t e r n e t ，e x i s t i n ge l e c t r o n i c c o m m e r c e s y s t e mw i l lh a r d l ys o l v et h eg r o w t hw i t he x p l o s i o nt y p e a n dt h ec o m p l i c a t en e t e n v i r o n m e n t t h et r a d i t i o n a lc l i e n t s e r v e rt e c h n o l o g yd e m a n d sc u s t o m e r so p e r m eo n l i n e w h e nt h ea p p l i e dq u a n t i t yo ft h es y s t e mi sm o r ea n dm o r eb i g , t h ef f e q u e n t c o m m u n i c a t i o nw i t ht h ec u s t o m e r sa n dt h ew e b s i t ew i l lw a s t et h er e s o u r c e so ft h e i n t e r n e t s or e c e n t l yan e wd i s t r i b u t e dd e v e l o pp a t t e r n - - m o b i l ea g e n tt e c h n o l o g yi s u s e di n t oe l e c t r o n i cc o m m e r c es y s t e m t h et h e s i si sas t u d ya b o u te s t a b l i s h i n ga ne l e c t r o n i ca u c t i o ns y s t e mb a s e do n t h et e c h n o l o g yo fm o b i l ea g e n ta n de m b e d d i n gt h ei g a ( i m p r o v e dg e n e t i ca l g o r i t h m ) i n t ot h es y s t e mt os o l v et h en p ( n o n d e t e r m i n i s t i cp o l y n o m i a l ) p r o b l e mo ft h ew i n n e r o ft h ec o m b i n a t o r i a la u c t i o n s f i r s t ，s t u d yt h ea g l e t ss y s t e m ，d e v e l o pa n dr e a l i z et h e m o b i l ea g e n ti nt h ea g l e t sd e v e l o pe n v i r o n m e n t s e c o n d ，s t u d yt h eh o t s p o to f e l e c t r o n i ca u c t i o n c o m b i n a t o r i a la u c t i o n ，g e n e t i ca l g o r i t h ma n du s et h eg e n e t i c a l g o r i t h mt os o l v et h ep r o b l e mo ft h ew i n n e ro ft h ec o m b i n a t o r i a la u c t i o n s f i n a l l y ， b a s e do na g l e t ss y s t e me s t a b l i s ht h ea u c t i o n ss y s t e mo fm a s t e r s l a v ep a t t e r na n dd o t h es i m u l a t i o nt e s t so ft h es y s t e m t h et h e s i se s t a b l i s h e sa ni n t e l l i g e n ta u c t i o n ss y s t e mb a s e do nt h et h e c h n o l o g yo f m o b i l ea g e n t ，a n de m b e d st h ei m p r o v e dg e n e t i ca l g o r i t h mt os o l v et h en pp r o b l e m o ft h ec o m b i n a t o r i a la u c t i o n s t h es i m u l a t i o nt e s t ss h o wt h er e s e a r c ho b j e c t i v e sa n d t h et e c h n i c a lp r o g r a mi sf e a s i b l e k e y w o r d s ： m o b i l ea g e n t a g l e t s g e n e t i ca l g o r i t h m e l e c t r o n i ca u c t i o n 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一 同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。如不实，本人负全部责任。 论文作者( 签名) ： 学位论文使用授权说明 多i 尘丝2 。9 ，辟弓月日 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期 刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文 档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允 许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权河 海大学研究生院办理。 论文作者( 签名) ： 盆弘 红b ”绛弓月阢) 日 论文作者( 签名) ： 名弘 红b 撇乡月仉) 日 硕十学位论文 基于移动a g c m 的智能拍卖系统的实现机制研究 第一章绪论 1 1 选题背景及选题意义 随着i n t e r n e t 的迅速发展，人类许多活动越来越趋于电子化，各种电子商 务活动如电子支付，电子拍卖迅速发展起来，其中最重要的活动之一是电子拍 卖。现在，各种拍卖代理系统如e b a y ，a m a z o n c o m 已相继成立。然而传统的 拍卖活动大多数都是单一拍卖，由于各种拍卖的物品之间存在互补性和可替换 性，使得买方对物品组合的评价值往往不等于对物品组合中各物品单独评价值 之和。这种性质使得单一拍卖难以达到效用最大，于是组合拍卖成为近年来的 研究热点。通常意义下的组合拍卖是一种密封价格的最高价拍卖方法，在收集 到所有买方的叫价后，卖方利用胜者决定算法确定拍卖的结果。虽然组合拍卖 在提高拍卖效用和降低拍卖风险方面有着较大优势，但是卖方的胜者决定算法 却是一个n p 伫3 1 ( n o n d e t e r m i n i s t i cp o l y n o m i a l ) 难题，目前解决这一问题的方法 主要有3 大类： ( 1 ) 精确算法。穷举法，属于精确算法，然而除非待拍项目数非常小，否则 要实现对全部的可行解空间进行搜索将是一个天文数字。 ( 2 ) 近似算法。用求得的较好解来替代最优解，例如动态规范法和整数规划 法，但是由于该问题本身具有不可近似性，因此只能寻求求解特殊情况下的组 合拍卖竞胜标确定问题，如求解限制“标的”结构或者限制“标的”组合数。 ( 3 ) 启发式算法。前面介绍的算法都是盲目对解空间进行搜索的，这需要消 耗大量计算时间和计算机存储资源，使得算法搜索和求解效率低下。为了改善 这些症状，在算法的设计中嵌入一些该问题领域的“智能知识“是通常的做法。 目前，应用比较多的算法诸如穷举法，借助g a r f i n k e l 和n e m b a u s e r 的集合 分割算法，提出的g a r f i n k e l n e m b a u s e r l l l 算法都属于精确算法，虽然在实际中 有应用，然而这些算法在面对大规模问题时就显的力不从心了。针对特殊情况 的加权独立集问题和加权背包问题3 】求解的最新近似算法常见于各种文献 中，然而采用这些近似算法得到的“近似最优解”的偏离程度是未知的，在多 数情况下，这些近似算法也只能做为理论上的尝试，若想应用到实际中去，还 硕 学位论立 基十移动a g e n t 的智能拍央系统的实现机制研究 有待于进一步验证。于是使用现代启发式算法求解组合拍卖竞胜标确定问题成 为了本文的研究重点，本文在第三章节中通过引入“智能算法”遗传算法 用于解决该n p 难题，然而传统的遗传算法例的编码方式，种群仞始化，遗传 算子如果不加修改地移植到组合拍卖竞胜标确定n p 难题中，其搜索效率也难 以达到最高，于是本文将在编码方式，种群初始化，遗传操作方面进行改进， 在遗传算法中采用单亲遗传算予和嵌入优先适合启发式规则，设计出了求解该 问题的优先适合启发式单亲遗传算法。 传统的基于c l i e n t s e r v e r 网络结构的电子拍卖系统是由一个或少数s e r v e r 及众多的c l i e n t 构成，通过i n t e r n e t t i 相连接，这样的一种网络模式存在着明显 的不足： ( 1 ) 不适于移动计算。随着移动通信特别是无线通信的发展，移动计算成为 一种重要的计算模式。这种计算所采用的设备多为便携式计算设备，例如笔记 本，掌上电脑和个人数字助理( p d a ) 等。它们大多采用无线接入方式与固定网 络连接，以支持移动用户在任何时候，任何地点访问网络中所需要的资源。因 此，移动计算具有计算设备的存储和处理能力相对较弱，线路带宽低，费用高， 不可靠，有预见的断接以及计算依赖有限的通信资源等特点。然而，由于c s 模式模型在计算中一般需要大量的中间数据的传输而且完成一个任务前需要 保持网络连接。因此，它很难使用于移动计算。 ( 2 ) 系统灵活性弱。传统的c s 模型构成了网络的服务和被服务的关系。由 它构成的现代分布式信息系统中，一方面系统结构功能固定，随着客户数量的 增加，服务器不可能无限的增加服务，以满足每个用户的需要；另一方面如果 出现部分异常，也不容易定位和恢复。随着网络的发展，网络中的资源越来越 多，如果将整个网络环境看作一个整体的计算资源，那么网络将成为开发者自 由建立应用和通信的平台。很显然c s 模型不适用这种开发环境。 为解决上述问题，一种新的分布式对象计算应用技术一移动代理技术被引 入到电子拍卖活动中。相对于c s 模式，移动代理编程模型有着明显的特点： ( 1 ) 移动代理技术有助于减少网络负载。移动代理是带着自身的状态和代码 一起迁移的，尽管体积有点大，但是，传输原始数据的代价已经比传输代理的 代价更高。而且，移动代理的出现使得许多远程访问在花上一次代理迁移的代 2 硕l j 学位论文 摹于移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 价就可以把它们转化成本地调用。 ( 2 ) 移动代理在一个网络中工作的时候，用户可以离线，并可以在下一次上 线连接的时候从代理中获取结果。 ( 3 ) 移动代理代表了一种远程程序设计的可能性。如果使用远程方法调用， 例女! h a v a r m i 技术，远程方法必须已经存在并且在远程的机器上可以被访问。 而一个移动代理可以由命令者编程实现，将代理派遣出去，需要的时候把它调 回来，重新设计编程后再重新派遣出去。这样命令者可以更精确的满足他的需 求并对新的要求做出更灵活的反映。 1 2 国内外研究现状 移动代理技术在国外已经研究了多年，并在多个领域进行了探讨和应用， 比如，信息搜索，网格计算，电子商务领域等等。其中比较有代表性的系统有 麻省理工学院开发的智能代理k a s b a h 系统，密西根大学开发的代理软件 a u c t i o nb o t ，都是用于电子商务领域。目前大多数拍卖系统无论是j 2 e e l 4 2 1 技 术体系还是n e t 技术体系都还是基于传统的w e b 版c s 【4 1 1 系统，当前流行的 a j a x 4 1 1 w e b 2 0 技术在传统的c s 层次结构中加入了a j a x 层，使得j a v a s c r i p t 代 码有了和服务器打交道的功能，但是该系统还是没有突破c s 的框架，也只是 提高了电子拍卖系统异步性。随着移动无线设备的发展，还有拍卖活动对于网 络通信异常的要求，使得传统的c s 电子拍卖系统越显的力不从心。由于电子 拍卖系统中的数据处于网络中，具有跨平台，跨网络等特点；同时，由于移动 代理可以在异构网络中自主地从一台主机迁移到另一台主机，并可以与其他移 动代理或资源进行通信。因此，本文将采用a g l e t 移动代理技术系统来实现网 络中的电子拍卖系统。本文第四章节在遵循a g l e t s 的体系结构，核心技术体系 和在分析模拟了电子拍卖流程的基础上设计出了拍卖系统的买卖a g e n t ，在提 高搜寻标i 拘a g e n t 效率上引进a g l e t s 的主从( m s ) 模式，并且将前面的智能改进 遗传算法嵌入到电子拍卖系统中。 在国内移动代理技术刚刚处于起步阶段，移动a g e n t 系统还局限在理论框 架建设层面比较多，真正成型的系统原型不多见，限制实现移动a g e n t 系统的 应用主要有以下2 个方面： 硕l ：学位论文 基于移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 ( 1 ) 克服计算环境的异构。拍卖主体很可能使用不同的操作系统，并且要求 所有买卖主体的计算机上安装同一种移动a g e n t 服务系统几乎是不可能的，因 此移动a g e n t 就要面临在不同的计算环境中自主地执行问题。 ( 2 ) 性能问题。虽然移动a g e n t 对新型的移动设备以及对断线处理的大力支 持，并且能弥补网络带宽不足的缺陷，但同时带来加重机器负担的负面影响， 主要原因在于，a g e n t 系统出于对安全性及简便灵活的考虑，通常由运行速度 相对较慢的解释性语言组成。 本文在前人移动a g e n t 电子拍卖领域应用研究的理论基础上，针对目前移 动a g e n t 大规模应用存在的问题，采用j a v a 编程语言实现移动代理内部的结构、 创建、迁移、通信、发送等核心功能，系统基于a g l e t s 系统，代码被编译成字 节码，做到与平台无关，在时间和效率的性能问题上，j a v a 语言的编译速度正 在加1 夹。 1 3 研究内容、方法及技术路线 1 3 1 研究内容 论文力图通过对移动a g e n t 技术和电子拍卖模型的研究，构建一个基于 a g l e t s 体系结构的组合拍卖系统原型，通过对遗传算法和组合拍卖竞胜标n p 难题的研究，构建一个用改进遗传算法( i g a ) 解决该n p 难题的模型，最后 基于系统原型对1 g a 模型进行仿真测试，并对结果进行分析。论文的研究内容 主要包括以下几块： 首先，研究了移动代理及其关键技术，深入研究了i b ma g l e t s 系统，做好 本文系统原型技术的移动代理开发的准备工作。 其次，研究了拍卖系统中的组合拍卖以及遗传算法，提出了用遗传启发式 算法解决组合拍卖中的竞胜标确定这- - n p t 2 引( n o n d e t e r m i n i s t i cp o l y n o m i a l ) 难题，并成功设计出了系统原型中组合拍卖竞胜标确定问题的优化模型。 最后，利用移动代理技术的优点，集成现有技术手段，采用主从( m s ) 任 务模式，提出并建立了一个基于移动a g e n t 的智能拍卖系统原型。在该原型框 架内实现遗传启发式算法，并对该算法进行了测试，得到实验结果。 4 硕十学位论文 基十移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 1 3 2 研究方法 论文主要采用了文献阅读法，规范研究与实证研究，实验室上机编写程序 测试，人工智能学和计算机学方法理论交叉结合的研究方法。 在着手论文写作之前，本人通过文献阅读搜集了与论文有关的资料，为论 文的写作做好铺垫。 在论文的写作过程中实证分析与规范分析是两种最基本的方法。前者关注 的是“是什么”，而后者要解决的是“应该怎样”。本论文的研究中，既涉及至 了“是什么”的问题( 移动a g e n t 技术，a g l e t s 系统，遗传算法，组合拍卖竞 胜标n p 难题等概念的定义) ，又讨论了“应该怎样”的问题( 怎样构建基于移 动a g e n t 技术的系统，怎样用遗传算法解决该n p 难题) 。 实验室上机编写程序测试是论文实用价值和可行性的分析，对该系统进行 程序编写，仿真实验及结果测试比较都是本文的研究重点。 人工智能学和计算机学是当前科学技术类学科中的前沿学科，一定程度上 代表了人类科技进步发展的水平。在论文实现机制的研究中既要运用人工智能 的知识一遗传算法，又要运用计算机学的知识一基于j a v a 语言的a g l e t s 系统。 所以，论文在进行研究过程中，常需要将这两个学科的知识进行综合运用，借 鉴其中的一些方法和工具，为我所用。 1 3 3 技术路线 论文是源于电子商务领域中的实际需要，基于理论与具体实践的基础上衍 生而来的，在对各种与论文相关的人工智能和计算机知识进行研究后，将其运 用于电子拍卖领域中的研究热点一组合拍卖，不但构建了比现在通用的c s 模 式更有优势的移动a g e n t 模式的系统原型，而且运用遗传算法的人工智能技术 解决了组合拍卖竞胜标n p 难题，论文的技术路线如图1 1 所示。 5 硕j ：学位论文 基于移动a g e n t 的智能拍丈系统的实现机制研究 图i - i 技术路线图 6 硕十学位论文 摹于移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 1 4 论文的创新点 本文的主要创新点如下： ( 1 ) 采用移动代理技术，在异构网络环境中，引进主从( n s ) 任务模式实 现拍卖主体之间的通信及迁移，以提高a g e n t 搜寻效率。 ( 2 ) 针对网络中不同节点的组合标的，基于遗传算法，提出并实现优先 适合启发式单亲改进遗传算法的求解模型。 ( 3 ) 基于a g l e t s 系统思想，提出并建立一个基于移动代理的电子拍卖系 统原型，并实现了主要功能模块，为进一步研究工作，打下了基础。 t 5 论文的组织结构 本文的结构组织如下： 第一章：简单介绍了本文研究的主要内容和思路。 第二章：介绍了本文的技术理论知识，主要包括：移动代理技术，电子拍 卖系统中的组合拍卖，遗传算法。 第三章：提出用遗传算法解决组合拍卖系统中的竞胜标确定n p 难题，并 成功设计出一个优先适合启发式单亲遗传算法求解模型以解决组合拍卖系统 中的竞胜标确定n p 难题。 第四章：基于a g l e t s 系统技术，提出并建立一个基于移动代理的电子拍卖 系统原型，并在该模型中嵌入了遗传启发式算法。 第五章：系统原型仿真试验，结果测试分析。 第六章：本文总结和需要迸一步研究的工作。 7 硕l ：学位论文 基十移动a g e n t 的智能拍史系统的实现机制研究 第二章相关技术理论 2 1 移动a g e n t 系统 移动a g e n t 的概念是2 0 世纪9 0 年代初由g e n e r a lm a g i c 公司在推出商业系统 t e l e s c r i p t 时提出的。由于其自身优异的条件，移动a g e n t 技术己成为继c o r b a 、 e j b 后新一代分布处理的关键技术，并且在很多新兴领域得到广泛的应用。 移动a g e n t 是一可执行的程序，能够携带其代码和状态自主地从网络中一 个节点移动到另一个节点上运行，并根据需要克隆或生成子a g e n t ，子a g e n t 具 有同父a g e n t 相同的性质，寻找合适的计算资源和信息资源，完成特定的任务。 接收移动a g e n t 迁移的目标机器须提供一个执行环境，当移动a g e n t 至u 达 后，如果它拥有必须的授权许可，就可以恢复迁移时的状态并开始继续执行。 为了完成既定任务，移动a g e n t 可以将自己迁移到另一台机器，或是创建新的 a g e n t ，还可以和其他a g e n t 进行交互。任务完成后，移动a g e n t 将把结果传回 到派遣它的机器或是别的机器那里。移动a g e n t 的基本特性是自主性和移动性， 其基本目标是减少网络传输和实现异步交互。 移动a g e n t 的出现，提供了一种新的网络计算模式。它可以减少应用程序 网上传输数据的工作量。在典型的c l i e n t s e r v e r 模型中，大量的数据要通过网 络交互传输给c l i e n t 端进行操作，而移动a g e n t , l ! 可以更加灵活地直接在数据源 本地机上进行数据处理等工作，从而减轻了网络传输的负担。c s 模式如图2 1 ： 服务器与客户端要通过网络进行多次交互。移动a g e n t 模式如图2 2 ：主机a 发 送一个移动代理到主机b ，进行本地交互，在取得所需信息后才返回。 移动a g e n t 有较强的自主性，可以根据情况和已有的数据资料，决定何时 何地到特定的网络节点上去完成所需的工作。移动a g e n t 在早期分布式编程技 术的基础之上，增加了程序状态和数据的传输功能，从而实现 a g e n t 在目的 主机上包括代码和环境的重建，增加了与主机交互的灵活性和可靠性。移动 a g e n t 也很容易适应运行环境和网络状态的变化，比如在网络阻塞或断线时重 新选择路由。另外，移动a g e n t 系统还可以给用户提供一种异步的工作方式。 需要执行的应用代码打包在a g e n t 中，然后传输到远程主机上，传递完成后， 硕l 学位论文 基于移动a g e n t 的智能拍丈系统的实现机制研究 用户可以断开网络。a g e n t 会在到达目的主机后自主完成工作，等待与用户再 次建立通讯联系后传回结果。移动a g e n t 这种自主异步的特性具有重要的意义。 可以保护重要的应用在网络环境不稳定时免遭破坏，并可以在网络通信正常后 恢复应用的状态。 图2 1 c l j e n “s e r v e r 模式 h o s t b 2 2a g l e t s 系统 图2 - 2 移动a g e n t 模式 对移动a g e n t 有了一个初步的整体认识后，下面将介绍一个具体的移动代 理系统- - a g l e t s 系统。 2 2 1 a g l c t s 体系结构 a g l e t s 是由日本i b m 公司所提出，完全用j a v a 发展的m o b i l ea g e n t 技术， 并提供实用的平台一a g l e t sw o r k b e n c h 让我们开发或执行m o b i l ea g e n t 系统。 a g l e t s 这个字是由”a g i l e ”与”a p p l e t ”两个字所合成的，简单的说就是具有a g e n t 行为的j a v aa p p l e t o n l l 件。它以执行线程( t h r e a d ) 的型态被产生于一台工作站， 可随时暂停执行的工作，而后整个a g l e t 组件被分派到另一台工作站上，再重 新启动执行任务。也因为a g l e t s 是执行线程的型态，所以不会消耗太多的系统 9 硕l 学位论文 基卡移动a g e n t 的智能拍史系统的实现机制研究 资源。 a g l e t ss o f t w a r ed e v e l o p m e n tk i t ( a s d k ) 是i b m 所提供的移动代理人软件 开发套件。用于编写可移动至远端主机执行的代理人程序和提供相关执行平 台。整个套件是以j a v a 程序语言编写，相关套件可以在 h t t p ：w w w t r l i b m c o m a g l e t s q ：载a 主要包括：a g l e t s 一2 0 2 j a a g l e t s 2 0 2 完整 的目录，包括相关类和平台；t a h i t i a g l e t s e r v e r ，a g l e t 服务器。 a g l e t s 可以在本地与远程主机上运行的a g l e t ss e r v e r 之间迁移。为了便于 实t 觅a g e n t 的移动性，a g l e t s 系统采用 j a v a q b 的a p p l e t 模型，通过使用标准的 j a v a 对象序列化机制来实现a g l e t 对象的移动。如图2 - 3 所示，a g l e t s 系统由运行 层和通信层两部分构成。 a g l e t s 运行层( a g l e t sr u n t i m el a y e r ) 是对a g l e t a p i 的实现，它定义t a g l e t s a p i 组成部分的行为，如接h a g l e t c o n t e x t 和a g l e t p r o x y ，它实现了a g l e t s 的创 建，发送和管理等基本功能。a g l e t s 运行层本身没有用于传送序列化数据的通 信机制，它通过通信层a p i 屏蔽t a g e n t 系统间通信的细节。该层由核心框架 ( c o r ef r a m e w o r k ) 和l 子组件( s u b c o m p o n e n t s ) 两个部分组成。核心框架提供了对 a g l e t s 进行序列化和反序列化，类的装载和传送以及引用管理和碎片收集等用 - t a g l e t 执行的基本机制；子组件被设计为可扩展和可制定的，因为随着环境 和需求的变化相关服务也会发生相应的变化，它包括以下部分： ( 1 ) 持续管理器( p e r s i s t e n c em a n a g e 0 。负责将序列化后的a g l e t s ( 包含代码 和状态) 存入连续的存储介质中，例如硬盘。 ( 2 ) 缓存管理器( c a c h em a n a g e r ) 。负责提供a g l e t 所需的字节码。由于在 a g l e t s 往目的地迁移时它的字节码也需要被传送，因此缓存管理器就将所有的 字节码放入缓存。 ( 3 ) 安全管理器( s e c u r i t ym a n a g e r ) 。负责提供一种安全机制以保护主机和 a g l e t s 免受恶意主体的攻击。这些组件被定义为接口或抽象类以使系统开发者 可以根据自身的需要对其实现并嵌入运行层。 1 0 硕士学位论文 基于移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 a g l e t s a p l a g l e t sr u n t i m el a y e r c o r ef r a m e w o r k s e c u r i t y m a n a g e r c a c h e m a n a g e r p e r s i s t e n c e m a n a g e r j c o m m u n i c a t i o na p i c o m m u n i c a t i o nl a y e r a t p , c o r b a 。r m l , e t c 图2 - 3 a g l e t s 系统体系结构图 a g l e t s 通信层( c o m m u n i c a t i o nl a y e r ) 抽象t a g e n t 系统间的通信，它定义了 与a g e n t 系统和协议无关的创建，传送和管理a g e n t 的基本方法，通信a p i 的定 义符合o m g 标准m a s i f ，它允许不同的a g e n t 系统之间实现互操作。通信层主 要负责传送和接收序列化后的a g e n t ，并支持a g e n t 之间的通信，缺省使用a g e n t 传送协议( a g e n tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 。m a f a e n g t s y s t e m 是一个抽象类，其中定义 了用于创建，传送和管理a g e n t 的方法，有两种类型的类继承了这个抽象类。 一种是提供t a g e n t 系统工具的实现类，另一种是一个存根( s t u b ) 对象，它负责 向目的地传送请求。 2 2 2 a g l e ts 系统的核心技术 2 2 2 1a g l e t s 的迁移机制 a g l e t s 对象的迁移技术是基于j a v a 的序列化机制和动态封装类机制。当 a g l e t s 被发送，克隆或取回时，a g l e t s 都使其内在状态和字节码序列化为一种 1 1 硕士学位论文 幕十移动a g e n t 的智能拍贞系统的实现机制研究 标准形式并传送到目的地。接收端将a g l e t s 对象重构，并继续执行。j a v a 不允 许存储堆栈，也不允许个线程被中断后继续执行，因此，i a v a 中即使保存线 程的断点执行状态，也不能够从一台j v m 迁移到另一台j v m 。a g l e t s 系统采用 的是事件驱动模型技术来解决这个问题。当一个a g l e t 对象被发送时，a g l e t s 运行系统将会发出一个通信事件通知a 刨e t 正在迁移或已到目的主机。 例如，用户可以自定义一个事件驱动类，来实现a g l e t 的移动监听功能。 需要引用t o m i b m a g l e t e v e n t m o b i l i t y l i s t e n e r 包。可以用o n d i s p a t c h i n g ， o n a r r i v a l ，d i s p a t c h ( t a r g e t u r l ) 定义移动和到达目的地后所做的事及移动到特 定u r l 目的地的功能。取回a g e n t 则可以用g e t a g l e t c o n t e x t 的 r e t r a c t a g l e t ( t a r g e t u r l ，t a r g e t a g l e t u r l ) 实现。 2 2 2 2a g l e t 的通信机制 a g l e t s 组件之间可通过其拥有的a g l e t p r o x y 组件通信，其通信方式有同步通 信方式，非同步通信方式和多点传送通信方式。应用程序与a g l e t s 以及a g l e t s 之间的通信方式是通过消息机制来实现的。a g l e t s q h 的消息都是i 扫a g l e t s m e s s a g e m a n a g e r 管理，调用h a n d l e m e s s a g e 方法来处理消息。基于安全上的考 虑，a g l e t s 并非让外晃直接存取其信息，而是通过一个代理p r o x y 提供相应的接 口与外界沟通。 ( 1 ) 同步通信方式( 信息送出后，必须等待回传的信息，程序才继续执行) 可以用s e n d m e s s a g e 方法。 ( 2 ) 异步通信方式( 信息送出后，程序继续执行，程序中若有回传的信息才 做处理) 可以用s e n d f u t u r e m e s s a g e 方法。 ( 3 ) 信息的接受和处理，上面两种方式对m e s s a g e 的处理可以用 h a n d l e m e s s a g e 方法。 ( 4 ) 多点传送通信方式可以用m u l t i c a s t m e s s a g e 方法。 ( 5 ) 多点信息的处理可以用s u b s c r i b e m e s s a g e 方法。 硕上学位论文基于移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 2 2 2 3a g l e t s 的安全机制 移动代理系统的安全性是至关重要的。a g l e t s 系统的安全问题主要涉及对 a g l e t s 的攻击，a g l e t s 之间的攻击，a g l e t s 对主机的攻击以及来自网络底层的攻 击。目前主要解决的是f ； 两种攻击。为了让用户设计程序时能确保安全，目前 的a g l e t 具有以下的安全特征： ( 1 ) 对用户和域的认证。a g l e t s 认为同一个域中的a g e n t i f l 互信任，并且根据 a g e n t 所移动的域来认i 正a g e n t 。a g l e t s 中每个域中的a g e n t 系统共享一个密钥， 域内的系统通过这个密钥，利用m a c ( m e s s a g e a u t h e n t i c a t i o n c o d e ) 来认证不同 域中的的a g e n t 系统。若通过认证，请求通信的a g e n t 系统内的用户a g e n t 及其 c r e d e n t i a l s 被一起发送，接受通过此c r e d e n t i a l s 来判断它的权限，例如，是否能 够访问资源，对资源操作的权限等。 ( 2 ) 数据完整性检查。和上述认证类似，发送方利用密钥，计算m i c ( m e s s a g e i n t e g r i t yc o d e ) ，然后和其他信息一起发送，接受方通过m i c 和密钥来判断数 据有没有被修改。 ( 3 ) 采用类似j d k 安全模式的资源授权访问机制。对不同的宿主机资源，如 文件，数据库等，采用不同的保护类x x x p e r m i s s i o n c l a s s ，每种资源有不同的 访问权限，并且提供g u i 配置界面。 2 3 电子拍卖 拍卖是一种特殊的现货交易方式，一个由拍卖群体决定价格及分配的过 程。一般情况下，拍卖企业接受委托，在规定的时间和地点，按照一定的规则 和程序，由拍卖师主持，买方和卖方之间产生一个合理的参与各方都认可的价 格，最后把商品卖给出价最高的竞买者。抽象地看，拍卖发生在称为卖方的一 个a g e n t 和一群买方a g e n t 之间。卖方试图通过设计一种适当的拍卖机s j j ( , q 价 规则) ，使物品被分配的价格达到最大，而买方试图通过使用与叫价规则一致 的策略，使物品的价格最小。 硕上学位论文基十移动a g e n t 的智能拍央系统的实现机制研究 2 3 1 拍卖的一般模型 与固定价格买卖相比，拍卖可以获得更大的效用，因为通过拍卖方法买卖 物品，往往可以将资源分配给更需要它的人。作为一种资源分配方法，拍卖方 法应考虑不同环境的需要，包括参与拍卖的买卖方人数，拍卖的物品种类以及 数目等，必须为各种环境分别定制拍卖方法。根据对常见的拍卖方法的总结， 下面给出一种较为一般的拍卖的形式模型如下： a u c t i o n = ( t ，g ，o ，v ，r ，p ，h 1 ，其中： t 为参加拍卖的交易者集合，由买方集合b 和卖方集合s 组成。 g 为物品集合。 0 ：g 一 s 拍卖前物品所属关系，表明每个物品在拍卖前属于哪个卖方， 并规定对v t e t ，t 的所有物品集合o d ( t ) = g g io ( g ) = t ) ，于是对v b b ， o - 1 ( b ) = a 。 b u n d l e = 2 g 为物品组合集合。 v ：( b u s ) x b u n d l e 一 r + 为评价函数，表示每个卖方或买方对物品组 合的评价值。 v t e t ，b u n b u n d l e ，若v ( b b u n ) = x ，则记为v b ( b u n ) = x 。 一般地，假设自由处置( f r e ed i s p o s a l ) 成立，即v t e t , b u n i ，b u n 2e b u n d l e ， 若b u n l eb u n 2 ，则v t ( b u n l ) v t ( b u n 2 ) ，即卖方和买方可以将物品无代价地自 由丢弃。 r 为拍卖结果集合，包含物品分配结果r g 和货币分配结果r m 。 r g ：g 一 t 表示拍卖结束后物品的所属关系。v t e t ，定义t 的所有物品集合 r g “( t ) = g e g ir g ( g ) = t ) 。 r m ：t - r 表示拍卖结束后买方付出和卖方得到的金钱数。 r m r m 需要满足条件： 罗r m ( t ) = o ；v b e b ，r m ( b ) o ；v s s ，r m ( s ) 0 。 _ p 为拍卖协议，可由有限状念机或石演算等工具定义。包含若干个状态， 状态集合记为s ，s 可分为中问状态s ，和结束状态s 。p 中应定义每个状态下每 个a g e n t 口7 采取的动作( 通信动作) 以及各个a g e n t 矧j 作后的后继状态是什么。p 1 4 中还应定义每个技术状态对应的拍卖结果。 h 是拍卖历史集合，h h 为一个拍卖历史，h = o ，v ，r ，s i t ，其中o 0 ， v e v ，r e r ，分别表示这次拍卖中初始物品的所属关系，卖方和买方对物品组 合的评价和拍卖结果。s i t = s 1 ，s 。为拍卖所经历的状态。其中s 1 ， s 。1e s 。，s 。e s 。对于vh e h ，vs e s ，vb b ，满足h ( r ( s ) ) h ( o ( s ) ) 卖方的物品只能减少而不能增加，h ( r ( b ) ) 2 h ( o ( b ) ) 买方的物品只能增加而不能 减少。 2 3 2 拍卖方法的分类及评价标准 2 3 2 1 拍卖方法的分类 拍卖方法的种类有很多，见图2 4 ，不同的拍卖方法服务于不同的环境， 下面是几种常见的拍卖方法。由于传统的单一拍卖在效用和降低风险方面的 缺陷，本文的系统原型重点放在近几年比较流行的单边拍卖中的组合拍卖系 统，但是组合拍卖竞胜标确定问题却是一个标准的n p ( n o n d e t e r m i n i s t i c p o l y n o m i a l ) 难题，这也是本文的研究重点，论文将构建基于一般模型之上的 特殊组合拍卖模型，并引入改进了的遗传启发式算法用于解决该难题。 i 拍卖 i 翟j 心是 l 双边拍卖单边拍卖单边反拍卖 _ ，_ 一- 一一 单一物品拍卖组合拍卖 l 多个物品拍卖单个物品拍卖最高价格组合拍卖 g v a ( 广义v i c k r e y ) ，一一，1 l = = - i 英国式拍卖荷兰式拍卖最高价拍卖 v i c k r e y 拍卖 第k 叫价拍卖 图2 - 4 拍卖分类 硕f ：学位论文 摧十移动a g e n t 的智能拍卖系统的实现机制研究 按拍卖物品种类的多少分为：单一拍卖( 一种物品) 和组合拍卖( 多种物品) 。 按拍卖叫价的方式分为：价格递增拍卖( 英式拍卖) ，价格递减拍卖( 荷式拍 卖) 。英式拍卖及荷式拍卖的优点是尽可能的使商品以真实的最高价出售。然 而，英式拍卖有许多缺点：拍卖时间与最终的出售价