（管理科学与工程专业论文）基于agent的移动智能助理及其应用研究.pdf

摘要 摘要 移动通信行业的发展带动了信息社会的进步发展，移动互联和 移动信息时代在向我们走来。i f 如上世纪9 0 年代的电子商务，移动商 务正成为一个新变革影响着经济和社会的发展。3 g 的实旖，移动终端 的发展及计算机理论和技术的发展，都为这场变革注入了强大的力。 然而移动商务的普及和深入还需要多方的共同努力，根据市场需求和 现有技术进行大胆创新，将是主要的推动力量。 本文首先在分析了时代背景的基础上，对移动商务进行了较为深 入的阐述和分析，探讨了以智能手机为中心的移动商务理念和模式， 着重强调移动客户关系管理和移动知识动员。然后，借鉴软件工程实 践理论( 包括r u _ p 方法) ，根据以智能手机为中心的移动商务的需求， 提出了移动智能助理( m n ) ，并进行需求分析和设计。m i a 是从用 户个人信息管理和用户偏好处理为出发点，以为用户提供多方面的自 动化、智能化和个性化服务为目的，它使得智能手机成为用户进行商 务活动和日常事务处理的控制中心。 为了实现设汁目标，本文充分利用人工智能理论的研究成果，引 入a 鼯m 理论和方法，对m i a 进行了架构设计，使m 忪能智能地管 理用户的个人信息，其中包括对用户偏好的学习，个人信息的自动更 新等，同时也设计了多种a 2 e n t ，使它们分工合作，共同完成m n 的 任务。由于m 认涉及到众多的功能和外部系统，本文还对与m i a 交 互的外部系统进彳亍了简要讨论，提出与m n 相关部分的系统结构，同 时也使得m 认的功能和整个运行过程更清晰。最后，结合前面论述的 商务背景和移动商务价值链，分析了m n 的价值链和推广模式。 关键词：移动商务，a g c n t ，智能手机，移动智能助理，用户个人信息 用户偏好 a b s t r a c l a b s t l 麓c t t k d e v e l o p m 如to fm 曲订e n l m u n i c a t i o ni n d u s t 吼蛐g sa l o n gi h ef u r t l l e r d “e l o p m to fi f o r m a t i o n c i e t y ，a n dt h em o b 诅ei n t e m e ta n dm o b d ei n f o 兀n a t i o n e i aa r ec o i i n gr a p i d l y j u s t 髂e l c c t m n i cb u s i n e s si nt h el a s t9 i 琏m o b n eb u s i n e s si sa 碍v o l u 0 nc h a n g i n gt l l ed e v e - 叩m e n lo fe c o n o 面c sa n ds o c j e l y t h ed e v e i 叩m c n t a n dp r a c t i c eo f3 g ，r n o b n ed e v i c e sa n dc o m p u t e rs c i c n c ed r i v et h i sr e v o 王u t i o nh e a v i l y h o w e v e “n e e d sc o o p e m d o na n dd “e l o p m e n io fs e v e r a lo r g a n i z a t i o n st o p o p u i a r i z ea n dd e e p c nm o b n eb u s i n e s s o 。u f a 8 e o u sc r e a t i o n 虻c o r d i n gt om a r k e l r e q u i f e m e m 柚de x i s i i i l gt e c h n o l o g yw i 】1b et h em a i nd r i v e t h i sp a p e rn f s t j ya a l y s e st h eb a c k g u n do ft h ee r a 柚dt h e nm u m i n a t e s s e v e r a jp e r s p e c t i v e so “h em o b m eb u s i n e s s ，柚dd i s c u s s e so nt h ec o n c e p ia n dm o d e l o fl h es m 捌1 ) h o n eb a s e dm o b i l eb u s i n e s s ，e m p h a s i 2 j n gm o b 沁c u s t o m e rr e l a c i o n m a n a g e m e n ta n dh o w l e d g em o b i l i z a t i o n ，a c c o r d i n gi ot h c r e q u i r e m e n l s ，w e p f o n l o l em 0 b i l e1 l l t e m g e n ta s s i s l a i l t ( m l a ) ，a d dd or e q u i r e m e n ta n a l y s i sa n dd e s i g n w i t hi h ep r a c t f c et h e o yo fs 0 丘w a r ce n 舀n e e 血e 8 p c c i a 玎yr u pm e m o d 、t i lt h e b a s eo fu s e rp e r s o n a li n f o l a 曲nm a n a g e m e n la n du s e ri n l e 他s 虹p 呻c e s s ，m i aa i m s t op r o v i d eu s 町w i t h 柚t 呻1 a t i c ，i d t e n i g c n t 如dp e 飓o n a l i z i n gs e i 、，i c e s ，a n dm a k e st h e s m a r tp h o n eb e c o m et h e n 的lc e n l e ro fu s e r b u s i n e s sa c t i v i t i e sa n dd a i l ya f f a j r s j no r d e oi i i l p i e m e n to u fd e s i g np u r p o s e ，t h ep a p e fm a k e sf l l u s eo fa r t i f i c i a l i n t e l l i g e n t 出e 讲y a n db r i n g si n 也et h e o r ya n d 哪t h o do fa g e n ti nn l e3 y s i e m a r c h i t c c t u r eo fm n ，s u c ha sl l s e ri n t e r c 叶l e 锄j n g ，a u l o m a t i cu p d a t i n go fp e f s o n a l i b m l a 石o n ，ha l s 0d e s i g n ss e v 啪ln n d so fa g e n t l od ot h e i ro 啪t a s ka n dc o o p e r a l e t 0f i i n s hl h ew o r ko fm i a f 研m l ar e l a t e st om a n yf u n c t i o 惦a ds e v e f a lo u t c r s y s t e m s ，t h ep a p e ra l s od i s s s e so n t h c0 u t e re h v i f o 咖e 咄w h i c hm a k e st h c f u n c 娃o n s 柚di t sn l nm o r ed e a r ly ta il 勰t ，w ea n a l y s ct h ev a l u e c b a i na n d p o p l l l a r i z i n g 脚d e lo fm i a w i t l li h eb u s i n e 鼯c o n t e x ia n dm ev a l u ec h a i no fm o b i l e b u s i e s s k e y w o r d s m o b i l eb u s i n e s s ，a g e n t ，s m a f tp h o n e ，m o b i l ei n t e u i g e n ia s s i s t a n t ， u s e rp e 砌a ll n f 0 珊a t i o n ，u s c rp m f i l e l i 引言 1 引言 1 1 研究背景和意义 1 1 1 移动信息时代到来 二十世纪末本世纪初，在信息技术迅猛发展的推动下，世界迎来 了移动互联网，它是有线互联网的延伸，也是科技和社会发展的必然 趋势。移动互联网发展的两个关键因素是通信网和移动终端，移动网 络和移动终端( 手机和掌上电脑) 的普及率并不低于有线网络和p c 机，同时移动无线的优势：是目前许多组织和个人所需要的，这足以 说明移动互联网的市场巨大，埘经济和社会发展的影响也将是巨大的。 在世界几大著名运营商和设备商的推动下，一些发达国家已经开始运 营第三代移动通信网络( 3 g ) ，移动互联网已发展得较为成熟，同时 发展巾国家的移动互联网在它们的带动下也开始逐步发展。目前，数 据业务市场收入规模仍较小，但增长势头强劲。而最近几年呼声很高 的3 g 牌照也即将发放，3 g 的到来将使得我国的移动互联网进入快速 发展的轨道。 移动增值数据服务是移动互联网发展的推动办，正是这些各类有 线互联网所不能提供的服务，才使得移动互联网具有巨大的市场。正 如互联网服务提供商( s p ) 和内容提供商( c p ) 给互联网用户带来丰 富多彩的服务，移动互联网的s p 和c p 也在想方设法在移动互联网市 场中取得一席之地。 移动互联网的发展过程与当初的有线互联网相似，前者是后者的 延伸，故其发展是以后者为基础。移动互联网拓宽了原有互联网的覆 盖领域，使得人们可以在任何时刻、任何地方接入资源丰富、无所不 有的互联网，移动信息时代逐步向我们走来，一场新的变革正在悄悄 展开。 1 1 2 移动商务变革 移动商务是电子商务从有线通信到无线通信、从固定地点的商务 形式到随时随地的商务形式的延伸。因特网和p c 造就了电子商务， 北京交通大学硕士学位论文 而如雨后春笋般涌现出的一系列新型无线工具和基础设施正在造就移 动商务。【1 l 今天的移动商务正处于十年前电子商务所处的时代，它面临的机 遇众多，但同时，它也意昧着一笔在基础设施和市场营销方面的巨大 投资。当时的电子商务主要是一个希望，人们一直在努力把这个希望 变成现实，把c o m 公司变成能真f 实现利润的公司。本世纪前几年的 移动商务实际上是一个更大的希望，但同时，它也面临着更大的挑战 和更大的回报机遇或损失。 移动商务的希望在于它能使你成为信息和通信的中心，从而为你 创造新的自由。它可以使人们摆脱自己所处的地理位置的限制，随时 随地进行商务活动，享受新的商务自由，它将大大改变人们的日常生 活。 目前，国内外相关企业纷纷提出了各类移动商务应用平台和移动 商务解决方案，包括移动支付、移动客户关系管理、移动办公、移动 销售等等，同时结合具体行业提出特定行业移动商务方案，如移动娱 乐服务、移动保险服务、移动旅游服务、移动医疗及移动警务等。这 些不同成熟度的移动解决方案正逐步被运用于各行各业，对社会和经 济的发展有着巨大的影响。 移动商务技术将原先的互联网服务扩展到手机上，使得用户可以 随时随地获得各种信息和服务，同时由于手机的随时随地、永远在线 的特点，使得一些全新的服务逐步出现和成熟。然而移动商务的价值 链涉及多个行业，需要多方的配合和共同发展，同时也要得到大众用 户的接受和支持，因为大众用户随身携带的手机是移动商务的主要参 与者。 1 1 3 移动终端的发展与移动个性化管理 移动信息时代中移动终端的角色犹如p c 在l i i t e m e t 中的角色，是 访问移动互联网的窗口。这里的移动终端主要是指手机和掌上电脑， 而智能手机是二者的结合，是发展的必然趋势。 最初，手机仅提供一般的通话功能，是纯粹的电话。在模拟网络 到数字网络转变的过程中，得益于微电子等技术的发展，手机的性能 引言 和功能也得到加强，具备了摄简单的数据通信功能，即短消息功能， 同时也有了一些小的应用程序，如电话本、记事本、日历和闹钟等。 接着，伴随g p r s 服务的普及，具有彩色显示、合旋铃声、w 卵和其 它比原先更高一级的应用程序的手机风靡市场。现在，手机发展的终 极形式，具有与个人电脑相似功能的高端智能手机已初露头角，其市 场份额越来越大，并且稳步增长，它最终将成为移动互联网的主要移 动终端。从2 0 0 4 年开始，智能手机市场以每年3 倍的速度快速增长。 2 0 0 6 年，智能手机的保有量将达到2 ，o o o 万台。在计算机市场处于绝 对领导地位的r r 企业英特尔和微软，已经对智能手机市场进行了巨大 的投入，智能手机的发展将像个人电脑那样迅速发展，成为移动网民 必备的贴身小型电脑。 在技术层面，智能手机的应用逐步向p c 靠近。在硬件方面，智 能手机的c p u 已经可以达到5 0 0 m h z ，存贮空问可通过微型存储卡扩 展到4 g 以上，可带触摸屏和手写功能，还比p c 多了一个处理通话的 c p u ( d s p ) 和百万象素的数码摄像头。在软件方面，操作系统也已 经比较完善并仍在快速发展，主要有s n b j a no s ，w j n d o w sm o b j 】e ， p a l m ，u n u x ，这些操作系统具备多数p c 操作系统的功能；针对智能 手机的应用程序也有很多，包括手机版的。街c e 办公软件，网络浏览 器，电子邮件工具，杀毒软件等等；娱乐方面的功能也很强，手机版 的m e d i ap l a y e r 和r e a l p l a y ，收音机，照相，摄像，游戏等。这种技术 发展趋势仍在快速推进。 当手机在功能上向p c 靠近的同时，它自身的通信功能及小巧随 身携带的特点又给它增添了p c 所不具备的优势。用户可以全天时时 在线，因此可以实时收发i i l t e m e t 上的多种信息，如电子邮件，聊天 信息，商务信息等等。由于g p s 系统的应用，与用户位置信息相关的 服务将如雨后春笋般地在人们的生活和工作当中。这些都将大大改变 人们的生活结构。 移动信息时代和移动商务时代在这种市场和技术的双重驱动下， 翩翩向我们走来。移动通信网络、移动增值服务和移动终端三者的发 展密切相关，新一代的网络( 3 g ) 促进新的服务和相应终端的发展， 服务和终端的发展为网络的发展提供技术支持和市场支持，高级终端 为高级服务的实施提供可能，好的服务使终端的功能得以充分发挥， 北京交通大学硕士学位论文 并促进其进一步的发展。 尽管智能手机小巧，可随身携带，随时随地接入互联网，具备了 计算机的许多功能，并有越来越多的计算机功能添加到它上面，但是， 毕竟手机屏幕小和键盘简略是无法改变的，在屏桀和操作上无法与p c 机相比。因此，移动终端的软件需要操作简易，而又要具备所要的功 能。用户希望在简易的操作下得到优质的服务，软件公司和设备厂商 就得提供相应的技术，服务提供商也就得提供相应的服务。这对于移 动互联网和移动商务的发展至关重要。因此，智能化处理的引入是非 常必要和重要的，而移动终端的发展已经使得这种智能化处理的实现 成为可能。 同时，用户的个性化需求比以前任何时候都显得更强烈。用户希 望自己的特定的需求得到满足，希望获得个性化的服务。移动信息时 代的用户永远在线和服务无所不在的特点，使得用户在接受服务和选 择服务时表现出强烈的个性化需求。 智能化的处理和个性化的需求，两者关系密切。在移动终端上， 用户的个性化需求通过智能化的处理来实现，而智能化的处理往往也 需要用户的个性信息来支持，包括个人基本信息，个人偏好等。可见， 两者相辅相成，智能化和个性化的移动终端和应用软件是移动信息时 代的重要工具，将会促进移动互联网服务和移动商务的发展和普及， 对人们的生活和工作带来重大的影响。 本文正是由此而提出基于a 弦n t 技术的移动个人管理系统移 动智能助理( m o b i l ei n t e l l i g e n ta s s i s t a n t ，m n ) ，它给用户提供一个良 好的接口，把智能手机与外部系统衔接，整合智能手机的应用程序和 相关的商务活动，且可以与现有的移动行业应用解决方案熬合，它从 对用户的个人信息( 包括偏好信息) 的管理出发，为用户提供自动化、 智能化和个性化的事务处理，包括日常事务，信息服务，移动办公等 等。m 认面向的是智能手机用户市场，同时也会由此影响移动商务的 企业市场。从移动商务的价值链角度来看，m l a 的提出涉及应用开发 商，独立软件开发商、内容提供商、服务提供商、企业系统开发商、智 能手机厂商等，m n 有利于这些方的利益博弈与合作，从而推进移动 商务的进步普及和发展。 4 引言 1 - 2 研究目标、内容与方法 1 2 ，1 研究目标与内容 本文从用户角度出发分析提出了以智能手机用户为中心的移动商 务，使其与多种以企业为中心的移动商务平台进行衔接，同时本文进 一步提出基于a g e n t 技术的移动智能助理为该理念的实现工具，它给 移动终端用户提供个性化、智能化和自动化的个人信息管理，进而可 以根据用户多方面的个人信息和用户偏好去代替用户执行操作，完成 原本需要用户进行很多操作才能完成的事情因此它简化了用户的操 作，提高了用户的使用效率，更重要的是它能提供更高级的功能。它 是以智能手机为运行平台，由服务器端提供相应的服务支持，另外也 可结合用户的p c 机作为辅助支持。这样它不仅是移动终端的个人管 理软件，可以解除用户麻烦的操作，节省用户的时问和精力，并可能 替用户取得更好的操作结果，而且可以融入到各类移动增值服务和移 动商务解决方案中，为移动应用市场注入荻的活力。 本文围绕以智能手机( 用户) 为中心的移动商务，提出以智能代 理技术和移动代理技术为理论基础的移动智能助理( m 0 b i l ei n t e l l i 鼯n t a s s i s t a n t ，m n ) 。本文主要的研究内容有： 从技术发展和商务的角度，阐述以智能手机( 用户) 为中心的 移动商务，分析移动客户关系管理和知识动员的重要意义； 对移动智能助理进行需求分析和相应的功能设计； 在移动终端上架构基于a 2 e n t 技术的移动智能助理系统m i a ； 设计m 从主要a g e n t 的工作原理； 设计m i a 的两个主要算法，过滤算法和用户偏好学习算法； 探讨m 认的应用环境，并初步设计l s p 服务系统和企业办公 系统中支持m i a 的部分； 研究m n 的进一步应用及商业推广模式。 本文从移动商务发展的需求和大众用户的市场需求出发，来进行 问题的分柝，进而运用现有技术提出了m n ，并对m 队的实际应用 进行研究。这就是文章的主要创新之处。 北京交通大学硕士学位论文 1 2 2 研究方法 本文在构思和写作过程中，借鉴了软件工程实践理论，特别是 r u p ( r a t i o n a lu i f i e dp r o c e 嚣) 的思想吼尽管这种做法会使我们面 临庞大的工作量，但本文根据研究的目的进行适当的裁剪和简化，从 而把工作量控制在合理的范围内。 r u p 最初是由r a t i o n a l 软件公司( 现在已经合并到i b m ) 丌发并 推向市场的一个软件工程实践。它是开发组织用以分配和管理任务及 职责的一个规范化方法，同时它还可以根据使用者的具有情况来进行 修改、分拆和组合。r u p 整合了六个方面的最佳实践：软件的迭代开 发，系统性的需求管理，应用基于构件的架构，为软件创立可视化模 型，对软件质量进行持续的验证及控制软件的变更，在此基础上它详 细设计了项目管理规程、业务建模规程、需求规程、分析和设计规程、 测试规程、配置和变更管理规程、环境规程和部署规程。r u p 是一种 实践者的研究方法。 本文在总体上借鉴r u p 思想的基础上，在具体研究思路上又主要 借鉴了部分r u p 的需求规程、分析和设计规程，完成了m 从的需求 分析与系统架构。类似的做法，在学术论文研究中极少见，本文可以 说是一次新鲜的尝试，目的是让m l a 更接近市场需求，更好地进行实 践开发和应用，从而使m i a 更有意义。虽然从内容上不能明显看出这 种做法，但实际上作者在总体构思和研究上多处参考了r u p 方法，更 泛地说是软件工程理论。 1 3 论文逻辑结构 本文是从商务需求的角度而不是从技术发展的角度来进行论文的 组织和写作，致力于利用现有的技术和理论来满足社会发展的需求， 全文的逻辑结构如图1 1 所示。 引言 第一章引言 分析本文的写作背景，说明 论文的研究内容和方法。 第二章a g e n t 技术 概述姆n t 技术及其发展现 状 第三章移动商务与智能手机 简要阐述移动商务，分析智能手机 在移动商务中的重要性，描述了以 智能手机为中心的移动商务的两 个重要内容客户关系管理和 移动知识动员。 第四章移动智能助理m i a 运用r u p 理念对移动智能助 理进行需求分析和设计 第五章m n 系统架构 架构m i a 平台，进一步设计其中的 姆m 功能模块和主要算法，同时初 步搭建其外部环境。最后把m n 与 现有个性化系统进行比较。 第六章m i a 的应用羊推r 探讨了m 1 a 的价值链及其推 广模式。 图1 1 论文逻辑结构 北京交通大学硕十学位论文 2 a g e n t 技术 关于a 2 e n t 【3 ，4 】的定义，至今没有形成一个普遍的共识，主要是由 于a g e n t 的各种属性在不同的应用领域中的重要性不同，定义往往各 有一定的侧重点，但这并不影响a g e n t 的研究。我们这里引用 w o o l d “d g e 和j e n n i n g 酊1 9 9 5 ) 川的定义： a 震e n t 是处在某个环境中的计算机系统，该系统有能力在这个环境 中自主行动以实现其设计目标。 a g c n t 研究分支主要有智能a g e n t l 5 | ( 包括多a g e n t 系统) 和移动 a g e n t l 。随着技术的发展和网络化时代的到来，两者的界线也逐步 模糊，移动a 球n t 根据具体需要，必定具有一定的智能，而除了一些 多a g e n t 系统，许多智能a g e n t 也需要有一定的移动性。 2 1 智能a g e n t 2 1 1 智能a g e n t 理论概述 广义的智能代理包括人类、物理世界中的移动机器人和信息世界 中的软件机器人。 狭义的智能代理专指信息世界中的软件机器人。它是代表用户或 其他程序，以主动服务的方式完成一组操作的机动计算实体。本文中 的智能代理指的是具备狭义智能代理功能的应用软件包。 智能代理有如下一些特性： ( 1 ) 代理性( a g e n t ) 代理性体现在：它是“代表用户”工作的；它可以把其他资源包 装起来，引导并代替用户对这些资源进行访问，成为便于通达这些资 源的枢纽和中介。 ( 2 ) 智能性( i i l t e l l 逸e n c e ) 智能性指的是通过获取外界信息自觉地改变自己以适应外界变化 的能力。在智能代理中最明显的表现就是“学习功能”。 ( 3 ) 自主性( a u t o n o m v ) 智能代理是一个独立自主的计算实体。它应能在无法事先预测的、 动态的信息环境中，独立规划复杂的操作步骤，解决实际问题。 a g c n i 技术 ( 4 ) 交互性 也可称为社会行为能力，即智能a g e n t 可以同过某种代理语言与 其它a g e n t 或人交互，以满足它们的设计目标。 根据具体的需求不同，人们设计的智能代理的结构电会有所不同。 人们很少会建立具有全部功能的智能a g e n t ，往往根据具体情况建立 具有部分特征属性的系统。图2 1 显示了常用的一种具有认知推理能 力的智能代理的典型结构。 图2 1 智能代理系统的基本结构 2 1 2 智能a g e n t 的应用与发展 信息服务 信息服务是最广大的用户群接触网络环境的首要渠道。对于信息 内容已经相当丰富的i n t e m e t 来说进一步提高信息服务的质量，改 变目前信息服务中存在的“信息过载”和“资源迷向”的状况，是信 息服务业所面临的最紧迫的任务。智能a g e n t 正好可以适应这方面的 需要。具体地浇，用于信息服务的智能a g e m 主要完成以下功能： 导航，即告诉用户所需要的资源在哪里； 解惑，即根据网上资源回答用户关于特定主题的问题： 过滤，即按照用户指定的条件，从流向用户的大量信息中筛选 北京交通大学硕士学位论文 符合条件的信息，并以不同级别( 全文、详细摘要、简单摘要、 标题1 呈现给用户； 整理，即为用户把已经下载的资源进行分门别类的组织； 发现，即从大量的公共原始数据( 比如殷票行情等) 中筛选和提 炼有价值的信息，向有关用户发布。 这些都是使信息服务走向个性化主动服务不可缺少的功能。目前 在此方面已经有了一些能够使用的系统，但智能化的程度还远远不够， 且冗余过滤不足已经造成了一些负面的影响，亟待尽快发展更先进的 人工智能技术予以解决。 电子商务 第一代电子商务系统允许用户浏览在线的产品目录、选择产品， 然后使用信用卡购买选择的产品。然而，a g e n t 技术是的第二代电子 商务系统成为可能，将消费者的许多购买行为的许多方面自动化。智 能a g e n t 能进行需求识别、产品推荐、销售商推荐、协商、购买和支 付、产品服务和评价等阶段的自动化( 或至少部分的自动化) ，进而帮 助消费者获得可能的最好交易，如购物比较a g e n t ，拍卖市场中的 a g e n t 。 社会系统仿真 将a g e n t 技术用于社会系统仿真，从而进行一些社会科学的研究， 是当今学术研究的一大热点。毫无疑问，a g e n t 技术对社会科学的研 究做出了巨大贡献。 粗略地说，其思想是用a g e m 来模拟人类社会的行为。最简单的 单个a g e n t 可以用于代表个人；另外，单个a g e n t 可以用于代表组织 和类似的实体。 g o n t e 和g i l b e f t ( 1 9 9 5 ) 提出社会过程的多a g e n t 仿真有如下好 处： 利用计算仿真可以观察模型的特性，原则上通过分析可以推导出 这些模型； 会发行量外的可能的观察自然现象的方法； 自然地观察这些特性是困难的、不方便的，但现在可以从容地、 孤立地研究这些特性，可以记录，如果必要还可以“重现”这些特性。 可以清楚地模拟社会性，可以建造代表其它a g e n t 的a g e n t ，并 1 0 a g e n t 技术 且可以研究这些代表的特性和含义。 其它 智能a g e n t 还可以用于人机界面、虚拟环境、工业系统管理、自 动控制系统等。 2 2 移动a g e n t 2 2 1 移动a g e n t 理论概述 移动a g c n t 【5 l 是具有移动特性( m o b i l i t ”的智能a g e n t ，它可以自主 地在网络上从一台主机移动到另一台主机，并代表用户完成指定的任 务，如检索、过滤和收集信息甚至可以代表用户进行商业活动。m a 技术是分布式技术与a g e n t 技术相结合的产物，它除了具有智能a g e n t 的最基本特性反应性、自主性、主动性和交互性外，还具有移动 性，因此也可以说移动a g e n t 是一种特殊的智能a g e n t 。 不同的移动a 聆n t 系统的体系结构各不相同，但几乎所有的移动 a g c n t 系统都包括如下两部分：a g e t 和m a 环境( m a e 或称m a 服务 器、m a 主机似a h ) 、m a 服务设施、p l a c e 、c 0 n t e x l 、l o c a t i 衄) ，如 图2 2 所示。 图2 2 移动a g e n t 系统 m a 环境( m a e ) 为a g e m 提供安全、正确的运行环境，实现m a 北京交通大学硕士学位论文 的移动、m a 执行状态的建立、m a 的启动、实施m a 的约束机制、 容错策略、安全控制、通信机制，并提供基本服务模块，如事件服务 ( e v e n ts e r v i c e ) 、黄页服务( y d l o wp a g es e r v i c e ) 、事物处理服务 m a n s a c t i o ns e n r i c e l 和域名服务( d n s ) 等。台主机上可以有一个或多 个m a e 。在通常情况下，一个m a e 只位于一台主机上，但当主机之 间是以高速、持续、稳定可靠的网络连接时，一个m a e 可以跨越多 台主机而不影响整个系统的运行效率。 a g e n t 可以分为移动a g e n l ( 也称用户a g e n t ，u s e ra g e n t ) 和服务 a g c n t ( 也称系统a g e n t ( s y s t e ma g e n t ) 或静态a g e n t ( s t a t i ca g e n t ) ) 。 移动a g e n t 可以从一个m a e 移动到另一个m a e ，在m a e 中执 行，并通过通信机制与其他m a 通信或访问m a e 提供的服务。 服务a g e n t 不具有移动的能力，其主要功能是向本地的a g e n t 或 来访的a g e n t 提供服务。通常，一个m a e 上驻有多个服务a g e n t ，分 别提供不同的服务，如文件服务、黄页服务等系统级服务，定票服务、 数据库服务等应用级服务。由于系统a 譬e n t 是不移动的并且只能由它 所在m a e 的管理员启动和管理，因此保证服务a 印t 不会是“恶意 的”来访的移动a g e n t 不能直接访问系统资源，只能通过服务a g e n t 提供的接口访问“受控制的( c o n 仃o l l e d ) ，安全的f s e c u r e ) ”的服务，这 可以避免恶意的a g e n t 对主机的攻击是移动a g e n t 系统经常采用的安 全策略。另外，采用j a v a 提供的c 语言接口( c i n t e r f a c c ) ，服务a 2 e n t 可以提供与遗留软件( 1 e g a c ys o f t w a r e ) 的交互接口，很容易将非a g e n 系统集成到a g c n t 系统中。 2 2 2 移动a g e n t 的应用与发展 基于移动a g e n t 的应用是当前移动a g e n t 领域的另一个研究热点。 移动a g e n t 作为关键技术被广泛地应用在移动计算、电子商务( 特别是 移动电子商务) 、嘲络管理、分布式信息查询( 智能搜索引擎) 、工作流 管理、并行处理、信息f 软件) 分发、个人助理、安全代理、组件技术 等各个领域。在智能a g e n t 的应用领域，移动a g e n t 的使用给相关的 应用带来了移动性，因此，许多a g e n t 应用是移动a g e n t 技术与a g e n t 技术、多a 鼬n t 系统理论的结合。 a g e n i 技术 电子商务 移动a g e n t 的移动性和自主性为网络环境，尤其是i n t e m e t 环境 下的电子商务应用提供了很多潜在的优点，给电子商务带来了新的机 遇，基于a g e n t 的电子商务( a g e n t - b a s e de c o m m e r c c ) 成为一个新的研 究领域。在a b e c 中，a g e n t 代表其所有者的利益参与商务活动。 代表消费者的a 2 e n t 可以自主地移动到多个电子市场，寻找所需 的商品，查询商品的价格，同供应商进行价格协商。代表生产商的移 动a g e n t 可以向电子市场发布产品信息，也可以主动上门向顾客提供 服务。代表市场管理部门的a 2 e n t 负责整个市场的管理工作。多个 a g c n t 之间的协作可以采用移动a g e n t 的协作模型，管理技术、安全 技术和容错技术可以保证a g c n t 进行有序的、安全的、可靠的商务活 动。 + 分布式信息查询 日前面向i n t e m e t 信息检索的所有搜索引擎采用的技术都是在线 查询，并且搜索的覆盖面有限，提供的奇询方式有限，查询精度低， 返回的大量结果中往往只包含少数或根本不包含用户关心的信息。移 动a g e n t 技术支持离线查询，个或多个移动a g c n t 携带着查询要求 自主地移动到各个相关的信息源上，相互协作，搜索与用户最相关的 信息，当用户重新连线时，返回综合的查询结果。动态派生子a e e n t 的能力可以大大提高搜索的并行度和搜索范围，提供个性化服务的能 力可以向用户提供多种查询方式。 网络管理 大型网络( 如电信网络、交通网络、计算机网络等) 郡需要容错管 理f 故障诊断与恢复1 、计费管理、配置管理、性能管理、安全管理等 基本管理。客户朋& 务器模式是当今网络管理的基本模式，其固有缺点 随着网络日趋复杂、规模不断扩大、应用服务数量剧增而越来越明显， 管理工作站数据处理和网络带宽成为其瓶颈，不具有动态变化的伸缩 性。使用移动a g e n t 技术可以对整个网络建模，利用其移动性、自主 性和反应性可以建立一个灵活、统、健壮的网络管理体系。 移动计算( m o b i i ec o m p u t i n g ) 移动计算的三个基本特征是：无线通信、移动性和便携性。无线 通信指移动设备之间的通信通过低速、高延迟、不可靠的无线网络； 北京交通大学硕士学位论文 移动性指通信设备的地理位置经常发生变化，导致和位置有关的系统 配置信息需要经常改变：便携性指移动设备尽可能的小巧便于携带，这 限制了设备的计算能力和存储能力。使用移动a g e n t 技术可以全面解 决以上三个问题，移动a e e n t 支持离线计算，可以有效地节省网络带 宽，非常适合无线通信网络；移动a g e n t 的平台无关性可以避免移动设 备的配置随位置的变化而不断更改；移动设备可以将定制的移动a g e n t 发送到服务器上执行，充分利用服务器的计算资源，从而克服了移动 设备计算能力弱的缺点。 工作流管理( w o r 如o wm a a 辨m 蚰t ) 传统的工作流管理系统无论是采用集中式管理方法还是分散式管 理方法，大都是基于客户朋务器模型。但是基于客户服务器模型的 传统工作流管理系统灵活性较差，很难适应日趋复杂的企业计算环境。 若把工作流项的信息和行为封装在一个移动a g c n t 中，利用移动a g e n t 的移动性和自主性在工作流模型中移动执行，则会极大地提高工作流 管理系统的灵活性，从而克服传统工作流管理系统的不足。 并行处理( p a n u dp r o c e s s i n 对 移动a g e n t 可咀派生多个子a g c n t ，这些子a g e n t 可以发送到网 上异步、并行、自主地执行。人为地或自动地将一个大规模的问题分 解成多个子任务，分别交给不同的移动a g e n t 去执行，这些a g c n t 自 主地移动到网络中的各个节点，充分利用网络中空闲的计算资源和可 用的信息资源，相互协作，共同求解。移动a g e n t 这种动态派生的能 力可以有效地提高任务执行的并行度。 信息f 软件) 分发f i n f o m a t i 呻o rs o n w a r ed i s s e m i n a t i 帅) 利用移动a g e m 技术可以实现”推妒u s h ) ”模型，移动a g e n t 携带要 发布的信息或要安装的软件移动到有订购需求的客户机器，自动地执 行信息发布或软件安装操作。在软件安装的执行过程中，移动a g e n t 自动搜集相关信息，如运行环境信息、用户信息、系统配置信息等， 自动地创建安装目录、解压缩软件包、配置参数直至软件被正确安装。 个人助理( p e r s o n a la s s i s 纽c e ) 移动a e n t 具有智能性和移动性，因此可以代表用户处理远程事 物。例如在会议召开前。代表各个与会者的移动a g e n t 可以交互协商 出一个与会者都可以接受的会议日程安排。 1 4 a g e n i 技术 监控与通告( m o n i t o r i n ga n dn o t i 6 c a t i o n ) 移动a g e n t 可以移动到某一个信息源，进行实时监控，当其等待 的事件发生或所需的信息可用时，向用户发出通知。例如，可以派送 多个a g c n t 分别监视不同股票的交易情况。监控a g e n t 的生命周期可 以长于创建它们的进程。 另外，移动a g e n t 还可以用于主动网络( a c t j v en e t w o r k ) 、安全 代理( s e c u r eb r o k e r i n g ) 、组件技术( g r o u p w a r e ) 等领域。 2 3 智能a g e n t 与移动a g e n t 的融合 移动a g e n t 技术和智能a g e n t 技术( 包括多a g e n t 技术) 的融合是一 个重要的发展趋势。目前，移动a 窟e n t 和智能a g e n t 是两个分离的研 究领域，只不过都采用了“a g c n t ”一词。移动a g e m 主要研究代码移 动的实现技术，研究人员多数来自分布式、操作系统、软件工程等领 域；智能a g e n t 和多a g e n t 主要研究单个a g e n t 的特性、表示和推理， 多个a g e n t 系统的联合意图、协作和规划，研究者大都来自人工智能、 社会学、心理学等领域。 两个领域结合的愿望由来久已，移动a g e n t 的一些特性( 如反应性、 自主性、主动性和交互性等) 都是源自智能a g e n l 但在现阶段，移动 a g c n 的智能远远达不到智能a g e n t 的水平。i n t e f n e l 的发展趋势要求 a g c n t 同时具备移动能力和高智能。如在分布式信息查询中，被发送 出去的a g c n t 不仅需要自主导航的移动能力，还需要信息的理解能力 ( 如自然语言理解) ，这样才能找到用户真正需要的信息。c o a b s ( 基于 a g e n t 的控制系统，c o n 的lo fa g e n t b a s e ds y s t e m ) 是美国高级舫御研 究计划署a r p 正在从事的一个大型研究项目，其研究机构由来自 工业界相学术界的2 5 个研究小组组成。c o a b s 的目的之是将一组 a g e n t 和相关的信息以最快的速度组织在一起形成一个完整的防御体 系，以配合突发的防御行动。c o a b s 最终将建立一个分布式的a g e n t 格( a g c n tg r i d ) ，任何一个a g e n t 都可以进入该系统，注册它提供的服 务，也可以使用系统中其他a g e n t 提供的服务。项目中的智能a g e n t 研究小组主要研究如何快速地组织多个智能a 只e n t ，以及它们之间高 效的通信方式。移动a g e n t 研究小组主要研究在世界范围内的分布式 北京交通人学硕士学位论文 网络中f 包括由通信卫星组成的无线网络) a g e n t 如何快速、准确的移动 到目的主机。c o a b s 所从事的研究工作积极地推动了移动a g c n t 技术 和智能a g e n t 技术的有机融合。 本文将综合运用a g c n t 技术( 包括移动a g e n t 和智能a g e n t ) ，来 搭建移动智能助理( m o b i i ei n t e l l i g c n t 觚i s t a i l t ， m i a ) ，以支持以智 能手机为中心的移动商务。 移动商务与智能手机 3 移动商务与智能手机 3 1 移动商务是发展的趋势 电子商务”是指使用计算机网络以电子信息交换的方式进行金融 交易的一种商务方式。它涵盖了一个交易过程的所有阶段：营销、销 售、采购、支付、供货和客户服务。移动电子商务是指由手机、传呼 机、掌上电脑、笔记本电脑等移动通讯设备与无线上网技术结合所构 成的一个电子商务体系。 相对于传统的电子商务而言，移动商务可以真正使任何人在任何 时间、任何地点得到整个网络的信息和服务。随时随地的信息交流意 味着需求的增加和多样化，同时也为企业带来了更多的商业机会。它 将大大影响人们的生活和工作方式，改变人们的生活结构，会出现许 多类似a t m 给人们带来的影响。 美国一些电子商务专家认为，目前移动通讯技术已经成熟，全球 拥肯移动通讯设备的人越来越多，移动商务将很快得到消费者的认可， 因为他们可以随时随地上网，查询信息，购买产品，预定服务，既方 便快捷，又节省时间。 在欧洲和日本，用户已经对手机购票产生了一定兴趣，停车场、 公交车、电影院和剧院是手机购票的主要领域。在韩国，也已经有越 来越多的移动用户通过手机实现p o s 支付、购买地铁车票、进行汇款。 据预测，全球移动商务到2 0 0 8 年将吸引1 7 亿用户，这些用户通过手 机进行的交易额将达到5 5 4 0 亿美元。 顺应未来移动信息社会的需求，手机使用的想象空问也无限宽广， 手机不再是单纯的移动电话，而将是日