（系统分析与集成专业论文）基于多agent的网络营销系统的研究与应用.pdf

摘要 随着互联网技术的飞速发展和世界经济的全球化，网络营销以其所无法比拟的优 势( 如全球、全天候、实时交互、低成本等营销优势) ，使得网络营销已经成为一种全新 的和非常具有发展前景的现代营销方式。但是面对i n t e r n e t 上日益膨胀的信息量，传统 的网络营销实现技术已经不能很好地适应信息发展的需要。人们急需一种新的技术来建 立快捷、高效的网络营销系统。由于a g e n t 具有移动性、协同性以及一定的智能性，能 够较好地弥补当前网络营销系统所存在的缺陷，同时给客商双方提供一个信息市场，有 效地得实现了网络营销理念中所倡导的个性化服务，所以如何将a g e n t 技术引入网络营 销中去很快成为学术界与企业界研究的热点。 文章分析了现有网络营销模式与a g e n t 技术的基础上，设计了一个基于a g e n t 技术 的网络营销系统，为顾客搜索符合要求的商品信息，推荐合理的商品，按双方要求进行 协商与交易。该系统使用j a v a 语言开发，采用b s 结构，采用j a d e 平台实现a g e n t 环境。本文主要工作如下： ( 1 ) 简要介绍网络营销和a g e n t 概念与技术，包括面网络营销的特点、理念，a g e n t 特点、结构； ( 劲设计了一个基于多a g e n t 的网络营销系统模型及模型中的a g e n t 行为模式，该 模型支持查询，交易，协商等功能，能够进行的网上信息查询和采集，并对信息有效的 筛选，为用户提供个性化服务： ( 3 ) 给出原形的实现与相关技术，包括数据库的设计与实现、a g e n t 的实现、迁移、 以及如何在j s p 中调用a g e n t 等技术。 关键词：a g e n t ；网络营销；j a d e ；查询：协商 a b s t r a c t w i t hr a p i dd e v e l o p m e n to ft h ei n t e m e tt e c h n o l o g y a n dg l o b a l i z a t i o no fw o r l d s e c o n o m i c s ，c y b e r - m a r k e t i n gi sb e c o m i n g ab r a n d n e wa n db o o m i n gm o d e mm a r k e t i n gm o d e ， w h i c ht a k e sm o r ea d v a n t a g e s ( e g i n t e r a c t i o nw i t hc u s t o m e ri nr e a lt i m ew i t hl o w c o s ta n d w i t h o u tt h el i m i to ft i m ea n ds p a c e ) t h a no t h e rm a r k e t i n g s h o w e v e r , i t i sap i t yt h a t t r a d i t i o n a lc y b e rm a r k e t i n gt e c h n o l o g y c a nn o tm e e tt h er e q u i r e m e n to fi n f o r m a t i o n d e v e l o p m e n tw i t ht h er a p i di n c r e a s eo fi n f o r m a t i o no ft h ei n t e r n e t s o ，h i g h _ e f f i c i e n tc y b e r m a r k e t i n gs y s t e mn e e d st ob es e tu pb yan e w k i n do ft e c h n o l o g y s i n c et h ea g e n th a st h e c h a r a c t e r s t i co fm o v e m e n t ，c o o p e r a t i o na sw e l l a s i n t e l l i g e n c e ，i t c a nc o m p e n s a t et h e s h o r t c o m i n go ft h ec u r r e n tc y b e rm a r k e t i n gs y s t e m ，m e a n w h i l e i tc a ns u p p l yt h ei n f o r m a t i o n m a r k e tf o rb o t hc u s t o m e ra n db u s i n e s s m a n s oh o wt ol e a da g e n ti n t oc y b e rm a r k e t i n gs o o n b e c o m e st h ef o c u so fb o t ha c a d e m i ca n de n t e r p r i s e s t h et h e s i sa n a l y z et h ee x i s t i n gc y b e rm a r k e t i n gm o d e ，t h ew r i t e rd e s i g n sa k i n do ft h e c y b e rm a r k e t i n gm o d e lb a s e do nt h ea g e n ti n t e l l i g e n c e i ts e a r c h e st h eg o o d si n f o r m a t i o n t h a tm a t c ht h ec u s t o m e rr e q u e s t ，a n dr e c o m m e n d sr e a s o n a b l eg o o d sf o rt h ed o u b l ew i nb o t h t h ec u s t o m e ra n dt h eb u s i n e s s m a n t h el a n g u a g eo ft h es y s t e md e v e l o p m e n ti sj a v a ，a n du s e t h eb ss t r u c t u r e t h ef o l l o w i n gc o n t e n t sa r ei n c l u d i n g ： 1i n t r o d u c et h ec o n c e p ta n dt h et e c h n o l o g ya b o u tt h ec y b e rm a r k e t i n ga n da g e n t i t i n c l u d e st h ec h a r a c t e r ，i d e ao fc y b e rm a r k e t i n g ，t h ec h a r a c t e ra n ds t r u c t u r eo ft h ea g e n t ； 2d e s i g n sac y b e rm a r k e t i n gs y s t e mm o d e lb a s eo na g e n ta n dt h ea c t i o nm o d eo fa g e n t w h i c hi si nt h ec y b e rm a r k e t i n gs y s t e m t h em o d e lh a st h e f u n c t i o no fq u e r y , t r a d e ， n e g o t i a t i o na n ds 0o n ，i t a l s oc a nc o l l e c ti n f o r m a t i o nw h i c hu s e r n e e di nt h en e t ，o f f e r i n d i v i d u a ls e r v i c et ou s e rw e l l 3g i v et h ei m p l e m e n ta n dc o r r e l a t e dt e c h n i q u e i n c l u d eh o w t od e s i g na n di m p l e m e n tt h e d bo ft h es y s t e m ，h o wt oi m p l e m e n ta n dt r a n s f e ra g e n t ，a n dh o wt ou s ea g e n t i nj s e k e y w o r d s ：a g e n t ；c y b e rm a r k e t i n g ；j a d e ：q u e r y ；n e g o t i a t i o n i i 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者签名：弦魄 日期：洲年多月2 日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的 印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以允许采用影印、缩印、数 字化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的前提下，学校可以公开学 位论文的部分或全部内容。( 保密论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 指导教师签名： 弘飒 专彬 台嬲踢 日期：沙2 一乡 日期：删6 了 1 引言 i i 本文研究背景 1 引言 计算机技术的发展把人类社会带入了崭新的信息化时代，随着信息化进程的深入， 通信技术与计算机及其网络技术相结合，产生了一个新的人工智能分支- a g e n t 理论【1 1 。 随着a g e n t 技术研究的不断深入，特别是多a g e n t 技术的不断发展，给很多应用领域带 来了与以往研究方法截然不同的思路，大大提高了工作效率。多a g e n t 技术是2 0 世纪 8 0 年代人工智能、软件工程及信息服务领域的一个重要研究热点。随着因特网的广泛使 用及其相关技术的飞速发展，它不仅成为人工智能研究的重要内容，也是信息技术最前 沿的代表【甜。 a g e n t 是具有自治性、反应性( 对环境进行感知和动作) 和面向目标特性( 即a g e n t 的执行总是朝着目标的方向运行) 、针对环境性、协作性、主动性、适应性等特点的程 序实体。在计算机领域，a g e n t 可看作是被授权的“个人软件助理 ( p e r s o n a ls o f t w a r e a s s i s t a n t s ) ，是一种在分布式系统或协作系统中能持续自主地发挥作用的计算实体， 常简称为智能体。a g e n t 是能够自主学习并可适应环境的软件实体。其能够通过感知自 身和环境中的信息，自主采取行动实现一系列预先设定的目标或任务1 4 】。 a g e n t 区别于传统智能系统的显著特征在于它具备与其所处环境、其它a g e n t 和人进 行交互、协调和协作的能力。人工智能的研究目标是认识与模拟人类智能行为。单个 a g e n t 的研究往往将重点集中在对人类单个智能品质如计算能力、推理能力、记忆能力、 学习能力、直觉能力等的研究与模拟。然而人类智能行为是各种单个智能品质的综合体 现，所以单个a g e n t 往往无法充分刻画或恰当地模拟人类智能行为。因此a g e n t 实际应用 的研究中，重点大多放在多a g e n t 系统的研究而不是单个a g e n t 的研究上。 随着计算机技术的发展，互联网逐步影响着人们的通信方式及商业活动，同时也开 始给商业营销方式带来前所未有的巨大改变，以电子商务、网络等先进技术为基础的现 代网络营销技术手段，不仅是对传统网络营销方式的根本性变革和挑战，而且具有变革 与发展的坚实基础。 湖北大学硕士学位论文 1 2 研究现状 1 2 1 目前在国际上用于网络营销的主要智能系统 p e r s o n a l o g i c 是属于“美国在线”( a o l ) 的一个a g e n t 系统。用户在使用此系统时， 首先要输入一些他所要购买商品的特征( p r o d u c tf i g u r e s ) ，接着p e r s o n a l o g i c 就会派送许 多合作代理人，连同用户所输入的商品特征，至各个网络商店去过滤产品信息。 p e r s o n a l o g i c 会利用一个“满意度限制条件引擎，( c o n s r t a i n t s a t i s f a c t i o n e n g i n e ) 来将找到 的产品依用户的满意度排序，显示在用户的电脑上，这样可有效的缩小用户寻找产品的 范围，节省消费者购物时间。f i r e f l y 同样也是采用a g e n t 去过滤产品信息，不过不同于 p e r s o n a l o g i c 的商品特征对比技术，f i r e f l y 首先从网络上找出一些与用户有相似消费习 惯的网络消费者，然后系统根据这些消费者对于某一产品的“评价”( w o r d o f - m o u h 0 来建议用户是否购买此产品，这种评价推荐机制称作“合作过滤 。这个系统对于协助 消费者在选择一些较难判断的产品，如畅销音乐、书籍、餐馆或网站等，有很大的帮助 1 4 1 b a r g a i n f i n d e r 是第一个用来进行在线比价的软件a g e n t 系统，它利用类似于网页浏 览器的搜索机制，至各个网络商店的电子目录中查询某一商品的价格，然后将出价最好 的商家名称、网址回报给系统用户。这个系统对于消费者在过滤商家方面很有帮助，但 它有个缺点，就是当商家在竞价的过程中，若还有其它要求时( 如消费者至少要购买一 定数量的产品) ，便会被b a r g a i n f i n d e r 排除在消费者可能的购买清单之外。另外一个 a g e n t 系统叫做j a n g o 5 1 ，事实上它可视为是b a r g a i n f i n d e r 的改良。原来在b g a r a i f n n i d e ： 系统中对于商品的价格的查询是统一由b g a r a i f n n i d e 的中央处理器送出，而j a n g o 则改 由让消费者自行从其浏览器送出价格查询信息( 消费者必须先向j a n g o 取得一个软件 a g e n t ，这种做法让消费者更为方便地比较各个商家电子目录中的商品价格，改善 b a r g a i f n i n d e r 排除商家的缺点。a u c t i o n b o t 是一个由美国密歇根大学所开发出来的商品 拍卖( a u c t i o n ) a g e n t 系统。用户可从系统中选择不同的拍卖形式，然后再输入一些相关 的交易参数( 如结算时间、解决叫价相同的方法、参与拍卖商家的数目) ，买卖双方即可 按照系统的分布式的议价协议进行叫价了。一个典型的交易例子是：卖方首先选择一种拍 卖形式并给他要卖的商品一个底价，然后再让a u c t i o n b o t 要求买方依议价协议进行竞 价。a u e t i o b n o t 与其它拍卖网站( 如e b a y ，o n s a l e ) 最的不同是，它利用一个应用程序界 2 1 引言 面让用户( 买卖双方) 建立各自的软件a g e n t ，并让这些a g e n t 在a u c t i o n b o t 的电子商场 中进行竞价。另外一个a g e n t 系统叫做t a b i c a n l 6 1 ，它是一个以a g l e t 为基础所创造出来， 用以贩卖机票与套装旅行的系统。在b i c a n 的电子商场中包含三个与交易有关的成员， 分别是：商场主人、旅行社及消费者。其中商场主人的工作是负责管理商场数据库及硬件 等系统资源；而旅行社及消费者则负责维护各自的a g e n t 应用软件。一般用户在进入几 b i c a n 的电子商场后，可向系统取得一个软件a g e n t ，然后再依其个人的议价策略派送 此a g e n t 游走于各个电子商场，与不同旅行社的软件a g e n t 接触，以取得相关的信息或 讨论有关购票与定团的细节( 如价格、行程等) 。而旅行社的软件a g e n t 则随时等候着去 服务消费者所派送来的a g e n t ，并依旅行社的销售策略与消费者的软件a g e n t 进行交易 协商。 1 2 2 现行的的网络营销系统存在的问题 ( 1 ) 、商家与客户的交互性差 现行的网络营销的系统资源虽实现共享，但系统中只有一般的交易平台，而无商家 与客户独立的信息子系统，使得商家客户各自为战，商家不能及时全面了解、整合客户 信息，客户不能及时全面了解商品信息。造成了客户的流失、以及产品的堆积变相抬高 成本等问题 ( 2 ) 、个性化消费不突出 作为网络营销发展的趋势顾客消费的个性化是关键点，而现行的网络营销系统虽提 供大量的商品信息，但顾客和商家之间是一种被动消费没有协商机制m 。 ( 3 ) 、网上支付瓶颈没有突破。 网上支付通过互联子信息传播与处理方式发展不够，导致诸多弊病，如信息不畅， 资源信息网不能进行直接转账结算的电子支付。 ( 4 ) 、不能挖掘潜在的商机，无法提供较大的信息市场服务于客商双方。 1 3 作者的主要工作 本文简要的介绍智能a g e n t 技术，包括智能a g e n t 的诞生、概念、特点，以及多 a g e n t 系统的概念、体系结构和多a g e n t 之间的协作等，同时把人工智能中的a g e n t 与 网络营销结合为一体来开发更智能化，更高交互性和个性化人性化突出的网络营销系 统，使网络营销交易中的商家与消费者感觉系统并不是一个机器而是一个具有智能和商 3 湖北人学硕士学位论文 务分析的工具，使商家与消费者都能根据各自提供的信息资源进行更高效满意度更高的 商品销售与购买、人性化以及消费者个性化服务更周到。即在网络营销中应用并发挥 a g e n t 交互、协调和协作的能力，使商家与消费者在网上进行实时消费需求与销售分析 并及时做出合理的决策，构建一个基于多a g e n t 的网络营销系统，从而使网络营销技术 更具有智能化，效率更高，人性、个性化服务更强，使系统成为一种更灵活、更有利于 商家销售和消费者购物的新型网络营销工具。 1 4 本文安排 文章共分五章，第一章引言，介绍本文的研究背景，网络营销现状、存在的问题和 本文的安排；第二章主要介绍以下网络营销的概念、特点及网络营销的相关知识第三 章主要介绍a g e n t 和多a g e n t 系统的相关概念与技术，阐述了a g e n t 和多a g e n t 系统 的产生、概念、特点以及结构。第四章是介绍基于多a g e n t 的网络营销系统的基本设计 模型，定义了相关的a g e n t 行为模式。第五章是系统的实现与相关技术介绍。 4 2 网络营销基本理论介绍 2 网络营销基本理论介绍 2 1 网络营销的概念和特点 网络营销嗍( c y b e r - m a r k e t i n g ) 是企业以现代营销理论为基础，利用因特网( 包括企业 内部网和企业外部网) 技术和功能，最大限度地满足客户需求，以达到开拓市场，增加 盈利为目标的经营过程。其实质是利用因特网对产品的售前、售中、售后各环节进行跟 踪服务，它自始至终贯穿于企业经营的全过程，包括市场调查、客户分析、产品开发、 销售猜略、反馈信息等方面。 网络营销作为一种全新的营销方式，具有以下一些特点： ( 1 ) 跨时空。互联网具有超越时间约束和空间限制进行信息交换的特点，使得脱离时 空限制达成交易成为可能。在网络营销中，所有企业，不管实力强弱、规模大小、产品 多少，只要是国际互联网络成员，都能平等地参加国际营销。在互联网上，凡以c o m 为后缀的域名都代表商业公司。互联网正在使地球日益成为一个村落，企业因此有更多 的时间和更大的空间进行营销，可每周七天，每天2 4 小时随时随地提供全球性营销服 务。 ( 2 ) 交互式。传统的市场营销是单向式的。以广告为例，电视、报纸、广播、路牌等 都是通过单向信息吸引受众的视觉、听觉，试图将有关信息强加给受众。而在网络营销 中，消费者手中掌握着鼠标，有权自由访问。在交互式广告页面下，受众对感兴趣的话 题可以一步步深入查询，只到满意为止，而对不感兴趣的内容可以置之不理。因此，“消 费者是上帝 在网络营销中将得到充分体现。 ( 3 ) 整合性。网络营销使生产与营销结合得更为紧密，网络在向浏览者提供信息的同 时也在如实地接受他们的反馈。消费者可以通过网络直接向技术人员咨询并提供建议， 甚至可以根据自己的喜好设计产品，直接参与生产过程，因此它是一撕全程的营销渠道。 另一方面，企业可以借助互联网络将不同营销活动进行统一规划和协调，向消费者传达 一致信息，避免了不同传播渠道不一致产生的影响。南京理工大学硕士学位论文常州市 巨星食品有限公司网络营销策略探析 ( 4 ) 经济性。通过互联网进行的信息交换代替以前的实物交换，不但可以减少印刷与 邮递成本，免交店面租金，节约水电及人工成本，而且可以减少由于迁回多次交换所带 来的损耗。 5 湖北大学硕十学位论文 ( 5 ) 高效性。电脑可储存大量的信息以便消费者查询。可传送的信息数量和精确度远 远超过其他媒体，并能顺应市场需求及时更新产品或调整价格，因此能及时、有效地了 解和满足顾客需求。 ( 6 ) 多媒体。互联网络可以传输多种媒体的1 2 1 息，如文字、声音、图像等信息，因此 企业可以通过多种形式与顾客进行交流，可以充分发挥营销人员的创造性和能动性。 此外，网络营销还具有拟人化、成长性、超前性和技术性等特点。随着人们生活节 奏的加快和消费水平的提高，消费者越来越需要用新的快速方便的购物方式和服务，以 最大限度地满足自身需求。而网络营销在一定程度上满足了消费者的这种需求。通过网 上购物，消费者便可实现“闭门家中坐，货从网上来 。 2 2 网络营销理论基础 网络营销作为一种新兴的营销方式，它并不是要取代传统的营销方式，而是随着科 技的发展产生的一种新型的营销方式。但是，它必然会对传统的营销组合产生影响。传 统的营销组合由4 p 策略至团成，即产品( p r o d u e t ) 、价格( p r i c e ) 、促销( p r o m o t i o n ) 和分 销( p l a c e ) ，长期以来一直是世界各大企业进行营销管理的金科玉律【9 】。传统的营销管理 强调4 p 组合，现代营销管理则更紧密地围绕消费者的利益，提出追求4 c 圆1 组合，必 须从产品的设计开始就要充分考虑消费者的需求和意愿，这需要企业与消费者之间进行 充分的沟通。但在传统营销模式中这一点很难真正做到，因为他们之间或缺乏合适、有 效的沟通渠道，或沟通成本太高。此外，大多数中小企业也缺乏足够的资本用于了解市 场的各种潜在需求，只能凭借自己的预测或参照市场领导者的策略进行产品开发。而这 一切将因互联网得以改观，中小企业可通过电子布告栏、网上论坛和电子邮件等方式， 以极低的成本在营销的全过程中对消费者的需要进行及时的调查和信息搜集，消费者则 有机会对产品从设计到定价和服务等一系列问题发表意见，真正实现了消费者与生产者 之间的双向沟通。 ( 1 ) 消费者的需要及欲望( c u s t o m e r sn e e d sa n dw a n t s ) 。网络的出现为企业进行市场研 究提供了一个全新的渠道，借助于互联睑，企业不但可以经营现有产品，还可以为消费 者定制产品，满足其个性化需求。因此，企业可以随时了解到消费者对于产品的看法以 及新的需求，从而开发出相应的产品去满足他们的需求。 ( 2 ) 消费者获取满足的成本( s t a n dv a l u et o s a t i s f yc u s t o m e r sn e e d sa n dw a n t s ) 。由于网 上的商品价格完全公开，某一企业的产品价格要受到同行业、同类产品价格的约束，因 6 2 网络营销基本理论介绍 此网上产品的价格较低。比如我们看到8 8 4 8 电子商城上的产品价格就要比市场上低不 少。由于网络通讯成本低廉，企业还可以用较低的成本去了解顾客的需求，并且以较低 的花费向消费者传递产品信息。较之传统营销而言，网络营销在同样满足消费者需求的 情况下，享有低成本的优势。 ( 3 ) 用户购买的方便性( c o n v e n i e n c et ob u y ) 。运用网络营销技术，购买活动非常便 捷、快速。网络使企业可以直接将货物在网上展示在顾客面前、回答顾客提问，并直接 接受顾客定单；另外，设立虚拟的商店橱窗，使消费者如同进入实际的商店一般，可以随 意选择要进入的柜台。商店橱窗可以根据电脑技术设计得更吸引消费者，而且虚拟商店 2 4 小时服务。当然，商店的橱窗可顺应时间、季节、促销活动、经营策略等需要，快速 地改变设计。可以结合相关产业的公司，共同在网络上组织网络商展。消费者只要可以 上网就可以饱览各类相关商品，从而增加上网意愿与消费动机。如生产建筑陶瓷、卫生 陶瓷的中小陶瓷企业就可与房地厂商联手举办网络商展活动。消费者在决定采购后，可 采用电子邮件方式进行网上订购。由于网络化本身就是渠道的最佳形式，它使整个交易 过程都在“举手击键过程中完成，真正实现字背费者与厂商的直接沟通，方便消费者 购买。在网络上消费者可以足不出户地挑选自己所需要的产品，而无须四处奔波劳碌。 在选定产品之后，数字化的产品如软件、电子书报等，可以经由网络直接送达用户的计 算机，而实物产品一般也由公司派专人送货上门，用户购买的方便性大大提高。 ( 4 ) 与用户的沟通( c o n m u n i c a t i o nw i t hc u s t o m e r ) 。网络营销的技术基础是互联网，它 与大众媒体，如电视、广告、报纸一样，提供无数信息，并且顾客可以迅速通过网络反 馈个人信息，而得到独特的个体服务，因而网络营销具有良好的沟通手段。首先，企业 利用网上对话功能，与消费者开展丰富多彩的联谊活动，吸引费者参a n ；其次，网络技术 使广告形式多样，可以故事性、趣味性等形式出现，改变传统广告一言堂的状况；再次， 企业通过网络技术，开展网上宣传，进行公关活动，以树立企业的经营理念、企业文化、 企业形象等。因此，与传统营销相比，互联网双向交流的特点有利于企业与用户更深入 的交流和沟通。因此，网络营销是从消费者需求出发，营销决策4 p 是在满足4 c 要求的 前提下的企业利润最大化，最终实现的是消费者需求的满足和企业利润的最大化转化为 现实需求。 2 3 本章小节 本章主要介绍了网络营销方面的基本概念和理论知识，重点介绍了网络营销的营销 7 湖北人学硕士学位论文 方式和特点，尤其是网络营销中所倡导的4 c 模式，提出了人性化消费的观念，指出了 把a g e n t 应用到网络营销中去主要是为了突出人性化。通过对这些关键点的介绍为后文 有针对性对系统进行设计做了一定的理论引导，指明了设计思路和方向。 8 3a g e n t 与多a g e n t 的介绍 3a g e n t 与多a g e n t 的介绍 3 1a g e n t 概念的诞生 进入二十世纪九十年代以来，随着计算机网络以及基于网络的分布式计算技术的发 展，对于智能a g e n t 技术以及多a g e n t 系统的研究已逐渐成为人工智能领域的一个新 的热点，也成为分布式人工智能( s a i ) 的重要研究方向。智能软件a g e n t 技术的诞生 和发展是人工智能技术( 趟) 和网络技术发展的必然结果。从二十世纪六十年代起，传统 的伽技术开始致力于对知识表达、推理、机器学习等技术的研究，其主要成果是专家 系统。专家系统把专业领域知识与推理有机地组合在一起，为应用程序的智能化提供了 一个低级而实用的解决办法。作为人工智能的一个分支，触计划理论的研究成果使应 用程序有了一个初步的面向目标和特征，即应用程序具有了某种意义上的主动性；而入 工智能的另一个分支一决策理论和方法则使应用程序具有了自主判断和选择行为的能 力。入工智能围绕着知识所进行的广泛研究和应用正逐步形成一门新的学科，这就是知 识工程，它涉及知识的获取万存储和管理等许多课题。所有这些技术的发展加快了应用 程序智能化的进程。智能化和网络化的发展促成了软件a g e n t 技术的发展，软件a g e n t 技术正是为解决复杂、动态、分布式智能应用而提供的一种新工艺的计算手段。许多专 家信心十足地称：软件a g e n t 将成为二十一世纪技术发展的又一次革命【1 0 1 。 3 2a g e n t 的概念及其特性 3 2 1a g e n t 的概念 虽然计算机科学中许多领域都对a g e n t 和基于a g e n t 的系统感兴趣，这些领域有： 人工智能( 柚、分布系统、计算机通信和软件工程等：但是学者们对a g e n t 到底是什 么并没有取得一致的意见。每个领域都从自身的角度来定义a g e n t 。因此，对于a g e n t 概念，是学术界一直争论的话题，不同的研究者有着不尽相同的观点和看法。 一种比较普遍的观点认为，a g e n t 是具有自治性、反应性( 对环境进行感知和动作) 和面向目标特性( 即a g e n t 的执行总是朝着目标的方向运行) 的程序实体。在计算机领 域，a g e n t 可看作是被授权的“个人软件助理”( p e r s o n a ls o f t w a r ea s s i s t a n t s ) ，是一种 在分布式系统或协作系统中能持续自主地发挥作用的计算实体，常简称为智能体。 w o o l d r i d g e 和j e n n i n g s 在1 9 9 5 年提出了目前较权威的a g e n t 定义，获得了计算机领域 9 湖北大学硕十学位论文 专家的普遍认同。此定义包括了两个子定义。 弱定义a g e n t l l 2 】是一个基于软件( 在较多情况下) 或硬件的计算机系统，它拥有以下 特性【1 3 】： ( 1 ) 自治性：a g e n t 能够在没有人或其他外界因素的干预下自主地控制其自身的运 行，并能控制其动作和内部状态，即它从用户那里得到了一定程度的自治。自治性是 a g e n t 最重要的特性之一，而且任何其他程序单元无法访问其操作，它具有更好的封装 性，因而也具有更高的安全性。也是a g e n t 被国内一些学者译为“主体”的重要原因。 ( 2 ) 社会性或称可通信性：a g e n t 之间存在相互作用和通讯，这种通讯可以是以专 有的方式，或者是以标准的方式，比如利用知识查询和操纵语言( k q m l ) ，某些多a g e n t 系统，甚至主要由通讯和协作a g e n t 构成。 ( 3 ) 反应性：a g e n t 可以感知环境并及时地作出反应。其行为通过触发规则或执行 定义好的计划来更新a g e n t 的事实库，并发送消息给环境中的其他a g e n t 。 ( 4 ) 主动性：传统的程序是被动地由用户来运行而且机械地完成用户的指令；而主 体的行为应该是主动的，或者说自发的。主体感知周围环境的变化，并做出基于目标的 行为( g o a l d i r e c t e db e h a v i o r ) 。 强定义a g e n t ：一些学者，特别是来自甜界的研究人员认为，a g e n t 不仅应该具有 以上定义的特性而且还应该具有一些通常人类才具有的概念，如：知识、目的、信念、 义务等。s h o h a m 认为a g e n t 就是一种实体，它可以看做是由多种心智状态，如信念、 能力、选择和承诺等组成的。 3 2 2a g e n t 的特点 除此了在a g e n t 定义中给出的a g e n t 的特点以外，a g e n t 还有其它特点【1 4 1 ： ( 1 ) 面向目标性：或者说a g e n t 具有预动性，每个a g e n t 应当是面向目标的，都有 明确的任务、目标，能够展现出一种导向目标的行为。 ( 2 ) 针对环境性：a g e n t 必须是针对环境的，在某个环境中存在的a g e n t 换了一个 环境之后就有可能不再是a g e n t 了。因为它有可能无法对变换了的环境进行感知和反 应， 各类a g e n t 往往只满足于它们所存在的环境。 ( 3 ) 协作性：对于某些任务，仅靠单个a g e n t 很难完成，这时需通过多a g e n t 的协 调与合作才能完成。a g e n t 可以与其它a g e n t 或人进行交互作用。用户和a g e n t 之间 的合作可以描述为一份协议的协定过程。用户定义其期望的操作，a g e n t 说明其能力并 1 n 3a g e n t 与多a g e n t 的介绍 给出结果，这可以视作双向交谈；每一方向另一方提问，保证双方对随后的工作达成一 致。在面向a g e n t 的系统中，交互的双方处于对等的地位。a g e n t 之间的交互通过a g e n t 交换知识，信念及计划的机制来协同工作，解决由单个a g e n t 很难完成的大型任务。 ( 4 ) 适应性：a g e n t 可以适应环境的变化。 ( 5 ) 移动性：指a g e n t 可以在信息网络上从一个环境移动到另外的环境中。它们可 以携带数据和智能指令在远程执行。 ( 6 ) 持续性：a g e n t 是连续运行的进程，而不是执行一遍即终止的程序。 ( 7 ) 人性化：a g e n t 可以帮助人们更好地完成任务，因为人并不是做同样的工作， 不同的人做同样的工作也可能采取不同的方法。a g e n t 必须在工作中学习，所以需要有 学习和记忆的组件。 ( 8 ) 可靠性：对最终用户而言是可信任的。以上是a g e n t 理论上的特性，很少有一 个a g e n t 同时具有所有上述的特性。研究和开发人员没有必要构建一个包括以上所有特 性的a g e n t 或a g e n t 系统，往往是从应用的实际出发来开发包含以上部分特性的a g e n t ； 及由其组成的系统。正是因为a g e n t 可以具有许多的特性，因此可以用各种a g e n t 来 构筑丰富多彩的应用系统。 3 2 3a g e n t 的结构分类 单个a g e n t 的结构主要分为三大类【1 5 l ： ( 1 ) 审慎式体系结构( d e l i b e r a t i v ea r c h i t e c t u r e ) 审慎式体系结构式建立在人工智能的符号机制的基础上的。审慎式系统结构应包括 对世界显示表示的符号模型，决策式通过基于模式匹配和符号处理的逻辑推理进行的。 这种基于纯逻辑的结构是吸引人的，如果能使a g e n t 实现某种a g e n t 理论，只要给出 这种理论的逻辑表示，就可以通过定理证明实现。但是，这种结构的实现问题并没有完 全解决，即使对普通的常识推理，其实现也是及其困难的。审慎式a g e n t 把a g e n t 当 成一个意识系统( i n t e n t i o n a ls y s t e m ) ，它具有和人一样的意识行为和意识态度。如：信 , 念, ( b e l i e f ) 、愿望( d e s i r e ) ，意图( i n t e n t i o n ) 、目标( g o a l ) 和规划( p l a n ) 等【1 6 1 。其中： a 、b e l i e f ，即主体拥有的知识。它包含主体对环境的看法。a g e n t 使用它来表示 将来可能发生的状态。 b 、d e s i r e ，直接从信念得到，它们包括主体对将来情景的判断。 c 、i n t e n t i o n ，由a g e n t 根据其b e l i e f 和d e s i r e 自动生成。 11 湖北大学硕十学位论文 ( 2 ) 反应式体系结构( r e a c t i v ea r c h i t e c t u r e ) 反应式系统结构指不包括符号世界模型，且不使用复杂符号推理的系统结构。a g e n t 中包含了感知内外部状态变化的感知器，一组对相关事件作出反应的过程，和一个依据 感知器信息激活某过程执行的控制系统。a g e n t 的活动是由于受到某种刺激而引发的。 对符号人工智能界影响较大的是b r o o k s 的工作，他认为： a 、没有符号人工智能那种显示的表示也能产生智能行为； b 、没有符号人工智能那种显示的抽象推理也能产生智能行为； c 、智能是某些复杂系统必然具有的性质。 ( 3 ) 混合式体系结构( h y b r i d a r c h i t e c t u r e ) 很多研究者认为纯粹的审慎式系统结构和纯粹的反应式系统结构都不适于建立 a g e n t ，反应式的a g e n t 能及时而快速的响应外来信息和环境的变化，但其智能程度较 低， 也缺乏足够的灵活性。审慎式的a g e n t 具有较高的智能，但无法对环境的变化做 出快速响应，而且执行效率相对较低。混合型a g e n t 综合了两者的优点，具有较强的灵 活性和快速响应性，因而倾向于混合式系统。最简捷的方法是混合的a g e n t 系统：一个 是审慎子系统，含有符号世界模型，用符号人工智能的方法生成规则，做出决策；一个 是反应子系统，能够对环境中发生的事件做出反应，而无需进行复杂的推理。在这种结 构中，是分层组织的，前者建立在后者基础之上，其关键问题是将各子系统嵌入何种框 架，以管理各层之间的交互。从当前的研究和应用现状来看，审慎式a g e n t 占据主导地 位，因为多数研究和开发者都喜欢使用自己已经较为熟悉的符号舢技术和方法；反应 式a g e n t 的研究和应用目前尚处于初级阶段；混合型a g e n t 由于集中了上述两种a g e n t 的优点而成为当前的研究热点。 3 3 多a g e n t 系统( m a s ) 在解决实际问题的过程中，单a g e n t 受其知识、计算资源及其与其他a g e n t 相互 关系的限制常常不能解决一些大型、复杂的现实问题，因此m a s 的出现并成为研究的 主流是必然的【1 7 1 。 3 3 1m a s 概述及其特点 m a s 是指由一组独立的但又协同工作的在逻辑上或者物理位置上分布的a g e n t 组 成，它们通过网络连接，共享资源，为完成共同的任务而形成个有组织的系统。单 1 2 3a g e n t 与多a g e n t 的介绍 a g e n t 的智能是有限的，但通过适当的体系结构把a g e n t 组织起来，可以弥补各个a g e n t 的不足，使整个系统的能力超过任何单个a g e n t 的能力。a g e n t 是其基本的组成单元， 又是独立运行的实体。在多a g e n t 系统中，各a g e n t 相互协商和协作，以完成某一共 同任务，其中每个a g e n t 可以根据负载变化和其他a g e n t 的情况，来协调自身的行为 对实现目标和资源的使用作合理的安排和调整1 1 8 j 。 m a s 理论研究是以单a g e n t 理论研究为基础的，与单个a g e n t 相比，各个a g e n t 除了具有其自身的特点外，m a s 还具有以下特征【1 9 l ： ( 1 ) 、分布存储和控制 在m a s 中，单个a g e n t 只存放本节点的知识和数据，对于一个规模较大的问题的 求解往往需要多个a g e n t 共同协作来完成。a g e n t 间共享数据和知识，也可以向其他 a g e n t 提出服务请求来获取需要的信息。因此，m a s 总体知识和数据的存储表现为分 布的特点。m a s 的控制功能有各自治a g e n t 独立分布完成。 ( 2 ) 、并行处理 各节点选择有利于自己局部利益的控制策略和决策目标，自主地做出决策，因此决 策的制定和任务的执行表现出并行的特点。这种并行处理机制可大大地提高问题求解效 率【捌。 ( 3 ) 、健壮性 m a s 中各a g e n t 的自治性和松散藕合关系，使得其中个别a g e n t 出现故障时，毫不 会影响其他a g e n t 的正常行动，也不会给整个m a s 的运行造成灾难性后果，甚至还可 以通过协商、协调将其局部任务交给其他a g e n t 执行，不影响整体任务的完成【2 1 l 。 ( 4 ) 、易扩充和修改 只要配置相应的通信协议和控制策略，以及相应的知识和数据，新的a g e n t 就可以 加入m a s 中正常运行，而原有的m a s 系统不需要做任何改动，故扩充非常容易。同 时，对任意一个a g e n t 的修改都是局部行为，只涉及到本a g e n t 模块。在修改过程中， 其余a g e n t 仍然可以正常运行，不受此a g e n t 影响，对整个m a s 来说，修改是很方 便的。 3 3 2m a s 的体系结构 m a s 的体系结构是指多a g e n t 系统中a g e n t 间的信息关系和控制关系，以及问题 求解能力的分布模式，它是结构和控制的有机结合，是提供a g e n t 活动和交互的框架。 1 3 湖北人学硕十学位论文 它描述了组成a g e n t 的基本成分及其作用、各成分的联系及交互机制等，大致可分为三 类：集中式、分布式和混合式【2 2 1 。 ( 1 ) 、集中式m a s 集中式m a s 是指系统中的a g e n t 没有自主决策权，其决策完全由高层主a g e