（计算机应用技术专业论文）移动agent技术在电子商务中的应用研究(1).pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 电子商务能够提高企业的效率、增强企业的竞争力，因此，电子商务作 为一种新型商务模式正在全球范围内迅猛地发展。但是在其发展过程中，人 们渐渐感觉到传统的电子商务实现技术已不能适应i n t e r n e t 上信息膨胀、传 输负荷过重的状况。人们急需一种新的技术来建立快捷、高效、智能化的电 子商务系统。 近几年来，a g e n t 的研究广泛兴起。这一技术快速发展的一个主要原因就 是其执行任务的方式具有明显的优点，以及使用a g e n t 可以帮助用户从纷繁 的信息海洋中解放出来。移动a g e n t 是a g e n t 技术与分布式技术相结合的产物。 它能够按用户的愿望自动地在网络上迁移，能够根据环境的变化自主地采取 对策，能够在完成任务后再将结果返回。将移动a g e n t 技术引入i n t e r n e t 应用 已成为当前国内外学者和企业研究的热门课题。基于移动a g e n t 技术的电子 商务系统能够为消费者和商家提供智能化和自动化的代理服务；大大降低网 上商务活动的通信代价；满足了电子商务中的移动式计算、软件的自动升级 安装、网上信息发布查询和收集等需求。它弥补了传统电子商务模式的缺陷， 既适应了电子商务发展的需要，又可以充分发挥移动a g e n t 的技术优势。 论文首先分析了传统电子商务存在的问题，提出了基于移动a g e n t 的电 子商务系统的设计思想；接着系统地介绍了a g e n t 和移动a g e n t 技术；然后深 入研究i b ma g l e t 平台的体系结构、对象模型、消息机制和常用软件包；提 出基于移动a g e n t 的分布电子商务系统设计框架，确定了基于移动a g e n t 的 电子商务设计目标、系统部署、系统结构及其具体流程，并采用面向对象的 方法对系统进行设计，提出数据库设计和系统安全方案。最后，为验证研究 工作的科学性和实用性；开发实现了原型系统一一“m pb a r g a i n ”手机购物 网， 关键字：移动a g e n t ，a g l e t ，电子商务，k q m l ，协同工作，自动协商 武汉理工夫学疆学建论文 a b s t r a c t e c o m m e r c ec a r l i m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fe n t e r p r i s e s a n de n h a n c et h e c o m p e t i t i v e n e s so fe n t e r p r i s e s s oe - c o m m e r c ei sb e i n gd e v e l o p e ds w i f t l ya n d v i o l e n t l yi nt h eg l o b a lr a n g ea sa k i n do f n e w t y p ec o m m e r c i a lm o d e b u t i nt h e c o u r s eo fi t s d e v e l o p m e n t ，p e o p l e f e e l g r a d u a l l y t r a d i t i o n a le - c o m m e r c e t e c h n o l o g yh a s n tm e t t h es t a t eo i l i n t e r n e to ft h ei n f l a t a b l ei n f o r m a t i o na n dt h e o v e r w e i g h tt r a n s m i tl o a d p e o p l en e e das o r to f n e w t e c h n o l o g yb a d l yt os e tu p s w i f t ，h i g h - e f f i c i e n t ，i n t e l l i g e n te c o m m e r c es y s t e m i nr e c e n ty e a r s ，t h er e s e a r c ho f a g e n th a sr i s e ne x t e n s i v e l y t h em a i n r e a s o n o ft h ef a s t d e v e l o p i n gt e c h n o l o g yi st h a tt h ew a yt oe x e c u t et h et a s kh a so b v i o u s a d v a n t a g ea n da g e n tc a nh e l pu s e r st ol i b e r a t ef r o mn u m e r o u sa n dc o m p l i c a t e d i n f o r m a t i o no c e a n 。m o b i l ea g e n t ( m a ) i st h ec o m b i n er e s u l to f a g e n tt e c h n o l o g y a n dd i s t r i b u t e dt e c h n o l o g y i tc a nm o v e a c c o r d i n g t ot h eh o p eo fu s e r c a nt a k e a c t i o ni n d e p e n d e n t l ya c c o r d i n gt ot h ec h a n g eo fe n v i r o n m e n t ，a n dc a nr e t u r nt h e r e s u l ta f t e rf i n i s h i n gt h et a s k i th a sb e c o m eh o tr e s e a r c hs u b j e c ta m o n gt h e d o m e s t i ca n do v e r s e a ss c h o l a r , a n de n t e r p r i s et h a ta p p l y i n gm a t e c h n o l o g yo n i n t e r n e t 。t h ee c o m m e r c eb a s e do i lm ac a l lo f f e ri n t e l l i g e n t i z e da n dr o b o t i e i z e d a g e n t s e r v i c ef o rc o n s u m e r sa n d e n t e r p r i s e ，c a n r e d u c e g r e a t l y t h e c o m m u n i c a t i o nc o s to ft h eo n l i n ec o m m e r c i a l a c t i v i t y ，a n d c a nm e tl o t so f d e m a n d s ，s u c ha sm o b i l ec o m p u t i n gi ne c o m m e r c e ，t h ea u t o m a t i cu p g r a d e s i n s t a l l a t i o no fs o f t w a r e t h ei s s u a n c ea n dc o l l e c t i o no ft h eo n l i n ei n f o r m a t i o n m ah a s s u p p l i e d ag a po f t h et r a d i t i o n a le c o m m e r c em o d e i tn o to n l ym e e t s t h e n e e do fe c o m m e r c ed e v e l o p m e n t ，b u ta l s og i v e sf u l lp l a yt ot h et e c h n o l o g i c a l a d v a n t a g e o fm a f i r s t l y , t h i sp a p e ra n a l y s e st h ee x i s t i n gp r o b l e m i nt r a d i t i o n a le - c o m m e r c e ， p u t s f o r w a r dt h e d e s i g nt h o u g h to fe c o m m e r c eb a s e d o rm a s e c o n d l y i n t r o d u c e ss y s t e m a t i c a l l yt h et e c h n o l o g yo f a g e n ta n dm a t h i r d l y , l u c u b r a t e st o t h e s y s t e ms t r u c t u r e ，o b j e c tm o d e l ，m e s s a g e m e c h a n i s ma n dt h ec o m m o n i i 武汉理工大学硕士学位论文 s o f t w a r e p a c k a g e o fi b ma g l e tp l a t f o r m t h e nb r i n g sf o r w a r dt h e d e s i g n f r a m e w o r ko fe c o m m e r c eb a s e do nm a ，c o n f i r m s t h e d e s i g n a i m s ， c o n f i g u r a t i o n ，a r c h i t e c t u r e ，a n dc o n c r e t ep r o c e s so ft h ee c o m m e r c eb a s e do n m a ，d e s i g n st h es y s t e ma d o p t i n go o a ，a n dp r o p o s e st h ed e s i g ns c h e m eo f t h e d a t a b a s ea n dt h e s e c u r i t y f i n a l l y , d e v e l o p s a n dr e a l i z e st h em o b i l ep h o n e s h o p p i n gn e t 一“m pb a r g a i n ”t ov e r i f yt h es c i e n c ea n dp r a c t i c a b i l i t yo f r e s e a r c h w o r k k e y w o r d s ：m o b i l ea g e n t ，a g l e t ，e c o m m e r c e ，k q m l ，c o o p e r a t i v e w o r k a u t o m a t i cn e g o t i a t i o n i i i 武汉理工大学硕士毕业论文 1 1 课题来源、目的意义 1 1 1 电子商务 第1 章引言 i 电子商务概述 随着信息经济，网络经济等概念的提出，电子商务越来越受到人们的关 注。电子商务是指采用数字化电子方式来进行商务数据交换和开展商务业务 的活动。它是在因特网的广阔联系与传统信息技术系统的丰富资源相互结合 的背景下应运而生的一种在因特网上展开的、相互关联的动态活动。它是通 过计算机网络将买卖双方的商务信息、产品信息、销售信息、服务信息，以 及电子支付等商务活动，按相互认同的交易标准来实现的。1 9 9 7 年1 1 月， 国际商会在法国首都巴黎举行了一次世界电子商务会议( t h ew o r l db u s i n e s s a g e n d af o re l e c t r o n i cc o m 1 1 e , , r c e ) ，会议发布了电子商务的权威科学定义： 电子商务( e l e c t r o n i cc o m m e r c e ) ，是指实现整个贸易活动的电予化。它涵盖 的范围可以定义为：交易的各方以电子贸易的方式，而不是通过当面交换或 直接面谈方式进行的任何形式的商业交易活动。从上述定义可以看出，电子 商务不但是一种新型的市场商务运作模式，同时还是影响到企业内部组织结 构和管理模式的新型手段和方法。 电子商务1 2 1 有如下特点：行销成本低、经营规模不受场地的限制、支付 手段高度电子化、便于收集和管理客户信息、特别适合信息商品的销售。 电子商务可以从服务类型、商务形式、所支持交易业务范畴等方面来进 行分类。其中，从服务类型来分，电子商务分为企业对企业( b u s i n e s st o b u s i n e s s ，b t o b ) 的电子商务、企业对消费者( b u s i n e s s t o c o n s u m e r ，b t o c ) 的电子商务和企业对政府( b u s i n e s s t o g o v e r n m e n t ，b t o g ) 的电子商务。从 商务形式来分，电子商务分为邮购、零售、网上信息销售、电子商厦、预定、 网上拍卖、文书传递等多种形式。从所支持的交易业务范畴来分口j ，电了商 务可以分为支持交易前的系统、支持交易过程中的系统、支持交易后的系统。 2 电子商务的发展层次 武汉理工大学硕士毕业论文 虽然电子商务的范围很广，但是企业仍然是电子商务的运营核心。根据 企业电子商务的运作情况，可以将电子商务分为三个层次1 4 j 。 ( 1 ) 初级层次 初级层次是指企业开始在传统商业活动中的一部分引入汁算机网络信息 处理与交换，代替企业内部或对外部分传统的信息储存和传递方式。例如， 企业建立内部计算机网络进行信息共享和一般商务数据的储存和处理；通过 互联网传递电子邮件：在国际互联网上建立网页，宣传企业形象。 在初级层次，企业虽然利用计算机网络进行信息处理和信息交换，但所 作的一切并未构成交易成立的有效条件，或者并未构成商务合同履行的一部 分。 企业实施初级层次的电子商务，投资成本低，易于操作。这一层次的电 子商务并不涉及复杂的技术问题和法律问题。 ( 2 ) 中级层次 中级层次是指企业利用计算机网络的信息传递部分得到某些合同成立的 有效条件，或者构成履行商业合同的部分义务。例如，企业实施上网在线式 交易系统，网上有偿信息的提供、贸易伙伴之间的约定文件或单据的传输等。 在中级层次，企业实施电子商务的程度有所加深，但还存在不同程度的 人工干预。如在线销售环节和产品供应不能有效的衔接，仍需要部分传统方 式的操作。特别是，由于电子商务的操作要涉及交易成立的实质条件，或已 经构成商务合同履行的一部分，因此，这一层次的电子商务就要涉及一些复 杂的技术问题( 如安全) 和法律问题( 如法律的有效性) 等。 ( 3 ) 高级层次 高级层次是电子商务发展的理想阶段。在这个阶段，企业商务活动的全 部程序将被计算机网络的信息处理和信息传递所代替，从而最大程度地削减 了人工的干预。在企业内部与企业之间，从交易的达成，到产品的生产、原 材料的供应，贸易伙伴之间单据的传输，货款的清算，产品提供的服务等均 实现了一体化的计算机网络信息处理和信息传递。一笔交易所涉及的信息由 相关人员一次性录入，并在计算机网络上自动处理后，按照交易的流程自动 生成适应内部和外部交流的相关单据或文件。 高级层次是将商业机构对消费者的电子商务、商业与商业的电子商务， 甚至商业机构对政府机构的电子商务有机地结合起来，实现企业最大程度地 内部办公自动化和外部交易电子化的自动连接。 这一层次电子商务的实现将有赖于整个社会对电子商务的认同，以及电 2 武汉理工大学硕士毕业论文 予商务运作环境的改善。另外，清除许多具体的影响电子商务丌展的障碍将 有助于这一目标的实现。 3 电子商务的运作流程 电子商务的参与者包括企业( 或供应方) 、消费者( 或需求方) 、支付网 关、信用卡机构、c a 中心。图1 1 显示了电子商务的运作流程。从此图也 可以看出，在整个电子商务运作过程中，各个参与者的相互关系。 物流配送公司 图1 1电子商务的运作流程图 企业通过w e b 浏览器访问企业的网站，发布企业的商务信息，此信息被 保存到企业服务器上。消费者通过w e b 浏览器访问企业的网站，了解企业的 商务信息。支付网关是因特网与银行金融专用网之间的接口，是网上交易的 中间环节和最基础的设施，它与现行金融网络连接，将完整的支付信息经协 议转换后，传输给银行金融专用网，完成网上金融交易处理过程，保证资金 武汉理工大学硕士毕业论文 可快速安全的清算到商户开户行。消费者、企业、银行和信用卡机构都必须 在c a 中心进行注册。 1 1 2 传统电子商务存在的问题 随着i n t e r n e t 的快速发展，商务信息爆炸式的增长以及网络环境的 f 益 复杂，传统的电予商务流程及其支撑技术面临着新的挑战，其缺陷也暴露得 愈来愈明显。 ( 1 ) 消耗顾客的时间和精力，给顾客带来不便。传统的电子商店通过 w e b 页面方式，向顾客提供商品信息供其交互式查询和操作，顾客通常不得 不浏览着干个网站后才能找到所需商品，然后自行进行商品比较、订购。客 户需要在线浏览、在线搜索： ( 2 ) 严重浪费带宽、系统负荷增加。传统的购物过程需要在线操作， 当系统的应用量越来越大时，顾客和网站间的频繁交互使带宽浪费严重、系 统负荷增加、网络信息流增加，造成效率的降低和资源的浪费； ( 3 ) 除竞价商品外，其余商品仍为固定价格，缺乏商品的浮动交易条 件，不符合现实的交易； ( 4 ) 商家处于被动销售方式。商家需要靠顾客访问站点才能为其提供 服务，是被动的销售方式，他们希望能够采取主动的方式向顾客推销服务。 ( 5 ) 随着无线技术的日趋成熟，越来越多的人使用p d a 、手机等移动 设备连上i n t e r n e l ，移动设备通常依赖昂贵而脆弱的网络连接进行工作，而有 的任务要求移动设备与网络之间必须保持持续的连接，显然这样费用比较昂 贵。 1 1 3 在电子商务中引入移动a g e n t 技术 为解决传统电子商务存在的问题，近年来一种新的分布式计算模型一一 移动a g e n t ( m o b i l ea g e n t ) 被引入到电子商务领域中。 移动a g e n t 是一可执行的程序口i ，能够携带其代码和状态自主地从网络中 的一个节点移动到另一个节点，寻找合适的计算资源和信息资源，完成特定 的任务。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， 在解决电子商务这样的大型分布式系统问题上具有适应性和优势： ( 1 ) 基于移动a g e n t 的电子商务系统能够为消费者和商家提供智能化 武汉理工大学硕士毕业论文 和自动化的代理服务，使得消费者和商家可以从繁琐的交易环节中解脱出来。 a g e n t 不仅能够代替消费者浏览大量的商品或服务，还能够代替消费者和商家 进行价格等因素的协商。不同的a g e n t 拥有不同的目标，并将采取不同的策 略以实现各自的目标。因此大大减轻了消费者和商家的负担。 ( 2 ) 基于移动a g e n t 的电子商务大大降低了网上商务活动的通信代价。 使用a g e n t 技术，消费者或者上级只需要将交易信息告知a g e n t ，a g e n t 就会 自主地迁移到交易场所代表消费者购买商品或者代表商家销售商品，并返回 交易结果。整个过程只需要几次交互即可完成。这样就避免了传统电子商务 中频繁的交互，提高了交易效率、能够了降低网络通信流量。 ( 3 ) 基于移动a g e n t 的电子商务满足了电子商务中的移动式计算、自 动软件升级安装、网上信息发布查询和收集等需求。 移动a g e n t 引入电子商务领域，将使电子商务更好地适应网络环境的多 样性和多态性，使电子商务进入智能化时代，在各类的电子商务模式( b 2 b 、 b 2 c 、c 2 c ) 中都会发挥重要作用。 1 2 国内外研究现状分析 目前，人们对基于移动a g e n t 的电子商务系统的研究比较多，其中既有 理论方面的研究，也有系统设计、应用方面的研究。国外在这方面的研究比 较早，而国内目前还处于研究的起步阶段。下面分别从国外、国内两方面来 阐述基于移动a g e n t 的电子商务系统的研究现状。 国外的一些电子商务系统已经引入了移动a g e n t 技术。这些a g e n t 按照功 能可以分为：具有导购能力的a g e n t 、具有简单购买能力的a g e n t 、具有复杂 购买能力的a g e n t 和具有拍卖能力的a g e n t 。其中，a m a z o n c o r n 6 1 公司的图书 导购a g e n t 属于具有导购能力的a g e n t ，它会定期的收集a m a z o n c o m 公司的 最新书评，并且会根据顾客的喜好给顾客有用的购买建议。购买书籍的 b a r g a i n b o t 7 1 属于具有简单购买能力的a g e n t ，这类a g e n t 可以根据用户提交的 搜索条件，查询指定商家的商品库文件，并将满足用户需求的商品按一定的 策略( 如价格等) 显示给用户浏览。但是，在这种技术里，同用户打交道的 商家，往往是事先为程序员知晓的，或者是广为用户所了解的，并且它侧重 更多的是提供价格比较能力。用户只能被动的接受商家商品的价格，这种价 格是不能交互改变的。具有复杂能力的购买a g e n t 技术不把用户局限在某一 类特定的商品上，而是象一个超市向导，这类技术允许购买a g e n t 选择各类 武汉理工大学硕士毕业论文 的商品，通过为用户设置一个本地的存贮空间，具有复杂能力的购买a g e n t 技术可以使用户有自己的“购物箱”。a u c t i o n b o t t 8 1 是一个一般的拍卖服务器， 购买商a g e n t 和销售商a g e n t 都可以利用a u c t i o n b o t 进行谈判。但这些a g e n t 只能在一个拍卖服务器上执行，它们不能从一个供应商转向另一个供应商。 国外在理论方面的研究主要有：m a g n e t 是在a g l e t 平台上设计的电子 贸易系统模型，t i n g p e n gl i a n g 提出了基于a g e n t 电子商场的中介系统模型。 j e f f r e y 等人将a g e n t 技术应用于网上谈判支持系统。c h a n 等人提出了s i a s 系统，c h a r t r e e 等学者首次讨论了基于m o b i l ea g e n t 的电子商务系统中的工作 流问题。 国内在这方面主要是在理论方面的研究，清华大学的石纯一教授在a g e n t 体系结构方面、多a g e n t 系统、a g e n t 思维状态模型等方面有比较深入的研究。 曾编著人工智能原理、翻译多a g e n t 系统引论等书、发表a g e n t 相关 论文几十篇。南京大学的陶先平教授和吕建教授在基于a g e n t 的电子商务方 面有一定的研究。他们所在的南京大学计算机软件研究所开发了移动a g e n t 平台一一m o a g e n t 。华中科技大学控制科学与工程系的阂君等开发的智能 a g e n t 导购系统，导购a g e n t 系统根据用户的需求为用户提供个性化的导购服 务。 综上所述，目前基于a g e n t 技术的电子商务方面的研究，主要还是停留 在理论研究方面，重点还是如何去构造一个稳定、实用、高效、安全的电子 商务系统。针对目前一些实际系统存在的问题，归纳为如下几点； ( 1 ) a g e n t 的功能还具有单一性和局限性，大部分的系统还只处于数据 库的检索阶段； ( 2 ) 信息检索的效率很低； ( 3 ) 商家加入电子商务活动不具有灵活性，不能随意自如的申请加入 已有的基于a g e n t 的电子商务系统； ( 4 ) 顾客和商家之间缺乏灵活的协商机制，用户只能被动的接受商家 商品的价格，不能交互改变，这与实际的商业活动还有一定差距； ( 5 ) 未挖掘多a g e n t 之间协同工作的潜力； ( 6 ) 安全问题有待进一步研究。 1 3 论文的体系结构 本论文内容的章节安排如下： 武汉理工大学硕士毕业论文 第l 章引言部分概述电子商务的概念，分析传统电子商务存在的问题， 提出本文的研究核心一一基于移动a g e n t 的电子商务，最后分析了国内外研 究现状。 第2 章讨论了a g e n t 概念、特性、结构模型、通信语言和面向a g e n t 的编 程，重点介绍移动a g e n t 的体系结构、移动a g e n t 技术与其它分布式技术的比 较，最后分析了j a v a 对移动a g e n t 迁移机制的支持。 第3 章首先分析比较了现有的移动a g e n t 平台，并从中选择了i b m a g l e t 作为开发本系统的移动a g e n t 平台。接着研究a g l e t 平台，包括：a g l e t 基本 要素、a g l e t 系统的体系结构、a g l e t 的对象模型、a g l e t 的消息机制和常用的 a g l e t 软件包。 第4 章提出基于移动a g e n t 的电子商务设计目标、部署、系统结构及其 具体流程。系统的特点是：高效的信息检索、多a g e n t 的协同工作、智能化 的协商机制、自由快捷的购物模式。采用面向对象的设计方法进行设计，分 为：系统初始化、登录、注销、商品导购、商品购买、商品管理、系统帮助 七大模块，并对它们的功能、工作机制作了详细的阐述，最后提出数据库设 计和系统安全方案。 第5 章详细介绍了原型系统实现的具体技术细节。首先介绍系统的开发 平台和工具，然后列举多a g e n t 协作消息及其功能说明，接着重点剖析a g l e t 的迁移、类序列化、支付网关等关键技术和系统核心模块的实现过程，最后 展示了系统运行过程及其运行界面。 第6 章对全文的研究工作进行总结，并确定下一步的研究方向。 7 武汉理工大学硕士毕业论文 第2 章移动a g e n t 技术 本章我们将研究a g e n t 及移动a g e n t 技术，这是进行移动a g e n t 技术应用 研究的基础。 2 1 a g e n t 与面向a g e n t 的编程 a g e n t 概念的提出，最早是源于三个方面的需求i “i ：( 1 ) 在人工智能领域 中，如何为计算机系统赋予类似人类的智能，使其拥有像人一样的行为能力， 始终是人工智能的研究目标之一。而问题规划与求解、知识推理等方面的研 究，促使研究人员采用具有自主性、反应性的实体来刻画并解决有关问题。 ( 2 ) 在基于面向对象的系统分析与设计中，研究人员不再满足于“对象”这 一简单概念，他们需要一种具有主动的行为机制、灵活的行为模式和独立的 控制机制的计算实体，来建立更复杂的模型，设计、实现功能更强大的应用 系统。( 3 ) 在人机交互研究领域中，在用户和机器之间实现一个具有智能的、 能辅助用户实现个性化信息交互的人机接口始终是信息时代对计算机的可用 性所提出的具体要求。这三个领域的发展促进了a g e n t 概念的产生，并在其 它各个领域的广泛应用中日趋成熟起来。 2 ，1 1 a g e n t 的基本特性 a g e n t 的原意是“代理”，即一个人代表另一个组织去完成某些事情。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 l s 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，常简称为智能体或主体。 1 9 9 5 年，w o o l d r i d g e 教授和j e n n i n g s 教授对a g e n t 作了权威性的定义i l “， 定义分为强定义和弱定义两个方面： 弱定义：a g e n t 是一个基于软件( 在更多情况下) 或硬件的计算机系统， 它拥有以下特性：自治性、社会能力、反应性和能动性。 强定义：a g e n t 在弱定义的特性基础上，还包括情感等人类的特性。通常 会利用某些人性化的词汇对a g e n t 加以描述，比较普遍的是使用心智词汇来 武汉理工大学硕士毕业论文 描述a g e n t ，包括知识( k n o w l e d g e ) 、信念( b e l i e f ) 、意图( i n t e n t i o n ) 、责 任( o b l i g a t i o n ) 、愿望( d e s i r a b i l i t y ) 等。 a g e n t 的基本特性【t 6 1 包括自治性、反应性、能动性、学习性、通信性、 移动性等。 ( 1 )自治性 自治性是a g e n t 最基本的特性，指行动上的独立性。a g e n t 旦被初始化 后，无需顾客直接干预而独立执行。a g e n t 控制着自己的外部行为和内部状态， 它可以被授权去做某种决定，完成一些重要的事情，例如代替客户协商、进 行金融交易。这是a g e n t 区别于普通软件程序的基本属性。 ( 2 ) 反应性 反应性指a g e n t 能够清醒地对待所处的环境，感知和作用其所处的环境 ( 环境可能是物理的世界、使用图形接口的客户、其它a g e n t 集合或者所有 这些的组合) ，能够对环境发生的改变及时做出响应。当a g e n t 遇到例外情况 时，可以及时采取措施。 ( 3 )能动性 为达到目标，a g e n t 不是等待着接受指令要求做什么，而是事先有讨划， 并做一些初始化。a g e n t 能探测到适合客户目标的有利场景，通知客户这个场 景出现的时机。也就是说，a g e n t 不仅能对所处环境做出响应，也能主动地展 现面向目标的行为。这种特性称为能动性。例如由a g e n t 采取主动的以目标 为导向的行为，适时地对企业作业流程做出调整，而不必等待环境的变化。 通过能动性系统可以接受高层次的要求，决定如何满足要求，使企业快速地 对环境变化做出响应，提高企业的敏捷性。一个a g e n t 具有单一的目标，所 有的行动都应该符合这个目标。 ( 4 ) 学习性 基于历史活动的执行情况( 经验) 指导未来的行为，a g e n t 这种对时间卜 的适应性称为学习性。例如，a g e n t 学习客户的技能水平，从而提高支持客户 的水平。又如在供应链中，a g e n t 从大量顾客数据中发现颞客的需求和偏好， 然后逐步调整生产以适应市场需要。 ( 5 ) 通信性 通信性指a g e n t 有能力敏捷地与其它a g e n t 交互。a g e n t 之间的接1 5 1 和联 系不是固定不变的，而是随任务驱动者的改变而改变。为了协作完成一件复 杂任务，一些a g e n t 可以形成a g e n t 群。a g e n t 之间的接1 2 1 、项和条件可以证 运行中协商，这样就减少了a g e n t 之间的耦合性，意味着a g e n t 可以最小的代 武汉理工大学硕士毕业论文 价和较小的冲突加入系统或从系统中移除。 ( 6 ) 移动性 移动性指a g e n t 有能力在一个网络上随时、随地、自主地从一台主机迁 移到另一台。正在运行中的a g e n t 状态可以被存储且传送到新主机上，在那 里a g e n t 程序被恢复且继续从暂停的地方开始执行。a g e n t 将代码和数据封装 在执行的一个线程中，每个a g e n t 独立于其它a g e n t 之外。从编程角度讲，a g e n t 是自包含的，当a g e n t 从一个网络节点移动到另一个节点时，a g e n t 保留它的 所有状态信息。 通过对a g e n t 特性的分析和研究，从软件的角度给出如下的定义：a g e n t 是能为用户执行特定的任务，具有一定程度的智能，以允许自主执行部分任 务并以一种合适的方式与环境相互作用的软件程序【l 引。软件a g e n t 与程序不 同，所有的软件a g e n t 均是程序，但并非所有的程序均是软件a g e n t ，只有满 足a g e n t 弱定义中的四条最基本特征的程序才能成为软件a g e n t 。 2 1 2 a g e n t 的结构模型 a g e n t 的结构模型可以用如下的六元组来定义表示： ：= 图2 1a g e n t 的结构模型 其中，a i d 为a g e n t 名。 目标以任务表的形式来表示，初始由用户静态建立，然后通过通信而动 态她改变，任务表一般只指明a g e n t 必须完成的任务，并不是怎样做，任务 表的实现往往由效应器与其它a g e n t 合作的形式来完成c 1 0 武汉理二 大学硕士毕业论文 感知器用来感知外部环境的信息。 效应器对外部环境进行响应。 通信模块是a g e n t 参与活动，感知外界的接口，它一般包含一个消息检 测器、一个消息缓冲队列、一个消息处理器和一个消息发送器。工作时，消 息检测器持续地监视外部环境的变化，并将外部事件存入消息缓冲队列，消 息处理器则对消息缓冲队列中的消息进行合法性检查，分离出通讯参数和通 讯内容。 控制模块根据传来的消息的内容查询a g e n t 能力以决定是否接受委托的 任务，消息发送器回答接受拒绝和发布请求信息。能力是对外界环境呈现的 服务描述，对于那些超出能力的任务，a g e n t 拒绝接受。对接受的任务，控制 模块首先从知识库中复制对应的问题求解规则，然后在问题知识的约束卜， 将问题求解规则转化为一个符合任务求解要求的可执行的事务处理流程，并 产生相应的事务流程执行控制命令。控制模块解释这些命令，激活相应的事 务处理进程。事务处理结果经通信模块传到外界，过程中a g e n t 自身状态的 变化存储在数据集中，事务处理进程所需的内部数据由数据集提供。 其模型如图2 1 所示。当然，这只是a g e n t 的一般结构，并菲所有的a g e n t 结构都是干篇一律的。在实际的应用中，往往会根据其实际的功能而呈现出 不同的结构。 2 1 3 a g e n t 的通信语言 多个a g e n t 之问的有效通信需要3 个基本部分的支持：共同的浯言、对 于所交换的知识的共同理解、进行语言和知识交换的能力。能够实现a g e n t 之间合作交流的基础是需要保证a g e n t 在进行通信时可以屏蔽掉其内部的实 现细节，它们之间需要的是一种独立于领域知识的、高层的、能够直接互相 影响其行为的a g e n t 通信语言( a c l ：a g e n t c o m m u n i c a t i o n l a n g u a g e ) 。 从语义层的角度来看，a g e n t 的通信交互就是它们之间思维状态的传递。 首先，通信不应是由协议决定的被动行为，而是在通信所发生的场景中，一 个a g e n t 要使另一个a g e n t 接受某种信念或某种意图的行为。对每次通信具体 做出什么回答，应该由交互目标，对另一个a g e n t 信念的了解和自身所拥有 的各种信念和手段等来综合决定。其次，交互是按一定的次序共享双方的信 念、了解双方的意图、调整各自规划、以获取各自优化解的过程。 移动a g e n t 的a c l 应具有应用的普遍性、简捷一致的语法和语义、通信 武汉理工大学硕+ 毕业论文 内容的独立性等。目前常用的a c l 有k q m l ( k n o w l e d g eq u e r va n d m a n i p u l a t i o nl a n g u a g e ) 和f i p a ( f o u n d a t i o ni n t e l l i g e n tp h y s i c a la g e n t ) a c l 本论文所涉及的原型设计系统采用的通信语言就是k q m l ，因此这里仅对 k q m l 进行讨论。 k q m l 是由美国国防部先进研究计划局( a r p a ) 的知识共享计划提出 的。k q m l 语言定义了一种a g e n t 直接传递消息的标准语法以及一些动作表 达式。这些动作主要从言语行为( s p e e c ha c t ) 理沦中演化而来的。k q m l 语 言还规定了消息格式和消息传送系统，为多a g e n t 系统通信和协作提供了一 种通用框架。更为方便的是，k q m l 语言还特别提供了一组识别、联接建立 祁消息交换的协议。 k q m l 由三层组成：内容层、通讯层、和消息层。内容层负责实际消息 的内容组织，具体的组织方式遵循a g e n t 内部的知识表达。通讯层负责对消 息的某些特性进行编码，这些特性主要是描述底层特征的参数，如发送方和 接收方的身份、通信唯一标识等。消息层负责对所传递消息进行编码，是 k q m l 语言的核心。消息层的主要功能是标识消息发送所使用的协议，并且 由它决定a g e n t 的交互方式。同时通信内容对于k q m l 语言来讲是不透明的， 在消息层还需要包括描述内容语言、假设的本体、一些内容的类型描述等特 征。这些特征使得k q m l 语言即使在内容不可知的情况下也能够实现对消息 的分析、路由和正确的传递。 k q m l 中定义了一组含义明确的、预留的行为原语。这些预留的行为原 语并非是k q m l 具体实现中必须实现的最小子集，可以根据需要选择实现或 添加新的原语。常用的预留的行为原语通常可以分为以下几类 j ： 基本询问原语( 如e v a l u a t e 、a s k i f 、a s k - i n 、a s k o n e 、a s k a 1 1 ) ； 简单询问回答原语( 如r e p l y 、s o r r y ) ； 多重询问回答原语( 如s t r e a m i n 、s t r e a m a 1 1 ) ； 通用信息原语( 如t e l l 、a c h i e v e 、c a n c e l 、u n t e l l 、u n a c h i e v e ) ： 发生器原语( 如s t a n d b y 、r e a d y 、n e x t 、r e s t 、d i s c a r d 、g e n e r a t o r ) ； 能力定义原语( 如a d v e r t i s e 、s u b s c r i b e 、m o n i t o r 、i m p o r t 、e x p o r t ) ； 网络原语( 如r e g i s t e r 、u n r e g i s t e r 、f o r w a r d 、b r o a d c a s t 、r o u t e ) k q m l 的语法是基于平衡的括号表。表的开始为行为原语的名称，其余 部分为一组以“：关键字值”形式出现的参数表。下面是条典型的k q m l 消息。 武汉理 大学硕士毕业论文 s e n d e r r e c e l v e r c o n t e n t r e p l y w i t h l a n g u a g e b u y e r s e l l e r ( n e g o ：g u i t a 卜s t r i k e p “c ef r o mb u y e r ) a c c e p t p r i c e o r r e f u s e p r i c e s t a n d a r d _ p r o l o g o n t o l o g ye c o m m e r c e m o d e l ) 其中，a s k o n e 为k q m l 的一条用于询问的预留的行为原语的名字。 s e n d e r 、r e c e i v e r 、c o n t e n t 、r e p l y w i t h 、l a n g u a g e 、o n t o l o g y 为k q m l 预留的 行为原语的参数。对应表2 一l ，就可以理解此例各个参数的含义。 表2 - 1k q m l 预留的行为原语参数表 f 疑鬻鬻 辫熏粼熬繁骥瓣e 潮趱黪j k + ：s e n d e r原语的实际发送方 ：r e c e l v e r原语的实际接收方 ：t r o m在转发原语时标记的起始原语发起方 ：t o在转发原语时标记的起始原语接收方 ：i n - r e p l y - t o在反应原语中，期望上一个原语的标签 ：r e p l y - w i t h在反应原语中，描述本原语的标签 ：1 a n g u a g e描述：c o n t e n t 的语言名称 ：o n t o l o g y 方法学的名称是针对某一领域的语义库或知识库 ：c o n t e n t描述原语的内容 上面的k q m l 消息可以被解释为；b u y e r 向s e l l e r 询问，是否接受自己 提出的吉他价格，具体询问的内容采用s t a n d a r dp r o l o g 的语法进行描述，在 描述中采用术语集e c o m m e r c e m o d e l 中的术语。s e l l e r 在回答询问时，则采 用r e p l y 进行回答。 2 1 4 面向a g e n t 的编程 1 面向a g e n t 的编程概述 本文原型系统采用面向a g