基于ＤＣＶＥ的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

[摘 要] 在信息時(shí)代，企業(yè)要加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn)和繼續(xù)教育，迫切需要充分利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)，本文分析了將Agent與DCVE技術(shù)結(jié)合的可行性和必要性，在此基礎(chǔ)上，給出了基于DCVE的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)的整體構(gòu)建方案，并對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞] DCVE 企業(yè)培訓(xùn) Agent

一、問題的提出

目前越來越多的企業(yè)意識(shí)到，企業(yè)的發(fā)展離不開員工的成長，加強(qiáng)員工職業(yè)培訓(xùn)和繼續(xù)教育是人力資源開發(fā)和管理的重要組成部分， 是維持整個(gè)企業(yè)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的必要手段。信息時(shí)代計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，為現(xiàn)代培訓(xùn)提供了新的載體，使得企業(yè)開展培訓(xùn)的方式也不斷更新。但是當(dāng)前的大部分培訓(xùn)系統(tǒng)存在一些缺陷及問題: 首先，培訓(xùn)系統(tǒng)內(nèi)容多以靜態(tài)為主，且頁面結(jié)構(gòu)和超鏈接結(jié)構(gòu)都不能動(dòng)態(tài)優(yōu)化。另一方面， 系統(tǒng)缺乏智能性，忽視了和受訓(xùn)者的互動(dòng)及個(gè)性化設(shè)計(jì)等問題。將協(xié)同工作技術(shù)（CSCW）與分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（DVR）相結(jié)合，構(gòu)筑一種基于分布式協(xié)同虛擬環(huán)境(DCVE)的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)，為解決上述問題提供了有效途徑。分布式協(xié)同虛擬環(huán)境同傳統(tǒng)的其他信息平臺(tái)相比，摒棄了HTML協(xié)議的二維性和Internet下層構(gòu)造的限制，能夠?yàn)榕嘤?xùn)者提供一種完全沉浸式的交互界面，在這個(gè)開放性、超時(shí)空的虛擬培訓(xùn)環(huán)境中，人們可以身臨其境般地交互、感知、協(xié)同工作，從而擴(kuò)展了培訓(xùn)的時(shí)間和空間概念。

本文主要對基于DCVE的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，分析了將Agent技術(shù)與DCVE結(jié)合的可行性和必要性，并著重從技術(shù)角度對系統(tǒng)的關(guān)鍵組成模塊進(jìn)行了研究。

二、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念

有關(guān)分布式協(xié)作虛擬環(huán)境（Distributed Cooperative Virtual Environment）的研究是一門具有重要理論性與實(shí)用性的前沿研究課題，所涉及的研究應(yīng)用領(lǐng)域包括軍事、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、科研、商業(yè)、教育、影視、娛樂、工程訓(xùn)練等。目前在開發(fā)DCVE中存在許多關(guān)鍵問題尚未解決，需要引入新的方法作為低層支撐技術(shù)，才能將DVR與CSCW有機(jī)地結(jié)合起來。近年來興起的智能Agent技術(shù)，其基本思想就是使軟件能夠模擬人類的行為和認(rèn)知，具有智能性、社會(huì)性、適應(yīng)性等特性，能根據(jù)環(huán)境變化做出響應(yīng)和進(jìn)行相應(yīng)處理。因此現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體和它們之間的關(guān)系就可以直接映射成具有問題求解能力的Agent，在有多個(gè)用戶的分布式虛擬環(huán)境中，多個(gè)代表用戶的化身之間會(huì)進(jìn)行交互，用戶化身和其它對象也要進(jìn)行交互，所以人與人的交互、人與機(jī)器的交互都可由Agent之間的交互來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，Agent技術(shù)本身是面向領(lǐng)域的，擁有較為豐富的領(lǐng)域知識(shí)和智能，支持分布式虛擬環(huán)境中的交互協(xié)同工作，因而特別適合于處理具有行為真實(shí)感的分布式虛擬環(huán)境。

基于以上分析，本文將Agent技術(shù)應(yīng)用到基于DCVE的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，其目的是解決虛擬環(huán)境中的智能人機(jī)和人人交互問題，并使系統(tǒng)具有很好的可重用性、可擴(kuò)展性和智能性。

三、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

分布式協(xié)同虛擬環(huán)境為人們提供以三維動(dòng)態(tài)形式出現(xiàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使其在這一環(huán)境中具有較好的真實(shí)感和沉浸感。培訓(xùn)人員能夠通過多維、自然的交互更好地表達(dá)情感、協(xié)同工作。 該培訓(xùn)系統(tǒng)采用B/A/S模式，即瀏覽器Browser/代理Agent／信息服務(wù)功能層。

第一層是基于瀏覽器的表示層。WEB瀏覽器作為客戶端，提供圖形用戶界面，完成用戶接口功能，系統(tǒng)中的用戶可分為培訓(xùn)學(xué)員、培訓(xùn)師和管理員等每類用戶具有不同的操作權(quán)限，通過該層實(shí)現(xiàn)多媒體知識(shí)的輸入、輸出，用戶信息和行為的獲取，任務(wù)的接受，處理結(jié)果的反饋等。

中間代理層作為整個(gè)分布式協(xié)同虛擬系統(tǒng)的軟件架構(gòu)，它是一個(gè)基于CORBA的多Agent架構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)利用 CORBA 的ORB作為底層的通信支撐，它將 CORBA 技術(shù)和Agent技術(shù)相結(jié)合，通過眾多智能Agent的合作與競爭，完成系統(tǒng)功能。為基于OMG對象技術(shù)的軟件模塊提供了傳送請求和響應(yīng)的基本機(jī)制。每個(gè)Agent將獨(dú)立地插到 CORBA軟總線中，它們既可獨(dú)立自主地活動(dòng) ， 透明地調(diào)用其他 Agent提供的服務(wù)，也為其他Agent提供服務(wù)， 從而實(shí)現(xiàn)信息共享、服務(wù)共享和協(xié)同工作。

網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)層主要由各種服務(wù)器及分布式數(shù)據(jù)庫集群組成。這些服務(wù)器包括Web服務(wù)器、虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)器、協(xié)同工作服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，通過調(diào)用與其對應(yīng)的各類數(shù)據(jù)庫，提供整個(gè)系統(tǒng)工作所需的共享信息及相關(guān)服務(wù)。

四、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建研究

1.協(xié)作Agent的組織架構(gòu)研究

在基于DCVE的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)中，面向協(xié)作關(guān)系的 Agent架構(gòu)是整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的核心。每個(gè)Agent作為一個(gè)具有高度自治性和社會(huì)性及通訊能力的實(shí)體，都應(yīng)該具有與外界通訊、根據(jù)己有知識(shí)進(jìn)行判斷、推理、決策、不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，完成特定的任務(wù)的能力，

系統(tǒng)中主要定義了兩類Agent：實(shí)體Agent和協(xié)調(diào)Agent。實(shí)體Agent作為用戶的化身，具有用戶的興趣、習(xí)慣和目標(biāo)等知識(shí)信息，可以執(zhí)行個(gè)性化的任務(wù)，并幫助用戶完成他們的目標(biāo)。每個(gè)實(shí)體Agent給虛擬環(huán)境中具有幾何外形的唯一實(shí)體對應(yīng)，并為其賦予了特定的語義和行為規(guī)則，以及相互之間的交互功能。

協(xié)調(diào)Agent是系統(tǒng)中另外一類重要的智能Agent，它們沒有幾何外形，基本功能是提供系統(tǒng)服務(wù)，包括用于封裝網(wǎng)絡(luò)支撐層中的通信服務(wù)Agent；為虛擬環(huán)境中智能行為提供所需的信息與知識(shí)的信息服務(wù)Agent；提供與具體應(yīng)用相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)Agent。協(xié)調(diào)Agent不僅與實(shí)體Agent交互，而且也與虛擬環(huán)境中的幾何場景及物理層作用，進(jìn)行系統(tǒng)的通訊管理及沖突解決。具體表現(xiàn)為：在虛擬培訓(xùn)環(huán)境中，培訓(xùn)師Agent能夠上載教學(xué)資源， 創(chuàng)建、控制并管理虛擬教學(xué)空間; 培訓(xùn)學(xué)員Agent根據(jù)參加培訓(xùn)的類別或知識(shí)層次選擇學(xué)習(xí)空間， 在獲得培訓(xùn)師Agent許可后加入不同的培訓(xùn)虛擬教學(xué)空間進(jìn)行交流、會(huì)話或?qū)W習(xí); 管理員Agent負(fù)責(zé)對整個(gè)系統(tǒng)的管理和維護(hù)， 并負(fù)責(zé)配置不同客戶的訪問權(quán)限等。

2.協(xié)同虛擬培訓(xùn)環(huán)境的設(shè)計(jì)

協(xié)同虛擬環(huán)境是整個(gè)系統(tǒng)建立的關(guān)鍵，整個(gè)系統(tǒng)中所有實(shí)體都通過三維化身的形式在虛擬培訓(xùn)環(huán)境中進(jìn)行各種行為操作，并且系統(tǒng)能提供動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的交互與反饋。根據(jù)虛擬企業(yè)培訓(xùn)環(huán)境應(yīng)具備的用途和特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下主要場景：

虛擬培訓(xùn)課堂。模擬真實(shí)課堂教學(xué)， 由培訓(xùn)師組織培訓(xùn)學(xué)員開展教學(xué)， 還通過動(dòng)畫和交互技術(shù)，向?qū)W員展示相關(guān)設(shè)備的工作原理和工作過程及實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源在線播放和實(shí)時(shí)語音講解。

虛擬工作環(huán)境漫游。這是一個(gè)支持多用戶的協(xié)作漫游空間，能夠使每個(gè)用戶通過自己的虛擬化身在共享的虛擬工作空間中自由的漫游和巡視，用戶之間還可以通過文本語音等手段進(jìn)行交流討論。

虛擬訓(xùn)練場景。為學(xué)員提供虛擬的技能訓(xùn)練環(huán)境，使得一些在真實(shí)環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目成為可能，如生產(chǎn)事故中的相關(guān)應(yīng)急處理操作等。

個(gè)人學(xué)習(xí)空間。為培訓(xùn)學(xué)員提供個(gè)人私密空間并保存了有關(guān)化身、編號(hào)、學(xué)習(xí)資料、電子郵箱、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)成績等用戶個(gè)人信息。 系統(tǒng)還設(shè)置了多種實(shí)體按鈕用于培訓(xùn)資源鏈接，方便用戶獲取學(xué)習(xí)資源和必要幫助。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上系統(tǒng)采用 VRML 和Java相結(jié)合的方式構(gòu)筑虛擬協(xié)同空間。作為一種建立真實(shí)世界的場景模型或虛構(gòu)的三維世界的場景建模語言， VRML為Internet環(huán)境下構(gòu)筑三維虛擬空間提供了規(guī)范，但VRML也有一些局限性，如缺乏描述數(shù)學(xué)規(guī)律的能力和有效的對象交互機(jī)制等。將VRML與Java相結(jié)合，一定程度上滿足了協(xié)同設(shè)計(jì)的要求。利用Java擴(kuò)展VRML，能夠使后者的節(jié)點(diǎn)具有對象交互和處理消息的能力，較好地實(shí)現(xiàn)了對真實(shí)世界的模擬、數(shù)據(jù)共享以及多人交互，使它們成為創(chuàng)建基于Internet的大規(guī)模協(xié)同虛擬環(huán)境的理想工具。

五、結(jié)束語

盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用仍有許多必須解決和突破的問題，但我們相信，隨著分布式虛擬協(xié)同技術(shù)的不斷完善，以實(shí)時(shí)、三維、交互和協(xié)作為主要特征的基于DCVE的企業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)不僅對于教育培訓(xùn)基地的設(shè)計(jì)人員及指導(dǎo)人員提供了實(shí)踐其教育價(jià)值的途經(jīng)和方式，而且從受訓(xùn)者的角度來說，它在解決學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的困難，提高學(xué)員汲取知識(shí)和掌握技能的效率，改善培訓(xùn)的效果等方面，也起到了積極的推動(dòng)作用。

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