基于智能Agent的數(shù)字圖書館個(gè)性化服務(wù)模型研究

寧琳

（重慶交通大學(xué)圖書館，重慶 400074）

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字圖書館已經(jīng)成為圖書館業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。如何讓讀者能夠從數(shù)字圖書館海量信息中快速準(zhǔn)確的查找所需信息，更好地利用館藏資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這對圖書館服務(wù)模式提出了新的要求。采用智能Agent設(shè)計(jì)圖書館個(gè)性化服務(wù)模型，以用戶為中心，研究用戶的行為、興趣和習(xí)慣，為用戶搜索、組織、選擇和推薦建立更具針對性、面向用戶的個(gè)性化服務(wù)機(jī)制，能夠使圖書館從被動(dòng)為讀者提供資料到主動(dòng)為讀者尋找知識方向發(fā)展，從而提高圖書館資源的利用率。本文擬對基于智能Agent的數(shù)字圖書館個(gè)性化服務(wù)模型進(jìn)行研究。

1 數(shù)字圖書館個(gè)性化服務(wù)的內(nèi)容

1.1 個(gè)性化信息定制服務(wù)

個(gè)性化定制服務(wù)是有效獲取用戶需求信息的方法之一。它通過用戶定制獲取用戶的個(gè)性化信息，從而理解用戶的需求，為用戶提供更為準(zhǔn)確的信息服務(wù)。在個(gè)性化信息定制中，用戶可以根據(jù)自己的興趣和需求定制信息，定制的內(nèi)容包括信息資源、界面和服務(wù)等，系統(tǒng)也可以將更新信息及時(shí)推送給用戶，提醒用戶及時(shí)利用。

1.2 個(gè)性化信息檢索服務(wù)

個(gè)性化信息檢索服務(wù)是圖書館個(gè)性化服務(wù)的重要方面，在數(shù)據(jù)庫檢索過程中，由于檢索知識和專業(yè)領(lǐng)域不同，用戶之間的檢索方式大不相同，這就需要在檢索策略、檢索方法和檢索結(jié)果上要支持用戶個(gè)性化需求。檢索服務(wù)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.2.1個(gè)人檢索模板

用戶可根據(jù)所需信息的專業(yè)（用分類號或主題詞、關(guān)鍵詞確認(rèn)）、應(yīng)用目的（用文獻(xiàn)類型區(qū)別，例如期刊論文、專利、會(huì)議文獻(xiàn)等）、而且深度、地域、數(shù)量、時(shí)域等進(jìn)行定制，從而表達(dá)自己相對穩(wěn)定的檢索限制條件。

1.2.2 檢索結(jié)果處理

可對檢索結(jié)果的相關(guān)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)、輸出格式、排序方式、分類組織、下載格式、傳送地址等進(jìn)行約束。

1.2.3 檢索歷史分析

用戶可要求系統(tǒng)動(dòng)態(tài)追蹤其檢索過程，提取用戶或相近用戶最常用的檢索詞、檢索式、數(shù)據(jù)庫、期刊及網(wǎng)站，用來自動(dòng)修改用戶的個(gè)性化信息。

1.3 個(gè)性化界面服務(wù)

個(gè)性化界面服務(wù)是讓用戶根據(jù)自己的愛好選擇桌面的顯示方式，它包括界面的結(jié)構(gòu)布局、資源類型、表現(xiàn)形式等。例如在網(wǎng)站中，讓用戶輸入個(gè)人信息，生成“我的主頁”，“我的圖書館”等服務(wù)。

2 智能Agent在個(gè)性化服務(wù)中的功能及實(shí)現(xiàn)方法

智能Agent是用戶和資源之間的樞紐和中介，它能代表用戶和其他程序，以主動(dòng)服務(wù)的方式完成一組工作，幫助用戶準(zhǔn)確獲取信息，實(shí)現(xiàn)用戶個(gè)性化服務(wù)的需求。

2.1 Agent的主要特點(diǎn)

Agent是一個(gè)在特定環(huán)境下能感知環(huán)境，并自主運(yùn)行，代表用戶或設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)一系列目標(biāo)的計(jì)算機(jī)實(shí)體或程序，它主要具有以下特征：

（1）代理性：Agent能以用戶代理者的身份去完成某種特定的任務(wù)，它可以引導(dǎo)并代替用戶對信息資源進(jìn)行訪問，如代替人完成網(wǎng)絡(luò)搜索、進(jìn)行網(wǎng)上信息交互等。

（2）智能性：Agent能表現(xiàn)出類似于人類的智能特性，例如，理解用戶用自然語言表達(dá)對信息的需求，捕捉用戶的偏好和興趣，推測用戶的意圖并為用戶提供建議等。

（3）自主性：Agent具有自我調(diào)控能力，它應(yīng)能在動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中，獨(dú)立規(guī)劃復(fù)雜的操作步驟，在用戶不參與的情況下，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和獲取符合用戶需求的資源和服務(wù)。

2.2 智能Agent在個(gè)性化服務(wù)中的功能

（1）資源導(dǎo)航：根據(jù)用戶的需求或意圖，尋找網(wǎng)絡(luò)信息，或告訴用戶網(wǎng)絡(luò)資源的具體位置。

（2）信息過濾和篩選：從流向用戶的大量信息中篩選符合條件的信息，并以不同級別(全文、詳細(xì)摘要、簡單摘要、標(biāo)題)呈現(xiàn)給用戶。

（3）信息整理：為用戶把已經(jīng)下載的資源進(jìn)行分類整理。

（4）知識發(fā)現(xiàn)：從大量的公共原始數(shù)據(jù)中篩選和提煉有價(jià)值的信息，并向用戶發(fā)布。

（5）問題解惑：根據(jù)網(wǎng)上信息資源回答用戶關(guān)于特定主題的問題。

2.3 智能Agent實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)的方法

2.3.1 智能Agent的抽象模型

智能Agent的抽象模型可以表示為：Ag:RE→Ac，其中，外部環(huán)境狀態(tài)集合為：E={e，e'，…}，Agent動(dòng)作集合為:Ac={a，a'，…}，R是E和Ac狀態(tài)變化的執(zhí)行集合，該模型根據(jù)感知環(huán)境狀態(tài)變化，將一次執(zhí)行映射到動(dòng)作，并將輸出動(dòng)作作用于環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)一次封閉的循環(huán)，其具體流程如圖1所示。

Agent從初始內(nèi)部狀態(tài)i0開始，觀察外部環(huán)境狀態(tài)e，產(chǎn)生一個(gè)感知函數(shù)see(e)，然后通過函數(shù)next更新Agent的內(nèi)部狀態(tài)，變成next[i0,see(e)]，并與狀態(tài)庫進(jìn)行對比，Agent通過action{next[i0,see(e)]}選擇一次執(zhí)行動(dòng)作r，r在環(huán)境狀態(tài)e與主體動(dòng)作a之間呈交替序列：動(dòng)作執(zhí)行之后Agent進(jìn)入下一循環(huán)，繼續(xù)通過see感知外部世界，通過next更新狀態(tài)，通過action選擇動(dòng)作執(zhí)行。

2.3.2 智能Agent個(gè)性化信息獲取的過程

個(gè)性化服務(wù)的關(guān)鍵是用戶動(dòng)態(tài)信息的獲取。智能Agent信息獲取的方式有兩種：一是定時(shí)輪詢Web日志，定期收集用戶使用信息；二是Agent實(shí)時(shí)的跟蹤，發(fā)現(xiàn)變化及時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作，從中分析出用戶的個(gè)性化信息。其具體過程如圖2所示。

個(gè)性分析Agent根據(jù)用戶需求，與所有可能存放用戶所需信息的數(shù)據(jù)庫Agent聯(lián)系，委托它們查找與模型相匹配信息，通過知識庫相關(guān)規(guī)則進(jìn)行推理判斷，提取個(gè)性化服務(wù)信息，再把查找結(jié)果回送給個(gè)性分析Agent，最后將知識庫推理算法的權(quán)值進(jìn)行調(diào)整，并將查詢結(jié)果整理后反饋給用戶。例如，用戶提交了“數(shù)字圖書館”的查詢請求，個(gè)性分析Agent的“檢索類Agent”中就會(huì)添加“數(shù)字圖書館”，并賦予一定的權(quán)值，通過知識庫的推理算法構(gòu)造個(gè)性信息結(jié)構(gòu)，以后的檢索工作都是圍繞這個(gè)個(gè)性信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行，通過比對分析，提取出個(gè)性信息，最后將分析結(jié)果反饋到個(gè)性分析Agent，該結(jié)果除包括“數(shù)字圖書館”，還會(huì)包括系統(tǒng)預(yù)測的信息，如“數(shù)字圖書館技術(shù)”、“分布式圖書館”、“數(shù)字圖書館建設(shè)”等，檢索完畢之后，調(diào)整知識庫推理算法的相應(yīng)權(quán)值。

3 數(shù)字圖書館基于智能Agent的個(gè)性化模型框架結(jié)構(gòu)與功能分析

3.1 基于智能Agent的個(gè)性化模型框架結(jié)構(gòu)

實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)，除了要有友好的用戶界面外，系統(tǒng)還必須具備以下能力：一是構(gòu)建個(gè)性化處理模型，即跟蹤用戶行為，學(xué)習(xí)、記憶用戶興趣，根據(jù)用戶的特征來收集處理個(gè)性化用戶信息；二是構(gòu)建個(gè)性化用戶信息模型，將個(gè)性化信息從全局信息空間中分離出來。基于Agent的個(gè)性化模型框架結(jié)構(gòu)圖見圖3。用戶通過使用權(quán)限登錄到自己的個(gè)性化用戶界面，進(jìn)入界面之后，用戶界面的接口模塊對用戶使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，把數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單分類，過濾掉一些明顯的無關(guān)信息，然后將處理后的信息轉(zhuǎn)交個(gè)性化處理模塊，個(gè)性化處理模塊主要按照相應(yīng)規(guī)則和算法，通過計(jì)算個(gè)性結(jié)構(gòu)相似度等方法，分離出個(gè)性化信息內(nèi)容，最后由用戶信息模塊對此內(nèi)容進(jìn)行歸類和存儲(chǔ)。

3.2 智能Agent的個(gè)性化模型功能分析

3.2.1 用戶接口模塊

用戶接口模塊是用戶與系統(tǒng)的接口，它將用戶的請求發(fā)送給系統(tǒng)，又將系統(tǒng)提供的服務(wù)以用戶可以識別的方式呈現(xiàn)給用戶。用戶接口模型結(jié)構(gòu)圖見圖4。信息跟蹤Agent主要對用戶行為進(jìn)行跟蹤，自動(dòng)捕捉用戶的興趣愛好，搜索可能引起用戶興趣的信息，然后交給信息過濾Agent。信息過濾Agent主要負(fù)責(zé)把跟蹤Agent采集的信息進(jìn)行處理，按照一定的限定要求，去除一些無關(guān)數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的傳輸量。信息呈現(xiàn)Agent主要負(fù)責(zé)呈現(xiàn)界面的作用。管理Agent主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理其他Agent，對任務(wù)進(jìn)行分解和分配，平衡其他Agent間的負(fù)荷。

3.2.2 個(gè)性化處理模塊

個(gè)性化處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要將用戶的需求進(jìn)行個(gè)性化分析處理，提煉出個(gè)性化信息內(nèi)容，并轉(zhuǎn)化為機(jī)器可以識別的信息。個(gè)性化處理模塊結(jié)構(gòu)圖見圖5。

用戶信息收集Agent主要采集的用戶接口模塊傳來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡單的分類，收集信息后，將采集的信息送往個(gè)性分析Agent群。個(gè)性化分析Agent群是個(gè)性化處理模塊的關(guān)鍵部分，主要按照知識庫的相應(yīng)規(guī)則，采用多種推理算法，將最新采集的信息進(jìn)行分析處理，分離出個(gè)性化信息內(nèi)容，如用戶的個(gè)人信息、經(jīng)常訪問的期刊網(wǎng)址、使用的關(guān)鍵詞或主題詞、用戶的IP地址、訪問的時(shí)間頻率等，處理完成之后，將結(jié)果轉(zhuǎn)入用戶信息庫或傳遞到信息呈現(xiàn)模塊，并更改知識庫。知識庫是一個(gè)存儲(chǔ)庫，主要保存Agent運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)、處理結(jié)果以及處理后發(fā)回用戶的數(shù)據(jù)。同時(shí)，知識庫也是一個(gè)規(guī)則庫，Agent可根據(jù)這些規(guī)則來進(jìn)行分析、判斷和推理。信息調(diào)度Agent根據(jù)個(gè)性分析處理后的個(gè)性參數(shù)來調(diào)度數(shù)據(jù)庫，選擇合適的信息資料呈現(xiàn)給用戶，同時(shí)，把用戶的活動(dòng)信息反饋給個(gè)性化分析Agent群，由個(gè)性分析Agent群進(jìn)行再加工。管理Agent主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理其他Agent。

3.2.3 用戶信息模塊

用戶信息模塊主要用于分析和存放用戶的個(gè)性化信息。用戶信息模塊結(jié)構(gòu)圖見圖6。信息分類Agent主要對經(jīng)個(gè)性化處理模塊處理過的信息進(jìn)行分析歸類。個(gè)性分析Agent負(fù)責(zé)將分類的信息再次進(jìn)行篩選比對，提取讀者的個(gè)性特點(diǎn)，并存入讀者信息庫。讀者信息庫主要記錄讀者的基本信息、個(gè)性習(xí)慣、網(wǎng)絡(luò)記錄等。管理Agent主要負(fù)責(zé)其他Agent的管理和協(xié)調(diào)。

3.2.4 協(xié)調(diào)Agent模塊

協(xié)調(diào)Agent系統(tǒng)模塊主要對各個(gè)模塊進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)，負(fù)責(zé)它們之間的信息傳輸和解決資源、約束沖突的問題。

4 結(jié)束語

目前，數(shù)字圖書館的個(gè)性化服務(wù)尚在起步階段，但隨著數(shù)字圖書館不斷向網(wǎng)絡(luò)化、共享化發(fā)展，用戶面對的將不再是一個(gè)物理上的圖書館，而是基于若干個(gè)圖書館形成龐大的網(wǎng)絡(luò)化圖書館，這對用戶準(zhǔn)確獲取信息造成了很大困難，采用圖書館個(gè)性化服務(wù)，信息資源發(fā)現(xiàn)和跟蹤由個(gè)性化服務(wù)系統(tǒng)自主進(jìn)行，可以有效解決信息泛濫的問題，實(shí)現(xiàn)用戶對信息需求的最優(yōu)化。采用智能Agent設(shè)計(jì)圖書館個(gè)性化服務(wù)模型，對研究并實(shí)現(xiàn)圖書館個(gè)性化服務(wù)系統(tǒng)有很高的指導(dǎo)性，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館廣域個(gè)性化服務(wù)的一種很好的嘗試。

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