基于多Agent的網(wǎng)上審批流程的研究

[摘 要] 網(wǎng)上審批系統(tǒng)是管理信息化的重要組成部分，但傳統(tǒng)的網(wǎng)上審批系統(tǒng)存在諸多弱點。本文分析網(wǎng)上審批系統(tǒng)在信息共享、智能化和用戶個性化方面的不足和Agent 技術(shù)的優(yōu)點，提出一個基于Agent 技術(shù)的網(wǎng)上審批系統(tǒng)模型，描述了各種Agent 的功能與結(jié)構(gòu)以及各種Agent 在系統(tǒng)工作流程中的協(xié)作。最后，闡述了基于KQML 和XML 的Agent 通信機(jī)制。

[關(guān)鍵詞] 網(wǎng)上審批系統(tǒng)；管理信息化；Agent

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 11. 025

[中圖分類號] TP393.06；TP317.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）11-0037-03

1 引 言

多Agent系統(tǒng)屬于分布式人工智能研究分支，它側(cè)重于研究一個由自主的智能Agent組成的群體怎樣通過交互作用來解決現(xiàn)實中原本具有分布性的復(fù)雜問題。隨著人們對多Agent系統(tǒng)的研究越來越深入，基于Agent的應(yīng)用會涉及不同平臺和異構(gòu)的Agent間協(xié)作，如網(wǎng)上審批。通信是協(xié)作的基礎(chǔ)，而實現(xiàn)通信需要有協(xié)議的支持。Agent消息的傳遞需要通過通信語言來表達(dá)，其中如何有效地提高Agent間在分布式環(huán)境中的協(xié)作和通信能力是系統(tǒng)建設(shè)中的一個難點。本文針對分布式環(huán)境中多Agent系統(tǒng)的特點，研究網(wǎng)上審批流程的實現(xiàn)。

2 多Agent相關(guān)技術(shù)

2.1 XML技術(shù)

XML是由W3C（World Wide Web Consortium，互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合組織）于1998年發(fā)布的一種標(biāo)準(zhǔn)，是一種中介標(biāo)記語言，可提供描述結(jié)構(gòu)化資料的格式。它是SGML的一個簡化子集，目前已成為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)。和HTML相比較，XML其實已不再是一種文本標(biāo)識語言，而是一種表達(dá)數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)的共同語法的標(biāo)識語言。XML彌補(bǔ)了HTML文檔中有用數(shù)據(jù)信息不能被其他應(yīng)用直接理解和重復(fù)使用的缺陷，使用DTD（文檔類型定義）規(guī)定一套關(guān)于標(biāo)記符號的語法、語義規(guī)則，能比較準(zhǔn)確地描述文本數(shù)據(jù)的內(nèi)容、含義、結(jié)構(gòu)、特征和關(guān)系等信息（稱為元數(shù)據(jù)），而把數(shù)據(jù)的外觀表現(xiàn)形式交給樣式表（如CSS、XSL、DSSSL等）處理，這樣就把數(shù)據(jù)的內(nèi)容與其表現(xiàn)形式合理地分開，從而大大提高了XML數(shù)據(jù)的可理解性、可交換性和重用性。

另外，XML的優(yōu)勢還在于它的簡單性、靈活性和可擴(kuò)展性。XML文檔是純文本，獨立于平臺和應(yīng)用。公司和組織可自由定義標(biāo)簽和文檔結(jié)構(gòu)，亦可增添或擴(kuò)展已有文檔結(jié)構(gòu)定義，以滿足新的挑戰(zhàn)和應(yīng)用需求，而不致于破壞原來的應(yīng)用。一個結(jié)構(gòu)良好的XML文檔，其生存期可以很長。

2.2 KQML模塊技術(shù)

KQML模塊的功能是將Agent需要傳輸?shù)膬?nèi)容生成KQML格式的語言。Agent在需要通信的時候，先根據(jù)自己的知識庫，經(jīng)過計算和推理得到內(nèi)部結(jié)果，形成Agent的通信內(nèi)容。然后KQML模塊選用合適的KQML原語將Agent的通信內(nèi)容表示出來，得到Agent間通信的KQML語言。這樣使得Agent應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)者可以把開發(fā)的重點放在Agent的具體功能上，而不必關(guān)心通信的具體細(xì)節(jié)，降低了Agent系統(tǒng)開發(fā)的難度。同時，KQML語言生成模塊還提供擴(kuò)展KQML語言的功能。在設(shè)計多Agent系統(tǒng)的時候，設(shè)計者可以根據(jù)自己的需要在現(xiàn)有的KQML語言的基礎(chǔ)上，增加一些能提高系統(tǒng)通信效率的KQML語言，從而使Agent間的通信更加方便。

實現(xiàn)擴(kuò)展KQML語言功能的一種方法是定義擴(kuò)展的KQML語言類，在擴(kuò)展KQML語言類中定義用戶自己的屬性和方法。在擴(kuò)展的KQML語言類中，統(tǒng)一消息的邏輯結(jié)構(gòu)，從KQML消息的通信層中抽取參數(shù)，作為擴(kuò)展KQML的參數(shù)，同時定義內(nèi)容層及消息層，組成結(jié)構(gòu)一致的KQML消息。擴(kuò)展的KQML語言和沒有擴(kuò)展的KQML語言的關(guān)鍵區(qū)別在于內(nèi)容層的內(nèi)容定義有所不同，所以說擴(kuò)展的KQML語言不僅包括了KQML語言常用的保留原語，還擁有自己的參數(shù)。Agent在通信的時候，只需調(diào)用KQML語言類，任何消息都可以作為該類的一個實例。

3 Agent通信機(jī)制

通訊機(jī)制是多Agent相互合作的關(guān)鍵技術(shù)。KQML作為軟件Agent主要的通信語言，為表達(dá)和處理消息提供了標(biāo)準(zhǔn)的格式，它是屬于知識層的，具有可讀性好，方便程序分析，可以在許多內(nèi)部應(yīng)用消息調(diào)用機(jī)制的平臺之間傳遞等優(yōu)點，在分布式系統(tǒng)的信息交換與知識處理方面具有重要作用。KQML規(guī)定了消息格式和消息傳遞系統(tǒng)，為多Agent系統(tǒng)通信提供了一種通用框架。XML的跨平臺性有利于Agent系統(tǒng)之間頻繁的信息交換，這也是采用XML進(jìn)行消息封裝的原因。

通信結(jié)構(gòu)劃分為通信原語層和通信內(nèi)容層。這兩個層面是相對獨立的，用XML來描述KQML通信原語消息和標(biāo)示通信的內(nèi)容，而XML文檔的Schema可由用戶根據(jù)需要自行設(shè)計。這樣可以增強(qiáng)不同種類的Agent之間的通信，使得通信不依賴于特定的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有利于增強(qiáng)多Agent系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)充性。例如：Agent A從知識庫選擇合適的詞匯生成請求，然后將它嵌入到KQML的內(nèi)容層，使用XML語言形成XML文檔，發(fā)送給Agent B。Agent B收到該文檔后，使用XML解析器抽取消息。根據(jù)知識庫理解信息并執(zhí)行相應(yīng)動作，將生成結(jié)果選用相應(yīng)的詞匯描述，構(gòu)造KQML消息并將其轉(zhuǎn)換成XML文檔，將它返回Agent A。

4 網(wǎng)上審批系統(tǒng)的建模

網(wǎng)上審批系統(tǒng)是指通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)和設(shè)計構(gòu)架，緊密集成辦公自動化系統(tǒng)，建立政府與企業(yè)和社會公眾之間的網(wǎng)上辦事信道，實現(xiàn)網(wǎng)上行政咨（查）詢、申請、審批等業(yè)務(wù)功能的服務(wù)平臺。由于大多數(shù)部門的網(wǎng)上審批系統(tǒng)都是分散建設(shè)的，各個部門都有自己一套系統(tǒng)，社會公眾和企業(yè)申請一個審批項目，要同時瀏覽所有與之相關(guān)的審批部門的網(wǎng)站，效率低下。同時由于系統(tǒng)平臺的異構(gòu)性，數(shù)據(jù)和文檔格式的多樣性，導(dǎo)致各部門之間難以實現(xiàn)信息共享，形成“信息孤島”。針對部門系統(tǒng)的分散性，通常用“一站式”網(wǎng)上審批系統(tǒng)集成各個獨立的審批系統(tǒng)，在一個門戶網(wǎng)站上進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證，統(tǒng)一受理，再將審批業(yè)務(wù)分發(fā)到相應(yīng)的各部門自建系統(tǒng)中處理（應(yīng)用模型如圖1所示）。針對數(shù)據(jù)和文檔格式不統(tǒng)一導(dǎo)致的部門之間信息難以共享，解決的方案是在審批資料和公文的流轉(zhuǎn)中使用統(tǒng)一的格式標(biāo)準(zhǔn)。為此國家正制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，《基于XML的電子公文格式規(guī)范》就是跨平臺、跨部門的統(tǒng)一國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了XML格式的電子公文的層次結(jié)構(gòu)及各元素的描述。該標(biāo)準(zhǔn)的制定為這些異構(gòu)的平臺間公文交換掃除了一大障礙。使用XML作為公文的中介格式是一種很好的解決方法，因為XML是一種開放的標(biāo)準(zhǔn)，是自我描述的，同時它是基于文本格式的，并支持Unicode編碼。

網(wǎng)上審批系統(tǒng)通常是在Internet上實現(xiàn)的，無形中就存在一個巨大的分布式信息資源庫，并且隨著網(wǎng)上審批系統(tǒng)使用范圍的擴(kuò)大，這些信息還會進(jìn)一步膨脹。對于這些信息，通常在系統(tǒng)中設(shè)計一個搜索引擎，這樣可以滿足人們一定的搜索需求。但是，傳統(tǒng)的方法在信息服務(wù)方面缺乏個性化和主動性，也在一定程度上影響了網(wǎng)上審批系統(tǒng)使用的效率。

多Agent系統(tǒng)是一種具有知識、目標(biāo)和能力，并能單獨或在少許指導(dǎo)下進(jìn)行推理決策的能動實體系統(tǒng)，它具有自治性、學(xué)習(xí)性、移動性和社會性等特點，為解決網(wǎng)上審批系統(tǒng)中的諸多問題提供了一個新的思路。

5 網(wǎng)上審批系統(tǒng)的工作流程實現(xiàn)

基于多Agent技術(shù)的網(wǎng)上審批系統(tǒng)的查詢流程和審批流程如下：社會公眾利用用戶交互Agent提交搜索請求或者審批資料。如果是搜索請求，用戶交互Agent將把搜索請求傳遞給Web服務(wù)Agent；如果是審批資料，用戶交互Agent將把審批資料傳遞給服務(wù)大廳Agent。

（1）對于搜索請求：①用戶交互Agent把搜索請求傳遞給Web服務(wù)Agent。Web服務(wù)Agent并不直接去搜索相關(guān)信息，而是先請求黃頁服務(wù)器，獲得資源地址列表。然后生成一個搜索Agent，由該搜索Agent根據(jù)資源地址列表去獲取相關(guān)信息。②搜索Agent是一個移動Agent，它根據(jù)資源地址列表，移動到各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行搜索。搜索Agent獲取相關(guān)信息后，將信息返回給Web服務(wù)Agent，搜索Agent的生命周期結(jié)束，管理Agent將其標(biāo)識注銷。③Web服務(wù)Agent將獲取的信息傳遞給用戶交互Agent，用戶交互Agent根據(jù)積累的用戶個性化知識，對信息進(jìn)行過濾，并將結(jié)果返回給用戶。

（2）審批資料：①用戶交互Agent將審批資料傳遞給服務(wù)大廳Agent，服務(wù)大廳Agent檢驗審批資料是否齊全。確認(rèn)無誤后，將審批資料轉(zhuǎn)換成XML格式并與工作人員交互Agent通信，然后將資料傳遞給相關(guān)的工作人員交互Agent。②工作人員交互Agent對審批資料進(jìn)行初步審查，將剩下的內(nèi)容返回給工作人員。工作人員審查結(jié)束后，與工作人員交互Agent共同確定該審批資料應(yīng)該由哪些部門審批，然后通過數(shù)據(jù)交換平臺將審批資料傳遞給相關(guān)部門。同時服務(wù)大廳Agent將審批資料的狀態(tài)“審批中”，傳遞給用戶交互Agent進(jìn)而告知用戶。③部門Agent接收到審批資料，審查傳遞過來的審批資料是否齊全。確認(rèn)無誤后，將審批資料的格式轉(zhuǎn)換為部門定制的格式，然后把審批資料傳遞給負(fù)責(zé)審批資料分發(fā)的工作人員交互Agent。工作人員與工作人員交互Agent共同確定分配方案。方案確定之后，按照方案把審批資料分發(fā)給負(fù)責(zé)審批工作人員。工作人員在工作人員交互Agent的協(xié)助下完成審批。④當(dāng)所有審批資料完成審批后，審批結(jié)果由部門Agent傳遞給匯總Agent。匯總Agent收集該審批項目所有相關(guān)審批部門的審批結(jié)果后，將匯總的審批結(jié)果通過數(shù)據(jù)交換平臺傳遞給服務(wù)大廳，以完成收尾工作，發(fā)布信息，歸檔審批資料。

6 結(jié)束語

從網(wǎng)上審批系統(tǒng)實現(xiàn)的過程可以看出，Agent 是一種具有智能性、學(xué)習(xí)性、自主性、協(xié)調(diào)性的計算實體。本文利用Agent 實現(xiàn)對知識、規(guī)則、學(xué)習(xí)方法的封裝，以期在Agent 和環(huán)境（人、其他Agent 和軟件）持續(xù)交互中，不斷豐富知識和規(guī)則，從而實現(xiàn)用戶的個性化、審批的智能化、審批資料格式的統(tǒng)一化。