基于霍爾模型的情報工程知識體系構(gòu)建*

唐曉波，朱　娟（. 武漢大學(xué)信息資源研究中心，武漢 43007；. 武漢大學(xué)信息管理學(xué)院，武漢 43007）

基于霍爾模型的情報工程知識體系構(gòu)建*

唐曉波1，朱娟2
（1. 武漢大學(xué)信息資源研究中心，武漢 430072；2. 武漢大學(xué)信息管理學(xué)院，武漢 430072）

情報工程是大數(shù)據(jù)環(huán)境下情報研究的新范式，為實現(xiàn)情報工作的自動化、集成化提供了新思路。本文以霍爾模型為基礎(chǔ)理論，提出情報工程的三維模型，并結(jié)合科學(xué)技術(shù)工程三元論，劃分知識維的三層知識結(jié)構(gòu)，與情報工程的時間維形成活動矩陣，進而以此為基礎(chǔ)構(gòu)建情報工程的知識體系，為進一步加強情報工程理論研究提供新的思路，對開展情報工程學(xué)科建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

情報工程；霍爾模型；知識體系

1 引言

情報是一個發(fā)展中的概念，在不同的歷史時期，其社會功能和概念都有所不同。早期的情報主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，有很大的局限性。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，Web 2.0時代的到來，創(chuàng)造和傳播知識的工作進入了新的發(fā)展時期，控制論、信息論、系統(tǒng)論等學(xué)科知識的介入，進一步加深了人們對情報概念的認識。情報不再局限于軍事領(lǐng)域，其內(nèi)涵得到了無限擴充，其研究對象也充分擴展，從最初的文獻、出版物等到網(wǎng)絡(luò)各種資源，挖掘有用的、可傳遞的知識，形成情報，應(yīng)用于科學(xué)、經(jīng)濟、軍事、政治等領(lǐng)域。

大數(shù)據(jù)時代的到來，對情報學(xué)的發(fā)展，無論是在研究環(huán)境，還是在研究對象和研究方法上都提出了新的挑戰(zhàn)。就環(huán)境而言，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)呈爆炸式增長，數(shù)據(jù)的重要性也得到了學(xué)界和社會的普遍認可，大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用已成為“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的熱點，同時物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算等也為大數(shù)據(jù)環(huán)境下情報學(xué)的發(fā)展提供了技術(shù)支持。就研究對象而言，大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，使得情報學(xué)的研究對象在經(jīng)歷了從文本文獻到以電子信息為主的非文本文獻的演變之后，進入了以海量數(shù)據(jù)作為研究對象的時代。就研究方法而言，一方面對情報獲取和組織提出了新的挑戰(zhàn)，另一方面，技術(shù)的發(fā)展又為迎接這些挑戰(zhàn)提供了可能，如何在新環(huán)境和新技術(shù)下利用新方法解決新問題，是情報學(xué)研究所亟待解決的問題。

2 情報工程的概念

中國科學(xué)技術(shù)信息研究所于2009年提出了以事實型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合集成“事實數(shù)據(jù)+工具方法+專家智慧”的科技情報研究方法論［1］，強調(diào)了事實型數(shù)據(jù)對情報研究工作的基礎(chǔ)。而大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，數(shù)據(jù)更多源，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，而用戶對情報的需求變得更深入且廣泛，這就需要系統(tǒng)地了解數(shù)據(jù)的特征，開發(fā)更優(yōu)的數(shù)據(jù)分析方法，建立高效可控的數(shù)據(jù)處理流程。從本質(zhì)而言，即是從工程化視角來開展情報研究工作。

賀德方等于2014年提出了情報工程的概念，情報工程是將情報學(xué)以及相關(guān)學(xué)科的原理創(chuàng)造性應(yīng)用到情報研究工作所設(shè)計的構(gòu)成要素（如數(shù)據(jù)、分析方法、情報技術(shù)）、工作流程以及組織管理的設(shè)計與開發(fā)中，以實現(xiàn)情報工作的自動化、規(guī)范化、系統(tǒng)化，并在此基礎(chǔ)上完成情報系統(tǒng)功能［2］。情報工程是將工程思維引入情報領(lǐng)域，綜合地采用各種工程技術(shù)方法設(shè)計、開發(fā)和實施新型的情報服務(wù)產(chǎn)品，從而創(chuàng)造性地解決各種問題［3］。大數(shù)據(jù)時代，用戶需求不再是文獻信息的提供，而是新知識的發(fā)現(xiàn)和獲取，競爭情報的挖掘。工程化系統(tǒng)化思維下的情報工程應(yīng)該具備以下功能：①海量數(shù)據(jù)的獲取和處理；②構(gòu)建專業(yè)化的分析模型，用工程化的研究模式進行情報分析；③針對用戶個性化需求，提供決策支持、情報研究、科技評價等深層次解決方案。

3 基于霍爾模型的情報工程

3.1 霍爾三維模型理論

霍爾三維模型是美國系統(tǒng)工程專家 A. D. Hall于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論［4］?；魻柲Ｐ褪菍⑾到y(tǒng)工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能，形成由時間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)。其中，時間維表示系統(tǒng)工程活動從開始到結(jié)束按時間順序排列的全過程，分為規(guī)劃、擬定方案、研制、生產(chǎn)、安裝、運行、更新七個時間階段；邏輯維是指時間維的每一個階段內(nèi)所要進行的工作內(nèi)容和應(yīng)該遵循的思維程序，包括明確問題、確定目標、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析、優(yōu)化、決策、實施等七個邏輯步驟；知識維列舉需要運用包括工程、醫(yī)學(xué)、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學(xué)、藝術(shù)等各種知識和技能。

霍爾三維結(jié)構(gòu)主要用于研究復(fù)雜的大系統(tǒng)，目標在于尋求戰(zhàn)術(shù)問題的最優(yōu)決策或者對大型工程進行組織建設(shè)［5］。孫榮霞在研究公共基礎(chǔ)設(shè)施項目［6］、方明在研究綜合報警系統(tǒng)［7］、楊洋等在研究項目風(fēng)險管理［8］、劉舒燕等在研究物流一體化系統(tǒng)［9］中都引入了霍爾三維模型?；魻柸S模型對于復(fù)雜問題能進行全面系統(tǒng)的分析，為研究情報工程提供了不錯的視角。

3.2 情報工程的三維模型

情報工程是大數(shù)據(jù)環(huán)境下情報研究的新范式，是用系統(tǒng)工程的思維來研究情報工作。情報工作的開展遵循三個原則［10］：①本體論原則，情報資源是情報工作的基礎(chǔ)。其中情報資源涵蓋了文獻資源、書刊資源、網(wǎng)絡(luò)資源等。②認識論原則，情報傳遞是情報工作的關(guān)鍵。對情報工作而言，信息交流、知識交流過于寬泛，科學(xué)交流則過于狹隘，而情報交流即情報傳遞才是關(guān)鍵。③價值論原則，即情報工作的目的是情報服務(wù)。情報工作的意義，最終通過情報服務(wù)體現(xiàn)出來，因此，情報服務(wù)是目的，體現(xiàn)情報工作的價值目標。因此，構(gòu)建基于霍爾模型的情報工程三維結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　情報工程三維結(jié)構(gòu)圖

（1）時間維。時間維是情報工作從開始到結(jié)束的全過程，以情報生命周期為基礎(chǔ)，在情報系統(tǒng)中抽取出情報處理流程作為情報工程三維模型的時間維度。德本斯于1961年提出了一般化的情報系統(tǒng)模型EATPUT模型，認為情報系統(tǒng)流程為事件域、獲取、傳輸、處理、利用、轉(zhuǎn)換［11］。蘇新寧認為情報系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，一個完整的情報系統(tǒng)應(yīng)該遵循信息采集、信息處理與組織、情報分析以及情報策略的流程［12］。黃曉斌等結(jié)合大數(shù)據(jù)特征和馮諾依曼體系，提出情報系統(tǒng)流程由4部分構(gòu)成：情報數(shù)據(jù)采集、情報數(shù)據(jù)策管、情報數(shù)據(jù)分析以及情報數(shù)據(jù)服務(wù)［13］。

以上述模型為基礎(chǔ)構(gòu)建情報工程系統(tǒng)時間維：情報資源獲取、情報處理與組織、情報分析與交流以及情報服務(wù)等4個步驟。①情報資源獲取階段。信息是情報的基礎(chǔ)，對情報服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要。從互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部信息、政府統(tǒng)計報表、行業(yè)信息、專題數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)源廣泛采集有用信息，通過預(yù)處理，形成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的有序信息表示。②情報處理與組織階段。這一階段的主要任務(wù)是，將情報采集階段獲得的有序信息進行加工處理，形成可供情報分析的數(shù)據(jù)倉庫。③情報分析與傳遞階段。通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒ê图夹g(shù)，將數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)信息的層次化、系統(tǒng)化，實現(xiàn)Information向Intelligence的轉(zhuǎn)化。④情報服務(wù)階段。情報服務(wù)是情報系統(tǒng)的最終產(chǎn)品，將分析結(jié)果以可視化的信息表達或決策建議報告的形式發(fā)布給相關(guān)用戶，為其提供所需的情報服務(wù)。以上4個環(huán)節(jié)緊密銜接，構(gòu)成一個首尾相連的閉環(huán)，通過信息流的更新與交換，對情報系統(tǒng)的建設(shè)過程進行有效的控制。

（2）邏輯維。邏輯維是情報工作時間維的每一個階段內(nèi)所要進行的工作內(nèi)容和應(yīng)該遵循的思維程序。包昌火認為情報研究的基本程序為課題選擇、信息收集、信息整序、科學(xué)抽象、成果表達和成果評價六大步驟［14］。據(jù)此，構(gòu)建情報工程的邏輯維依次為明確目標、信息收集、信息整序、科學(xué)抽象、成果表達和成果評價。①明確目標。明確的目標是獲得高效的情報服務(wù)的基礎(chǔ)，也是每一階段工作開展的基礎(chǔ)。②信息收集。信息是情報的基礎(chǔ)，直接影響情報服務(wù)的質(zhì)量，情報工程的各個環(huán)節(jié)都離不開信息的收集。③信息整序。即信息組織，利用一定規(guī)則和方法，通過對信息外在特征和內(nèi)容特征的表征和序化，將無序信息流轉(zhuǎn)換為有序。④科學(xué)抽象。從收集整序后的多源信息中抽取其本質(zhì)特征構(gòu)建相應(yīng)的情報模型。⑤成果表達。將階段性的情報成果借助一定的模式進行表示，為時間維下一階段的執(zhí)行做準備。⑥成果評價。構(gòu)建不同階段情報成果的評價機制，形成階段性的反饋模式，從而提高各階段情報工作能力，為實現(xiàn)最終高質(zhì)量的情報服務(wù)提供保障。

（3）知識維。中國科學(xué)院李伯聰教授在2002年出版的《工程哲學(xué)引論》中提出了科學(xué)、技術(shù)、工程三元論：“為了更簡明的辨析與把握科學(xué)、技術(shù)與工程的不同特性，我們可以簡要的把科學(xué)活動解釋為以發(fā)現(xiàn)為核心的人類活動，把技術(shù)活動解釋為以發(fā)明為核心的人類活動，把工程活動解釋為以建造為核心的人類活動?！痹诳茖W(xué)、技術(shù)、工程三元論的構(gòu)架下，構(gòu)建了包括科學(xué)層面知識、技術(shù)層面知識和工程層面知識的知識維。①科學(xué)層面知識主要闡述學(xué)科內(nèi)在規(guī)律，探討情報工程的基礎(chǔ)理論、原理和規(guī)律，包括情報工程“是什么”的問題、情報工程的歷史來源和未來發(fā)展，以及情報工程跨學(xué)科比較研究等。②技術(shù)層面知識主要闡述指導(dǎo)情報工程實踐活動的、具有可重復(fù)性和一定普遍性的方法或技術(shù)，具體包括指導(dǎo)情報工程實踐活動的方法論，以及以此方法論為指導(dǎo)開展研究形成的知識單元等。③工程層面知識體現(xiàn)在實踐活動中，以現(xiàn)實問題為研究對象，綜合運用科學(xué)和技術(shù)層面知識來解決相應(yīng)問題。三層知識維度之間的關(guān)系如圖2所示。

圖2　知識維三層結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

4 情報工程知識體系構(gòu)建

情報工程雖然并不是一個全新的概念，但是2014年賀德方卻賦予了情報工程全新的意義，因此，關(guān)于新的情報工程的知識體系還未有相關(guān)研究。而究其根源，關(guān)于情報科學(xué)的知識體系，國內(nèi)普遍以概念序列“信息、情報、知識”和信息傳遞環(huán)節(jié)“信源、傳遞、信宿”作為框架進行情報學(xué)研究。葉鷹構(gòu)建了情報學(xué)“基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、理想層”的三層邏輯結(jié)構(gòu)，并據(jù)此將情報學(xué)劃分為理論情報學(xué)和應(yīng)用情報學(xué)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了情報學(xué)知識體系［10］。王知津等從知識、用戶、管理等多元視角研究情報學(xué)科，構(gòu)建了理論情報學(xué)、技術(shù)情報學(xué)、應(yīng)用情報學(xué)和管理情報學(xué)的情報學(xué)知識體系結(jié)構(gòu)［15］。但是從工程的視角研究情報，并構(gòu)建其知識體系，還未有相關(guān)研究，本文試圖結(jié)合情報特點，在前文三維模型基礎(chǔ)上研究情報工程的知識體系，為推動情報工程學(xué)科發(fā)展盡一份力。

4.1 構(gòu)建原則

李上等在研究標準化學(xué)科知識體系的過程中，提出了知識體系構(gòu)建的基本原則：全面性原則、科學(xué)性原則和開放性原則［16］。①全面性原則，即情報工程知識體系盡可能覆蓋所涉及的各方面知識，包括理論方面和實踐方面，確保情報工程知識體系的全面性。②科學(xué)性原則，即根據(jù)情報工程系統(tǒng)的客觀情況，以霍爾模型為基礎(chǔ)，依據(jù)知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，確定知識單元的隸屬和并列關(guān)系，確保學(xué)科知識體系科學(xué)有序。③開放性原則，即充分考慮和預(yù)估情報工程發(fā)展趨勢，為未來的學(xué)科發(fā)展預(yù)留一些接口，確保學(xué)科知識體系的開放性和動態(tài)性。

情報工程的霍爾三維模型從時間維度和邏輯維度對情報工作進行了全面解讀，其中時間維度對情報工作的運行周期進行了很好的刻畫，以此為基礎(chǔ)，與知識維度構(gòu)成霍爾活動矩陣，探討情報工程的知識體系能較好地貫徹知識體系的構(gòu)建原則。

4.2 基于霍爾模型的情報工程知識體系

4.2.1 情報工程霍爾活動矩陣——知識維和時間維

表1　霍爾活動矩陣——知識維和時間維

將情報工程霍爾模型的時間維的四個階段和知識維的三個層次歸納在一起，構(gòu)成情報工程的知識維和時間維活動矩陣，如表1所示。矩陣中每一個元素表示情報系統(tǒng)在時間維度每一階段所需的不同層次的知識。X11表示在時間維的情報采集階段所需要的科學(xué)層面知識，X21表示在時間維的情報采集階段所需的技術(shù)層面知識，X31表示在時間維的情報采集階段所需的工程層面知識，X12表示在情報處理與組織階段所需的科學(xué)層面知識，其他以此類推。

科學(xué)層面、技術(shù)層面和工程層面的知識維度劃分從本質(zhì)上體現(xiàn)了知識的不同形態(tài)，體現(xiàn)了知識體系的科學(xué)性，但是這種粗獷型的劃分還不足以形成知識體系的全面性，需對其進行細化。通過構(gòu)建情報工程時間維和知識維的活動矩陣，可以很明晰地定位在時間維度各個階段所需的知識結(jié)構(gòu)，從而形成完整的知識體系。

4.2.2 情報工程知識體系

所謂知識體系，就是“關(guān)于研究對象某些方面的聯(lián)系的知識，聚集形成知識單元，規(guī)范化的知識單元通過相互聯(lián)系、相互制約而構(gòu)成的一個整體”。構(gòu)建情報工程的知識體系，對于明確情報工程概念，將情報工程理論與方法更好地應(yīng)用于實踐應(yīng)用具有重要意義。在知識維和時間維的霍爾活動矩陣基礎(chǔ)上構(gòu)建情報工程知識體系如圖3所示。

（1）科學(xué)層面

情報工程科學(xué)層面知識主要闡述情報工程內(nèi)在的具有普遍性的規(guī)律?？茖W(xué)層面知識以時間維的4個階段作為維度，構(gòu)建科學(xué)層面知識體系：①情報采集維度的科學(xué)知識主要解決情報是什么以及獲取相關(guān)的問題，涉及的知識主要包括情報學(xué)基礎(chǔ)理論、情報檢索理論等；②情報處理與組織維度的科學(xué)知識主要解決情報的組織與存儲管理的問題，涉及的知識包括信息組織管理理論、信息資源管理、知識管理理論、分類學(xué)等相關(guān)知識；③情報分析維度的科學(xué)知識主要解決從大量混沌信息中獲取有用信息的問題，所涉及的知識包括信息分析與研究、數(shù)據(jù)分析等知識；④情報服務(wù)維度的科學(xué)知識主要解決情報向用戶的有效推送和傳播的問題，主要涉及的科學(xué)知識包括情報用戶研究、競爭情報理論、情報傳播理論、信息經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)、信息咨詢與服務(wù)等。

（2）技術(shù)層面

情報工程技術(shù)層面知識主要闡述指導(dǎo)情報工程實踐活動的、具有一定普遍性和可重復(fù)性的方法。技術(shù)層面知識以時間維的4個階段作為維度，構(gòu)建技術(shù)層面知識體系：①情報采集維度的技術(shù)知識主要解決如何獲取情報以及其間所使用的方法和技術(shù)的問題，涉及的知識主要包括計算機技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等；②情報處理和組織維度的技術(shù)知識主要解決情報獲取之后的預(yù)處理和組織存儲問題，涉及的知識主要包括知識標引、知識分類技術(shù)、知識組織方法、大數(shù)據(jù)技術(shù)等；③情報分析維度的技術(shù)知識主要明確在將混沌復(fù)雜信息轉(zhuǎn)變成有用清晰知識過程中所需要的方法和技術(shù)，所涉及的知識主要包括數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、統(tǒng)計分析、人工智能技術(shù)等；④情報服務(wù)維度的技術(shù)知識主要解決為用戶提供服務(wù)階段所需要的技術(shù)和方法，所涉及的知識主要包括情報傳播技術(shù)、信息可視化方法和技術(shù)、用戶行為分析技術(shù)等。

（3）工程層面

情報工程的工程層面知識以科學(xué)層面和技術(shù)層面知識為基礎(chǔ)，以一次性的、個體性的情報工作項目為研究對象，其知識維度可根據(jù)項目的生命周期分為戰(zhàn)略維度、決策維度、實施維度和評價維度。①戰(zhàn)略維度，從具體情報系統(tǒng)出發(fā)研究具有宏觀指導(dǎo)性的相關(guān)知識，包括資金投向、市場分析、技術(shù)趨勢預(yù)測等；②決策維度，根據(jù)系統(tǒng)可行性和必要性分析，制定情報工作目標所需要的相關(guān)知識，主要包括系統(tǒng)工程建模和規(guī)劃等；③實施維度，情報系統(tǒng)工程在實施過程中所需要的相關(guān)知識，主要包括工程進度管理、人員管理、成本管理和質(zhì)量管理等；④評價維度，情報工程系統(tǒng)的最后一步對情報系統(tǒng)實施情況的評價，主要涉及的知識包括成熟度模型和評價體系等。

圖3　情報工程知識體系結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)語

情報工程概念的提出為大數(shù)據(jù)環(huán)境下情報研究工作的系統(tǒng)化、自動化提出了新的思路。本文將霍爾模型應(yīng)用于情報工程，探討了情報工程的三維結(jié)構(gòu)，并以時間維和知識維為活動矩陣，構(gòu)建了情報工程的知識體系，對于進一步加強情報工程理論研究和開展情報工程學(xué)科建設(shè)都具有重要意義。

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唐曉波，男，武漢大學(xué)信息資源研究中心主任，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：知識組織與情報研究。

朱娟，女，武漢大學(xué)信息管理學(xué)院博士研究生，研究方向：知識組織與情報研究，E-mail：zhujuan@whu.edu.cn。

Construction for Intelligence Engineering of Knowledge System Based on Hall Three Dimension Model

TANG XiaoBo1， ZHU Juan2
（1. Research Center of Information Resource， Wuhan University， Wuhan 430072， China；2. School of Information Management， Wuhan University， Wuhan 430072， China）

Intelligence Engineering is a new research paradigm under the big data environment， which provides a new way for researching the intelligence work automatically. Based on Hall Three-dimensional model， we build the three-dimensional model of Intelligence Engineering. Combining the Triarchic Theory of “science，technology and engineering”， the knowledge dimension is divided into three levels， with the time dimension of Intelligence Engineering， forming the knowledge system. It is important for further strengthening the theory research and discipline development of Intelligence Engineering.

Intelligence Engineering； Hall Three-Dimension Model； Knowledge System

G350

10.3772/j.issn.1673-2286.2016.2.004

* 本研究得到中國科學(xué)技術(shù)信息研究所合作項目“情報工程學(xué)科體系建設(shè)和理論研究”資助。

2015-12-14）