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Agent支持的EDI-MA系统研究

作者 :李永亮更新时间:2012-11-5

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1 前言
   近年来,基于互联网的应用已涉及各行各业,电子商务、网上银行、网上图书馆等服务内容层出不穷。基于互联网的共享信息不仅为人们提供了快速、丰富、有效的各类服务,而且为群体和个体的业务分析和决策提供了可能。由于互联网的分布式海量信息,以及单个信息存储为主和多媒体的特点。因此,对网络信息的采集、监控、统计与分析是一项复杂和耗时的工作。同时,随着技术和信息化程度的提高,人们除了有信息查询和传输的要求外,也提出了对网络中信息进行监控和统计与分析要求,以明确信息的合法与有效,保障信息为辅助决策服务。目前,有许多研究者进行这方面的研究,如网络数据挖掘。我们则根据电子商务中的EDI单证处理流程,在Internet的EDI应用中,通过在客户端设计和嵌入一个由智能Agent构成的系统(EDI-MA)来实现单证的自动数据监控和分析。该Agent支持的网络数据统计与分析系统EDI-MA与其他网络数据统计系统的区别以及主要特点是:采用XML形式的EDI单证,使得统计和分析可在网络中不同客户端自动地对大量单证数据进行汇总、统计分析,自动地在网上传递监控、统计分析结果。
   2 EDI-MA中的Agent结构
   EDI-MA中的智能Agent是具有领域知识和模型嵌入,能自主工作和具有语义互操作及协作交互能力,问题求解能力的智能实体,具有以下特性:
* 自治性:自行控制其状态和行为,能在没有人或其它程序介入时操作和运行;
* 通信能力:通信语言与其它实体交换信息和相互作用;
* 推理和计算能力:基于知识系统、模型系统和外界环境,进行推理和计算;
* 协同、协调及协商能力:协同完成任务,协调和合作解决复杂问题,协商执行某类行动。
   2.1数据抽取Agent
   数据抽取Agent(DA)主要实现对网上电子数据交换的单证进行监控性或合法性的格式检查,并从不同的单证中自动地抽取出所需的数据项,提交给交互协调Agent,以便进行分析和统计。其对单证格式检查的要求,以及数据抽取的要求统一由交互协调Agent管理。为使网络间不同终端数据共享,使数据监控、分析和统计能在网络中不同机器间进行,传递单证采用XML描述。
   数据抽取Agent实时监测网上电子交换系统单证的收发,当用户收到或发送单证时,它就会自动提取单证中的数据,根据单证的种类、知识库中处理要求,进行数据处理和存储,并发送给交互协调Agent分析统计或报警。
   2.2 计算统计Agent
   计算统计Agent(TA)主要对抽取出的单证数据按类别、时间、对象等多角度,采用马尔可夫、多元回归、指数等多种方法进行分析统计。因此,需要建立模型库、知识库对不同的单证进行不同要求的处理。 TA会根据由交互协调Agent设定好的要求,当收到的相应单证数达到一定数目或者是积累了到预定的时间时,自动会进行分析和统计,如销售单处理中的本月单证数目,本月销售额、最大额销售情况、下月的销售量预测、最优库存量等。
   2.3 交互协调Agent
   交互协调Agent(CA)是EDI-MA系统的关键,它既是与用户沟通的桥梁,又是与各Agent交互协调工作的核心,为实现CA的交互协调和交互流程的一致,通过在CA上建立黑板系统BS,并将BS划成三个区。
  * 任务区(ToS):存放CA与其他Agent间的任务请求和分配信息;
  * 协作区(CoS):存放问题求解过程中的协作要求和参数信息;
  * 状态区(SoS):存放其他Agent的特征和问题处理描述性信息,供CA分配任务时使用。
   CA中的黑板BS专用于CA与DA、TA、网段外Agent、服务器等交换信息,其结构和每个区的作用已有表述。知识库包含交互和推理知识,包括优先和冲突处理知识、指令和数据调度与协调知识、统计分析结果的选择规则等。数据库存放着交互处理过程的记录,包括中间结果和最终结果,存放与用户交互获得的各类要求和数据等。通信处理与上述其他Agent的通信处理功能一样,采用基于消息通信。交互与推理机是CA中核心,它既和用户进行交互,获取监控和统计分析的要求,又与DA和TA交互,传递用户的任务要求,并协调DA、TA各自完成任务,由CA给用户或网段外Agent或服务器传递结果。
   2.4 Agent之间的通信与协作
   2.4.1 Agent之间的通信
   在EDI-MA系统中,Agent之间的通讯是基于消息的通讯机制,利用消息完成传递服务请求及协调Agent之间的同步。DA和TA根据消息通讯来获取环境信息、任务、结果反馈信息;DA的每一个监控和执行任务以及TA的每一个计算统计任务都可以表示为一个任务提交者CA向承担者DA和TA发送任务消息;监控和数据抽取任务的实施或暂停是由CA向DA发送任务消息,其监控和数据抽取的结果则通过向CA回送消息予以体现;同样,计算统计的实施过程是TA接收到消息后产生状态变化的过程,其计算分析结果通过向CA回送消息予以体现,并由此来实现多Agent间的共享和合作运行。消息通信的原语有四条Inform、Request、Refuse、Inquire,其定义如下:
* Inform(Agent,Message):其语义是Agent间消息的接收;
* Inquire(Agent,Message):其语义是Agent间的消息询问;
* Refuse(Agent,Message):其语义是Agent间的消息拒绝(消息错误或未能完成等原因);
* Request(Agent,Message):其语义是Agent间的消息执行请求。
   2.4.1 Agent间的协作
   各网段内的CA、DA、TA构成一个完整的EDI-MA系统(软件包),如图2所示。其中CA是EDI-MA交互协调的核心,其工作内容为:
* 接收来自用户的任务要求(监控内容和报警方式、分析和统计内容及传递方式等)、或维护任务要求(修改或更新DA、TA的知识库中知识、数据库中基本元素等);
* 分配本网段内DA和TA任务,协调本网段内DA和TA间工作进程;
* 采用消息通信方式与不同网段内的CA或Server交互,传递监控或分析统计结果。同一网段内,由CA来控制DA、TA的运行,进行CA、DA、TA三者间的协作交互。
   3 网络单证数据数据分析系统EDI-MA
   3.1 EDI-MA结构:
   网络单证数据数据分析系统EDI-MA是嵌入在原有的网上电子数据交换系统之上,主要由交互协作Agent、数据抽取Agent和计算统计Agent构成,还包括了与原系统的接口。
   CA控制协调DA和TD,以及控制数据接口和人机接口,而DA与数据接口仅有数据传递的连接关系,数据传递与否受CA的控制;数据接口是电子数据交换系统与EDI-MA的数据交换通道,面向数据共享的要求;人机接口是为用户进行任务设置而设计的,一旦任务设置后,系统可自动按设置值运行,无需外界干预。
   3.2 EDI-MA的工作流程
STEP1:通过人机接口,由用户向CA进行任务设置,包括监测单证和项目,统计和分析单证和项目,报警的方式和对象,结果传递方式及传递对象;或知识和数据的维护任务要求等;
STEP2:CA对设置的任务进行分解,并分配给DA、TA和CA自身;
STEP3:各Agent独立地进行工作,求解相应的问题;
STEP4:由CA协调DA、TA的在求解中的问题请求,按2.4.1所述的交互协作流程来完成相应任务;
STEP5:若指定的单证出现问题时,CA会按要求的格式进行报警,或按要求传递给设置的服务器,进行记录和提示;
STEP6:在CA获得TA的统计分析结果后,按要求的传递给设置的服务器进行记录,同时,可按设定的键显示输出,保存并打印。
STEP7:CA对整个执行过程记录存储,以优化模型和知识的选择和比较对比;
STEP8:结束。
   3.3 网上手机订货数据的分析
   在原有的网上电子数据交换系统中,有关于商家和供应商间网上手机订单处理。为此,将EDI-MA嵌入后进行Motorola V60手机订单的数据处理,包括订单中订货数量的监控、2005年7月的订货数量的预测。
   对订单中订货数量的监控,采用的方法是:订货量大于30部时,产生5秒的告警声并记录该单证号;对于2005年7月订货数量的预测,采用的方法是:选用最小二乘法模型TJMD1、指数加权移动平均模型TJMD2、三项和比例模型TJMD3这三个模型来预测2005年7月的订货数量,并由CA根据评选规则来确定最后预测值。
   4 结束语
   本文采用Agent技术,提出了对网上电子数据交换系统中XML单证的监控和统计分析方法和实现技术,初步探索了Agent在网络监控和预测领域中应用,并结合实际进行了验证。今后的研究将考虑用单个Agent来实现系统的功能,并加入黑匣子技术,面向网上的应用深入开展研究。 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com

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