個性化智能信息資源檢索入口機制探討

張樹東，陳 燕

（1.首都師范大學 信息工程學院，北京 100048；2.中國民航管理干部學院，北京 100102）

1 引言

隨著三網融合的推進，綜合多媒體資源將迅猛增長，傳統的依靠瀏覽器、數據庫字段、關鍵字匹配甚至人工的檢索查詢方式已經越來越難以滿足人們對資源檢索的需要，如何能夠快速、準確地找出自己所需要的資源，已經越來越迫切地擺在人們面前。

資源檢索是從大量的資源集合中找到與用戶需求相關資源的技術。但信息資源的多樣性發展為用戶查詢能力帶來挑戰，由于用戶的工作和知識背景不同，對各領域了解程度不同，借助現有的信息自愿檢索系統很難準確、有效地檢索其需要的信息。目前，基于關鍵詞或內容目錄分類的檢索方法仍占據信息檢索領域的主要地位，但在查準率和查全率上已經無法滿足用戶要求。

2 系統結構

本體是共享概念模型的明確的形式化規范說明。領域本體是以某一領域為描述對象的本體，它描述領域中的概念、概念的屬性以及概念之間的關系等內容，通過概念之間的關系來描述概念的語義，是對信息資源的共享的、明確的、形式化的抽象表示，強調信息資源的共享。由于領域本體能夠挖掘領域概念之間的內在聯系，借助領域本體思想，可以使檢索結果更貼近用戶的實際需求[1-5]。

筆者給出一種基于領域本體的個性化智能信息檢索入口機制，可以實現有效的信息資源檢索，結構如圖1所示。

該機制充分考慮各類用戶的領域知識層次，為其提供相應的檢索途徑，進行個性化的信息導引，使得各類用戶在特定的查詢環境下能夠充分有效地表達自己的查詢意圖，包括提供多種檢索模式（自由模式、固定模式、向導模式3種），以及個性化的定制和主動推送服務（實時鏈接、熱鏈接、溫鏈接、冷鏈接4種），并為初學者提供本體瀏覽和用戶培訓服務，為用戶提供查詢反饋服務等，從而解決傳統信息檢索的檢索表達難、表達有差異等問題。

2.1 系統角色

該系統的使用對象主要包括幾類用戶，即領域專家、信息資源管理人員、終端用戶和本體應用開發人員。

1）領域專家：指對領域背景知識相當了解的人員，他們是系統使用者和維護者，執行信息檢索時可在各種檢索模式之間自由選擇。此外，他們還有一個特殊職責就是定期審閱用戶的查詢反饋信息，然后指導或協作信息資源管理人員通過本體維護管理組件來維護、更新本體，實現本體的自學習能力。

2）信息資源管理人員：指熟練掌握領域本體庫和領域實例庫中的信息結構和信息部署等詳細內容的用戶，可在領域專家指導下維護、更新本體及實例，使本體能更準確地反映領域信息資源的客觀情況，提高智能信息檢索的效率。此類用戶多采用自由模式或固定模式。

3）終端用戶：為領域內眾多的管理人員和業務人員，多采用固定模式或向導模式來查詢信息以提高其檢索效率。

4）本體應用開發人員：此類用戶需要了解領域本體的信息，或利用領域本體實現共享、重用、互操作，但不具備或具有較少的領域知識，多采用固定模式或向導模式進行檢索。

2.2 身份和權限認證

該系統必須是注冊用戶方可使用，由系統管理員賦予各位用戶相應的權限，并根據權限的不同，在服務器上開辟大小不等的用戶個人文件箱。

2.3 本體瀏覽

該系統為初學用戶提供了方便的本體瀏覽功能，利于初學用戶快速熟悉和掌握領域本體中所定義的概念以及概念之間的關系，包括類、屬性以及屬性的約束等信息。

2.4 用戶培訓

該系統除為初學用戶提供本體瀏覽功能外，還提供了用戶培訓功能，也是方便用戶快速熟悉和掌握領域本體和領域實例的信息。

3 檢索模式

檢索模式是各類用戶與系統交互的方式，用戶可根據各自的使用意圖、領域信息的掌握程度來決定使用哪種或哪幾種檢索模式。所以檢索模式應能確實地反映不同用戶的不同興趣，以便進行個性化的信息導引。該系統為滿足各類用戶的需要，特意提供3種檢索模式：自由模式、固定模式和向導模式。

1）自由模式

自由模式是3種模式中最靈活的一種，和傳統的信息檢索方式類似，采用自然語言來描述用戶的查詢需求。

自由模式最好由具有豐富領域知識的領域專家和信息資源管理人員查詢使用，前者可以根據領域知識及查詢反饋的統計信息提出對領域本體的修改意見，后者具體實施本體的維護和更新，包括增加新概念、刪除過時概念、調換概念層次以及豐富本體與實例間的關系等，使領域本體可及時、準確地反映領域的本質特征。

自由模式也可以由對系統使用熟練的終端用戶和本體應用開發人員使用。

自由模式需要用戶能精確地描述查詢需求，減少了瀏覽本體或設置查詢需求的時間開銷。當然在這種模式不能恰當反映查詢需求的時候，可以相應選擇固定模式或向導模式。

在自由模式的自然語言查詢需求中，用戶還可以使用“.”、“，”、“（“、”）”等運算符來表達更復雜的查詢需求，其中：“.”代表邏輯與關系、“，”代表邏輯或關系、“（“、”）”代表優先關系。系統提供多種組合形式的靈活的查詢需求輸入方式，包括邏輯與方式、邏輯或方式、優先方式和組合方式，充分滿足更高層次用戶的需求。

2）固定模式

固定模式對用戶的領域知識要求較低，用戶只需按照檢索界面進行操作，系統將根據用戶的選擇或輸入自動生成符合領域語義檢索要求的查詢需求。固定模式適合各類用戶。

固定模式檢索界面為用戶提供“資源-屬性-值”三元組的形式輸入查詢需求，“資源”表示領域本體中的類概念；“屬性”表示領域本體中為選中資源及其所有超類定義的所有屬性概念；“值”表示用戶要檢索的資源具體取值。屬性與值之間的關系依據屬性取值類型不同而不同，例如：對字符型，關系可以為“等于”、“不等于”、“包含”、“不包含”、“開始于”、“結束于”等；對數值型，關系可以為“等于”、“不等于”、“大于”、“大于等于”、“小于”、“小于等于”等；對日期型，關系可以為“等于”、“不等于”、“早于”、“晚于”等；對對象屬性，關系可以為“包含”、“不包含”等。

用戶可以填寫完整的三元組，表示要查詢出該資源類及其所有子類、父類中滿足屬性與值約束關系的所有實例對象信息。用戶也可以填寫不完整的三元組，即只填寫資源域部分的內容，對屬性和值不作限定，表示要查詢出該資源類及其所有子類、父類的所有實例對象信息。用戶還可以輸入多個三元組，各個三元組之間的邏輯關系可以為“并且”、“或者”、“不包含”，表示要查詢出同時滿足各三元組間邏輯關系組合的所有實例對象信息。

3）向導模式

向導模式對用戶的領域知識要求最低，尤其適合剛剛接觸某一領域工作的初學用戶。用戶只需根據向導提示來瀏覽領域本體并確定相應的查詢內容，不需要主動提供關鍵詞，而系統則會根據用戶的操作自動生成符合領域語義檢索要求的查詢需求。

在以上3種模式中，用戶隨時都可以將自己感興趣的查詢需求，以熱鏈接、溫鏈接或冷鏈接等方式添加到用戶定制庫中，方便以后的查詢。

4 個性定制和主動推送服務

個性化是指根據用戶的需求特性提供具有針對性的信息服務內容。該系統為用戶特意提供了個性化的定制服務，包括熱鏈接、溫鏈接、冷鏈接和實時鏈接等方式。

1）熱鏈接

熱鏈接是指用戶可以定制自己的查詢需求，并設置各條查詢需求的發送周期，該周期可根據需要設置為以天、季、月、年等為單位。

系統經過批量的智能檢索處理后，可將滿足各查詢需求的檢索結果按各自的發送周期定期地、主動地推送到用戶的電子郵箱中。如果某查詢需求的檢索結果在相鄰的發送周期內沒有變更，則不進行重復推送。

用戶不必登錄系統，通過查看自己的電子郵件即可獲得各查詢需求的檢索結果。

2）溫鏈接

溫鏈接是指用戶可以定制自己的查詢需求，每條查詢需求及其檢索結果在系統內置的用戶個人文件箱中最多可保留30天。

系統經過批量的智能檢索處理后，首先將每條查詢需求是否有滿足條件的檢索結果情況（有或無）主動推送到用戶的電子郵箱中，然后將滿足條件的檢索結果保存在系統內置的用戶個人文件箱中。

用戶不必登錄系統，通過查看自己的電子郵件即可了解各查詢需求是否已有檢索結果，如果已有結果，再登錄系統，進入用戶個人文件箱中進行結果查看。

用戶對自己不再需要的查詢需求可以進行刪除，若用戶自己沒有刪除，系統會自動判斷并清除超過30天的查詢需求及其檢索結果。

3）冷鏈接

冷鏈接是指用戶可以定制自己的查詢需求，新近增加的需求狀態為“新需求”。

系統經過批量的智能檢索處理后，將每條查詢需求是否有滿足條件的檢索結果情況（有或無）主動推送到用戶的電子郵箱中，并且重置需求狀態為“已有結果”或“尚無結果”。

用戶通過查看自己的電子郵件即可了解各查詢需求是否已有檢索結果，如果已有結果，再登錄系統，可以方便地選擇其他鏈接方式獲取檢索結果。

4）實時鏈接

實時鏈接類似于普通的信息檢索方式，用戶登錄系統后，缺省的就是實時鏈接方式。用戶選擇好按某種檢索模式，根據檢索模式界面輸入自己的查詢需求，將查詢提交后，系統經過實時的智能檢索處理后，立即在屏幕上為用戶顯示檢索結果。

以上4種定制服務方式中，前3種方式適合領域用戶在日常工作和管理決策中經常性地查詢自己所需的信息，不用每次都重復輸入查詢需求，而且檢索結果或是否有檢索結果的信息能夠主動推送到用戶的電子郵箱中，或保留在系統內置的用戶個人文件箱中，方便用戶的工作。用戶可以根據自己的需要，選擇不同的服務方式，定制自己感興趣的信息。而最后一種方式適合提交新的查詢需求或臨時查詢某信息等。

5）主動性信息推送

隨著聯入互聯網的主機數、用戶數和信息源節點數的增長，信息推送已成為人們關注的焦點。在信息推送問世之前，人們往往利用瀏覽器在互聯網或內聯網上搜尋，“拉”出自己所需信息。面對浩如煙海的信息，很多用戶，特別是某些專業信息用戶頗有大海撈針之感。

信息推送服務是一項面向用戶、以用戶為中心自動收集并發送信息的集成化服務。信息推送可以將用戶定制的信息通過固定途徑向用戶主動發送，讓用戶得到最新的信息，而避免其在信息搜索中造成的諸多問題。使用信息推送技術，可大大提高用戶獲取信息的能力，并且能做到用戶訂制、按需推送。

該系統采用信息推送技術，能夠在沒有用戶干預的情況下（比如用戶離線的情況下），根據用戶定制的查詢需求自動進行批量的智能信息檢索處理，對通過熱鏈接定制的查詢需求，系統自動將檢索結果按各自的發送周期定期推送到用戶的電子郵箱中，用戶無需登錄系統，即可在個人計算機上查看檢索結果；對通過溫鏈接和冷鏈接定制的查詢需求，系統自動將檢索結果有或無的信息主動推送到用戶的電子郵箱中，溫鏈接的檢索結果還將保留在系統內置的用戶個人文件箱中。這樣就實現了信息服務由被動地“拉”到主動地“推”的轉變，提高了工作效率。

[1]KARIM S，TJOA A M.Towards the use of ontologies for improving user interaction for people with special needs[EB/OL].[2009-01-02].http：//www.ifs.tuwien.ac.at/～skarim/Camera%20Ready-Ontologies%20for%20Special%20People-v3_reviewed.pdf.

[2]CATARCI T，DONGILLI P，MASCIO T D，et al.An ontology based visual tool for query formulation support[EB/OL].[2009-01-02].http://www.google.com.hk/url?q=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download%3Fdoi%3D10.1.1.4.7045%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf&sa=U&ei=WWz_TJOcKsL3rQeTmaT-Bw&ved=0CBAQFjAA&usg=AFQjCNFAk4y Aq2BirvNTO_7cK06vri_rAg.

[3]GARCíA E，SICILIA M A.Designing ontology-based interactive information retrieval interfaces[EB/OL].[2009-01-02].http://www.google.com.hk/url?q=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download%3Fdoi%3D10.1.1.59.8830%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf&sa=U&ei=wGz_TIe2F4jYrQesiZWFCA&ved=0CA8QFjAA&usg=AFQjCNH p8rzWWVc_RpBvTsRMh7O4LY8Gfg.

[4]GAUCHS，CHAFFEEJ，PRETSCHNERA.Ontology-based personalized search and browsing[EB/OL].[2009-01-02].http://www.google.com.hk/url?q=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download%3Fdoi%3D10.1.1.93.3661%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf&sa=U&ei=_mz_TNSv CMmrrAePl52iCA&ved=0CBAQFjAA&usg=AFQjCNHvcLjPNNmCzIt R5ZJIJ2BfFbJAyA.

[5]TRAJKOVA J.Improving ontology-based user profiles[D].Kansas：University of Kansas，2003.