基于智能Agent的數(shù)字圖書館個性化服務模型研究

寧琳

（重慶交通大學圖書館，重慶 400074）

隨著信息技術的迅猛發(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確的查找所需信息，更好地利用館藏資源進行自主學習，這對圖書館服務模式提出了新的要求。采用智能Agent設計圖書館個性化服務模型，以用戶為中心，研究用戶的行為、興趣和習慣，為用戶搜索、組織、選擇和推薦建立更具針對性、面向用戶的個性化服務機制，能夠使圖書館從被動為讀者提供資料到主動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)字圖書館個性化服務模型進行研究。

1 數(shù)字圖書館個性化服務的內(nèi)容

1.1 個性化信息定制服務

個性化定制服務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性化信息，從而理解用戶的需求，為用戶提供更為準確的信息服務。在個性化信息定制中，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、界面和服務等，系統(tǒng)也可以將更新信息及時推送給用戶，提醒用戶及時利用。

1.2 個性化信息檢索服務

個性化信息檢索服務是圖書館個性化服務的重要方面，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、檢索方法和檢索結果上要支持用戶個性化需求。檢索服務主要包括以下幾個方面：

1.2.1個人檢索模板

用戶可根據(jù)所需信息的專業(yè)（用分類號或主題詞、關鍵詞確認）、應用目的（用文獻類型區(qū)別，例如期刊論文、專利、會議文獻等）、而且深度、地域、數(shù)量、時域等進行定制，從而表達自己相對穩(wěn)定的檢索限制條件。

1.2.2 檢索結果處理

可對檢索結果的相關度計算標準、輸出格式、排序方式、分類組織、下載格式、傳送地址等進行約束。

1.2.3 檢索歷史分析

用戶可要求系統(tǒng)動態(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，用來自動修改用戶的個性化信息。

1.3 個性化界面服務

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

2 智能Agent在個性化服務中的功能及實現(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，以主動服務的方式完成一組工作，幫助用戶準確獲取信息，實現(xiàn)用戶個性化服務的需求。

2.1 Agent的主要特點

Agent是一個在特定環(huán)境下能感知環(huán)境，并自主運行，代表用戶或設計者實現(xiàn)一系列目標的計算機實體或程序，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，它可以引導并代替用戶對信息資源進行訪問，如代替人完成網(wǎng)絡搜索、進行網(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具有自我調控能力，它應能在動態(tài)變化的環(huán)境中，獨立規(guī)劃復雜的操作步驟，在用戶不參與的情況下，獨立發(fā)現(xiàn)和獲取符合用戶需求的資源和服務。

2.2 智能Agent在個性化服務中的功能

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

（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、詳細摘要、簡單摘要、標題)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于特定主題的問題。

2.3 智能Agent實現(xiàn)個性化服務的方法

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)行映射到動作，并將輸出動作作用于環(huán)境，從而實現(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)庫進行對比，Agent通過action{next[i0,see(e)]}選擇一次執(zhí)行動作r，r在環(huán)境狀態(tài)e與主體動作a之間呈交替序列：動作執(zhí)行之后Agent進入下一循環(huán)，繼續(xù)通過see感知外部世界，通過next更新狀態(tài)，通過action選擇動作執(zhí)行。

2.3.2 智能Agent個性化信息獲取的過程

個性化服務的關鍵是用戶動態(tài)信息的獲取。智能Agent信息獲取的方式有兩種：一是定時輪詢Web日志，定期收集用戶使用信息；二是Agent實時的跟蹤，發(fā)現(xiàn)變化及時產(chǎn)生動作，從中分析出用戶的個性化信息。其具體過程如圖2所示。

個性分析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，通過知識庫相關規(guī)則進行推理判斷，提取個性化服務信息，再把查找結果回送給個性分析Agent，最后將知識庫推理算法的權值進行調整，并將查詢結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，個性分析Agent的“檢索類Agent”中就會添加“數(shù)字圖書館”，并賦予一定的權值，通過知識庫的推理算法構造個性信息結構，以后的檢索工作都是圍繞這個個性信息結構進行，通過比對分析，提取出個性信息，最后將分析結果反饋到個性分析Agent，該結果除包括“數(shù)字圖書館”，還會包括系統(tǒng)預測的信息，如“數(shù)字圖書館技術”、“分布式圖書館”、“數(shù)字圖書館建設”等，檢索完畢之后，調整知識庫推理算法的相應權值。

3 數(shù)字圖書館基于智能Agent的個性化模型框架結構與功能分析

3.1 基于智能Agent的個性化模型框架結構

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

3.2 智能Agent的個性化模型功能分析

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)提供的服務以用戶可以識別的方式呈現(xiàn)給用戶。用戶接口模型結構圖見圖4。信息跟蹤Agent主要對用戶行為進行跟蹤，自動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主要負責把跟蹤Agent采集的信息進行處理，按照一定的限定要求，去除一些無關數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的傳輸量。信息呈現(xiàn)Agent主要負責呈現(xiàn)界面的作用。管理Agent主要負責協(xié)調和管理其他Agent，對任務進行分解和分配，平衡其他Agent間的負荷。

3.2.2 個性化處理模塊

個性化處理模塊是整個系統(tǒng)的核心，負責控制整個系統(tǒng)的正常運轉，主要將用戶的需求進行個性化分析處理，提煉出個性化信息內(nèi)容，并轉化為機器可以識別的信息。個性化處理模塊結構圖見圖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)，并進行簡單的分類，收集信息后，將采集的信息送往個性分析Agent群。個性化分析Agent群是個性化處理模塊的關鍵部分，主要按照知識庫的相應規(guī)則，采用多種推理算法，將最新采集的信息進行分析處理，分離出個性化信息內(nèi)容，如用戶的個人信息、經(jīng)常訪問的期刊網(wǎng)址、使用的關鍵詞或主題詞、用戶的IP地址、訪問的時間頻率等，處理完成之后，將結果轉入用戶信息庫或傳遞到信息呈現(xiàn)模塊，并更改知識庫。知識庫是一個存儲庫，主要保存Agent運行時所需的數(shù)據(jù)、處理結果以及處理后發(fā)回用戶的數(shù)據(jù)。同時，知識庫也是一個規(guī)則庫，Agent可根據(jù)這些規(guī)則來進行分析、判斷和推理。信息調度Agent根據(jù)個性分析處理后的個性參數(shù)來調度數(shù)據(jù)庫，選擇合適的信息資料呈現(xiàn)給用戶，同時，把用戶的活動信息反饋給個性化分析Agent群，由個性分析Agent群進行再加工。管理Agent主要負責協(xié)調和管理其他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性化信息。用戶信息模塊結構圖見圖6。信息分類Agent主要對經(jīng)個性化處理模塊處理過的信息進行分析歸類。個性分析Agent負責將分類的信息再次進行篩選比對，提取讀者的個性特點，并存入讀者信息庫。讀者信息庫主要記錄讀者的基本信息、個性習慣、網(wǎng)絡記錄等。管理Agent主要負責其他Agent的管理和協(xié)調。

3.2.4 協(xié)調Agent模塊

協(xié)調Agent系統(tǒng)模塊主要對各個模塊進行管理和協(xié)調，負責它們之間的信息傳輸和解決資源、約束沖突的問題。

4 結束語

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

［1］高建清．基于模糊Q學習的Agent智能決策研究與實現(xiàn)［D］．合肥：合肥工業(yè)大學，2006．

［2］陳自郁．基于代理的遠程教學系統(tǒng)及學生模型的研究［D］．重慶：重慶大學，2002．

［3］ 高仲慧，林筑英，魏高起．基于多Agent的自適應遠程教學系統(tǒng)模型［J］．貴州師范大學學報（自然科學版），2009（8）：96－99．

［4］ 莊鵬，張惠惠，夏佩福．代理模式實現(xiàn)數(shù)字圖書館個性化信息服務模型［J］．現(xiàn)代圖書情報技術，2003（5）：15－18．