多Agent技術(shù)在智能化信息檢索中的應(yīng)用

史晶，王雪俠

（咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

多Agent技術(shù)在智能化信息檢索中的應(yīng)用

史晶，王雪俠

（咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

網(wǎng)絡(luò)信息資源巨大膨脹，信息搜索技術(shù)面臨越來越大的挑戰(zhàn)。本文首先介紹了網(wǎng)絡(luò)信息檢索的相關(guān)概念，針對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息檢索技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和所暴露出的問題，提出了一種基于多Agent的智能化信息檢索系統(tǒng)框架模型。通過對該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架的具體設(shè)計以及工作原理和功能模塊的詳細(xì)分析，證明該系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)智能化搜索有一定的實(shí)用參考價值。

代理；信息；檢索；智能系統(tǒng)

文中通過分析現(xiàn)有信息檢索技術(shù)存在問題，為提高信息檢索系統(tǒng)的搜索精度和質(zhì)量，將人工智能研究結(jié)果引入到信息檢索技術(shù)之中，提出一種基于多Agent［1］的智能化信息檢索系統(tǒng)框架。該系統(tǒng)中的每個智能Agent具有不同功能，通過它們之間的相互協(xié)作完成智能化信息檢索。該智能信息檢索框架，能根據(jù)不同的用戶需求提供不同的信息檢索結(jié)果，過濾掉返回網(wǎng)頁中的大量無效網(wǎng)頁和重復(fù)網(wǎng)頁，滿足用戶個性化需求。

1　網(wǎng)絡(luò)信息檢索概述

1.1網(wǎng)絡(luò)信息檢索的一般方法

欲從網(wǎng)上獲取信息，用戶首先找到各個服務(wù)器在網(wǎng)上的地址（URL），然后通過該地址去訪問服務(wù)器提供的信息。一般檢索方法有以下幾種：

1）瀏覽；

2）通過網(wǎng)絡(luò)資源指南（Resource Guide）來查找信息；

3）利用搜索引擎進(jìn)行信息檢索［2～3］。

1.2網(wǎng)絡(luò)信息檢索的特點(diǎn)

1）交互式作業(yè)方式 所有的網(wǎng)絡(luò)信息檢索工具都具有交互式作業(yè)的特點(diǎn)，良好的信息反饋功能和瞬間響應(yīng)功能。這兩個指標(biāo)是信息檢索系統(tǒng)性能的最重要指標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也具有同樣意義。

2）用戶透明度 網(wǎng)絡(luò)信息檢索對用戶屏蔽了網(wǎng)絡(luò)的各種物理差異，使用戶在使用這些服務(wù)時感受到明顯的系統(tǒng)透明度。這里所指的差異包括主機(jī)的硬件平臺、操作系統(tǒng)等軟件上的差異、客戶程序和服務(wù)程序版本上的差異、主機(jī)的地理位置、信息的存儲方式甚至通信協(xié)議的差別等。

3）信息檢索空間的拓寬 信息檢索空間是衡量信息檢索工具的重要指標(biāo)之一。網(wǎng)絡(luò)信息檢索在這方面具有傳統(tǒng)信息檢索和Internet基本信息服務(wù)所不具備的優(yōu)勢。以FTP為例，它的檢索空間乍看起來似乎包括了Internet上的所有FTP服務(wù)器，其實(shí)不然。盡管使用FTP可以檢索所有FTP服務(wù)器，但用戶必須預(yù)先知道這些服務(wù)器所在的主機(jī)地址，而且在某一時刻只能使用一個FTP服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)信息檢索工具的工作方式則與此不同，它們可以同時使用多個主機(jī)甚至是所有主機(jī)的某種資源，而且用戶不必知道它們的具體地址。

4）友好的用戶界面與Internet的三大基本信息相比，網(wǎng)絡(luò)信息檢索系統(tǒng)的用戶界面要友好的多，特別是一些商業(yè)化的軟件，Internet的普及在很大程度上是得力于這些設(shè)計精良的軟件［2～3］。

1.3網(wǎng)絡(luò)信息檢索中存在的問題

現(xiàn)有的搜索引擎技術(shù)雖然在一定程度上滿足了人們信息檢索的需求，但仍然存在許多不足之處。

1）搜索精度差：對用戶的一個查詢請求往往會返回成百上千的查詢結(jié)果，這些結(jié)果常常包含一些無用信息，浪費(fèi)了用戶的時間與精力。

2）不具備學(xué)習(xí)能力：與用戶之間缺乏溝通，不能很好地處理主題概念，不了解用戶的情況，包括用戶的個人興趣愛好等，不能處理用戶的反饋信息，缺乏適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)交互。

3）缺少個性化：不同的用戶使用相同的進(jìn)行查找，得到的結(jié)果總是相同的，體現(xiàn)不出查詢的個性化。

4）搜索存在差異：對同一使用不同的搜索引擎得出的結(jié)果差別很大。如果可以綜合多個搜索引擎的查詢結(jié)果，就能獲得令人滿意的查詢效果。

為解決這些問題，人們希望找到一種智能化的信息檢索方法，用新的途徑彌補(bǔ)這些缺陷和不足，多Agent技術(shù)作為人工智能和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，被提了出來。

2　多Agent技術(shù)在信息檢索中的應(yīng)用

鑒于網(wǎng)絡(luò)信息檢索中存在的問題，利用人工的智能系統(tǒng)具有記憶、學(xué)習(xí)、交互等特征，文中提出了一種基于Agent技術(shù)的智能化信息檢索系統(tǒng)框架［4～6］。該框架建立在Agent技術(shù)及搜索引擎技術(shù)基礎(chǔ)之上，把智能Agent應(yīng)用于Web信息檢索，通過多個智能Agent協(xié)作來完成在Internet上迅速有效的檢索，為用戶提供個性化、智能化信息服務(wù)：

1）幫助用戶篩選出最有價值的信息，過濾掉那些無用信息，節(jié)省大量時間和精力。

2）Agent的自主學(xué)習(xí)功能可以幫助用戶表達(dá)個性化信息需求，對用戶的信息需求進(jìn)行分析，主動搜集用戶感興趣的信息，分析用戶需求的個性化特點(diǎn)，對用戶的個性化需求模式進(jìn)行記錄。

3）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上信息和用戶個性化需求模式的匹配，對不同的用戶提供不同的信息，體現(xiàn)信息服務(wù)個性化的特點(diǎn)，解決搜索差異問題。

2.1智能信息檢索系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架及工作原理

圖1表示智能化信息檢索系統(tǒng)框架，它采用多Agent協(xié)同工作的方式，由用戶Agent、推理Agent、搜索Agent、分析Agent、中間Agent、用戶數(shù)據(jù)庫以及元搜索引擎組成。

圖1　檢索系統(tǒng)框架圖

圖中，用戶Agent接收到用戶要求查詢的信息后，通過分析，首先查找用戶數(shù)據(jù)庫。若庫中有與本次查詢相關(guān)的信息，則將查詢結(jié)果返回給用戶Agent，用戶Agent會根據(jù)用戶數(shù)據(jù)庫中保存的有關(guān)用戶的個人資料，包括用戶的興趣愛好、專業(yè)特點(diǎn)，以及瀏覽網(wǎng)頁的習(xí)慣等，對用戶的查詢請求進(jìn)行分析，并將用戶的查詢請求與個人資料一起傳遞給推理Agent；若庫中沒有與本次查詢相關(guān)的模式，這時用戶Agent就會與用戶進(jìn)行進(jìn)一步的交流，試圖了解用戶在這段時間內(nèi)的個人喜好以及搜索習(xí)慣等信息，并將所得到的結(jié)果傳遞給推理Agent。推理Agent接收到用戶Agent傳遞來的信息，推理用戶潛在的需求，對用戶要求查詢的信息進(jìn)行簡化和同義詞分析后，將推理后的數(shù)據(jù)傳遞給搜索Agent。搜索Agent根據(jù)推理Agent推理出的搜索關(guān)鍵詞以及它們之間的聯(lián)系，生成適當(dāng)?shù)牟樵冋Z句來進(jìn)行搜索工作。其后，中間Agent分布式地分別對各信息源進(jìn)行協(xié)同檢索，保證在間斷的通信情況下，系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。搜索Agent最后將其搜索結(jié)果匯總傳遞給分析Agent。分析Agent對搜索出的頁面進(jìn)行處理，驗(yàn)證搜索結(jié)果網(wǎng)頁的有效性，過濾掉無意義的網(wǎng)頁，根據(jù)用戶特定的需求以及在一段時間內(nèi)的偏好為衡量標(biāo)準(zhǔn)來篩選信息，并根據(jù)用戶的個人資料對信息進(jìn)行排序，生成瀏覽報告，返回給用戶Agent。分析Agent還要將本次查詢過程形成的和更新的用戶個人資料，包括用戶的新需求，保存在用戶數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)一步充實(shí)該庫，以方便用戶的下一次查詢請求。

例如，用戶需要搜索的信息為“計算機(jī)有什么作用”，用戶Agent就會調(diào)用用戶數(shù)據(jù)庫提取用戶的個人資料的相關(guān)信息，并把將要搜索的信息和用戶的個人資料交給推理Agent。推理Agent根據(jù)用戶的相關(guān)資料對搜索要求簡化并進(jìn)行同義詞分析，提出更全面準(zhǔn)確的搜索關(guān)鍵字，如 “電腦”、“計算機(jī)”、“微機(jī)”和“作用”、“功能”、“用途”，傳遞給搜索Agent。搜索Agent利用元搜索引擎，通過中間Agent對信息源進(jìn)行檢索，得出搜索結(jié)果，傳遞給分析Agent。分析Agent過濾歧義和無關(guān)鏈接，交給用戶Agent，并更新用戶的個人資料，保存在用戶數(shù)據(jù)庫中，以便在以后的搜索中使用。

2.2主要模塊功能

該系統(tǒng)中的每個Agent完成各自的任務(wù)，通過相互協(xié)作，共同完成用戶的查詢請求。

1）用戶Agent：是系統(tǒng)的用戶接口、信息預(yù)處理模塊，負(fù)責(zé)接收用戶的搜索指令，傳遞收集到的信息，協(xié)調(diào)系統(tǒng)完成用戶的需求。它從與用戶的對話記錄集中發(fā)掘用戶的操作習(xí)慣和興趣愛好，向用戶提供合作建議和個性化的幫助。檢索結(jié)果按相關(guān)程度從高到低排序，以用戶偏愛的界面形式返回，并能根據(jù)用戶的反饋意見，及時修正檢索模式，為用戶提供他所感興趣的和用戶認(rèn)為最相關(guān)的內(nèi)容。用戶Agent還具有一定的學(xué)習(xí)和交互性，它能對用戶提出的查詢要求和已瀏覽過的查詢結(jié)果不斷分析，更好地適應(yīng)用戶的動態(tài)需求變化。隨著不斷與用戶的交流，將用戶信息存入用戶數(shù)據(jù)庫，作為下次檢索的借鑒。

2）推理Agent：對用戶輸入的信息進(jìn)行智能處理，去除掉一些無關(guān)信息。用進(jìn)行同義匹配，為用戶獲取更全面的信息資料，提供基于領(lǐng)域語義相關(guān)的查詢。經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)信息將送至搜索Agent進(jìn)行搜索工作。當(dāng)用戶的查詢請求不明確時，推理Agent還將推理用戶的潛在需求，進(jìn)行概念檢索分析，選擇與用戶習(xí)慣最相近的需求進(jìn)行檢索。

3）搜索Agent：根據(jù)推理Agent所傳送的數(shù)據(jù)信息利用元搜索引擎，生成合適的查詢語句，進(jìn)行搜索，并在特定領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)發(fā)掘，為用戶獲取特定領(lǐng)域文檔信息。它使用中間Agent來智能地查找信息源，面對間斷的通信，允許系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

元搜索引擎不同于傳統(tǒng)的獨(dú)立搜索引擎，其本身沒有搜索引擎的網(wǎng)頁搜尋機(jī)制，也沒有自己獨(dú)立的索引數(shù)據(jù)庫，是一種基于若干個獨(dú)立搜索引擎的搜索引擎。它是通過自己定制的統(tǒng)一檢索界面，將進(jìn)入檢索界面用戶的檢索提問進(jìn)行轉(zhuǎn)換，移植給其鏈接的多個獨(dú)立搜索引擎，由它們對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行選擇、查詢、分析、提煉。其目的是幫助用戶選擇和利用合適的搜索引擎來實(shí)現(xiàn)檢索操作，并將所有檢索結(jié)果按某種策略集中起來，供分析Agent綜合處理。因此，使用元搜索引擎返回的信息量更大、更全，搜索結(jié)果也更具有權(quán)威性和可靠性。

4）分析Agent：對搜索Agent的搜索結(jié)果進(jìn)行處理，作進(jìn)一步分析。為了使檢索結(jié)果真正符合用戶的需求，就必須對搜索Agent的檢索結(jié)果進(jìn)行再加工和過濾，過濾掉那些無效網(wǎng)頁、無法訪問的網(wǎng)頁和有歧義的搜索結(jié)果。分析Agent需要根據(jù)用戶特定的需求以及在一段時間內(nèi)的偏好為衡量標(biāo)準(zhǔn)來篩選信息，并對己經(jīng)篩選好的信息根據(jù)用戶習(xí)慣按照相關(guān)程度進(jìn)行排序，生成瀏覽報告，返回給用戶Agent。分析Agent還將此次查詢結(jié)果所形成的和更新的用戶資料保存在用戶數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)一步修正充實(shí)該庫，以便使下一次檢索更加完善。

3　結(jié)束語

文中在傳統(tǒng)信息檢索系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合Agent技術(shù)和人工智能技術(shù)，提出了一種基于多Agent的智能化信息檢索系統(tǒng)的框架。該智能化系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)信息檢索中存在的一些問題，嘗試去理解用戶的查詢意圖，過濾掉重復(fù)的、無效的網(wǎng)頁信息，能夠根據(jù)用戶的個人資料狀況提供個性化、智能化的服務(wù)。它通過多個Agent之間的相互協(xié)作，能夠快速、全面、準(zhǔn)確地完成用戶的查詢請求，提高了查詢效率。目前，對于該系統(tǒng)的研究還處于探索階段，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，仍然還有很多問題需要解決，還有待于進(jìn)一步的探討和研究。

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［3］余大勇，李玉謹(jǐn)，孫濟(jì)慶.一種新的多Agent協(xié)作的信息檢索模型［J］.計算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，40（12）:193-195.

［4］杜玲玲.基于Agent的智能元搜索引擎在校園網(wǎng)的應(yīng)用［J］.計算機(jī)與現(xiàn)代化，2006（6）：113-115.

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App lication ofm ulti Agent technology in intelligent information retrieving

SHIJing，WANG Xue-xia
（Departmentof Electrionics and Information Engineering，Xianyang Vocational Technical College，Xianyang 712000，China）

Because of the enormous inflation of the information resources on the network,information search technology has faced greater and greater challenge.This paper introduced the relevant conceptsabout the Internet information retrieval.Point at the currentsituation and the questionsabout the Internet information retrieval technique,proposed an intelligent information retrieval system framemodel thatbased onmulti Agent.Under designing a framework of the system and alsomade a detailed analysis about theworking principle and the functionalmodule of this system.The system testified has useful reference value on Internet intelligent retrieval.

agent；information；retrieving；intelligent system

TN108.3

A

1674-6236（2016）19-0060-03

2014-12-30稿件編號：201412302

史 晶（1983—），女，山東東平人，碩士研究生，助教。研究方向：分布式系統(tǒng)。