胡潛 李靜 李夢婷



摘 要:[目的/意義]用戶需求日益復雜多元,分析信息服務融合的實現模式,利用信息服務融合規則對現有服務模塊進行邏輯組合,產生新的或增值的服務,能夠實現信息資源集成及知識發現。[方法/過程]從信息服務融合的概念理論研究入手,形成對信息服務融合的認識。在此基礎上,分析信息服務融合的內外驅動機制,有助于明確不同驅動力下的融合規律,進而推動融合組織實現模式研究。[結果/結論]信息服務融合實現模式包含基于模塊重用、用戶定制及自適應學習的動態信息服務融合3個層次,逐層深入,能夠有效揭示信息服務融合的發展路徑,為組織實現研究提供思路。
關鍵詞:信息服務融合;用戶需求;動力機制;實現模式
DOI:10.3969/j.issn.1008-0821.2020.02.002
〔中圖分類號〕G202 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821(2020)02-0011-07
Research on Dynamic Mechanism and Implementation
Mode of Information Services Fusion
Hu Qian Li Jing* Li Mengting
(School of Information Management,Central China Normal University,Wuhan 430071,China)
Abstract:[Purpose/Significance]User requirements are increasingly complex and diverse,analyzing the implementation mode of information services fusion,and using the rules to logically combine existing service modules to generate new or value-added services,which is able to realize information resource integration and knowledge discovery.[Method/Process]This paper started with the conceptual theory research of information services fusion and formed an understanding of the information services fusion.On this basis,analyzing the internal and external dynamic mechanism of information services fusion help to clarify the law of fusion under different driving forces,and then promoted the research on the realization mode of the fusion organization.[Result/Conclusion]The implementation pattern included three levels:module reuse,user-customized and adaptive learning dynamic information services fusion,which was in-depth layer by layer and can effectively reveal the development path of information services fusion and provide ideas for organizational implementation research.
Key words:information services fusion;user requirements;dynamic mechanism;implementation mode
大數據時代,信息資源指數級增加,信息技術迅猛發展,用戶社會背景差異化導致其需求呈現出復雜多元的特征。海量信息資源給用戶帶來了信息過載的問題,用戶希望獲取全面、精準的信息、知識,減少識別負擔,對其直接利用并進行輔助決策。此外,用戶需求表現也會受到所處情境的影響。然而,形式內容單一的信息服務已無法滿足用戶需求,信息服務融合能夠結合用戶的情境信息將現有的服務模塊按照一定的邏輯規則進行組合,產生新的服務或增值的服務,實現資源集成與知識發現,從而滿足用戶需求。針對用戶的復雜多元需求,信息服務模塊應具有靈活、通用、動態、可拓展性強等特征,在動力機制的作用下,實現基于模塊重用、用戶定制以及自適應的動態信息服務融合。
1 相關研究
信息社會,信息資源爆發式增長,資源積累與利用之間的矛盾日益突顯,用戶需求呈現出集成化、知識化和情境化的特點,單一的信息服務難以滿足用戶需求,依據用戶需求對信息服務的綜合化組織管理有助于提升信息服務質量。國內外已取得較為豐碩的研究成果。
信息服務融合是按照一定的業務邏輯或規則將現有服務進行重組,生成新服務或產生增值的服務能力的服務組織形式[1-2]。Benslimane D等認為信息服務融合是利用標準開放接口調用相關服務或功能,并按照一定規則對其進行組合,進而實現對多源信息的優化組織[3]。國內學者基于Mashup對信息服務融合進行拓展研究,胡昌平等認為信息服務融合由信息服務集成延伸而來,強調信息資源、服務應用各成分的有機融合[4]。在信息服務融合的實現機制研究中,胡潛等將其分為3種實現機制,包括業務流程驅動、基于接口匹配和基于人工智能規劃的實現機制[5]。第一種實現機制以Workflow為基礎,利用已有成熟建模工具和語言對信息服務融合進行業務流程描述,如胡昌平等利用Yahoo!Pipes建模工具融合功能獨立的Widget,并將其可視化,實現了個人圖書館中的資源獲取及知識管理等服務的融合[6]。第二種以用戶需求為導向,篩選能夠滿足用戶對服務功能需求的融合對象,并依據相應融合規則對其重組,王向輝等采用基于廣度優先的后向搜索策略解決了傳統語義Web服務間功能匹配度不高的問題,構建了新的語義Web服務融合框架IOPEWSCF,并通過實驗評估了其有效性[7]。第三種是利用人工智能中的規劃求解策略對服務進行融合重組,Ma X L等在拓展OWL-S服務描述語言的基礎上,使用情境演算,提出基于OWL-S的自動服務組織方法[8]。前者首先需要確定待融合服務和順序,在此基礎上進行服務融合;后兩者基于用戶需求,先發現待融合服務,再篩選相關服務單元及確定融合方案。上述成果為本文的信息服務融合研究提供了思路上的借鑒。
2 信息服務融合的動力機制
分析信息服務融合的動力機制有助于明晰信息服務融合的目標、組織實現等要求,系統論將創新驅動分為外部創新驅動和內部創新驅動[9-10],鑒于該思想,將信息服務融合的驅動力概括為外部驅動和內部驅動兩方面,明確驅動力作用下的信息服務融合規律,有助于推進信息服務融合的實現。
2.1 信息服務融合的外部驅動機制
大數據環境下,數字資源海量快速增加,信息服務機構在提供信息服務時受到兩方面的外部機遇與挑戰。一是日益復雜多元的用戶需求難以依靠單一的信息服務得到滿足,需要對信息服務進行重組;二是信息技術的飛速發展為信息服務的融合實現提供了技術保障。
2.1.1 需求驅動機制
服務環境的變化使得用戶需求發生改變,獲取、分析用戶需求是信息服務融合的前提,依據用戶需求分析結果對服務模塊進行融合組織。對用戶需求描述進行分析得到功能需求及非功能需求,通過對服務庫的搜索匹配出與之相適應的服務模塊,并依據相應的服務融合規則生成新的或增值的服務,需求驅動的服務融合結果更加貼近用戶期望。
圖1為信息服務融合的需求驅動模型,主要包括:①需求描述與分析。獲取用戶需求,通過用戶對需求的描述分析用戶的功能需求和非功能需求,建立用戶需求模型,其中用戶需求描述和分析是關鍵。②服務選擇。根據需求模型對服務庫中的服務模塊進行選擇并描述,形成可執行的融合候選集,這一過程的關鍵是需求與服務模塊間的映射。③融合實現。根據融合規則組織候選服務模塊,并將融合結果提交給用戶,用戶對結果做出評價與反饋,繼而可根據反饋信息進行調整。
2.1.2 技術驅動機制
信息技術的發展為服務融合實現提供了支撐,促進了信息服務組織模式的變革。利用信息技術對多種數字資源、檢索工具與系統的重組,為用戶提供適時、便利、開放式的信息服務。信息服務融合的關鍵技術可歸納為3方面:資源獲取技術、融合組織技術[11]和軟件協同服務技術[12]。
1)資源獲取技術。根據融合內容將資源獲取技術分為3種方式:①OpenAPI方式。OpenAPI的資源獲取包括請求與應答兩個步驟。服務提供方將資源與功能進行封裝并以OpenAPI的形式對外開放,需求方以URL形式發送服務請求,服務方根據服務請求返回如XML、HTML等特定格式的資源。②Web Feed方式。是用來接收信息來源持續更新的格式標準的接口,開發人員無需花費大量時間開發傳輸協議和軟件就可以實現內容的聚合與共享。③REST協議方式。REST是一種針對Web服務應用的設計和開發方式,實現對資源的創造、讀取、更新和刪除等操作。
2)融合組織技術。在獲取所需資源和封裝成標準的組件接口后,即可選擇合適的對象進行融合組織,該過程涉及融合組織開發環境和編程語言。根據不同的服務融合模式將服務融合的編程語言分為兩類:①面向瀏覽器端的組織語言,主要是各類腳本語言。瀏覽器端只需通過Ajax技術與開放資源或服務進行交互,并呈現資源或服務結果。②面向服務器端的程序語言,包括Java、PHP、Python等語言,實現服務器端的復雜功能和操作。
3)軟件協同服務技術。為了完成某一特定任務,通過克服不同系統構建采用的語言、運行環境和基本模式的差異,進而實現信息服務系統間的通信和協作。常見協同技術包括:中間件技術、網格技術和SOA技術。中間件技術旨在通過在系統外部提供轉換和協調功能,實現信息交換與服務共享;網格技術能夠實現資源的共享與集成;SOA技術可應用于服務組合、服務協調與管理等方面。
2.2 信息服務融合的內部驅動機制
信息服務機構在信息服務融合實現過程中,既需要針對外部技術環境和用戶需求的變化調節行為,又需要改善自我獲得適應新環境的能力,還需要不斷進行系統創新,從機構內部驅動信息服務融合的實現。
2.2.1 自適應驅動機制
信息服務機構的自適應能力是指當環境改變時,機構所具有的適應外部環境變化而調節行為的能力[13],表現為兩方面,一是機構在環境和用戶需求變化中的學習過程;二是機構通過學習進行變革,以適應動態環境和需求的過程。
信息服務系統中,機構的學習能力和自適應能力在為用戶提供知識信息服務的過程中形成。信息服務機構需要根據動態服務融合需求,及時與用戶進行交流,在不斷變革的信息技術環境中,更新信息資源組織方式,為用戶提供更有針對性的信息服務。此外,為了謀求長足發展,機構還需要在服務中不斷提升自身的學習和自適應能力。在構建信息服務機構自適應學習模型時,可借鑒霍蘭德主體行為模型。
如圖2所示,自適應學習模型由兩部分組成:執行系統旨在分析動態環境下的信息服務融合需求變化動向,將需求分析結果傳遞給學習系統,進而指導面向創新主體的服務融合組織;學習系統從創新主體需求入手,首先對問題進行識別,然后開展自適應分析,通過對環境的適應形成學習規劃,進一步實施推進計劃。在信息服務機構自適應學習過程中,系統主體以既定的學習規則為基礎,進行規則匹配,該匹配分析過程是機構產生自適應學習行為的關鍵。
2.2.2 自組織驅動機制
信息服務融合系統是面向需求復雜多元的眾多創新主體提供信息服務的開放系統;同時該系統具有耗散結構,需要通過持續耗散能量來維持原有狀態的平衡。為了滿足創新主體差別化信息需求,信息服務機構間既存在分工問題,又存在社會化發展中的競爭與合作問題,因而需要適時改變自身狀態,以維持復雜環境中服務機構的有序發展。這說明,信息服務系統是遠離平衡態的系統,機構間及機構與環境間的交互作用影響著機構的存在和運行,而機構的運行又以適應開放的環境為前提,這就引發了機構變革中的自組織驅動行為。
信息服務融合系統的開放性和非平衡性特征,導致信息服務機構具有通過自組織行為適應環境發展的內部需要,還可改善自我獲得適應新環境的能力,從而實現系統的進化。根據自組織理論,信息服務系統演化與服務重組融合的根本原因是信息服務機構之間的競爭與合作[14]。信息服務融合系統動態有序的實現,需要以外部環境的資源和信息的流動為基礎,同時,系統的開放性與價值交換的內生性決定了服務機構間競爭與合作的不可消除性。
2.2.3 系統驅動機制
信息服務系統在自適應、自組織特征的驅動下不斷更新,并涌現出新的系統特征,創新變革是信息服務系統重組的系統驅動力。原始創新、集成創新和知識吸收后的創新[15-16],能夠促進信息服務機構通過服務融合的方式提升服務質量。沿著驅動路徑,整個系統結構得以優化,最終體現為信息服務系統的融合發展。
如圖3所示,信息服務融合的系統驅動包括以下形式:1)面向原始創新的系統驅動。原始創新是依托創新主體自身資源和能力完成的根本性創新,實現難度最高但也最為重要。要實現原始創新,主體應具有較強的創造能力和技術優勢,這就必然要依托于高水平的知識信息服務。本質上講,面向原始創新的服務融合是基于信息元和知識元的融合模式,也是將知識轉化為創新資源的必要過程。2)面向集成創新的系統驅動。在集成創新中,創新主體十分注重信息資源的集成利用,由此提出了知識信息整合需求。通過信息整合,將分散在各系統中的信息資源聚集起來,通過深層次轉化加工,重構原有信息資源系統,實現面向創新主體的定向服務組織。信息服務提供者和創新主體之間存在交互關系,系統因此不斷發生變化。這說明,有必要通過信息服務融合的方式實現資源的整合,以適應動態服務場景,實現知識信息面向創新主體的適時集中。3)面向吸收創新的系統驅動。引進消化吸收再創新是指創新主體首先對引進的知識成果進行消化吸收,在掌握核心知識的基礎上,依據需求進行的創新活動,旨在超越引進成果和形成新的知識優勢。為實現對此類創新活動的知識保障,要求信息服務機構面向其成果引進、技術實現、消化吸收和再創新環節提供完整的信息資源與服務,因此信息服務融合應圍繞創新流程進行。
3 信息服務融合實現模式
信息服務融合實現模式受到系統開發與設計模塊化思想的啟發,主要分為基于模塊重用、用戶定制與自適應學習的服務融合3個層次。其中,基于模塊重用的信息服務融合是信息服務系統模塊化研發的延伸,目前最為成熟;基于用戶定制的信息服務融合改變了信息服務組織機制,有助于提升信息服務機構競爭力,體現了信息服務融合的應有之意;自適應的動態服務融合代表了未來的發展方向,目前仍處于初級階段。
3.1 基于模塊重用的信息服務融合
基于模塊重用的信息服務融合主要是通過對服務功能模塊的重用和重組實現服務功能調用,從而提升研發效率,降低技術實現成本。本質上講,此類服務融合是模塊化研發的變種[17-18],即以基本粒度的服務單元為模塊劃分的標準。因此,該模式是最低層次的信息服務融合,改變了信息服務機構專門服務研發與實現機制,但并未從根本上改變信息服務組織方式,提升用戶體驗。實現模式主要包括服務單元模塊化、標準化接口開發、服務融合規則生成、服務模塊銜接粘合4個環節,如圖4所示。
1)服務單元模塊化。服務單元模塊化中需要關注:①保障模塊的獨特性,模塊與服務具有清晰的映射關系;②模塊的粒度適中,需要具備較強的重用需求,重復使用率低的不必單獨拆分出來;③模塊的自治性,即具備一定的自主權,不受其他模塊的影響。
2)API接口。服務單元模塊間需要基于API接口實現直接交互。為降低基于模塊重用的信息服務融合實現的難度與成本,需要實現服務單元模塊API接口的標準化,定義輸入輸出的數據規范及數據交互傳輸模式,使模塊間的數據交互有據可依。
3)服務融合規則生成。該模式下的融合規則由信息服務機構指定,其根據用戶需求及資源特
征,明確所需的功能模塊及模塊間的關聯關系,進而形成服務融合規則,指導服務融合的實現。
4)服務模塊銜接粘合。在服務融合規則的指導下,信息服務機構利用API接口將相關的服務單元進行銜接,形成滿足用戶新型需求的服務業務。其實現往往是在研發人員的介入下完成,并非由信息服務系統自動完成,在此過程中,研發人員可能還會根據實際需要進行少量的開發工作。
由圖4可知,該融合模式下得到的融合結果非常穩固,往往在較長一段時間內會持續存在;同時,就融合方式而言,該模式靈活性較差,其是根據信息服務機構預設的鏈條將對應的服務模塊一一嵌入,并通過標準化的API接口或面向該流程專門研發的接口實現服務模塊間的無縫銜接。
3.2 基于用戶定制的信息服務融合
基于用戶定制的信息服務融合,是指用戶根據自身需求選取服務單元、服務關聯關系及確定融合方式,從而實現個性化的、動態服務組織。其基本特點是:1)用戶需求驅動的差異化。不同用戶的個性化需求均存在差異,該模式能夠根據用戶需求,進行個性化的服務單元選擇與融合,實現專指性和針對性的服務組織。2)動態性與臨時性。該模式可能是用戶針對自身的短期需求進行組織的,當用戶滿足需求、獲得所需結果時,則可能直接釋放其融合的服務單元,因此,這種服務融合產生的新服務可能是短期存在的。3)融合實現的自動化。在融合實現過程中,用戶只需指定融合對象及規則,其余工作均由系統自動完成,無需人工介入?;诙ㄖ频男畔⒎杖诤蠈崿F,主要包括服務單元模塊化與API接口開發、服務注冊與發布、用戶服務選擇、融合規則生成、服務模塊銜接幾個環節,如圖5所示。
1)服務單元模塊化與API接口開發。在該模塊,除了需要實現服務單元的拆分、功能實現與封裝、API接口定義外,還需建立服務模塊與API接口的映射關系,以便于服務融合組織環節的調用。
2)服務描述、注冊與發布。在服務單元模塊化的基礎上,需要對服務進行描述,包括服務提供的基本功能、約束條件、輸入、輸出參數等,為用戶發現服務奠定基礎。在此基礎上,需要在定制系統進行注冊,并面向用戶發布。
3)服務選擇。用戶根據自身需求指定所需的服務模塊,鑒于用戶可能對系統包含的模塊并不清楚,因此系統需要提供分面檢索、數字化咨詢、聊天機器人等支持服務,幫助用戶找到合適的服務模塊。
4)服務融合規則生成。在明確服務模塊同時,用戶還需要根據需求、模塊間的邏輯關系、模塊的輸入輸出要求等,確定服務融合規則,并通過與系統的交互實現對融合實施的指導。
5)服務模塊銜接粘合。根據用戶選擇的模塊及指定的融合規則,系統需要將相關服務單元自動融合到一起,形成滿足用戶需求的新型服務業務,并將服務運行結果反饋給用戶。
值得指出的是,并非任意服務單元組合都能夠實現融合,或者并非能以任意方式融合待融合服務單元,服務融合規則既可以在服務描述、服務選擇環節告知用戶,也可以通過服務融合的運行來反饋?;诙ㄖ频男畔⒎杖诤暇哂刑剿餍?,因此如果用戶對服務融合結果不滿意,可以重新指定融合對象或修改融合規則,不斷嘗試獲得最終結果。
3.3 基于自適應學習的動態服務融合
基于自適應學習的動態服務融合,是在自動識別用戶需求的基礎上,進行任務分解、服務單元選取與融合規則制定、融合實現,從而實現個性化的主動信息服務融合。技術實現主要包括服務單元模塊化與API接口開發、服務注冊與發布、用戶需求感知、任務自動分解、服務選擇、服務融合規則生成、服務模塊銜接粘連、用戶反饋干預環節,如圖6所示。與基于用戶定制的信息服務融合相比,其包含用戶需求感知、任務自動分解與用戶反饋干預3個環節。
1)用戶需求感知。用戶需求感知是自適應動態服務融合的基礎,也是影響最終效果的關鍵環節。需要綜合采用物理感知、虛擬感知和邏輯感知等情境感知技術[19-21]以及用戶主動反饋,獲取用戶需求及情境信息,進而系統、全面地建立用戶多維需求模型,包括知識需求、服務方式需求、終端展示需求、人機交互需求等。
2)任務自動分解。獲取用戶需求后,信息服務融合系統需要自動將其進行任務分解[22],得到一組存在相互約束關系的子任務集合。在此基礎上,一方面需將子任務進一步分解,得到與之對應的服務單元集合;另一方面,需要根據分解后得到的服務單元間的約束關系,建立服務融合規則集合。具體實現中,既需要基于知識庫為任務分解提供支持,也需要借助人工智能、機器學習技術進行新任務分解的實現及新規則的學習。
3)用戶反饋干預。鑒于需求感知、任務自動分解環節可能出現的不理想情況,因此引入用戶反饋干預機制改善效果。用戶既可以直接調整需求感知結果,進而實現任務分解的自動調整;也可以直接對任務分解的結果,即擬選擇的融合對象、服務融合規則進行操作,從而優化信息服務融合的結果。
基于自適應學習的服務融合以滿足用戶的即時性需求為目標,具有臨時性特征,當用戶需求得以滿足,該臨時組合也隨之解散。同時,其在實現上更強調服務融合的主動性及實現的自動化,因此該模式更貼近理想態的實現模式。相應的,這種模式對信息服務融合系統的要求大大提高,不僅需要服務單元粒度夠細、接口更加通用靈活,更關鍵的是需要能及時識別用戶需求,并根據具體情境信息進行最佳融合方案的求解。
4 結 語
大數據時代,海量數據高速增長,在提供豐富資源的同時,也對用戶造成了信息過載的負擔,用戶需求不再僅限于信息層面,還需要能夠直接幫助其進行決策的知識,通過信息服務融合的方式能夠為用戶提供滿足其需求特點的資源和服務。本文從信息服務融合的理論研究展開,分析了內外部驅動機制對信息服務融合的推進,并對基于模塊重用、用戶定制與自適應學習的信息服務融合遞進實現模式展開具體分析,模塊重用融合模式得到的融合結果穩固且長期持續,但靈活性較差;基于定制的信息服務融合方式較為靈活,用戶可以根據初步融合結果更改融合對象或修改融合規則,不斷探索獲得最終融合結果;基于自適應學習的服務融合模式即時性較強,主要強調的是服務融合的主動性及實現的自動化,是最貼近理想態的實現模式,但該模式對系統的要求較高,3種模式各有利弊,可以根據具體情況進行選擇。本文通過上述研究為信息服務融合的實現提供一定程度的引導,值得指出的是,本文尚未對信息服務融合實現模式進行具體應用領域的實證分析,筆者將在今后的研究中對其進一步深入探索。
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(責任編輯:孫國雷)