基于本體的多Agent電子市場(chǎng)研究

蔣 勛，卞藝杰

（河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 210098）

基于本體的多Agent電子市場(chǎng)研究

蔣 勛，卞藝杰

（河海大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 南京 210098）

電子市場(chǎng)是電子商務(wù)模式的發(fā)展方向。本體是語(yǔ)義Web的基礎(chǔ)。文章建立了基于本體的多Agent電子市場(chǎng)模型，提出了商務(wù)領(lǐng)域語(yǔ)義相似度的計(jì)算方法，從而解決了多Agent間自動(dòng)匹配異構(gòu)信息的問(wèn)題。

本體；電子市場(chǎng)；多代理；語(yǔ)義Web；相似度

一、引言

語(yǔ)義Web使計(jì)算機(jī)能夠 “理解”Web信息，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的智能交互[1]。本體是語(yǔ)義Web的基礎(chǔ)，它作為一種領(lǐng)域知識(shí)概念化和模型化的方法，可以用來(lái)描述計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的語(yǔ)義信息。目前本體已經(jīng)成為語(yǔ)義Web中知識(shí)表示的標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用Agent技術(shù)，消費(fèi)者可以將交易信息告知特定的Agent并授權(quán)它移動(dòng)到交易場(chǎng)所，比如電子市場(chǎng)中，自主地代表用戶(hù)與商家Agent進(jìn)行談判并完成交易，在交易結(jié)束后返回結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)了智能化和自動(dòng)化交易，使得消費(fèi)者免于進(jìn)行煩瑣的商品搜索、瀏覽、比較、選擇和談判等環(huán)節(jié)，節(jié)省了消費(fèi)者的時(shí)間和精力，并且大大降低了網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸量，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬的負(fù)擔(dān)[2]。

二、基于本體的多Agent電子市場(chǎng)模型

1.電子市場(chǎng)中的異構(gòu)問(wèn)題

首先，電子市場(chǎng)中各參與方所提供的相同商品具有不同名稱(chēng)。例如，對(duì)計(jì)算機(jī)銷(xiāo)售業(yè)務(wù)，企業(yè)甲稱(chēng)為computer、企業(yè)乙稱(chēng)為laptop、企業(yè)丙稱(chēng)為notebook。其次，對(duì)同一名稱(chēng)商品實(shí)際也可能具有不同的意義。再次，即使商品語(yǔ)義不相關(guān)，但在商務(wù)活動(dòng)中卻密切相關(guān)，如computer、keyboard與monitor，monitor作為computer的輸出設(shè)備，keyboard作為computer的輸入設(shè)備，三者具有相關(guān)性。通過(guò)本文提出基于本體的商務(wù)語(yǔ)義相似度算法提高 keyboard與monitor對(duì)于computer的語(yǔ)義相似度，反映出三者的重要聯(lián)系[3]。因此在傳統(tǒng)基于Agent的電子商務(wù)體系中有必要引入一種商務(wù)語(yǔ)義相似度的算法，利用本體映射的方式進(jìn)行商品的自動(dòng)匹配，可以有效解決異構(gòu)問(wèn)題[2]。

2.多Agent概念模型

多Agent系統(tǒng)可理解為是由一系列可解決的問(wèn)題Agent組成[4]的系統(tǒng)。

其中：Si∈Φ，Φ表示問(wèn)題的集合。O表示問(wèn)題的最佳解決方案，它因開(kāi)發(fā)者、用戶(hù)、使用Agent的環(huán)境不同而不同。SA由相互協(xié)作的Agent Ai組成，Ai∈{A1，A2，…，An}。

A的定義如下：

ATTR，EXEC和STRA分別表示Agent的屬性、執(zhí)行和策略。ATTR描述Agent靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)；EXEC是Agent的代碼段；STRA是Agent的策略集是一組行為描述，包括Agent的遷移、通信、協(xié)作、安全和學(xué)習(xí)等策略。每個(gè)策略包含Agent名、協(xié)商主題、重要度和方案等元素。Agent屬性依次由名稱(chēng)、位置、角色(職能)、目標(biāo)和資源組成，Agent的自治、協(xié)作及推理能力由目標(biāo)驅(qū)動(dòng)。Agent的執(zhí)行由引起代碼執(zhí)行的條件con，代碼prg和終止條件hal組成。

Agent A的職能Rol可表示為一個(gè)集合

如果Airolr，表示第i個(gè)Agent的第r個(gè)職能，則Agent A的目標(biāo)GolA是相互協(xié)作Agent所承擔(dān)的職能的集合：

其中：GolA表示Agent之間可能存在的相互關(guān)系集。業(yè)務(wù)過(guò)程BPR_mdl由一組相關(guān)目標(biāo)的Agent完成，則

說(shuō)明一個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程有若干職能的多Agent協(xié)作完成。

3.基于多Agent電子市場(chǎng)交易過(guò)程

基于多Agent電子市場(chǎng)可分為管理Agent、信息Agent、用戶(hù)Agent、服務(wù)Agent。管理Agent主要作用是制定各Agent間交互的基本的知識(shí)模型、協(xié)作模型、交互協(xié)議并制定市場(chǎng)規(guī)則，是Agent活動(dòng)的核心。信息Agent主要作用是將買(mǎi)方要采購(gòu)的產(chǎn)品信息通過(guò)接口（企業(yè)用戶(hù)Agent）傳給各個(gè)企業(yè)應(yīng)用，由企業(yè)應(yīng)用將查詢(xún)結(jié)果返回給電子市場(chǎng)。用戶(hù)Agent包買(mǎi)方Agent與賣(mài)方Agent，主要作用是完成買(mǎi)方和賣(mài)方的注冊(cè)與管理，同時(shí)代表部分買(mǎi)方或賣(mài)方企業(yè)的行為，它對(duì)應(yīng)著電子市場(chǎng)的成員管理。服務(wù)Agent主要作用是監(jiān)視電子市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)情況，如參與方企業(yè)的合同履行情況、付款情況，評(píng)估企業(yè)信譽(yù)。交易Agent提供各種交易服務(wù)，比如提供各種協(xié)商方式、拍賣(mài)方式、管理交易合同等功能，它提供電子市場(chǎng)功能體系中個(gè)性化服務(wù)的交易服務(wù)，同時(shí)也會(huì)與企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作流的無(wú)縫集成[5]。具體流程：（1）買(mǎi)方將采購(gòu)信息及相關(guān)的屬性委托買(mǎi)方Agent；（2）買(mǎi)方Agent將采購(gòu)信息傳遞給信息Agent；（3）信息Agent將其傳給各個(gè)賣(mài)方Agents；（4）賣(mài)方Agent再將這些信息傳遞給賣(mài)方企業(yè)應(yīng)用；（5）賣(mài)方企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行自身的查詢(xún)并將查詢(xún)結(jié)果回復(fù)給賣(mài)方Agent；（6）賣(mài)方Agent將結(jié)果送到信息Agent；（7）信息Agent將結(jié)果傳給買(mǎi)方A-gent；（8）買(mǎi)方Agent將信息傳給買(mǎi)方企業(yè)；（9）企業(yè)方對(duì)候選對(duì)象進(jìn)行語(yǔ)義篩選并通知賣(mài)方 Agent；（10）買(mǎi)方和賣(mài)方Agent通過(guò)交易Agent進(jìn)行協(xié)商；（11）協(xié)商成功后返回買(mǎi)方和賣(mài)方Agent。其后就是雙方企業(yè)通過(guò)自己的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行交易。

三、基于本體的商務(wù)語(yǔ)義相似度算法與信息匹配

1.語(yǔ)義相似度計(jì)算

在計(jì)算頁(yè)面與查詢(xún)問(wèn)句間的相似度時(shí)，每張頁(yè)面都與相應(yīng)的語(yǔ)義特征向量聯(lián)系在一起，用來(lái)表示頁(yè)面和語(yǔ)義概念間的關(guān)聯(lián)程度。每張頁(yè)面可以和多個(gè)概念相連，而每個(gè)概念也可以連著多張頁(yè)面形成了多對(duì)多的關(guān)系。本文提出了一種計(jì)算詞間語(yǔ)義相似度的方法，該方法考慮了鏈接密度、鏈接強(qiáng)度、鏈接的類(lèi)型和節(jié)點(diǎn)的深度四個(gè)因素。

首先考慮鏈接強(qiáng)度因數(shù)，子鏈接的強(qiáng)度同父概念下子概念出現(xiàn)的條件概率成比例

根據(jù)信息理論的觀點(diǎn)，定義鏈接強(qiáng)度（Link Strength，LS）為：

L（c，p）和T（c，p）分別代表了鏈接的類(lèi)型因子，即基本關(guān)系和擴(kuò)展關(guān)系。在計(jì)算概念間語(yǔ)義相似度的過(guò)程中，由于概念實(shí)體間路徑的權(quán)重反映的是概念實(shí)體之間關(guān)系的重要程度，而實(shí)體間重要程度并不一致，因此概念實(shí)體間路徑的權(quán)重也應(yīng)不一樣才能反映實(shí)際情況。使用的L（c，p）和T（c，p）采用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的形式，各關(guān)系對(duì)于的關(guān)系因子值見(jiàn)表1。

表1 鏈接的類(lèi)型因子取值

考慮在各概念實(shí)體節(jié)點(diǎn)的深度，鏈接類(lèi)型和鏈接強(qiáng)度后，子概念c和父概念p的鏈接權(quán)重公式如公式（3）

且α+β+ε+η+τ=1，其中S(p)是父概念節(jié)點(diǎn)p中子概念節(jié)點(diǎn)的鏈接數(shù)；d(p)代表父概念節(jié)點(diǎn)p中的長(zhǎng)度；詞之間的語(yǔ)義相似度計(jì)算公式：

其中c1=sen(w1)，c2=sen(w2)，Set(c1，c2)為c1到c2的最短路徑上的所有概念節(jié)點(diǎn)集合。lcs(c，p)是子、父關(guān)系的概念層次結(jié)構(gòu)中相似度代表值最大化，即概念節(jié)點(diǎn)是包含c和p的結(jié)合中的最小上界。通過(guò)該公式，可以很容易地計(jì)算出網(wǎng)頁(yè)語(yǔ)義特征向量與查詢(xún)語(yǔ)義特征向量之間的相似度。

2.語(yǔ)義信息匹配

通過(guò)公式（4）最終得到語(yǔ)義相似度，考慮到個(gè)別用戶(hù)的主觀錯(cuò)誤會(huì)產(chǎn)生的影響，本文給出一種加權(quán)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)和更新語(yǔ)義Web，具體思路是從Agent的查詢(xún)和反饋交互中自動(dòng)學(xué)習(xí) “網(wǎng)頁(yè)-概念”。獲取語(yǔ)義特征向量的學(xué)習(xí)算法具體步驟如下：

步驟1：記錄用戶(hù)Agent的查詢(xún)，并記錄相關(guān)反饋中所標(biāo)記的相關(guān)和無(wú)關(guān)頁(yè)面。

步驟2：對(duì)于每個(gè)相關(guān)的頁(yè)面Di，檢查是否存在概念節(jié)點(diǎn)Cj與Di相互關(guān)聯(lián)。若存在相關(guān)性，則建立它和Dj之間的關(guān)聯(lián)鏈接，并設(shè)初始權(quán)重為1。

步驟3：對(duì)于每個(gè)不相關(guān)的頁(yè)面Di，檢查是否存在概念節(jié)點(diǎn)Cj與Di相互關(guān)聯(lián)。如果存在這樣的概念節(jié)點(diǎn)Cj，則刪除此鏈接。

四、結(jié)論與展望

本文將具備商務(wù)領(lǐng)域本體的Agent引入電子市場(chǎng)的業(yè)務(wù)處理過(guò)程，提出了多Agent在計(jì)算語(yǔ)義相似度后自動(dòng)學(xué)習(xí)“網(wǎng)頁(yè)—概念”。降低電子市場(chǎng)中交易成本，提升供應(yīng)鏈協(xié)作功能。在本文中，忽略了本體所能提供的許多有用的關(guān)系，如概念間的包含關(guān)系、概念間的不相交關(guān)系、個(gè)體與概念間的成員關(guān)系等，對(duì)于如何在較復(fù)雜的關(guān)系下實(shí)現(xiàn)更有效的信息檢索與匹配、如何在較強(qiáng)的描述邏輯下保證推理的效率等問(wèn)題有待于進(jìn)一步研究。

[1]唐杰，梁邦勇，李涓子，王克宏.語(yǔ)義Web中的本體自動(dòng)映射[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2006，11(11)：1956-1974.

[2]陳冬林，聶規(guī)劃，劉平峰.基于本體的B2B電子商務(wù)MAS模型及商品匹配算法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2007，43(10)：199-201.

[3]史紅霞，歐陽(yáng)毅，凌云.基于本體的商務(wù)語(yǔ)義信息檢索算法研究[J].管理工程學(xué)報(bào)，2007，21(3)：121-127.

[4]Lisa C D，Victor F W，LekshmiN，et al.A Real-time Multi-agent System Architecture for E-commerce Applications[J].Computer Standards&Interfaces，2000，(22)：307-321.

[5]曹大軍，徐良賢.基于Agent的電子市場(chǎng)體系設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程，2002，28(3)：24-26.

On Multi-Agent Electronic Market Based on Ontology

JIANG Xun,BIAN Yi-jie,
(Business School,Hehai University,Nanjing 210098,China)

E-market is the development orientation of E-commerce.Ontology is the basis of semantic Web.The Multi-Agent electronic marketplace model based on ontology,and a novel business domain semantic similarity algorithm is presented,which resolves the problems of the heterogeneity of information for auto matching among multi-agents.

ontology;electronic market;multi-agent;semantic Web;similarity

F713.36

A

1671-4806（2010）04-0024-03

[編輯：湯發(fā)俊]

2010-04-20

蔣勛（1980- ），男，江蘇無(wú)錫人，博士研究生，研究方向?yàn)檎Z(yǔ)義網(wǎng)、智能電子商務(wù)；卞藝杰（1964- ），男，江蘇南通人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楣芾硇畔⑾到y(tǒng)與電子商務(wù)。