基于多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)分析與研究

殷鋒社

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

基于多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)分析與研究

殷鋒社

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

從電子商務(wù)環(huán)境下不同消費(fèi)者生命周期階段的消費(fèi)者需求特點(diǎn)出發(fā)，充分考慮消費(fèi)者的個人偏好，以消費(fèi)者需求為導(dǎo)向建立了基于多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)，充分滿足不同生命周期階段的消費(fèi)者個性化需求，提出了需求代理工作流程。

電子商務(wù)環(huán)境；多Agent；需求代理系統(tǒng)；個性化需求

目前Internet基本使用“所有網(wǎng)民，一個標(biāo)準(zhǔn)”的方法給所有用戶提供同樣的檢索信息。隨著網(wǎng)上信息的大量增長，用戶經(jīng)常受到信息量巨大的困擾，承受信息過載和有效信息需求不足的雙重問題。對于一個特定的用戶而言，檢索到適當(dāng)?shù)男畔⑺媾R的困難是不可想象的。很多的搜索引擎，例如Google，Baidu和AskJeeves等只能包含兩三個搜索關(guān)鍵術(shù)語，因此不可避免的是用戶得到一大堆毫不相關(guān)的結(jié)果。

現(xiàn)在不少學(xué)者已經(jīng)在適應(yīng)性超媒體、內(nèi)容個性化和用戶刻畫等領(lǐng)域開展許多的研究工作，所采用的方法總體來說可分為3類：一類是通過數(shù)據(jù)挖掘的方法，發(fā)現(xiàn)用戶的喜歡或者不喜歡，以便將符合需要的產(chǎn)品與服務(wù)推薦給每個用戶；二類是利用信息過濾技術(shù)，過濾掉與特定消費(fèi)者需求相關(guān)程度低的信息，以提高搜索工具的精度；三類是通過設(shè)計(jì)在線表格形式，從用戶不斷填寫表格的過程中了解用戶的真實(shí)偏好，從而進(jìn)行有針對性的推薦[1]。但上述研究工作隱含的假設(shè)是：1）消費(fèi)者偏好在較長的時間內(nèi)一般不發(fā)生變化；2）消費(fèi)者愿意不斷花時間填寫表格以表達(dá)自己的真實(shí)偏好；3）所有的消費(fèi)者都知道自己的真實(shí)需要。但這三個假設(shè)在現(xiàn)實(shí)世界中是很難滿足的，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，消費(fèi)者不確切知道自己的需求，同時消費(fèi)者的偏好只在一定時間內(nèi)不變，而且網(wǎng)上消費(fèi)者也并不情愿重復(fù)填寫在線表格。

多Agent技術(shù)是目前電子商務(wù)領(lǐng)域廣泛采用的技術(shù)。利用購物比較Agent，消費(fèi)者能夠迅速地查找到自己滿意的產(chǎn)品，并且找到的產(chǎn)品在性能、價格方面都會令消費(fèi)者比較滿意。協(xié)商Agent可以幫助消費(fèi)者通過Agent跟銷售商就其所需求的產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行一些自動或者半自動的協(xié)商。從比較Agent到協(xié)商Agent，消費(fèi)者從被動接受產(chǎn)品與服務(wù)的購物者轉(zhuǎn)變成為可以設(shè)定自己要求的協(xié)商者。

1 基于多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)分析

1.1 多Agent的需求代理系統(tǒng)假設(shè)與特點(diǎn)

本章提出的多Agent消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)基于以下假設(shè)：1）消費(fèi)者是有限理性的經(jīng)濟(jì)人，他追求一定環(huán)境和條件下的效用最大化，即獲得“滿意”效用；2）消費(fèi)者的偏好在一定時間內(nèi)是不變的，但是隨著時間的推移，消費(fèi)者偏好是可以變化的，不同生命周期階段的消費(fèi)者具有不同的偏好特性，同時隨著購買經(jīng)驗(yàn)以及消費(fèi)者群體的相互影響而緩慢變化；3）消費(fèi)者不是總能完全知道自己的需要和表達(dá)自己的真實(shí)偏好。因此本章認(rèn)為消費(fèi)者真實(shí)偏好的發(fā)現(xiàn)需要系統(tǒng)與消費(fèi)者交互作用。

多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)[2]：1）具備處理消費(fèi)者需求代理領(lǐng)域相關(guān)知識的能力；2）具備與環(huán)境及其它Agent交互時的接口；3）能夠自動學(xué)習(xí)消費(fèi)者的行為特性，以減少與消費(fèi)者進(jìn)行交互作用的成本，但不是替代與消費(fèi)者的相互作用，因?yàn)橄M(fèi)者的偏好不是一成不變的。

1.2 基于消費(fèi)者生命周期理論的需求代理系統(tǒng)特點(diǎn)

客戶關(guān)系生命周期，指客戶關(guān)系水平隨時間變化的發(fā)展軌跡，它描述了客戶關(guān)系從一種狀態(tài)（一個階段）向另一種狀態(tài)（另一階段）運(yùn)動的總體特征?？蛻絷P(guān)系生命周期的研究和應(yīng)用已開始引起越來越多學(xué)者的興趣，現(xiàn)有研究劃分了客戶關(guān)系生命周期的階段，有代表性的是客戶關(guān)系生命周期四階段模式，分為開拓期、成長期、成熟期和衰退期4個階段。本章認(rèn)為作為企業(yè)客戶的消費(fèi)者而言，同樣具有明顯的生命周期階段特征。處于不同階段的消費(fèi)者，具有不同的需求特性和行為偏好。

消費(fèi)者與電子商務(wù)企業(yè)關(guān)系的開拓期，是企業(yè)與消費(fèi)者關(guān)系的探索和實(shí)驗(yàn)階段，在這一階段，供應(yīng)商和消費(fèi)者之間由于了解不多，雙方都在評價對方的潛在價值和建立關(guān)系的可能性，降低不確定性和建立信任是這一階段的中心目標(biāo)。開拓期的消費(fèi)者對企業(yè)提供的產(chǎn)品或服務(wù)開始感興趣，收集與企業(yè)產(chǎn)品或服務(wù)有關(guān)的信息和資料，對企業(yè)的營銷努力有所反應(yīng)。

成長期是消費(fèi)者與企業(yè)關(guān)系的快速發(fā)展階段。企業(yè)和消費(fèi)者進(jìn)入這一階段，表明在前面的開拓期雙方相互滿意，并建立了一定的相互信任和相互依賴。對企業(yè)產(chǎn)品或服務(wù)感興趣的潛在消費(fèi)者已經(jīng)做出購買決策，并可能進(jìn)行重復(fù)購買。

成熟期是消費(fèi)者與企業(yè)關(guān)系發(fā)展的最高階段，是指關(guān)系基本穩(wěn)定，消費(fèi)者價格的增長率開始放慢，趨于平穩(wěn)或有所下降。這一階段的消費(fèi)者與企業(yè)雙方投入大量有形或無形的成本以維持穩(wěn)定的關(guān)系，雙方發(fā)生大量的交易。

衰退期是消費(fèi)者與企業(yè)關(guān)系水平逆轉(zhuǎn)的階段，是指企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)對消費(fèi)者去吸引力，現(xiàn)有的消費(fèi)者轉(zhuǎn)向購買其余企業(yè)的產(chǎn)品。

1.3 電子商務(wù)環(huán)境下的消費(fèi)者需求目標(biāo)分解與求解

電子商務(wù)環(huán)境下消費(fèi)者的個性化需求，實(shí)際上是對網(wǎng)上產(chǎn)品或服務(wù)“屬性”的不同需求。當(dāng)消費(fèi)者已經(jīng)知道他們的產(chǎn)品與服務(wù)的需求時，那么系統(tǒng)需要解決的問題是查找滿足他們需要的產(chǎn)品與服務(wù)?，F(xiàn)在假設(shè)有m個消費(fèi)者，所需要的產(chǎn)品或服務(wù)的屬性有k個，這m個消費(fèi)者和k個對應(yīng)的屬性構(gòu)成一個消費(fèi)者目標(biāo)矩陣[3]：

式中 xij（i=1，2，…，m；j=1，2，…，k）表示第 i個消費(fèi)者對第j個屬性的偏好效用值，這樣矩陣的每一行構(gòu)成了一個個性化的消費(fèi)者的消費(fèi)行為。

對消費(fèi)者需求進(jìn)行分解后，需要找出最能滿足消費(fèi)者需求的商品。在電子商務(wù)環(huán)境下的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)中，假定消費(fèi)者追求的是一定條件下的效用最大化，即滿意效用。系統(tǒng)為消費(fèi)者迅速及時地尋找基本符合消費(fèi)者需求的商品，按照上面所提出的個性化的消費(fèi)者矩陣，若用U表示總效用，則消費(fèi)者的需求目標(biāo)函數(shù)可表示為：

式中n表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用的方便程度，t表示系統(tǒng)響應(yīng)時間，p表示商品價格，pk表示商品類型。在目標(biāo)效用函數(shù)中，不同消費(fèi)者對系統(tǒng)響應(yīng)時間、商品類型、價格等偏好程度不同，可以把消費(fèi)者總效用進(jìn)行分解得出分效用，系統(tǒng)知識表達(dá)框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)知識表達(dá)框架Fig.1 Framework for knowledge representation system

設(shè)消費(fèi)者有n個子目標(biāo)，其中的權(quán)值代表消費(fèi)者對相應(yīng)屬性的偏好程度，表示為[4]:

Wik（0≤Wik≤1）（i取 1 或 2，代表消費(fèi)者或供應(yīng)商，此處取1，在后面的協(xié)商談判都將要用到），屬性值代表消費(fèi)者對現(xiàn)有商品每個子目標(biāo)的滿意程度，用Vik表示。

費(fèi)者總效用為：

式中Vik代表第i方對目標(biāo)n的取值；Wik為第i方對目標(biāo)n分配的權(quán)重。

2 基于多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)的構(gòu)建

基于多Agent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)是通過多個Agent協(xié)作幫助消費(fèi)者選擇所需商品和服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本章認(rèn)為消費(fèi)者需求分為顯性需求和潛在需求。前者是消費(fèi)者確切知道自己所需要的產(chǎn)品與服務(wù)，而后者是消費(fèi)者不能確切知道自己所需要的產(chǎn)品與服務(wù)，但事實(shí)上存在對某些產(chǎn)品與服務(wù)的需求?；诙郃gent的消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)見圖2所示。

圖2 消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)Fig.2 Consumer demand for agent system

2.1 消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)工作流程

1）用戶通過應(yīng)用用戶界面進(jìn)入系統(tǒng)[5]。

2）系統(tǒng)判斷用戶的類型是新用戶還是老用戶，若為新用戶，則提示用戶登記有關(guān)的個人信息，例如年齡、性別、教育程度、偏好、價值觀、個性等以及對網(wǎng)上系統(tǒng)的熟悉程度，幫助用戶熟悉系統(tǒng)，然后根據(jù)用戶特點(diǎn)對用戶進(jìn)行刻畫。若為老用戶則根據(jù)用戶的交易歷史以及用戶偏好變化情況，對用戶的特征進(jìn)行刻畫；如果老用戶的偏好發(fā)生變化，老用戶可以提交偏好變化的信息給系統(tǒng)，系統(tǒng)也可以根據(jù)老用戶動態(tài)跟蹤記錄，詢問老用戶的偏好是否變化，然后系統(tǒng)根據(jù)刻畫的用戶特征建立新用戶偏好的數(shù)據(jù)庫。

3）消費(fèi)者將相關(guān)需求提交給系統(tǒng)進(jìn)行處理。

4）推薦Agent根據(jù)在線的商品與服務(wù)數(shù)據(jù)庫，按照個體消費(fèi)者的偏好，以及與該消費(fèi)者有相似偏好的其余消費(fèi)者的交易情況，推薦能夠滿足約束條件下的達(dá)到最大效用的商品和服務(wù)需求給消費(fèi)者。

5）優(yōu)化Agent對推薦Agent的商品與服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，以使推薦的商品與服務(wù)更加符合消費(fèi)者的需求。如果未找到滿足約束條件和目標(biāo)的商品，系統(tǒng)提示用戶是否愿意改變相關(guān)目標(biāo)和約束條件。若不愿意，則失敗退出；若愿意，則返回至（2）。

6）如果系統(tǒng)找到滿足消費(fèi)者需求的可能商品組合，則由消費(fèi)者確認(rèn)是否達(dá)到其目標(biāo)；若不滿足，則通過協(xié)商型Agent和其余相關(guān)Agent談判協(xié)商，系統(tǒng)最后給出盡可能滿足消費(fèi)者需求的商品。

7）協(xié)商Agent學(xué)習(xí)個體消費(fèi)者的行為，以調(diào)整協(xié)商策略。

8）需求代理Agent與其余Agent如銀行Agent等相互通信，完成電子交易的其余過程。

9）需求代理Agent與環(huán)境的交互作用。

2.2 刻畫消費(fèi)者特征的描繪型Agent

描繪型Agent[6]利用消費(fèi)者網(wǎng)上登記的靜態(tài)信息和動態(tài)信息例如基于用戶閱讀的電子文檔以及網(wǎng)頁、發(fā)送或者接收的電子郵件、超級鏈接等消費(fèi)者特征文件對個體消費(fèi)者特征進(jìn)行刻畫。消費(fèi)者描繪型Agent是指對特定消費(fèi)者行為的準(zhǔn)確描述，是消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。通過對消費(fèi)者特征的刻畫能夠更加準(zhǔn)確地推測消費(fèi)者的需求、偏愛或未來的行為，從而更加有效地滿足網(wǎng)上消費(fèi)者的需求，同時挖掘其潛在需求。消費(fèi)者刻畫的過程如圖3所示。

圖3 消費(fèi)者刻畫過程Fig.3 Depicts the process of consumer

2.3 推薦型Agent

推薦Agent通過描繪Agent對消費(fèi)者的購買歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成消費(fèi)者個人偏好，再通過這些偏好，推薦Agent可以推薦與消費(fèi)者興趣相似的商品或服務(wù)，或者根據(jù)與消費(fèi)者偏好相近的其他消費(fèi)者的興趣記錄，推薦消費(fèi)者可能感興趣的產(chǎn)品，從而挖掘出消費(fèi)者的潛在需求。電子商務(wù)的發(fā)展雖然沒有使企業(yè)生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，但是給予消費(fèi)者更多的選擇權(quán)。而推薦Agent的使用可以說是電子商務(wù)背景下的一種重要的個性化定制方法或者說滿足消費(fèi)者個性化需求的方法。

消費(fèi)者需求代理系統(tǒng)中的推薦Agent是提供消費(fèi)者信息，幫助消費(fèi)者確定可以購買的產(chǎn)品與服務(wù)，推薦的信息是基于消費(fèi)者的個性化偏好、網(wǎng)上最暢銷的商品與服務(wù)偏好類似的消費(fèi)者購買行為以及消費(fèi)者的過去購買行為預(yù)測。

2.4 協(xié)商Agent

協(xié)商是指在交易過程中雙方或多方就價格、數(shù)量、質(zhì)量、式樣等方面達(dá)到一致的過程。在一個多Agent系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過學(xué)習(xí)或進(jìn)化過程來適應(yīng)環(huán)境，學(xué)習(xí)或進(jìn)化的目的是為了預(yù)測其余Agent的行為。在電子商務(wù)環(huán)境下，提高Agent的協(xié)商能力是賦予其結(jié)構(gòu)以學(xué)習(xí)能力。現(xiàn)在考慮只有a和b兩個Agent的情況，在t時間兩個Agent的協(xié)商過程可以表示為[7]：

2.5 優(yōu)化Agent

在推薦Agent根據(jù)用戶的確切需求和潛在需求推薦給用戶可能感興趣的產(chǎn)品與服務(wù)后，銷售商和用戶對所推薦產(chǎn)品與服務(wù)的相關(guān)屬性進(jìn)行協(xié)商，最后將協(xié)商過程與效果提交給優(yōu)化Agent，優(yōu)化Agent通過協(xié)商后的結(jié)果數(shù)據(jù)來改變推薦Agent中的效用函數(shù)，從而使得再次向消費(fèi)者進(jìn)行推薦時，提交給更加滿足消費(fèi)者已知和潛在需求的提案，同時用于改變消費(fèi)者偏好庫中消費(fèi)者模型資料。

3 結(jié)束語

不同于以前對所有的消費(fèi)者采用同樣方式進(jìn)行產(chǎn)品與服務(wù)推薦系統(tǒng)或者充當(dāng)消費(fèi)者導(dǎo)購的系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用信息過濾技術(shù)和消費(fèi)者描繪技術(shù)結(jié)合的混合消費(fèi)者刻畫方法，非線性回歸的協(xié)商策略、相鄰提議比較策略以及基于效用閾值的推薦方法，設(shè)計(jì)了消費(fèi)者刻畫、協(xié)商、優(yōu)化與推薦為主體的需求代理工作流程。

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Consumer demand for agent system based on multi-Agent analysis and research

YIN Feng-she
（Shanxi Polytechnic Institute，Xianyang712000，China）

Consumer e-commerce environment different from the life-cycle stage of the characteristics of consumer demand，full account of the consumer’s personal preferences，in order to set up consumer demand agent system based on Multi-Agent for consumer demand-driven to fully meet the different life cycle stages individual needs of consumers and made a demand proxies.

e-commerce environment； multi-Agent； demand agent system； individual needs

TP3-05

A

1674－6236（2012）03-0017-03

2011-11-24 稿件編號：201111119

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題（ZK11-21）

殷鋒社（1976—），男，陜西乾縣人，碩士，副教授。研究方向：個性化仿真系統(tǒng)研究。