基于多Agent技术的电子政务系统研究

摘 要:实施电子政务可以促进政府信息化建设,优化政府的组织结构和业务流程。电子政务系统设计的关键是解决各部分软件系统的协作。这里结合Multi-Agent技术,对电子政务系统进行研究分析,将庞大复杂的系统分解为多个易于实现的模块,并将这些模块设计为具有自主性、社会性的Agent,通过多个Agent的协作实现电子政务系统的功能,有效解决各功能模块的协作难题。详细阐述系统的设计思想,给出基于Multi-Agent的电子政务系统模型。

关键词:协同;电子政务;多Agent;CORBA

中图分类号:TP391文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)20-093-04

Research on E-government System Based on Multi-Agent Technology

YANG Yucui,SUN Hongbing

(Huaiyin Teachers College,Huaian,223001,China)

Abstract:Implementation of E-government can promote the construction of government information and optimize the Government's organizational structure and business processes.E-government system design requires excellent software systems support.In this paper,a complex E-government system is researched based on multi-agent technology.It is decomposed into a number of modules which are easy to be realized.These modules are designed as society agents.Through the collaboration among these agents,the function of E-government system is achieved.The design idea and system model of E-government system are proposed in detail.

Keywords:collaboration;E-government;multi-Agent;CORBA

0 引 言

在当前网络化、信息化、全球经济一体化的趋势中,政府信息化作为国家信息化的基础,直接影响国家的竞争力和社会经济的发展进程。一个国家的信息化发展水平直接关系到该国在未来世界经济和政治格局中的地位,信息化建设事关国家的核心竞争力,我国在失去工业化先机的前提下,能否抓住信息化的后发优势,是举国关注的焦点。政府是信息化进程的先导,必然要求电子政务先行。

电子政务就是以政务信息资源的开发和管理为切入点的,通过集成和应用现代信息技术,以增强政府的调控能力,改进决策质量,降低行政成本,改善工作效率和提高廉洁程度为重点,优化政府的组织结构、业务流程和工作方式,以直接、非接触和虚拟的方式,向社会提供全方位与跨部门、超越时间与空间、行为规范与透明、符合法律与国际惯例要求的管理和服务。电子政务的过程就是工业时代的政府(即传统政府)向信息时代的政府(即现代政府)转变的过程[1-3]。

从技术的角度看,电子政务是基于Web技术、数据库技术、全文信息检索技术、GIS技术、RS技术、GPS技术、数据仓库和数据挖掘技术、空间数据挖掘技术、空间决策技术、数据通信技术、标准化技术、信息安全技术和信息共享技术等于一体的政务信息管理系统。电子政务是科技创新的核心内容,其技术渗透作用对生产力要素、生产方式创新的影响的最为深刻。它为企业、行业或领域信息化提供良好的配套环境,提高社会公众对信息化的认知程度,实现信息增殖效应。随着信息技术的发展,各个政府部门纷纷建立了自己的电子政务系统。但是由于各个电子政务系统之间不能相互交流,产生了很多“信息孤岛”。为了消除“信息孤岛”,创建电子政务应用系统平台是很关键的[4]。需要围绕机关中对产生的信息资源进行采集、整合、交换、管理、、检索与内容挖掘。以分布式数据库为主体,通过统一标准交换协议与关系数据库网关全面整合、管理,并共享各种信息资源,建立政府机关基础政务办公信息资源库、政府公共信息资源库和统一的数据交换平台,构筑分布式、“一站式”的电子政务应用系统平台,实现各异构政务系统平台之间的互联互通,实现各类信息资源库的全面共享与互操作,达到政府机关信息服务个性化与智能化的目的。另外,在电子政务系统开发过程中还必须考虑病毒、黑客的入侵与破坏,设计时必须考虑相关的安全策略。传统的开发技术对这样大型复杂系统的开发面临着许多困难,如各种信息的实时传输与处理、多个功能模块的协调工作等[5]。人工智能领域的多主体(Multi-Agent)协作技术不仅能有效处理分散的、分布的、不同种类的在线信息资源,而且可作为构造大型、复杂、强健的分布式信息处理系统的框架结构。为此,将多主体技术引入电子政务系统的开发领域,成功解决了各功能模块的协作难题及入侵检测难题,对电子政务系统的开发有一定的借鉴意义。

1 多主体技术简介

Agent一词的中文意思是“”或“主体”,是一种在分布式系统中能够自动、自主地感知环境,并作用于环境的硬件或软件实体,其主要作用是提供一种易于理解和使用的操作界面,接受用户的指令,代替用户完成某些复杂繁琐的工作,或为用户提供帮助。其概念最早出现于20世纪70年代的人工智能中,80年代后期开始受到重视。Agent可以实现分布式查询和计算,实现高层服务的低层分解,它还可以自定义一种Agent脚本语言,供用户提供高层要求,Agent在运行时可以进行效率的权衡,从而避免瓶颈效应。此外,Agent能利用元数据与其他Agent 一起协同工作。从人机工程的角度考虑,赋予电脑或程序更多人性化色彩,如支持语音合成输出信息、语音识别输入指令、智能提示、动画等,能够充分提高人机交互的有效性和易用性,提高信息处理的柔韧性[5-7]。

多主体(Multi-Agent)技术是为解决大规模复杂问题的智能求解而发展起来的。其基本思想是把大的复杂系统分解为许多小的、可以实现相互通信、能够彼此协调工作的自治系统(Agent),然后通过这些自治Agent的交互、协作等智能行为完成复杂的任务求解。国内外学者已在Multi-Agent技术应用方面做了尝试,并取得了一些成果。美国NASA Ames研究中心与JPL联合构造出了用于深空1号航天器的远程诊断Agent,能实现航天器自主诊断和修复功能。Kenvin P.Logan等人于2003年提出了针对分布式机械健康监测和诊断系统的智能软件主体[8-10]。由于多Agent 可以很好地处理分布式事务,在此尝试利用多Agent的这一特性对电子政务应用系统平台分解,以得到利于实现的功能模块(Agent),从而得到一个基于多Agent的电子政务应用系统平台模型,并对系统的安全性进行必要的设计与分析。测试结果表明,该系统能满足电子政务系统中各角色的协作与信息交互,能够有效检测并抵御不良入侵。

2 基于多主体技术的电子政务系统设计

2.1 电子政务的行为主体及工作模式

在电子政务系统开发过程中,必须先进行需求分析,再确定系统功能及系统角色(即行为主体)。针对我国政府业务的具体情况,电子政务中的行为主体主要是四个:政府,从中央政府到地方政府;政府雇员;企业及事业单位;社会公众。由这四个主体形成了电子政务系统应用的四种不同工作模式:

(1) 政府对政府(Government to Government,G2G)。它是异级、异地或异职能部门之间的电子政务,即通过政府之间和机构部门之间的信息交流沟通,打破机关部门的垄断和封锁,加速政府内信息的流转和处理,从而达到共享公共资源,促进协同办公的目的。其内容包括:电子公文系统、电子法规政策系统、电子司法档案系统、电子并联审批系统、电子财政管理系统、电子办公系统、电子培训系统、电子资料库、电子邮递等。

(2) 政府对公务员(Government to Employee,G2E)。它指政府和公务员之间为提高政府效率服务而建立的基于Intranet的有效行政办公体系,其目的是通过借鉴产业界的先进经验(如供应链管理、财务管理和知识管理),更好地利用信息技术减少政府支出,改善政府机构的行政管理,使各机构能提高工作效率和改进绩效,消除工作拖沓现象,同时改善公务员的满意度和忠诚度,营造和谐良好的组织文化。其基本内容包括电子公文、电子邮件、电子人事及电子财务等。

(3) 政府对企业(Government to Business,G2B)。它是政府通过网络为企业提供的公共信息资源,实施基于网络系统的业务监管与服务,以及电子采购与招标。企业通过获取政府公开的各种信息资源,可以避免发展的盲目性,将更为容易地找到更多商机。政府对企业业务的监管与服务网络化,有利于营造公平的竞争环境,最大限度地减少暗箱操作及权钱交易。政府的电子采购与招标,有利于体现公平公正的原则和防止腐败,大大节约政府部门的运行成本。其基本内容包括:电子采购与招标、电子税务、电子证照办理、信息咨询服务、中小企业电子服务。

由此可见,电子政务不仅是电子商务的基础支撑和环境保障,而且G2B模式的电子政务还能成为电子商务的业务增长点,实现电子政务与电子商务的共同发展。

(4) 政府对公众(Government to Citizen,G2C)。它是政府通过网络系统为公民提供的各种服务。它以公共利益为目标,以社会公众的客观需求为尺度,通过以互联网为平台的网络系统,尊重公民意愿,建立和发展广泛的社会回应机制与公共责任机制,为公民提供各种满意的公共产品和公共服务,进而提高政府的透明性,强化公民的民主参与和多元监督,促使政府运转高效低耗和公务员的廉洁自律,其主要内容包括:教育培训服务、就业服务、电子医疗服务、社会保险网络服务、公民信息服务、交通管理服务、公民电子税务服务以及电子证件服务等。

2.2 电子政务系统体系结构设计

依据上述电子政务系统所需提供的功能及各行为主体,结合电子中的几种工作模式,将整个系统优化分解为易于实现的子系统,这些子系统由相应的智能主体(Agent)来实现。设计的基于Multi-Agent 技术的电子政务应用系统平台体系结构如图1所示。

图1 基于多主体的分布式电子政务系统体系结构

其中,按层次分为政府各级部门提供服务的政府Agent、企业Agent以及面向公众的公众Agent。对政府Agent进行细化设计了14种主要的Agent,包括用户认证Agent、智能处理Agent、档案管理Agent、智能管理Agent、会议管理Agent、工商审批Agent、管理Agent、决策信息Agent以及信息服务Agent等。各Agent通过CORBA进行协作与信息交流。将企业Agent进行细化,设计了5种主要的Agent,包括用户接口Agent、招标采购Agent、数据管理Agent、工商税务Agent以及企业服务Agent等。将公众Agent进行细化,设计了5种主要的Agent,包括用户接口Agent、事务办理Agent、公共服务Agent等。

2.3 主要Agent设计及系统工作过程

在图1所示的电子政务系统中,各Agent的作用各不相同,限于篇幅,仅介绍几个主要的Agent功能及作用。

(1)用户认证Agent。由于系统的用户包括政府的公务员、社会公众以及企业等,不同的用户具有不同的权限。为此,用户认证Agent 需要通过用户密码或者用户的IP地址等信息对用户赋予其相应的操作权限。

(2) 智能管理Agent。该Agent 对系统资源进行有效的管理与协作,并对各种事务进行分类,根据类型将事务发送到不同的Agent 进行处理。

(3)信息服务Agent。该Agent 能将用户端传来的信息搜索请求提交给数据库Agent,并进行相应的查询操作,将查询结果以约定的形式返回给用户。

(4)决策信息Agent。该Agent 利用数据挖掘、神经网络、人工智能等方法,将信息服务Agent、公众信息管理Agent等送来的信息进行综合处理,给出用户所需的决策信息,或者辅助政府机关的各级领导就某一事务进行决策,避免或减少失误。

(5)公众信息管理Agent。该Agent 负责实现公众提交的意见及建议等信息的有效管理,对其进行分类、存储和组织。并将这些信息传递到数据库进行存储,同时送决策信息Agent,以辅助政府部门就某一事件进行决策。

(6)用户接口Agent。该Agent 的功能主要是在政务系统与用户之间架起联系的桥梁与纽带。用户通过该Agent可以向系统提交请求、意见及建议等信息,同时政府部门的一些反馈信息、建议、意见以及事件的处理结果也通过用户接口Agent返回给用户。

(7)数据库Agent。电子政务系统要处理大量的信息,这些信息包括政府信息和企业及社会公众的信息。如何对这些信息进行有效的存储与管理,这对系统的工作速度及稳定性至关重要。一般认为,关系数据库系统(如Oracle,SQL Server,Foxpro等)适合传统数据类型(结构化信息)的表示和存储,但是对复合文档数据的处理并非能够完全表达。因此,“面向Agent的存储技术”的概念就被引入电子政务系统的数据库领域,其目标就是针对新出现的需求,高效率地表达和存储管理“复合文档数据”。当然,传统数据的存储和处理也是系统的重要部分。

当用户端(即公务员或者公众或者企业等)通过互联网或政务内部网访问该电子政务应用系统平台时,首先通过认证Agent 对访问者的身份或者地址IP 进行认证,认证通过后,事务交由智能管理Agent 进行处理。如果是查询事务,则将该事务发送给信息服务Agent。信息服务Agent 向分布式数据库Agent提交搜索请求,如果搜索成功返回结果;如果搜索不到所需数据,将通过数据挖掘等方法对分布式数据库进行更复杂的算法搜索,搜索成功,结果返回用户端,同时将结果传递给智能管理Agent及数据库Agent 进行相应的信息记录分类,进而存储到相应的数据库站点中。如果事务为需要处理的政务事件,将事务发送给相应的处理Agent,如工商审批Agent、会议管理Agent、管理Agent等进行处理,处理结束后将处理结果返回给用户端,同时也将结果传递给政务智能管理Agent进行相应的信息记录分类,进而存储到相应的数据库站点中。如果该事务是用户提交的一些反馈信息、建议、意见等,则将该事务发送给公众信息管理Agent,由该Agent 负责对信息进行分类处理,处理结果返回用户端。对系统进行了实际测试。结果表明,系统能够有效实现设定的功能。

3 结 语

通过对电子政务系统行为主体及工作模式的分析,在对复杂的电子政务系统进行功能分解的基础上,用对应的智能主体来实现分解后的子系统,通过这些智能主体的自主运行及相互间的协调协作,有效实现了系统功能。利用ORG的CORBA来实现各智能主体之间的通信,可以有效实现跨平台操作,为系统的实现及后期升级带来便利。

参考文献

[1]王辉,朱慧涛.我国电子政务建设中的障碍与对策[J].安徽大学学报:哲学与社会科学版,2003,27(6):145-151.

[2]郭荷清,吴涛.基于Multi-mobile Agent的决策模型在电子政务中的应用[J].计算机应用与软件,2007,24(11):109-110.

[3]苏锦钿,郭荷清,高英.基于软件Agent的电子政务安全设计[J].计算机应用与软件,2006(3):56-58.

[4]徐晓林,杨兰蓉.电子政务导论[M].北京:北京科学技术出版社,2002.

[5]冯涛,袁占亭.基于技术的电子政务系统研究与设计[J].计算机应用,2003,23(4):19-21.

[6]张鹏程,李人厚,秦明.基于Agent的开放式协同工作系统结构模型[J].计算机应用,2002,22(3):1-3.

[7]Wooldridge M.An Introduction to Multi-agent System[M].John Wiley & Sons,2002.

[8]D.Bernard.Autonomy and Software Technology on NASA′s Deep SpaceOne[J].IEEE Expert Intelligent System,1999,14(3):10-15.

[9]Kevin P Logan.Prognostic Software Agents for Machinery Health Monitoring[A].IEEE AC[C].2003(7):3 213-3 225.

[10]Garga,Campbell R.Diagnostic Reasoning Agents Development for HUMS Systems[A].Proceedings of the 57th AHS International Annual Forum[C].Washington DC,2001:1-5.