基于ＤＣＶＥ的企業培訓系統設計研究

[摘 要] 在信息時代，企業要加強職業培訓和繼續教育，迫切需要充分利用先進的網絡和多媒體技術，本文分析了將Agent與DCVE技術結合的可行性和必要性，在此基礎上，給出了基于DCVE的企業培訓系統的整體構建方案，并對系統的設計和實現進行了探討。

[關鍵詞] DCVE 企業培訓 Agent

一、問題的提出

目前越來越多的企業意識到，企業的發展離不開員工的成長，加強員工職業培訓和繼續教育是人力資源開發和管理的重要組成部分， 是維持整個企業有效運轉的必要手段。信息時代計算機、網絡等技術的發展，為現代培訓提供了新的載體，使得企業開展培訓的方式也不斷更新。但是當前的大部分培訓系統存在一些缺陷及問題: 首先，培訓系統內容多以靜態為主，且頁面結構和超鏈接結構都不能動態優化。另一方面， 系統缺乏智能性，忽視了和受訓者的互動及個性化設計等問題。將協同工作技術（CSCW）與分布式虛擬現實技術（DVR）相結合，構筑一種基于分布式協同虛擬環境(DCVE)的企業培訓系統，為解決上述問題提供了有效途徑。分布式協同虛擬環境同傳統的其他信息平臺相比，摒棄了HTML協議的二維性和Internet下層構造的限制，能夠為培訓者提供一種完全沉浸式的交互界面，在這個開放性、超時空的虛擬培訓環境中，人們可以身臨其境般地交互、感知、協同工作，從而擴展了培訓的時間和空間概念。

本文主要對基于DCVE的企業培訓系統的設計進行探討，分析了將Agent技術與DCVE結合的可行性和必要性，并著重從技術角度對系統的關鍵組成模塊進行了研究。

二、系統的設計理念

有關分布式協作虛擬環境（Distributed Cooperative Virtual Environment）的研究是一門具有重要理論性與實用性的前沿研究課題，所涉及的研究應用領域包括軍事、醫學、心理學、科研、商業、教育、影視、娛樂、工程訓練等。目前在開發DCVE中存在許多關鍵問題尚未解決，需要引入新的方法作為低層支撐技術，才能將DVR與CSCW有機地結合起來。近年來興起的智能Agent技術，其基本思想就是使軟件能夠模擬人類的行為和認知，具有智能性、社會性、適應性等特性，能根據環境變化做出響應和進行相應處理。因此現實世界的實體和它們之間的關系就可以直接映射成具有問題求解能力的Agent，在有多個用戶的分布式虛擬環境中，多個代表用戶的化身之間會進行交互，用戶化身和其它對象也要進行交互，所以人與人的交互、人與機器的交互都可由Agent之間的交互來實現。同時，Agent技術本身是面向領域的，擁有較為豐富的領域知識和智能，支持分布式虛擬環境中的交互協同工作，因而特別適合于處理具有行為真實感的分布式虛擬環境。

基于以上分析，本文將Agent技術應用到基于DCVE的企業培訓系統的設計中，其目的是解決虛擬環境中的智能人機和人人交互問題，并使系統具有很好的可重用性、可擴展性和智能性。

三、系統體系結構

分布式協同虛擬環境為人們提供以三維動態形式出現的學習內容，使其在這一環境中具有較好的真實感和沉浸感。培訓人員能夠通過多維、自然的交互更好地表達情感、協同工作。 該培訓系統采用B/A/S模式，即瀏覽器Browser/代理Agent／信息服務功能層。

第一層是基于瀏覽器的表示層。WEB瀏覽器作為客戶端，提供圖形用戶界面，完成用戶接口功能，系統中的用戶可分為培訓學員、培訓師和管理員等每類用戶具有不同的操作權限，通過該層實現多媒體知識的輸入、輸出，用戶信息和行為的獲取，任務的接受，處理結果的反饋等。

中間代理層作為整個分布式協同虛擬系統的軟件架構，它是一個基于CORBA的多Agent架構。這種結構利用 CORBA 的ORB作為底層的通信支撐，它將 CORBA 技術和Agent技術相結合，通過眾多智能Agent的合作與競爭，完成系統功能。為基于OMG對象技術的軟件模塊提供了傳送請求和響應的基本機制。每個Agent將獨立地插到 CORBA軟總線中，它們既可獨立自主地活動 ， 透明地調用其他 Agent提供的服務，也為其他Agent提供服務， 從而實現信息共享、服務共享和協同工作。

網絡信息服務層主要由各種服務器及分布式數據庫集群組成。這些服務器包括Web服務器、虛擬現實服務器、協同工作服務器、數據庫服務器等，通過調用與其對應的各類數據庫，提供整個系統工作所需的共享信息及相關服務。

四、系統的設計與構建研究

1.協作Agent的組織架構研究

在基于DCVE的企業培訓系統中，面向協作關系的 Agent架構是整個體系結構的核心。每個Agent作為一個具有高度自治性和社會性及通訊能力的實體，都應該具有與外界通訊、根據己有知識進行判斷、推理、決策、不斷學習新知識，完成特定的任務的能力，

系統中主要定義了兩類Agent：實體Agent和協調Agent。實體Agent作為用戶的化身，具有用戶的興趣、習慣和目標等知識信息，可以執行個性化的任務，并幫助用戶完成他們的目標。每個實體Agent給虛擬環境中具有幾何外形的唯一實體對應，并為其賦予了特定的語義和行為規則，以及相互之間的交互功能。

協調Agent是系統中另外一類重要的智能Agent，它們沒有幾何外形，基本功能是提供系統服務，包括用于封裝網絡支撐層中的通信服務Agent；為虛擬環境中智能行為提供所需的信息與知識的信息服務Agent；提供與具體應用相關的應用服務Agent。協調Agent不僅與實體Agent交互，而且也與虛擬環境中的幾何場景及物理層作用，進行系統的通訊管理及沖突解決。具體表現為：在虛擬培訓環境中，培訓師Agent能夠上載教學資源， 創建、控制并管理虛擬教學空間; 培訓學員Agent根據參加培訓的類別或知識層次選擇學習空間， 在獲得培訓師Agent許可后加入不同的培訓虛擬教學空間進行交流、會話或學習; 管理員Agent負責對整個系統的管理和維護， 并負責配置不同客戶的訪問權限等。

2.協同虛擬培訓環境的設計

協同虛擬環境是整個系統建立的關鍵，整個系統中所有實體都通過三維化身的形式在虛擬培訓環境中進行各種行為操作，并且系統能提供動態實時的交互與反饋。根據虛擬企業培訓環境應具備的用途和特點，系統設計應包括以下主要場景：

虛擬培訓課堂。模擬真實課堂教學， 由培訓師組織培訓學員開展教學， 還通過動畫和交互技術，向學員展示相關設備的工作原理和工作過程及實現教學資源在線播放和實時語音講解。

虛擬工作環境漫游。這是一個支持多用戶的協作漫游空間，能夠使每個用戶通過自己的虛擬化身在共享的虛擬工作空間中自由的漫游和巡視，用戶之間還可以通過文本語音等手段進行交流討論。

虛擬訓練場景。為學員提供虛擬的技能訓練環境，使得一些在真實環境下難以實現的項目成為可能，如生產事故中的相關應急處理操作等。

個人學習空間。為培訓學員提供個人私密空間并保存了有關化身、編號、學習資料、電子郵箱、學習進度、學習成績等用戶個人信息。 系統還設置了多種實體按鈕用于培訓資源鏈接，方便用戶獲取學習資源和必要幫助。

在技術實現上系統采用 VRML 和Java相結合的方式構筑虛擬協同空間。作為一種建立真實世界的場景模型或虛構的三維世界的場景建模語言， VRML為Internet環境下構筑三維虛擬空間提供了規范，但VRML也有一些局限性，如缺乏描述數學規律的能力和有效的對象交互機制等。將VRML與Java相結合，一定程度上滿足了協同設計的要求。利用Java擴展VRML，能夠使后者的節點具有對象交互和處理消息的能力，較好地實現了對真實世界的模擬、數據共享以及多人交互，使它們成為創建基于Internet的大規模協同虛擬環境的理想工具。

五、結束語

盡管虛擬現實技術的應用仍有許多必須解決和突破的問題，但我們相信，隨著分布式虛擬協同技術的不斷完善，以實時、三維、交互和協作為主要特征的基于DCVE的企業培訓系統不僅對于教育培訓基地的設計人員及指導人員提供了實踐其教育價值的途經和方式，而且從受訓者的角度來說，它在解決學習和訓練的困難，提高學員汲取知識和掌握技能的效率，改善培訓的效果等方面，也起到了積極的推動作用。

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