基于多Agent技術的電子政務系統研究

楊裕翠,孫紅兵

摘 要:實施電子政務可以促進政府信息化建設,優化政府的組織結構和業務流程。電子政務系統設計的關鍵是解決各部分軟件系統的協作。這里結合Multi-Agent技術,對電子政務系統進行研究分析,將龐大復雜的系統分解為多個易于實現的模塊,并將這些模塊設計為具有自主性、社會性的Agent,通過多個Agent的協作實現電子政務系統的功能,有效解決各功能模塊的協作難題。詳細闡述系統的設計思想,給出基于Multi-Agent的電子政務系統模型。

關鍵詞:協同;電子政務;多Agent;CORBA

中圖分類號:TP391文獻標識碼:A

文章編號: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

在當前網絡化、信息化、全球經濟一體化的趨勢中,政府信息化作為國家信息化的基礎,直接影響國家的競爭力和社會經濟的發展進程。一個國家的信息化發展水平直接關系到該國在未來世界經濟和政治格局中的地位,信息化建設事關國家的核心競爭力,我國在失去工業化先機的前提下,能否抓住信息化的后發優勢,是舉國關注的焦點。政府是信息化進程的先導,必然要求電子政務先行。

電子政務就是以政務信息資源的開發和管理為切入點的,通過集成和應用現代信息技術,以增強政府的調控能力,改進決策質量,降低行政成本,改善工作效率和提高廉潔程度為重點,優化政府的組織結構、業務流程和工作方式,以直接、非接觸和虛擬的方式,向社會提供全方位與跨部門、超越時間與空間、行為規范與透明、符合法律與國際慣例要求的管理和服務。電子政務的過程就是工業時代的政府(即傳統政府)向信息時代的政府(即現代政府)轉變的過程[1-3]。

從技術的角度看,電子政務是基于Web技術、數據庫技術、全文信息檢索技術、GIS技術、RS技術、GPS技術、數據倉庫和數據挖掘技術、空間數據挖掘技術、空間決策技術、數據通信技術、標準化技術、信息安全技術和信息共享技術等于一體的政務信息管理系統。電子政務是科技創新的核心內容,其技術滲透作用對生產力要素、生產方式創新的影響的最為深刻。它為企業、行業或領域信息化提供良好的配套環境,提高社會公眾對信息化的認知程度,實現信息增殖效應。隨著信息技術的發展,各個政府部門紛紛建立了自己的電子政務系統。但是由于各個電子政務系統之間不能相互交流,產生了很多“信息孤島”。為了消除“信息孤島”,創建電子政務應用系統平臺是很關鍵的[4]。需要圍繞機關政務活動中對產生的信息資源進行采集、整合、交換、管理、發布、檢索與內容挖掘。以分布式數據庫為主體,通過統一標準交換協議與關系數據庫網關全面整合、管理,并共享各種信息資源,建立政府機關基礎政務辦公信息資源庫、政府公共信息資源庫和統一的數據交換平臺,構筑分布式、“一站式”的電子政務應用系統平臺,實現各異構政務系統平臺之間的互聯互通,實現各類信息資源庫的全面共享與互操作,達到政府機關信息服務個性化與智能化的目的。另外,在電子政務系統開發過程中還必須考慮病毒、黑客的入侵與破壞,設計時必須考慮相關的安全策略。傳統的開發技術對這樣大型復雜系統的開發面臨著許多困難,如各種信息的實時傳輸與處理、多個功能模塊的協調工作等[5]。人工智能領域的多主體(Multi-Agent)協作技術不僅能有效處理分散的、分布的、不同種類的在線信息資源,而且可作為構造大型、復雜、強健的分布式信息處理系統的框架結構。為此,將多主體技術引入電子政務系統的開發領域,成功解決了各功能模塊的協作難題及入侵檢測難題,對電子政務系統的開發有一定的借鑒意義。

1 多主體技術簡介

Agent一詞的中文意思是“代理”或“主體”,是一種在分布式系統中能夠自動、自主地感知環境,并作用于環境的硬件或軟件實體,其主要作用是提供一種易于理解和使用的操作界面,接受用戶的指令,代替用戶完成某些復雜繁瑣的工作,或為用戶提供幫助。其概念最早出現于20世紀70年代的人工智能中,80年代后期開始受到重視。Agent可以實現分布式查詢和計算,實現高層服務的低層分解,它還可以自定義一種Agent腳本語言,供用戶提供高層要求,Agent在運行時可以進行效率的權衡,從而避免瓶頸效應。此外,Agent能利用元數據與其他Agent 一起協同工作。從人機工程的角度考慮,賦予電腦或程序更多人性化色彩,如支持語音合成輸出信息、語音識別輸入指令、智能提示、動畫等,能夠充分提高人機交互的有效性和易用性,提高信息處理的柔韌性[5-7]。

多主體(Multi-Agent)技術是為解決大規模復雜問題的智能求解而發展起來的。其基本思想是把大的復雜系統分解為許多小的、可以實現相互通信、能夠彼此協調工作的自治系統(Agent),然后通過這些自治Agent的交互、協作等智能行為完成復雜的任務求解。國內外學者已在Multi-Agent技術應用方面做了嘗試,并取得了一些成果。美國NASA Ames研究中心與JPL聯合構造出了用于深空1號航天器的遠程診斷Agent,能實現航天器自主診斷和修復功能。Kenvin P.Logan等人于2003年提出了針對分布式機械健康監測和診斷系統的智能軟件主體[8-10]。由于多Agent 可以很好地處理分布式事務,在此嘗試利用多Agent的這一特性對電子政務應用系統平臺分解,以得到利于實現的功能模塊(Agent),從而得到一個基于多Agent的電子政務應用系統平臺模型,并對系統的安全性進行必要的設計與分析。測試結果表明,該系統能滿足電子政務系統中各角色的協作與信息交互,能夠有效檢測并抵御不良入侵。

2 基于多主體技術的電子政務系統設計

2.1 電子政務的行為主體及工作模式

在電子政務系統開發過程中,必須先進行需求分析,再確定系統功能及系統角色(即行為主體)。針對我國政府業務的具體情況,電子政務中的行為主體主要是四個:政府,從中央政府到地方政府;政府雇員;企業及事業單位;社會公眾。由這四個主體形成了電子政務系統應用的四種不同工作模式:

(1) 政府對政府(Government to Government,G2G)。它是異級、異地或異職能部門之間的電子政務,即通過政府之間和機構部門之間的信息交流溝通,打破機關部門的壟斷和封鎖,加速政府內信息的流轉和處理,從而達到共享公共資源,促進協同辦公的目的。其內容包括:電子公文系統、電子法規政策系統、電子司法檔案系統、電子并聯審批系統、電子財政管理系統、電子辦公系統、電子培訓系統、電子資料庫、電子郵遞等。

(2) 政府對公務員(Government to Employee,G2E)。它指政府和公務員之間為提高政府效率服務而建立的基于Intranet的有效行政辦公體系,其目的是通過借鑒產業界的先進經驗(如供應鏈管理、財務管理和知識管理),更好地利用信息技術減少政府支出,改善政府機構的行政管理,使各機構能提高工作效率和改進績效,消除工作拖沓現象,同時改善公務員的滿意度和忠誠度,營造和諧良好的組織文化。其基本內容包括電子公文、電子郵件、電子人事及電子財務等。

(3) 政府對企業(Government to Business,G2B)。它是政府通過網絡為企業提供的公共信息資源,實施基于網絡系統的業務監管與服務,以及電子采購與招標。企業通過獲取政府公開的各種信息資源,可以避免發展的盲目性,將更為容易地找到更多商機。政府對企業業務的監管與服務網絡化,有利于營造公平的競爭環境,最大限度地減少暗箱操作及權錢交易。政府的電子采購與招標,有利于體現公平公正的原則和防止腐敗,大大節約政府部門的運行成本。其基本內容包括:電子采購與招標、電子稅務、電子證照辦理、信息咨詢服務、中小企業電子服務。

由此可見,電子政務不僅是電子商務的基礎支撐和環境保障,而且G2B模式的電子政務還能成為電子商務的業務增長點,實現電子政務與電子商務的共同發展。

(4) 政府對公眾(Government to Citizen,G2C)。它是政府通過網絡系統為公民提供的各種服務。它以公共利益為目標,以社會公眾的客觀需求為尺度,通過以互聯網為平臺的網絡系統,尊重公民意愿,建立和發展廣泛的社會回應機制與公共責任機制,為公民提供各種滿意的公共產品和公共服務,進而提高政府政務活動的透明性,強化公民的民主參與和多元監督,促使政府運轉高效低耗和公務員的廉潔自律,其主要內容包括:教育培訓服務、就業服務、電子醫療服務、社會保險網絡服務、公民信息服務、交通管理服務、公民電子稅務服務以及電子證件服務等。

2.2 電子政務系統體系結構設計

依據上述電子政務系統所需提供的功能及各行為主體,結合電子政務活動中的幾種工作模式,將整個系統優化分解為易于實現的子系統,這些子系統由相應的智能主體(Agent)來實現。設計的基于Multi-Agent 技術的電子政務應用系統平臺體系結構如圖1所示。

圖1 基于多主體的分布式電子政務系統體系結構

其中,按層次分為政府各級部門提供服務的政府Agent、企業Agent以及面向公眾的公眾Agent。對政府Agent進行細化設計了14種主要的Agent,包括用戶認證Agent、智能處理Agent、檔案管理Agent、智能管理Agent、會議管理Agent、工商審批Agent、信訪管理Agent、決策信息Agent以及信息服務Agent等。各Agent通過CORBA進行協作與信息交流。將企業Agent進行細化,設計了5種主要的Agent,包括用戶接口Agent、招標采購Agent、數據管理Agent、工商稅務Agent以及企業服務Agent等。將公眾Agent進行細化,設計了5種主要的Agent,包括用戶接口Agent、事務辦理Agent、公共服務Agent等。

2.3 主要Agent設計及系統工作過程

在圖1所示的電子政務系統中,各Agent的作用各不相同,限于篇幅,僅介紹幾個主要的Agent功能及作用。

(1)用戶認證Agent。由于系統的用戶包括政府的公務員、社會公眾以及企業等,不同的用戶具有不同的權限。為此,用戶認證Agent 需要通過用戶密碼或者用戶的IP地址等信息對用戶賦予其相應的操作權限。

(2) 智能管理Agent。該Agent 對系統資源進行有效的管理與協作,并對各種事務進行分類,根據類型將事務發送到不同的Agent 進行處理。

(3)信息服務Agent。該Agent 能將用戶端傳來的信息搜索請求提交給數據庫Agent,并進行相應的查詢操作,將查詢結果以約定的形式返回給用戶。

(4)決策信息Agent。該Agent 利用數據挖掘、神經網絡、人工智能等方法,將信息服務Agent、公眾信息管理Agent等送來的信息進行綜合處理,給出用戶所需的決策信息,或者輔助政府機關的各級領導就某一事務進行決策,避免或減少失誤。

(5)公眾信息管理Agent。該Agent 負責實現公眾提交的意見及建議等信息的有效管理,對其進行分類、存儲和組織。并將這些信息傳遞到數據庫進行存儲,同時送決策信息Agent,以輔助政府部門就某一事件進行決策。

(6)用戶接口Agent。該Agent 的功能主要是在政務系統與用戶之間架起聯系的橋梁與紐帶。用戶通過該Agent可以向系統提交請求、意見及建議等信息,同時政府部門的一些反饋信息、建議、意見以及事件的處理結果也通過用戶接口Agent返回給用戶。

(7)數據庫Agent。電子政務系統要處理大量的信息,這些信息包括政府信息和企業及社會公眾的信息。如何對這些信息進行有效的存儲與管理,這對系統的工作速度及穩定性至關重要。一般認為,關系數據庫系統(如Oracle,SQL Server,Foxpro等)適合傳統數據類型(結構化信息)的表示和存儲,但是對復合文檔數據的處理并非能夠完全表達。因此,“面向Agent的存儲技術”的概念就被引入電子政務系統的數據庫領域,其目標就是針對新出現的需求,高效率地表達和存儲管理“復合文檔數據”。當然,傳統數據的存儲和處理也是系統的重要部分。

當用戶端(即公務員或者公眾或者企業等)通過互聯網或政務內部網訪問該電子政務應用系統平臺時,首先通過認證Agent 對訪問者的身份或者地址IP 進行認證,認證通過后,事務交由智能管理Agent 進行處理。如果是查詢事務,則將該事務發送給信息服務Agent。信息服務Agent 向分布式數據庫Agent提交搜索請求,如果搜索成功返回結果;如果搜索不到所需數據,將通過數據挖掘等方法對分布式數據庫進行更復雜的算法搜索,搜索成功,結果返回用戶端,同時將結果傳遞給智能管理Agent及數據庫Agent 進行相應的信息記錄分類,進而存儲到相應的數據庫站點中。如果事務為需要處理的政務事件,將事務發送給相應的處理Agent,如工商審批Agent、會議管理Agent、信訪管理Agent等進行處理,處理結束后將處理結果返回給用戶端,同時也將結果傳遞給政務智能管理Agent進行相應的信息記錄分類,進而存儲到相應的數據庫站點中。如果該事務是用戶提交的一些反饋信息、建議、意見等,則將該事務發送給公眾信息管理Agent,由該Agent 負責對信息進行分類處理,處理結果返回用戶端。對系統進行了實際測試。結果表明,系統能夠有效實現設定的功能。

3 結 語

通過對電子政務系統行為主體及工作模式的分析,在對復雜的電子政務系統進行功能分解的基礎上,用對應的智能主體來實現分解后的子系統,通過這些智能主體的自主運行及相互間的協調協作,有效實現了系統功能。利用ORG的CORBA來實現各智能主體之間的通信,可以有效實現跨平臺操作,為系統的實現及后期升級帶來便利。

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