一种基于Web服务和Agent的智能复合电子服务系统框架，本文主要内容关键词为：框架论文,智能论文,系统论文,电子论文,Web论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-7634(2007)02-0254-05
1 引言
随着Internet和电子商务的迅速发展，Web成为企业向客户提供服务的数字化与集成化应用的系统平台。客户能通过Internet方便地查找并获得电子服务(e-Service)，而企业也通过电子服务获得了更多的回报和更高的效率。
但传统的电子服务基于单一模式提供服务，不具备开放性和集成性，已不能满足客户日益增长的多层次、个性化需求。客户需要的是一站式的服务，他们希望在一个平台上获得各种相关的服务。比如，旅客出外旅行时可能需要预订机票、预定酒店住房，还可能需要行旅运送或汽车租赁等服务。因此，客户非常希望能够通过一个单一的渠道获得这些由不同的提供商提供的服务。Web服务为满足客户的这一需求提供了一种实现途径，复合电子服务(Composite e-Service)便是在同一电子商务应用平台上集成多个电子服务，能够为客户带来更大的便利和更多的附加价值。同时，智能Agent技术的广泛应用，使得能够根据其客户的不同需求获得个性化服务成为可能。
2 电子服务和复合电子服务
2.1 电子服务
HP公司对电子服务的定义是：电子服务是指通过Internet提供的、以驱动新的收入流和创造新效率的任何资源[1]。典型的电子服务包括在线支付、发送定制信息、提供支持文档、在线预定机票或酒店等等，今后电子服务的数量和种类还将以更快的速度增加。分析传统电子服务的特点，我们发现其主要存在一些缺陷。
(1)服务的单一性。每项服务由不同的服务提供商单独提供，客户需要通过不同的渠道获得所需的电子服务。但从客户的角度来看，他们需要的是一站式的服务，他们要求动态地集成多项服务并由工作流来驱动它们的执行。
(2)控制的刚性。目前，多数的电子服务其执行条件是由系统预先制定的，但电子服务是由双方甚至是多方共同完成的。这样的结果造成客户无法表达自己的意见（只能是接受或拒绝）和交易条件，处于完全被动的地位，这和现实中对交易灵活性的要求不符。
(3)系统应用的不兼容性。目前状况下，各个服务商都用不同的平台和不同的语言开发自己的电子服务应用，这就使得服务应用在互操作时，需要考虑各种计算标准的兼容性，给系统开发带来了很多不便。
(4)系统的非智能性。由于目前电子商务组件是非智能组件，只能提供固定的功能与操作方法，对于环境的变化不具备可适应性，在服务过程中还需要人的很多干预，智能化程度以及自动化程度都比较低。
2.2 复合电子服务业务流程
为了克服以上传统电子服务的缺点，导致了复合电子服务的产生和发展。复合电子服务是指集成多个服务商提供的基本服务(Basic Service)来为客户提供组合的电子服务[2]。它允许服务提供商为其提供的电子服务在UDDI注册库上注册和描述，并在Web上发布。只要电子服务被成功注册，便能向客户提供应用。复合电子服务通过一个平台把各种基本服务集成在一起，在这个平台上，客户可以对电子服务进行语义查找，并绑定其需要的各项基本服务来形成一个虚拟的复合电子服务系统。而基本服务提供商则通过这个复合电子服务平台来注册、发布、监控和管理其不同的电子服务应用[3]，其逻辑模型如图1所示。
图1 复合电子服务系统架构
此外，复合电子服务是与工作流联系在一起的，其用工作流来表示每项服务的执行次序，并且协调和引发各项电子服务的调用。一般来说，复合电子服务包括两个方面的内容，一方面是各项电子服务的执行流程，另一方面是在什么条件下引发哪项电子服务[4]。复合电子服务的执行流程通常用UML活动图描述，在此活动图中，复合电子服务就是由各个基本服务组合而成的服务执行流程，图2便是一个旅行复合电子服务的业务流程。流程图中的每个节点表示一个基本服务，分叉节点则根据不同的满足条件指向下一个服务。
复合电子服务中每项基本服务的调用则交给ECA(Event/Condition/Action)规则来管理，ECA规则控制着整个复合电子服务的执行路线以及选择相应的基本电子服务提供商。每项电子服务的引发和调用是根据前面电子服务的完成情况来决定的，当前面规定的电子服务完成后，ECA规则便引发下一项或几项服务；同时，ECA规则还根据预定的选择条件来选取不同的服务提供商。因此，ECA规则定义了何时触发某项电子服务，当规则被某一事件触发后，便对条件进行评价，如果条件满足，则执行相应的行动[5]。其中，事件(Event)是指某一基本电子服务的执行结果，是下一项或几项电子服务被调用的前提；条件(Condition)是选择执行路线和选择电子服务提供商的限制规则，控制着复合电子服务的流程；行动(Action)是指在满足某种条件下对引发下一项或几项电子服务。
图2 旅游复合电子服务业务流程
复合电子服务还需要相关的支持协议，包括IBM的Web服务流程语言(WSFL)和Microsoft的XIANG。近年来，IBM、Microsoft和BEA系统公司将把他们的流程语言合并为“Web服务商业流程执行语言”(Business Process Execution Language for Web Service)[6]。
3 一种基于Web服务和Agent的复合电子服务系统框架
针对传统电子服务的缺点，我们提出一个基于Web服务和Agent技术的智能复合电子服务框架，如图3所示。充分发挥Web服务和Agent技术的优点，使电子服务平台更具开放性、集成性和智能性，满足客户的动态与个性化需求。
这是一个三层的应用体系结构，如图3所示，最顶层是用户层，通过用户层客户可以和复合电子服务平台进行交互、合作，获得所需的电子服务。因此改变了以前客户端的单向性和被动性，使企业和客户在网络中都处于对等的地位。第二层是协作层，它能够根据客户的需求，动态地集成虚拟的服务系统，为客户提供复合电子服务。协作层应用Web服务技术将各项电子服务无缝地集成进行互操作，具有良好的兼容性，而不用考虑各种服务的计算标准。最底层是服务层，这一层由各个提供商提供的基本服务构成。
图3 基于Web服务和Agent的复合电子服务系统框架
3.1 用户层
用户层由客户Agent组成，以智能Agent部分地代替客户的操作，把客户解放出来，使其成为真正的管理者、决策者，让系统能够自主地运行。每个客户Agent都代表着一个特定的用户（个人用户或企业用户），客户端根据客户的需求定制相应的客户Agent，客户Agent收集和记录客户的相关信息（需求），在以后的过程中能够以用户的身份代表用户去查找和获取电子服务。通过客户Agent，客户能够从操作员的角色中解放出来，由客户Agent直接代理客户跟服务提供商进行协作。同时，用户层是一个多元化界面，它支持人－机界面，机－机界面，支持其他多种不同设备进行操作，比如：掌上电脑(PDA)、手机等。
3.2 协作层
协作层是一个复合电子服务平台，能够动态地集成和管理各个服务提供商注册的基础电子服务。对于服务提供商来说，协作层是其注册和发布电子服务的地方，同时协作层还提供监控和管理的功能。客户则通过这个平台查找和获取满足其需求的电子服务，然后协作层通过绑定把其组成虚拟动态的复合电子服务系统响应客户的需求。复合电子服务平台由四个模块构成，分别是服务Agent、服务注册模块、基本管理和查找模块、服务执行模块。
(1)服务Agent。服务Agent是驻留在协作层的智能Agent，负责与用户层的客户Agent交互。每个服务Agent分别代表一个特定的服务提供商，在接受客户Agent的请求后，如果一个服务Agent单独不能完成客户Agent的目标时，它会同其他的服务Agent协作，进行动态集成，即组成复合电子服务来完成特定的任务。
(2)服务注册模块。服务注册模块主要包括UDDI注册中心和服务描述文档。通过使用UDDI的发现服务，服务提供商可以单独注册那些希望被客户发现和使用的电子服务。UDDI服务注册中心还提供一个Web界面，使用实现了“UDDI Programmer's API标准”所描述的编程接口工具，将服务信息加入到UDDI注册中心。同时，协作层应用电子服务元数据来详细描述电子服务内容及其提供商。电子服务元数据包括用来描述服务提供商的商业层元数据和用来描述电子服务内容的服务层元数据。
(3)管理和查找模块。复合电子服务平台的管理和查找模块为服务商提供了一个基本管理工具集，使其能够随时监控和管理自身提供的电子服务，即时更新服务信息。客户则利用查找工具对UDDI注册中心的电子服务元数据进行语义查询，发现与其需求匹配的电子服务，并通过绑定获得电子服务的应用。
(4)服务执行模块。服务执行模块负责复合电子服务的定制和执行过程，包括客户模型库、复合服务定制工具和复合服务引擎。客户模型库是实现个性化服务的核心组件，存放着客户个性化的资料信息，并通过推理机来推理和预测客户的个性化需求，服务Agent可以根据用户的活动情况自动维护它，也可以由客户Agent根据收集到的客户数据随时修改它。复合电子服务关键的是服务流程问题，所以定制工具用流程工具来定义和描述复合电子服务的执行流程。对于复合电子服务的定制，可以根据客户模型库来进行，体现了复合电子服务平台的智能性和个性化。最后，服务执行引擎负责在复合电子服务执行过程当中启动和控制每项基本服务，此项功能是通过ECA规则来实现的。服务执行引擎应用ECA规则来控制各项基本电子服务的次序，以及对电子服务提供商进行选择。另外，服务执行引擎执行的结果反过来又会反馈给客户模型库进行更新。
3.3 基本服务层
服务层是复合电子服务的基础，由各个不同服务提供商注册的基本电子服务组成。各个提供商根据自己的商业应用建立各自的电子服务，并在复合电子服务平台注册。每项基本服务在注册时要求提供电子服务的元数据，发布之后便能被客户通过语义查询查找到。
4 智能复合电子服务的系统实现
4.1 Web服务
Web Services是近年来出现的一种电子商务技术的新理念，指由企业发布的、完成其特别业务需求的在线应用服务，其他企业、合作伙伴的应用软件能够通过Internet动态地访问并使用这些在线服务[7]。Web服务的出现解决了日益频繁的商务活动和当前技术之间的矛盾，它将所有的商务活动都封装成独立的服务，可以在一个与操作系统和开发语言都无关的平台（如XML,SOAP）上对其操作。这样就可以把企业的应用用统一的格式封装在一起，避免了底层技术的冲突（不兼容），也为开发人员提供了方便。此外，Web服务还提供了一个发布服务的地方（UDDI服务器），这样商务活动将被统一管理，也为未来的电子商务提供了一个具有良好秩序的环境。
Web服务涉及到一些新的网络计算技术标准和规范，如：①扩展标记语言(Extensible Markup Language,XML)。②统一描述、发现和集成协议(Uniform Description Discovery and Integration,UDDI)。③Web服务描述语言(Web Services Description Language,WSDL)。④简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol,SOAP)。
图4 基于Web服务技术标准
Web服务应用上面这些网络商务应用协议架构出一个更为灵活，互动性更强的网络平台。XML因其使用一种灵活的、开放的、基于标准的格式来交换数据，已经在电子商务中得到了广泛的应用，而SOAP、WSDL和UDDI已成为Web服务的事实标准[8]。UDDI为电子服务的注册和检索提供目录服务；WSDL则通过定义一个通信端点集来描述电子服务的应用方式；SOAP是一种基于XML的协议，用于在提供商和客户之间交换请求／响应的消息，其原理如图4所示。
4.2 智能Agent技术
智能Agent是在人工智能(AI)领域发展起来的一种技术，是指具有感知能力、问题求解能力和与外界进行通讯能力的能持续自主地发挥作用的一种独立计算实体[9-10]。在复合电子服务中引入Agent技术是为了实现个性化智能服务，更好地满足客户的个性化需求。它可根据客户定义的准则自动搜索和收集用户可能感兴趣的服务，并与电子服务资源取得联系。与其他计算实体相比，智能Agent具有以下特点：①自主性。它无需外界参与而自主运行，且对自己的行为和内部状态有一定程度的控制能力。②协作性。智能Agent可通过代理通讯语言(ACL)和其他代理（或人）进行交互，通过协商、协作共同完成复杂的任务，因此能够满足Web服务分布式计算的要求。③主动性。Agent能主动地分析和获取用户的个性信息并根据用户的兴趣模型了解其潜在需求，采取主动服务。④学习性。Agent作为一个独立的个体能主动学习记忆用户的兴趣、习惯，并将其转化为客户模型存放在知识库中来指导自身的决策，从而为用户提供符合其需要的个性化服务。
5 结语
单一的电子服务已经满足不了客户日益增长的个性化需求，而复合电子服务能够动态地集成客户需要的各项服务，为客户提供一站式的服务，其采用Web服务技术解决了电子服务间的互操作问题，能够适应下一代分布式动态电子商务应用的发展；而智能Agent技术则使得客户的个性化需求得到最大的满足，并从一定程度上减轻了客户的操作负担。因此，基于Web服务和智能Agent的动态复合电子服务是电子服务发展的一个方向。
收稿日期：2006-07-04