基于多Agent技术的图书网站推荐系统研究

1绪论

1.1选题背景与研究意义
1.1.1选题背景
信息技术和Internet技术的迅速发展推动人类社会走进了一个叫做“电子商务”的时代，从此人们的生活和工作方式有了颠覆性的改变，不需要再时时处处使用人工的方法处理一切事务，便捷性和效率大大提高。根据中国互联网络信息中心(CNNIC)的调查，截止到2010年12月底，我国网民规模达到4.57亿，网购已经成为大多数人日常生活的一部分，这就为电子商务的普及和改革提供了深厚的市场基础。
目前，电子商务市场扩张的速度越来越快，形形色色的电子商务网站出现在人们的视野之中，竞争越来越大，现在并不是单纯开发一个电子商务网站，找到网站使用者和供应商，开展电子商务业务，就能获得预想的发展和收益。网购大肆发展给人们带来便利的同时也触发了一些隐性问题。例如，电子商务网站由于它的虚拟性可以存放数以万计的商品，而用户每次的购买需求可能较为单一，仅仅通过传统的搜索引擎实现起来难度较大，而如果不能掌握合适的方法，用户很快就会被浩如烟海的商品所淹没，何谈效率和便捷。所以电子商务网站要存续，必须要想办法解决这些矛盾。
而推荐理论的出现在很大程度上缓解了这种矛盾，网站根据用户的浏览历史和兴趣特点等向其推荐可能感兴趣的商品，然后用户根据自己的意愿决定采纳还是不采纳该建议。推荐理论的价值是很大的，自1997年第一个电子商务推荐系统(Resnick和、Varian提出)出现至今已有十余年的发展，但是运行电商网站需要从用户的实际需求出发，推荐的准确性程度才是真正关乎用户对网站忠诚度的关键。而目前，网站上各式各样的推荐也算是琳琅满目，但实际基于推荐的订单转化率并不高，也可以说推荐的实质价值还没有体现出来。所以，要想高效地运作电子商务，吸引住大批忠诚的客户，从而在激烈的电子商务竞争中脱颖而出，如何发挥推荐的优势是关键，而这个研究并不是一蹦而就的，还需要在不断尝试和改进的过程一步步实现。

1.1.2研究意义
到目前为止，在推荐理论方面的研究已有十余年，而这些研究主要还是集中在推荐算法的分析和改进上，目前推荐算法的研究己经较为成熟和全面，而最强大的算法并不是如何设计出某一个可以迎合所有需要的算法，而是根据不同需要和情景将不同算法结合起来共同发挥作用。所以，现今和未来的研究重点应该转向怎样使这些算法发挥出其应有的作用，实现最佳效果。
在推荐系统的研究中引入Agent技术是当前推荐系统业界的一个热点，利用Agent技术灵活性、学习性、智能型等相关特点实现高效的推荐效果是推荐所追求的目标。目前，Agent技术在智能信息检索、机器学习、数据挖掘等方面己取得了快速发展和广泛应用。
Agent可以看作是一个独立运行的计算机程序，能够代表用户完成特定任务，它能自动感知周围环境的变化，自主做出响应并影响周围的环境。目前应用最多的是多Agent，多Agent是通过各Agent互相协作解决问题的一个Agent系统。现在，将多Agent技术应用在推荐领域，辅助推荐系统来实现自动化、智能化的数据收集、分析、处理以及信息、过滤和推荐，利用各Agent间协作机制进行任务的分配和调度，从而提高系统工作效率和资源利用率，增强用户体验。
多Agent系统能够通过交互、合作、竞争和协商等行为完成复杂的控制和任务求解，旨在模拟人类的思维方式和人类社会协作的本质，更能体现人类的社会智能，更加适合开放的，动态的社会环境。
本文将多Agent技术引入到图书网站推荐系统中，构造一个可以实现图书推荐功能的多Agent系统，发挥多Agent不断学习、互帮互助的特点，随时感知外界环境的变化，不断优化和交互，从而使推荐效果达到最优。

1.2国内外研究现状
1.2.1个性化推荐系统国内外研究现状
上个世纪90年代初，电子信息时代悄然来临，信启、开始出现爆炸式增长，人们开始寻求一些外力的帮助来处理信息过载问题，

2相关理论及技术

2.1电子商务推荐系统概述
目前电子商务的发展如火如茶，各种各样的电子商务网站以迅猛的速度充斥互联网，进入人们的视线，造成前所未有激烈的竞争态势，传统商务网站的静态链接方式已经无法满足人们的需求，怎样在激烈的竞争中脱颖而出，提供最能抓住顾客眼球的服务成为目前电子商务网站的研究热点。
传统的电子商务网站运用的是一种以商品为中心的营销方式，如果客户产生网购的意愿，就会到相应的网站上去搜索自己需要的商品，这种方式在电子商务刚兴起的那几年或许还能吸引顾客，顾客乐于享受搜索商品带来的满足感，但网站一多，怎样在海量的商品中选到最合适的就开始让顾客感到头疼了。为了解决这种局面，电子商务个性化推荐系统应运而生。

3图书网站推荐系统的推荐策略.............................................22
3.1图书网站的特点........................................................22
3.2图书网站提供的推荐....................................................23
3.3图书网站推荐方法选择.....................................................23
3.4图书网站推荐返回方式选择................................................24
4基于Agent的图书网站推荐系统设计....................................26
4.1图书网站推荐系统的需求..................................................26
4.2系统流程图....................................................26
4.3系统架构................................................................28
4.3.1系统整体架构................................................................28
4.3.2各Agent功能介绍...........................................................29
4.3.3数据仓库介绍............................................................34
5图书网站推荐系统中Agent通信的设计与实现.......................................36
5.1FIPAACL................................................................................36
5.1.IFI队AcL简介..........................................................36
5.1.2FIPAACL通信原语......................................................37
5.1.3图书网站推荐系统中Agent通信............................................39
5.2JADE平台.................................................................................42
5.2.IJADE平台简介.........................................................42
5.2.2JADE平台特点...........................................................43
5.2.3通信的实现...........................................................44
5.2.4运行结果.............................................................46
6结论和展望........................................................48

6 结论和展望

目前的个性化推荐系统的使用已经较广泛，我们随意上个电子商务网站，就可以发现推荐无时无处不在，但有句话叫做“不准确的推荐不如不推荐”，推荐的内容如果难以被用户采用，推荐进行再多也无益。所以，研究推荐实现的方式是实现有效推荐的重点。
近年来，在建设推荐系统时越来越多的研究者把目光转向用Agent实现架构，这一技术在结构上增强了系统的可重用性和灵活性，同时在应用效果上也发挥出了系统可发挥的最大效力。
本文所做的主要工作有:
1.回顾了国内外关于推荐系统的实践性研究成果，对推荐系统的应用现状进行了详尽的论述，分析了推荐系统需要选择合适有效的实现方式的必要性，提出了多Agent技术在实现推荐系统中会起到的积极作用，同时还陈述了实现本系统会涉及到的相关理论和技术;
2.本文旨在建设一个图书推荐系统，首先对图书电子商务网站的特点进行分析，设计网站应该提供的各种推荐功能，选择实现这些功能对应的推荐方式，本文还提出了一种线上和线下同时推荐的推荐返回方式，使推荐结果以最有效的途径呈现到顾客面前;
3.本文的研究重难点在系统设计和实现部分，这一部分首先对图书网站推荐系统的需要进行分析，获得系统设计应遵从的要求，然后设计出了系统的整体框架，并对系统内部各Agent和数据仓库的功能进行设定，多Agent系统的关键在于各Agent的协作和通信，在这里，本文选择FIPAAcL作为Agent的通信语言，并用其将推荐部分Agent的通信进行描述，最后利用JADE平台进行了部分功能的实现。
本文的研究不足和展望:
1.本文建设的基于多Agent技术的图书网站推荐系统，Agent是工具，推荐是最终目的，研究的是使用Agent如何实现最终的推荐，所以本文重点进行了Agent的设计和实现，而推荐方法只是简略带过，但着眼于系统的可行性，推荐算法的选择也是非常重要，在以后的时间里会加以研究和改进;
2.由于时间和能力有限，无法做到对系统面面俱到的分析和设计，在设计出总体框架并将各部分功能进行了定义的前提下，仅对部分通信进行了实现，另外，本系统把重点放在多Agent的协作和通信上，并未对各Agent的内部结构做出分析、设计和实现，如何实现Agent的内部学习也是非常值得深入研究的;
3.移动Agent也是近几年兴起的一种灵活性更强的Agent，它可以根据需要灵活移动和分配，达到资源重新分配、负载均衡、减少浪费的效果，更好的处理大规模、复杂问题。

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