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原文传递基于智能Agent技术的客票监控系统研究

论文题名：	基于智能Agent技术的客票监控系统研究
关键词：	铁路客票系统;监控系统;Agent技术;混合式结构
摘要：	铁路客票发售和预订系统(简称客票系统)作为覆盖全路的大型实时交易系统，实现了全路票额计算机联网售票，系统采用了数据集中与分布相结合的数据分布方案，采用了客户机/中间件/服务器三层逻辑结构，系统为两级或三级的体系结构，网络结构分为铁道部中心、地区数据中心和所辖车站三级。客票系统5.0版本实现了数据与业务逻辑在地区中心集中，并将逐步取消车站服务器，地区中心的地位更加重要，一旦出现异常故障将导致以路局为单位的大面积业务瘫痪，必须加强对地区中心核心设备和后台业务应用的实时监控，保障系统连续可靠运行；另一方面，由于客票系统3层体系结构、系统分布式部署和业务规模不一致的特点，决定了在客票系统实际环境中，运行着各厂家不同型号、不同版本的硬件及软件，虽然大部分软、硬件都提供了相应的监控软件，但缺乏统一的监控平台，导致客票维护人员无法方便、直观地掌握整个系统的运行情况，难于发现系统存在的隐患，同时也不利于故障出现后，及时找出故障问题点。因此，建立客票监控系统，实现对客票系统的实时、主动、智能监控，在系统出现异常问题之前，及时发现潜在问题，提前解决；在系统出现异常问题之后，迅速指示产生故障的原因，尽快解决回复系统运行，是非常必要的。 Agent技术是传统对象技术的发展和飞跃，其最大特点是具有一定的智能及强大的开放性、良好的灵活性、坚定性、适应性和协作性，特别适合对复杂、协同和难以预测的问题进行处理。因此，将智能Agent技术引入到客票监控系统中，可以提高监控系统的智能程度、适应性和可扩展性，减少人工成本，具有很好的现实意义。对Agent的基本理论、技术及其分类与发展、多Agent系统和面向Agent的程序设计方法进行了研究，为后续客票监控系统建设提供理论基础。Agent系统结构是智能Agent研究中一个重要的研究方向，也是本文的研究重点之一，是一个关于建造Agent的方法问题，它解决了智能Agent的组成模块、模块之间相互作用、信息交换、感知到的外部信息对其行为和内部状态的影响方式和模块软件或硬件的组合方式问题。研究了现有三种类型的智能Agent结构：慎思式结构、反应式结构和混合式结构，分析比较了各自的优缺点，结合客票系统数据实时性的特点和监控系统本身的需求，提出了一种四层混合式结构Agent结构，低层是一个能快速响应和处理监控信息，无需进行复杂推理的反应层；高层是一个包含符号表示的世界模型的意识层，用传统符号人工智能的方式生成规划、做出决策。该Agent为垂直分层混合式结构，自下而上分为接口层、解析层、决策层和动作层四个层次。其中接口层主要负责接收数据源和用户输入信息以及命令消息的下达；解析层负责对收到的数据进行解析，对其合法性进行校验，根据信息的类型，将数据重新组织标识；决策层负责根据当前的已知状态信息，结合Agent的知识进行推理，产生相应的动作序列；动作层负责对决策层生成的“动作”序列进行执行。该Agent具有很高的反应能力，同时对规则库、知识库要有较高的智能生成规划、做出决策能力。对客票系统监控信息的需求进行了分析，提出了客票监控系统的建设目标，分析了影响客票系统正常运行的关键问题和常见问题，将监控信息分为设备类与业务类信息，设备类信息包括了：网络状况、负载均衡器、应用服务器、存储设备、数据库服务器、复制服务器，而业务类信息又可分为前端业务与后端服务；前端业务从业务功能上分为实时交易、统一分析和数据维护3大类；后端服务从服务角度分为交易、导航、传输、数据共享和工作流等5类，具体体现在操作系统与客票系统后台的核心应用，即数据库服务、复制服务、CTMS、DBCS、WORKLOAD、CIOS。对于数据的获取方式可以采用集成专业厂商生产的或已有的监控工具，同时在客票系统监控信息源中，部署自主研发的监控系统信息获取模块，实现灵活部署、灵活定制的特性，对定制的信息进行实时获取。以四层混合智能Agent结构为基础，结合监控信息分类、来源和特点，研究了客票监控系统的架构，提出了构建在一个统一的监控平台之上的客票监控系统。以智能Agent服务为核心，实现对客票系统所依赖的软、硬件系统的集中监控，具有部署灵活、功能可扩展、用户定制、实时监控与历史数据分析相结合等特点。本系统采用了数据分布存储的方案，Browser/Server体系结构，系统为二级或三级结构，铁道部级可以对部中心、各地区中心和重点大站进行实时监控；地区中心可以对本中心及下属车站实时监控；对车站一级提供灵活选择，重点大站自身实时监控，中小型车站可以选择自己监控，也可以委托地区中心代为监管。客票监控系统逻辑上由信息获取层、应用层、数据层和表示层组成。信息获取层负责对定制的监控参数信息定时获取，发送至指定Agent服务，同时对客票系统中的设备、服务等系统参数修改更新，对监控信息获取与发送模块的配置参数修改。应用层为监控系统的核心层，负责系统的事务逻辑处理，由Web服务器和Agent服务器构成。数据层由数据库服务器组成，包含系统的数据处理逻辑，负责接受Web服务器对数据库访问请求，实现对数据库查询、修改、更新等数据访问操作，并将运行结果返回给Web服务器。表示层包含系统的显示逻辑，由Web浏览器向应用层的’Web服务器提出服务请求，服务器通过HTTP协议把所需的主页传送给客户端，显示在Web浏览器上。目前客票监控系统已经实现了对网络和操作系统的信息采集与监控，实现了对客票系统后台服务包括：数据库服务、复制服务、CTMs、DBCS、WORKLOAD、CIOS的信息采集与实时监控，实现了对故障的预警提示等功能。客票监控系统构建在统一平台下，集成整合客票系统现有的各种监控服务，进行集中管理，为用户提供统一、友好和内容丰富的监控界面，统一的监控平台还大大降低系统相关维护人员的劳动强度，降低维护成本。客票监控系统的推广应用将改变传统的客票系统维护模式，由被动性维护方式转变为主动维护，及时发现系统存在的各种隐患、潜在问题，提前应对解决，减少系统故障的发生，进一步提高了客票系统的安全稳定性，在故障发生时，第一时间发现故障产生位置，及时处理解决，这样使客票系统运行监控水平提升到铁道科学研究院硕士学位论文一个新的台阶，使系统的安全运行得到进一步的保证，具有较高的实用价值。
作者：	贾成强
专业：	交通信息工程与控制
导师：	孙玫肖
授予学位：	硕士
授予学位单位：	铁道科学研究院
学位年度：	2007
正文语种：	中文