王 勇

（北京铁路局 北京站， 北京 100005）

随着我国铁路的快速发展以及人们物质生活水平的提高，旅客对车站的客运设施和客运服务质量提出了更高的要求。如何利用先进的信息技术，对原有车站的客运信息服务系统进行更新、整合、补充和完善，为旅客出行和工作人员生产组织提供更好的信息环境，是铁路信息化建设的关键问题之一。

1 国内外旅客信息服务系统简介

在国外，以日本、德国、法国等为代表的发达国家铁路非常重视运用先进技术改造旅客运输服务设施，以提高铁路运输企业的竞争力。借助于计算机和网络通信技术，已开发建设了人性化的旅客信息服务系统，通过客运信息共享, 实现面向旅客的信息增值服务。一些国家的铁路旅客信息服务系统与铁路客票预发售系统相连, 除了可以发布客运交通路网图、时刻表、运价表、列车去向、到发时刻、运行位置、正晚点、候车换乘地点、站台、运行速度、客运通告及旅客休闲娱乐信息之外，还可以向旅客提供各种信息查询、乘车方案选定、票价计算和客票预订服务。一些国家将铁路旅客信息服务系统接入互联网，以网站的方式提供更为丰富、人性化和互动的旅客信息服务，让旅客可以随时随地了解和查询铁路客运及沿线周边旅游资源、天气、交通、食宿、购物、娱乐等信息，充分体现发达国家铁路运输部门以旅客为本，提供高品质服务的经营理念[1]。

在国内，铁道部已建设了全国铁路客票发售与预订等信息系统，部分铁路局、站段也根据信息化的总体规划和本单位的工作实际，围绕车站客运生产建立了各种自动化系统，例如：旅客引导、到发通告、客运广播、电话问讯、旅客查询、客运监控、票额揭示和自动照明等。为客运服务发挥了重要作用。但是，我国的旅客运输信息服务还存在以下不足[1]：（1）信息服务大多是单向式的，旅客只是被动地接受，缺乏铁路业务部门与旅客的相互沟通；（2）列车、车站、站外信息服务自成体系，没有形成网络；（3）信息资源不能共享，旅客不能及时了解到旅客列车运行实时信息。总之，各系统基本还处于分散管理、多渠道发布的状态，没有形成集成化、统一化和合理化运用的局面，造成信息管理效率较低、信息发布口径不一致、信息处理手段不统一及信息处理流程不透明等多种信息管理弊端。

针对上述问题，本文采用面向多Agent的系统设计方法[2]，提出了一个基于多Agent的智能旅客信息服务系统模型，该模型由多个Agent协同实现服务信息的异构整合、信息推送和信息利用等服务，以满足旅客服务信息管理的异构信息集成和个性化服务等实际需求。

2 旅客信息服务需求分析

根据旅客在铁路客运站出行的行为，可分为：确定旅行目的地、购票、进站、候车和乘车5个阶段，在不同阶段旅客的信息需求是不同的。根据旅客的信息需求内容，可以将旅客服务信息分为：列车基础信息、客票发售信息、车站服务信息以及社会服务信息[3]。

2.1 列车基础信息

旅客在出行前，首先通过网络等手段了解列车的基础信息，如车次、运行区段、开行时间、始发站、终到站、到达目的地时间，若无直达列车情况下，列车中转换乘信息等。

2.2 客票发售信息

旅客在确定列车基础信息后，需要确定客票发售信息，如售票预售时间、购票方式、票价、售票网点、余票数量及席位情况等信息。

2.3 车站服务信息

车站服务信息主要包括通过显示屏、查询终端、广播设备等向旅客提供的关于车站主要服务设施的位置（如检票口、出站口、进站大厅、候车室等）和进出路线、客票当前的发售信息、列车到发信息（如：到发和晚点、检票信息、站台停靠信息、运行路线等）、列车中转换乘信息、行包信息和客运公告等。

2.4 社会服务信息

旅客出行时除了解铁路信息，还需要了解包括旅行目的地的旅游、公共交通、气象、住宿以及娱乐等信息。

3 系统模型

3.1 多Agent技术概述

多Agent系统（MAS）由多个松散耦合的、粗粒度的智能Agent组成，在兼顾单个Agent系统优点的同时，重点解决功能独立的Agent之间通过协商、协调和协作，完成复杂的控制任务或解决复杂的问题。它具有：（1）求解能力增强。通过协作充分发挥集体智能性，可以解决单个Agent 无法完成的复杂问题。（2）求解效率高。采用分布式的数据结构，使各个节点并行求解，从而提高效率。（3）可扩充性和容错性。多个Agent 从整体上协调工作，一个或几个Agent 的加入、退出或出错时，不会使最终的决策失误。

3.2 系统结构

鉴于多Agent系统的特点，将Agent 技术应用于旅客信息服务系统中，可以为旅客提供智能化、个性化信息服务。根据信息检索领域的相关研究成果，一个信息检索系统可以由多个Agent 有机结合而成，包括：用户接口Agent、信息协作查询Agent、信息采集Agent、信息分析Agent、信息传递Agent等。参考信息检索系统的设计思想，本文设计了一个基于多Agent的智能旅客信息服务系统（IPISSMA），如图1[4]。

图1 基于多Agen t的智能旅客信息服务系统模型

系统模型由用户层、用户界面层、协调层、信息检索层和数据源层构成，可表示为一个五元组的形式：

IPISSMA=〈US, PA, CA, RA, DA〉

其中，US表示用户的集合，用户可以使用手机、PC机、PDA等工具进行信息的查询服务；

PA表示用户接口Agent的集合；

CA表示协调控制Agent；

RA表示信息检索Agent的集合；

DR表示各类数据资源的集合。

3.2.1 用户层（US）

旅客是该系统的服务对象，用户层描述了旅客可使用的信息检索工具，旅客可以采用多种设备作为信息检索的工具。

3.2.2 用户界面层（PA）

用户界面层是由若干个用户接口Agent组成，由用户接口Agent 来完成本层功能。用户界面层负责用户和智能信息服务系统之间信息的输入和输出，使用用户概况表，拥有自身的知识和嵌入功能，用户接口Agent可用一种便捷的、友好的个性化方式并可通过不同的接口与用户交流，接受用户给定的信息检索任务并把检索结果返回给用户。同时，将检索任务传递给协调Agent，并从协调Agent 处获得相关的检索结果。

3.2.3 协调层（CA）

协调层Agent 是系统的核心组成部分，负责和系统其他Agent通信，当其收到用户接口Agent送来的查询请求后，依据用户查询的信息类型和要求，将用户的查询请求分解为各个子查询，并与相应数据源的信息检索Agent 通信，通知信息检索层Agent 执行查询。当信息检索Agent查询完毕，将查询结果返回，协调Agent将查询结果进行合并、整理，交给用户接口Agent。

3.2.4 信息检索层（RA）

信息检索层是由许多信息检索Agent组成，主要负责协调Agent的信息检索要求，消除各个信息源之间的数据模型和语义上的异构，接收并执行子查询，并将查询结果返回协调层Agent。信息检索Agent可看成是具有一定检索目标的智能化封装的对象，将各个数据源的位置、接口等细节屏蔽起来，其主要功能是满足协调Agent发送的信息检索要求。

3.2.5 数据源层（DR）

数据源层是智能旅客信息服务系统的基础，可以是现有票务系统的数据库、旅客服务信息系统的数据库、气象信息数据库等各种数据库系统。

3.3 IPISSMA的工作流程

系统的主要工作流程如下：（1）当用户通过终端发送信息查询请求后，系统通过接口Agent将查询请求递交给协调层的协调Agent；（2）协调Agent将依据用户的搜索请求和信息类型，将信息查询任务分解为若干个子查询，并分发到不同的信息检索Agent进行信息的查询处理；（3）信息检索Agent接受来自协调Agent的请求，完成信息检索任务，并将结果提交给协调Agent；（4）协调Agent对信息检索Agent提交的检索结果进行整理、合并，并返回给接口Agent；（5）接口Agent将最终的查询结果提交给用户。

4 系统实现的关键技术

4.1 多Agent间的协作与通信

多 Agent系统适合于复杂的、开放的分布式系统。本论文的系统模型采用分层式组织结构，在每层组织结构中采用网络型组成结构，通过Agent之间的通信和协作来完成任务的求解。通信是协作的基础，因此，必须要有通信语言。

KQML是一种通用的Agent间的通信语言， 包含了一系列可扩充的行为原语, 行为原语定义了Agent 对知识和目标的各种操作, 在其上可以建立Agent 互操作的高层模型。FIPA致力于指定有关Agent的标准，FIPA-ACL是其标准中关于Agent通信语言的部分。FIPA的通信语言基于语言行为理论，定义了一组消息类型和这些消息对发送者和接收者的影响。

4.2 系统实现环境与开发工具

系统可以采用三层C/S模式架构，利用Java语言提供统一的计算环境和API技术支持，开发XML应用系统，将KQML封装成XML的形式，利用Java的JMS机制实现XML消息的传递，通过Java 解析器对XML数据进行解析；由于JDBC提供了标准的API，在实现Agent时可以通过JDBC访问数据库，利用Java API编写数据库应用程序，实现系统模型。

5 结束语

为了提升现有旅客信息服务系统的水平，解决铁路信息化建设条件下各种异构服务信息的集成问题，本文采用多Agent的系统设计思想，提出了一个五层次的智能旅客信息服务系统模型，阐述了系统实现的关键技术。该模型为铁路智能旅客信息服务系统提供了一种参考解决方案。方案还需在实践中进一步完善，如何对用户个性化需求建模、如何更好地完成Agent 与Agent 之间的协同等有待进一步研究。

[1] 张 霞，赵 瑜. 关于铁路旅客综合服务信息系统的研究[J].交通运输系统工程与信息，2004，4（2）：64-67.

[2] 马 琴，程大章. 多Agent技术在智能建筑系统集成中的应用 [J]. 楼宇自动化，2008（16）：1-5.

[3] 孙 峰. 面向旅客的客运服务系统设计策略[J]. 铁道标准设计，2010（1）.

[4] 阳建鸣，戴贤春. 铁路旅客服务综合信息系统总体方案的研究[J].中国铁路，2006（1）.