ứng dụng agent phần mềm trong tích hợp thông tin về phương tiện giao thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG ỨNG DỤNG AGENT PHẦN MỀM TRONG TÍCH HỢP THÔNG TIN VỀ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ o0o NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG ỨNG DỤNG AGENT PHẦN MỀM TRONG TÍCH HỢP THÔNG TIN VỀ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG Ngành: Công nghệ Thông tin Chuyên ngành: Công nghệ Phần mềm Mã số: 60.48.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VIỆT HÀ Hà Nội - 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân tôi, không sao chép lại của người khác. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều đã trình bày là của cá nhân tôi hoặc là được tôi tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các nguồn tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp. Tôi xin chịu toàn bộ trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của tôi. Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Nguyễn Thị Thúy Hằng i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Nguyễn Việt Hà, Trưởng bộ môn Công nghệ phần mềm – khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Công nghệ - đã dành rất nhiều thời gian quí báu để tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và định hướng cho tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các đồng nghiệp tại Trung tâm Công nghệ thông tin – Bộ Giao thông vận tải và Cục Hàng Hải đã hết sức tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè và gia đình tôi, những người thân yêu luôn luôn ở bên khuyến khích, động viên và ủng hộ tôi trong học tập cũng như trong cuộc sống. Do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè, các quý vị quan tâm tới vấn đề này để luận văn được hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Nguyễn Thị Thúy Hằng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU 1 Chương 1 Tổng quan về agent 3 1.1 KHÁI NIỆM AGENT 3 1.1.1 Định nghĩa Agent 3 1.1.2 Một số agent điển hình 4 1.2 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ AGENT 8 1.2.1 Hiện trạng sử dụng agent 8 1.2.2 Các kiểu ứng dụng agent hiện nay 9 1.2.3 Hiện trạng sử dụng công nghệ agent 11 1.3 CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH CỦA CÔNG NGHỆ AGENT 12 1.3.1 Truyền thông giữa các agent 12 1.3.2 Quản lý vòng đời agent 14 1.3.3 Tính di động 15 1.4 ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ AGENT PLATFORM 15 1.4.1 Giới thiệu 15 1.4.2 Các chuẩn agent 16 iii 1.4.3 Khảo sát các tài liệu nghiên cứu về agent platform 17 1.4.4 Kết quả đánh giá các agent platform 18 1.4.5 Kết luận 24 Chương 2 Tích hợp thông tin 26 2.1 TỔNG QUAN VỀ TÍCH HỢP THÔNG TIN 26 2.1.1 Khái niệm tích hợp thông tin 26 2.1.2 Các mức độ tích hợp thông tin 26 2.1.3 Các phương pháp tích hợp thông tin 27 2.2 HỆ ĐA AGENT VÀ TÍCH HỢP THÔNG TIN 30 2.2.1 Hệ đa agent 30 2.2.2 Mối quan hệ giữa hệ đa agent và tích hợp thông tin 31 2.2.3 Cấu trúc chung của hệ đa agent tích hợp thông tin 32 2.3 ONTOLOGY VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 34 2.3.1 Khái niệm 34 2.3.2 Các thành phần của ontology 35 2.3.3 Phân loại ontology 36 2.3.4 Các công cụ phát triển Ontology 38 2.3.5 Các ngôn ngữ Ontology 39 2.4 MÔ HÌNH TÍCH HỢP THÔNG TIN DỰA TRÊN ONTOLOGY 40 2.4.1 Vai trò của Ontology trong tích hợp thông tin 40 2.4.2 Kỹ thuật xây dựng ontology trong tích hợp thông tin 44 Chương 3 Hệ thống tích hợp thông tin giao thông 48 3.1. BÀI TOÁN TÍCH HỢP THÔNG TIN GIAO THÔNG 48 3.1.1 Mô tả bài toán 48 iv 3.1.2 Xây dựng các ontology hệ thống 49 3.2 JADE PLATFORM 59 3.2.1 Giới thiệu 60 3.2.2 Kiến trúc JADE 60 3.2.3 Ngôn ngữ truyền thông ACL 61 3.3 THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 61 3.3.1 BIÊN DỊCH VÀ CHẠY JADE PLATFORM 61 3.3.2 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 63 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ACL Agent Communication Language AIP Agent Interaction Protocol BDI Belief – Desire – Intention CSDL Cơ sở dữ liệu FIPA Foundation for Intelligent Physical Agent JADE Java Agent Development Framework JDK Java Development Kit J2EE Java 2 Enterprise Edition KQML Knowledge Query and Manipulation Language ODBC Open Database Connection OMG Object Management Group SQL Structure Query Language VPN Virtual Private Network XML eXtensible Markup Language WAN Wide Area Network vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. So sánh mức độ bảo trì của các agent platform 18 Bảng 1.2. So sánh mức độ tích cực của các platform 19 Bảng 1.3. So sánh mức độ cập nhật của các platform 20 Bảng 1.4. So sánh mức độ phổ biến của các platform 21 Bảng 1.5. So sánh mức độ truy cập thông tin của các platform 22 Bảng 1.6. So sánh thời gian phát hành phiên bản mới nhất của các platform 22 Bảng 1.7. So sánh khả năng cung cấp phiên bản gọn nhẹ của các platform 23 Bảng 1.8. So sánh khả năng dùng sẵn của các platform 24 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1. Sơ đồ hệ đa agent tích hợp thông tin tổng quát 32 Hình 2.2. So sánh các công cụ xây dựng Ontology 39 Hình 2.3. Cách tiếp cận đơn ontology 41 Hình 2.4. Cách tiếp cận đa ontology 42 Hình 2.5. Cách tiếp cận lai 43 Hình 2.6. Các bước xây dựng cấu trúc ontology 45 Hình 2.7. Các bước xây dựng dùng chung 46 Hình 3.1. Sơ đồ tổ chức Bộ giao thông vận tải 49 Hình 3.2. Mô hình tích hợp phương tiện giao thông trong hệ đa agent 50 Hình 3.3. Định nghĩa thuộc tính trong ontology 53 Hình 3.4. Kiểu dữ liệu thuộc tính của các loại phương tiện. 54 Hình 3.5. Biểu diễn ontology trong Protégé 55 Hình 3.6. Cấu trúc MaritimeOntology 56 Hình 3.7. Cấu trúc AviationOntology 57 Hình 3.8. Cấu trúc RoadOntology. 58 Hình 3.9. Cấu trúc RailwayOntology 58 Hình 3.10. Cấu trúc tổng thể các khái niệm trong ontology giao thông 59 Hình 3.11. Sơ đồ kiến trúc tổng thể của JADE 60 Hình 3.12. Cấu trúc thư mục của JADE 62 Hình 3.13. Giao diện JADE 63 Hình 3.14. CSDL tích hợp thông tin giao thông vận tải 64 viii [...]... bày khái niệm tích hợp thông tin, nhu cầu tích hợp thông tin và các phương pháp tích hợp thông tin và bài toán tích hợp thông tin trong hệ đa agent Trong chương này đi sâu tìm hiểu ontology và phương pháp tích hợp thông tin dựa trên ontology để áp dụng vào bài toán giao thông Chương 3 trình bày về bài toán tích hợp thông tin giao thông và áp dụng phương pháp tích hợp dựa trên ontology, phần cuối chương... sử dụng bộ từ vựng chung là cách tiếp cận phù hợp nhất để xây dựng ontology cho mục đích tích hợp thông tin [3], [16], [20], [29] Mục tiêu của luận văn là tìm hiểu agent và mô hình tích hợp thông tin dựa trên ontology sử dụng bộ từ vựng chung sau đó áp dụng phương pháp này vào bài toán tích hợp thông tin về phương tiện giao thông vận tải Trên cơ sở hạ tầng viễn thông đã có, các kết nối từ Trung tâm tích. .. và thực thi ứng dụng thử nghiệm cho bài toán tích hợp thông tin về phương tiện giao thông vận tải từ các cục quản lý chuyên ngành về Trung tâm tích hợp thông tin của Bộ giao thông vận tải Cuối cùng, phần kết luận trình bày một số kết quả đạt được của luận văn và hướng nghiên cứu tiếp theo trong tương lai Chương 1 Tổng quan về agent 1.1 KHÁI NIỆM AGENT 1.1.1 Định nghĩa Agent Công nghệ agent là một... Trung tâm tích hợp dữ liệu của Bộ Giao thông Vận tải tới các Cục quản lý chuyên ngành bằng hệ thống mạng riêng ảo (VPN) đã tạo ra mạng diện rộng (WAN) của Bộ Giao thông Vận tải Các kết nối liên thông cho phép chúng ta xây dựng ứng dụng tích hợp thông tin từ các cục quản lý chuyên ngành về Trung tâm tích hợp thông tin của Bộ để phục vụ công tác quản lý Agent tại trung tâm tích hợp thông tin của Bộ sẽ... số thông tin nhất định phù hợp với yêu cầu riêng của hệ thống đó và trong nhiều trường hợp để xây dựng một hệ thống cần đến thông tin từ nhiều nguồn khác nhau Xuất phát từ thực tế đó dẫn đến yêu cầu phải có phương pháp tích hợp thông tin từ các nguồn khác nhau để có thể sử dụng tối ưu thông tin cần thiết và quan trọng là có thể sử dụng thông tin dùng chung giữa các hệ thống khác nhau Tích hợp thông tin. .. các agent .65 Hình 3.16 Tìm kiếm thông tin theo tên phương tiện 66 Hình 3.17 Tổng hợp thông tin phương tiện giao thông .67 MỞ ĐẦU Sự phát triển của công nghệ thông tin và việc ứng dụng công nghệ thông tin trong nhiều lĩnh vực của đời sống, kinh tế xã hội trong nhiều năm qua cũng đồng nghĩa với lượng dữ liệu đã được các cơ quan thu thập và lưu trữ ngày một tích luỹ nhiều lên Trong. .. những yêu cầu riêng: chúng phải thực thi giống như phần mềm, phần cứng, người máy, hoặc kết hợp của cả 3 Theo James Odell [25], những người phát triển agent đã xác định một số dạng agent điển hình trong phát triển hệ thống công nghệ thông tin như sau: • Các Agent phần mềm: Các agent phần mềm là một kiểu agent riêng Một agent phần mềm là một thực thể phần mềm tự trị có thể tương tác với môi trường của nó... phần của ứng dụng tiến gần đến nguồn thông tin thích hợp cho giao dịch cũng được quan tâm Tìm kiếm thông tin: lượng thông tin sẵn qua mạng nội bộ công ty giúp người dùng mở rộng khả năng thu được các thông tin hữu ích một cách hiệu quả Các agent tìm kiếm chứa các phạm vi kiến thức về rất nhiều nguồn thông tin khác nhau Kiến thức này bao gồm các kiểu thông tin sẵn có trên mỗi nguồn, cách truy xuất thông. .. Ngoài ra, các agent thông minh phải tương tác được với các agent khác sử dụng ngôn ngữ tượng trưng Các nhà nghiên cứu agent sử dụng hiểu biết của chúng ta về suy nghĩ của con người để làm mẫu cho thiết kế các agent • Các agent wrapper: Agent này cho phép agent khác kết nối tới một dịch vụ/hệ thống phần mềm không phải agent Các agent client gửi các lệnh tới agent wrapper và được gọi đến trong các dịch... các agent nguồn, các agent tài liệu, các agent xử lý v.v… Mỗi agent trong số các agent này thể hiện một vài khía cạnh của các agent Tuy nhiên, không có agent nào thể hiện được toàn bộ tính năng có thể có của agent 1.2.2 Các kiểu ứng dụng agent hiện nay Các kiểu ứng dụng agent hiện nay vẫn còn hạn chế Khi các khái niệm được thừa nhận rộng rãi và có sẵn nhiều công cụ hơn thì hướng tiếp cận dựa trên agent . HỢP THÔNG TIN 26 2.1.1 Khái niệm tích hợp thông tin 26 2.1.2 Các mức độ tích hợp thông tin 26 2.1.3 Các phương pháp tích hợp thông tin 27 2.2 HỆ ĐA AGENT VÀ TÍCH HỢP THÔNG TIN 30 2.2.1 Hệ đa agent. niệm tích hợp thông tin, nhu cầu tích hợp thông tin và các phương pháp tích hợp thông tin và bài toán tích hợp thông tin trong hệ đa agent. Trong chương này đi sâu tìm hiểu ontology và phương. pháp tích hợp thông tin dựa trên ontology để áp dụng vào bài toán giao thông. Chương 3 trình bày về bài toán tích hợp thông tin giao thông và áp dụng phương pháp tích hợp dựa trên ontology, phần