Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Проблемы создания и использования муниципальных геоинформационных систем 9
1.1. Средства для управления пространственно-распределенными объектами 9
1.2. Инструментальные средства 12
1.3. Принципы построения муниципальной геоинформационной системы 16
1.4. Поддержка принятия решений в системе управления 17
1.5. Требования к базовым инструментальным средствам 19
1.6. Особенности муниципальной геоинформационной системы 22
1.7. Проблемы создания муниципальной геоинформационной системы 24
1.8. Выводы и постанова задач исследования 29
ГЛАВА 2. Разработка муниципальной геоинформационной системы 31
2.1. Структура управления городом 31
2.2. Классификация объектов управления 32
2.3. Требования к муниципальной системе управления 34
2.4. Архитектура муниципальной геоинформационной системы 36
2.5. Этапы реализации системы 42
2.6. Выбор и обоснование инструментальных средств реализации системы управления 46
2.7. Выводы 48
ГЛАВА 3. Разработка моделей и алгоритмов ввода и обработки данных в муниципальной геоинформационной системе 49
3.1. Математическая модель данных 49
3.2. Автоматизированный способ идентификации пространственно-распределенных объектов 52
3.3. Конвейерная технология векторизации оцифрованных карт 61
3.4. Математическая модель агента 67
3.5. База знаний распределенных агентов 69
3.6. Интерпретатор сообщений распределенных агентов 74
3.7. Алгоритм логического вывода 78
3.8. Выводы 80
ГЛАВА 4. Практическая реализация и исследование подсистем муниципальной геоинформационной системы 82
4.1. Подсистема ввода данных о пространственно - распределенных объектах 82
4.2. Подсистема идентификации объектов карты 86
4.3. Исследование конвейерной технологии векторизации оцифрованных карт 89
4.4. Распределенная агентно-ориентированная подсистема сбора информации 95
4.4.1. Редактор правил для БЗ агента 97
4.4.2. Компонент логического вывода 98
4.4.3. Менеджер агентов 100
4.4.4. Пример использования агентно-ориентированной подсистемы 101
4.5. Выводы 108
Заключение , по
Литература 111
Приложение А ...119
- Средства для управления пространственно-распределенными объектами
- Классификация объектов управления
- Автоматизированный способ идентификации пространственно-распределенных объектов
- Подсистема ввода данных о пространственно - распределенных объектах
Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях наблюдается стремительное внедрение информационных технологий в работу органов власти на всех уровнях. Развитие компьютерной техники и средств проектирования информационных систем все чаще находит свое применение при создании систем управления территориями, которые должны обеспечивать более оперативное и информационно обеспеченное'принятие решений по координации деятельности предприятий, организаций и учреждений, образующих социально-экономическую и промышленную инфраструктуру города.
Система управления городом, выраженная в лице администрации, главы города и законодательного собрания, должна обеспечивать улучшение уровня жизни населения, отражающемся в критериях или показателях качества функционирования. Для оценки и информационной поддержки принятия решений, в процессе своей деятельности, работники органов местного самоуправления должны использовать современные средства сбора и представления данных. Наиболее широкие перспективы в этой области принадлежат геоинформационным системам (ГИС).
С появлением ГИС и технологий 'стала возможной интеграция всех данных об объектах территории на базе естественного признака - принадлежности к территории.
В настоящее время муниципальные геоинформационные системы (МГИС) создаются во многих городах России. При этом используются различные инструментальные средства. Для управления городским хозяйством используется множество муниципальных организаций и предприятий. Чтобы проводить более глубокий анализ состояния объектов управления, необходимо использовать информацию из баз данных (БД) всех субъектов муниципального управления. Интеграция и связывание, распределенных по различным организациям, данных в настоящее время проводиться в основном в ручном режиме. Автоматических или автоматизированных способов не существует. Из-за большого количества организаций, входящих в состав МГИС, возникают проблемы сбора распределенной информации. Существующие решения носят частный характер и не могут быть легко адаптированы к новым условиям.
Актуальность данной работы основана на необходимости разработки новых моделей и алгоритмов обработки данных в муниципальной информационной системе, создания интеллектуальной подсистемы сбора распределенной информации. Такие алгоритмы позволят обеспечить необходимый
уровень поддержки деятельности всех уровней органов местного самоуправления, позволят оперативно получать необходимую информацию о состоянии объектов города, контролировать работу градообразующих предприятий, координировать взаимодействие организаций и обеспечить принятие наиболее обоснованных решений, что, в конечном счете, должно повысить уровень жизни населения.
Целью диссертационной работы является создание муниципальной геоинформационной системы для обеспечения информационной поддержки принятия решений, влияющих на показатели уровня жизни города.
Основными задачами, решаемыми в диссертации, являются:
Анализ структуры и механизмов управления городом.
Формирование требований, разработка архитектуры МГИС и ее подсистем.
Разработка модели данных для хранения наиболее полной информации о состоянии объектов управления.
Разработка алгоритмов, моделей и технологий ввода и обработки данных.
5) Разработка подсистемы МГИС для сбора распределенной информации.
Методы исследования. В работе использованы методы теории мно
жеств, реляционной алгебры, методы структурного анализа и проектирова
ния, методы имитационного моделирования и объектно-ориентированного
программирования.
Научная новизна. В результате проведенных исследований получены следующие новые результаты:
Автоматизированный способ и алгоритм идентификации объектов карты, который использует пространственные, семантические и экспертные данные об объекте.
Конвейерная модель процесса векторизации оцифрованных карт, которая позволяет оценить время векторизации, корректировать нагрузку на операторов и распределять работы.
Модель базы знаний модуля сбора распределенной информации в МГИС, построенная на базе сетей Петри.
Практическая ценность работы. Практическая ценность заключается в том, что полученные результаты позволили разработать и внедрить в практику следующие подсистемы МГИС:
1. Подсистема ввода пространственной информации, позволяющая использовать первичные источники данных.
Распределенная подсистема сбора информации, которая автоматизирует взаимодействие с БД различных предприятий и организаций и позволяет оперативно получать необходимые данные об объектах управления.
Адресный план города, позволяющий унифицировать работу с адресами, их строковым представлением и обеспечивать МГИС всей необходимой информацией, связанной с адресами.
Подсистема автоматизированной идентификации объектов карты, сокращающая затраты времени на связывание пространственной и семантической информации.
Проведенная интеграция разработанных программных средств с применением геоинформационных технологий и распределенного агентно-ориентированного подхода позволила расширить круг решаемых задач, повысить уровень информационной осведомленности городских властей и обеспечить поддержку принятия решений по основным вопросам управления территорией.
Работа велась на основании постановления Главы округа Муром «О рабочей группе по созданию электронной карты округа Муром» от 04.12.2002 №1856, в рамках госбюджетной НИР №340/98, а также столетов-ского гранта №ГС-389 (2003-2004 гг.).
Результаты диссертационной работы внедрены в администрации округа Муром Владимирской обл. и Муромской институте (филиале) Владимирского государственного университета, что подтверждено соответствующими актами внедрения.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 11-й и 13-й Международной научно-технической конференции (Рязань, 2002, 2004 гг.); на конференции «Современные управляющие и информационные системы» (Ташкент, 2003г.); на Всероссийской научной конференции «Современные глобальные и региональные изменения геосистем» (Казань, 2004г.); на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета (Муром, 2002-2005 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 9 статей, 4 тезиса докладов. Из них 3 статьи в центральных журналах.
Личный вклад. В совместных публикациях личный вклад автора состоит в следующем: [42] - разработан и описан автоматизированный способ идентификации объектов карты; [44] - разработана и описана модель процесса конвейерной векторизации; [43] - разработан и описан агентно-
ориентированный подход к автоматизации работы пользователей; [52] - проведен анализ требований к муниципальной информационной системе и сформулированы этапы ее построения; [49] - проанализированы и поставлены задачи поддержки принятия решений в сфере муниципального самоуправления; [50] - разработана и описана модель данных; [51] - формализована и описана модель базы знаний и процесс появления новых фактов; [54] -проанализировано использование геоинформационных технологий в муниципальных ГИС; [53] - разработана и описана модель системы информационно-аналитической поддержки.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 102 наименований и приложений. Общий объем диссертации 122 страницы, в том числе 108 страниц основного текста, 8 страниц списка литературы, 6 страниц приложений. Таблиц 6, рисунков 31.
Краткое содержание работы.
В первой главе рассматриваются особенности использования ГИС для построения систем управления городом. Осуществляется анализ предметной области, формулируются требования к современным системам управления и проблемы их создания. Приведены основные цели и задачи, которые решены в диссертационной работе.
Во второй главе анализируется структура и механизмы управления городом, классифицируются объекты, которые должны быть представлены в МГИС. Обосновывается выбор инструментальной ГИС для создания системы. Разрабатывается архитектура МГИС и распределенной интеллектуально агентно-ориентированной подсистемы сбора информации.
В третьей главе разрабатываются модель представления данных в МГИС. Для повышения скорости и точности ввода картографических данных описывается предлагаемая усовершенствованная технология векторизации оцифрованных карт. Разрабатывается автоматизированный способ идентификации ПРО карты с целью установления взаимосвязей с существующими семантическими БД распределенных на территории города предприятий и организаций.
Описывается математическая модель интеллектуального агента для сбора распределенной информации, его структура и состав базы знаний. Для вывода знаний используется продукционная модель, и приводиться формальное описание базы знаний с помощью нового подхода и использования сетей Петри. Взаимодействие базы знаний с внешней средой производиться
через интерпретатор сообщений, который описывается в этой главе. Разрабатывается алгоритм вывода знаний, основанный на алгоритме моделирования работы сети Петри.
В четвертой главе описываются особенности программной реализации некоторых подсистем МГИС. Проводятся исследования автоматизированного способа идентификации объектов карты, конвейерной технологии векторизации и агентно-ориентированной подсистемы сбора информации.
Приводятся конкретные результаты применения разработанных подсистем.
В заключении дается перечень основных результатов диссертационной работы.
В приложении приводится классификация пространственно-распределенных объектов и акты о внедрении результатов работы.
Средства для управления пространственно-распределенными объектами
Город является сложной динамической и постоянно развивающейся социально-экономической системой. Он щлючает в себя такие тесно взаимодействующие элементы, как территория, население, средства производства, средства обслуживания и природные ресурсы. Естественным объединяющим признаком является территория города, на которой располагаются все остальные элементы.
В соответствии с законодательством РФ управление городом осуществляется органами местного самоуправления. Для реализации деятельности городских властей создается множество муниципальных предприятий, учреждений и организаций. Деятельность таких субъектов управления координируется администрацией города. Уровень жизни населения города оценивается по различным критериям. Основные из них: 1. Численность постоянного населения; 2. Рождаемость; 3. Смертность; 4. Объем промышленной продукции; 5. Инвестиции за счет всех источников финансирования; 6. Ввод общей площади жилых домов; 7. Продажа земельных участков; 8. Отпущено теплоэнергии; 9. Число котельных; Ю.ЧислоЦТП; 11 .Протяженность тепловых сетей; 12.Протяженность водопроводных сетей; 13.Протяженность канализационных сетей; 14.Капитальный ремонт жилого фонда; 15.Обеспеченность торговыми площадями; 16.Число дошкольных учреждений; 17.Численность детей в дошкольных учреждениях. МГИС позволят собирать данные об этих показателях, анализировать их на территории города и наглядно представлять пользователю. Муниципальные предприятия, учреждения и организации осуществляют непосредственное управление муниципальной собственностью. В состав муниципальной собственности входят: средства местного бюджета, муниципальные внебюджетные фонды, имущество органов местного самоуправления, муниципальные земли и другие природные ресурсы, муниципальные предприятия и организации, муниципальные банки и другие финансово-кредитные организации, жилой муниципальный фонд и нежилые помещения, муниципальные учреждения образования, здравоохранения, культуры и спорта, другое движимое и недвижимое имущество. Таким образом, основу муниципальной собственности составляют пространственно-распределенные объекты. На сегодняшний день известно [4,35,98], что около 85% собираемой и обрабатываемой в муниципалитетах информации имеют географическую привязку. Графическая природа данных, обрабатываемых в современных городах, обеспечивает широкие возможности для повышения качества управления и стратегического планирования. Как территория объединяет остальные элементы города как системы, так и географические данные являются естественным видом связи, которые позволяют данным от различных служб, предприятий и организаций быть интегрированными и позволяют обобщать данные по вертикали управления. ГИС способны естественным образом интегрировать данные от различных источников. Так на одной карте могут объединяться данные переписи населения, статистика преступности и заболеваемости, экологическая обстановка, непосредственно сама картографическая информация о расположении объектов природы и другая разнообразная информация. По оценкам экспертов, использование географической информации снижает затраты на управление городом в 4-8 раз [4,9,98,102]. Таким образом, ГИС являются на сегодняшний день основным инструментом в области информационных технологий, способным повысить качество управления городом. При создании интегрированных муниципальных информационных систем управления, на ГИС возлагается функция звена, интегрирующего разнородные данные. Благодаря ГИС пользователи получают возможность выполнять анализ и пространственное моделирование данных [14,16,22,24,29, 77, 89]. МГИС используются практически всеми организациями, участвующими в управлении и хозяйствовании в пределах города. По этой причине в МГИС должна храниться информация обо всех пространственно-распределенных объектах: основные строения, инженерные коммуникации, растительность, гидрография, рельеф, дорожные сооружения и многое другое. Развитие ГИС началось в 60-х годах XX века. Они используются в самых различных областях человеческой деятельности, но основным условием, определяющим целесообразность использования ГИС, является наличие географической информации для обработки. В [4,35] дается следующее краткое определение ГИС: «ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных, а также получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных явлениях». Отсюда видно, что главным признаком, выделяющим ГИС из более общего класса информационных систем, является работа с пространственно-координированными явлениями или данными о таких явлениях. В функциональном отношении ГИС должна обеспечивать стандартный набор функций [16,35,36,63]: 1) накопление семантической информации о территориально-распределенных объектах в реляционной БД, а цифровой картографической основы в графических БД, построенных на базе реляционных; 2) совместное использование цифровой карты и данных пользователя в интересах проблемной задачи управления; 3) обработку накопленных данных различными методами и интерпретацию результатов такой обработки в виде тематических карт, гистограмм, графиков, отчетов и т.п.; 4) поиск данных по заданным пользователем параметрам как пространственным, так и семантическим; 5) изготовление картографических документов, содержащих различные накопленные в ГИС данные (в основном картографические); В связи с тем, что пространственно-координированная информация присутствует во многих областях человеческой деятельности, то и ГИС также имеют различные специфические особенности применения. ГИС можно классифицировать по нескольким признакам: пространственному охвату, предметной области, уровню управления и другим [1,4,10,35,75,91].
По пространственному охвату выделяют глобальные, субконтинентальные, национальные, межнациональные, региональные, субрегиональные и локальные (местные). К локальным ГИС относятся и МГИС. По предметным областям, в которых используются ГИС их можно классифицировать как природоохранные, земельные, городские или муниципальные, ГИС для предотвращения чрезвычайных ситуаций.
Классификация по уровню управления закреплена в ГОСТе «Геоинформационные системы. Общие требования» В зависимости от уровня государственного управления различают ГИС федерального, регионального и специального назначения. Под специальным назначением понимается системы, используемые для обслуживания информационных потребностей конкретных отраслей народного хозяйства.
Легко видеть, что в каждой классификации выделяется местные муниципальные ГИС. Можно предположить, что это обусловлено тем, что город занимает некую территорию (пространственный охват), является объектом управления (предметная область) и уровнем управления.
Таким образом, МГИС занимают особое место и призваны повысить качество и оперативность управления муниципальным хозяйством.
Классификация объектов управления
Одной из составляющих геоинформационной системы является цифровая карта. На ней представлены пространственные объекты. В ГИС все пространственные данные организуются в виде слоев.
Объекты в слои объединяются по различным признакам. Ранние ГИС использовали для этого размерность объекта. Для этих целей организовывались слои точечных, линейных и площадных объектов. Современные ГИС позволяют группировать объекты по логическим признакам, а также создавать иерархии слоев.
Классификация на основе размерности объекта неприменима к муниципальным ГИС, поскольку очень сложно выявить единицу учета и анализа.
Логическая классификация позволяет создавать слои объектов учета. Здесь имеет смысл говорить о классах объектов с идентичным набором атрибутов. Такая группировка обеспечивает учет данных об объектах управления и анализ пространственных данных. Перед созданием МГИС важной задачей является классификация объектов, которые используются в ней.
Такая особенность МГИС, как разнородность интегрированной информации делает задачу классификации объектов МГИС достаточно сложной. Достаточно подробно это описано в [16], в которой рассмотрена проблема использования данных об одних и тех же объектах МГИС специалистами различных предметных областей, и предлагается использовать не иерархическую, а системно-ориентированную классификацию. ГИС при этом должны обеспечивать многоуровневость, а не просто иерархичность. Это означает, что каждый класс объектов может наследовать несколько других классов из различных областей. При таком подходе каждый объект может рассматриваться специалистами различных предметных областей со своих точек зрения. В связи с тем, что в качестве картографической основы для МГИС выбран топографический план Ml :500, исходное множество объектов для классификации - это множество объектов топоплана Ml :500.
На топографических планшетах представлена вся информация о территории города. Это инженерные коммуникации, различные строения, сельскохозяйственные площади, гидрография, рельеф, границы земельных участков, геодезические пункты и многое другое.
Условные обозначения, используемые геодезистами и архитекторами для нанесения объектов на топографические планы, сгруппированы по логическому признаку. Такая классификация может служить основой для группировки объектов в слои. Основной задачей при этом является выявление объектов учета и анализа, к которым относятся условные обозначения.
Каждому объекту необходимо поставить в соответствие уникальный идентификатор, а классу объектов, слою - набор семантических таблиц, в которых хранятся атрибуты объектов. С этим связана проблема классификации. Рассмотрим пример. Трансформаторная будка может быть объектом учета как электросетей, так и основных строений. В первом случае с ней должны быть связаны такие атрибуты, как мощность и т.д. Во втором - огнестойкость, этажность, жилое оно или нет и т.д.
Древовидная иерархия не позволяет отнести объект к нескольким слоям. Такая возможность может появиться при сетевой организации слоев или в объектно-ориентированной ГИС с множественным наследованием. Однако инструментальных ГИС с сетевой организацией слоев в настоящее время не разработано, а объектно-ориентированные ГИС разрабатываются за рубежом, стоят очень дорого и в Россию практически не поставляется. Использование их в муниципальном хозяйстве просто невозможно по экономическим соображениям. Разработка собственной инструментальной ГИС также не оправдана.
Практика, тем не менее, требует искать выход из сложившейся ситуации. В рассмотренном примере, трансформаторная будка может быть классифицирована как основное строение. При этом в атрибутах объекта следует указать признак того, что это именно трансформаторная будка. При использовании ее как объекта электрических сетей, соответствующие атрибуты получаются из БД организации «Электросеть». Для анализа электрических сетей, используя топологические связи между линиями электропередач и трансформаторными будками, можно построить топологическую сеть. В таком случае появляется возможность решать как задачи учета основных строений, так и задачи учета и анализа электрических сетей.
Организация слоев в данной системе производится следующим образом. В слоях размещаются объекты, с одинаковым набором атрибутов. Все объекты слоя могут состоять из различных форм (точек, прямых, полигонов). В свою очередь, формы отображаются различными стилями: стандартным (линии с заливкой), текстовым и символьным (условным знаком). Слои могут быть сгруппированы по логическому признаку. Набор слоев образует векторную карту.
Автоматизированный способ идентификации пространственно-распределенных объектов
Использование сетей Петри для представления знаний позволяет сделать логический вывод параллельным (при реализации на персональных ЭВМ, псевдопараллельным), а взаимодействие с внешней средой свести к размещению маркеров в позициях.
Действия перед срабатыванием и после выполнения ядра продукции можно реализовать как события по приходу и уходу маркера из позиций. Интерпретация продукций в таком случае сводиться к моделированию сетью Петри. Однако нельзя провести полную аналогию между сетью Петри и продукцией. Существуют некоторые противоречия. Несоответствие проявляется, если рассмотреть более детально назначение позиции. В предлагаемом подходе позиция - некая сущность реального мира, отраженная в модели базы знаний. Наличие маркера в позиции означает существование факта. В сетях Петри маркеры перемещаются через переходы во время их срабатывания. В БЗ появление и исчезновение фактов не связано так тесно со срабатыванием продукций, хотя такая связь имеет место. Устранить это противоречие можно исключением правил изъятия и ввода маркеров в позициях, которые есть в сетях Петри. Вместо этого полное управление этим следует поручить переходу, т.е. продукции. Именно в момент срабатывания продукции может измениться состояние базы фактов, т.е. появиться или исчезнуть маркеры в позициях. Следующее несоответствие возникает при проверке условия. Например, мы имеем два условия выполнения продукции: 1) если наступило некоторое событие 2) запрос некоторого параметра дал некоторый результат. Здесь не важно, какое событие, какой запрос и кому, какой результат. Важно, что при проверке условия выполнения продукции, мы должны сделать такой запрос. При использовании же сетей Петри, если маркер поступил во входную позицию для перехода, то другие позиции никак на это не среагируют. Таким образом, необходимый нам запрос не выполнится.
Для устранения последнего противоречия предлагается дополнить сеть Петри новым типом позиций. Назовем их рецепторами. На рис. 3.9 они изображены в виде квадратов с округленными углами и обозначены буквой г. Они будут способны вводить новые маркеры самостоятельно, исходя из данных, полученных из общения агента с внешней средой. Непосредственно агент может установить маркер в рецептор, оповестив, таким образом, БЗ о новом факте. Итак, рецептор - это входная позиция, наличие маркера в которой зависит от данных, поступающих из внешней среды и от агентов. При этом, рецептор способен обновлять свое состояние, запрашивая необходимую ему информацию. Когда маркер поступает в некоторую позицию, то интерпретатор просматривает все переходы, для которых эта позиция является входной. После этого, для остальных рецепторов каждого перехода вызывается событие обновления состояния. В контексте обработчика события необходимо обеспечить доступ к маркеру, который инициировал его срабатывание, поскольку в нем может содержаться дополнительная информация.
Обработчики событий обновления могут посылать запросы другим объектам, выполнять запросы к БД и к пользователю, взаимодействовать с самим агентом. Результат запроса возвращается в рецептор и далее решается вопрос, ставить маркер в него или нет. Остальная работа сети Петри производится стандартным образом. Таким образом, именно рецептор является тем элементом, через который реализуется взаимодействие с внешней средой.
При передаче маркеров, вызываются обработчики соответствующих событий о приходе и об уходе маркера. Изначально маркеры формируются в рецепторах. Дальнейшая их обработка может потребовать некоторых параметров. Поэтому при моделировании функционирования сети Петри необходимо наделить маркеры параметрами. Их значения должны заполняться в момент создания, например из сообщения, поступившего в рецептор для обработки. По мере продвижения маркера, его параметры могут изменяться, добавляться или удаляться. В качестве маркера может выступать и само сообщение, поступившее в рецептор. Тогда структура маркера аналогична структуре сообщения и обладает всеми описанными достоинствами.
Еще одним плюсом при использовании предлагаемого подхода к представлению продукционной БЗ и построению алгоритма логического вывода на базе моделирования сетей Петри является то, что можно полностью сохранять все состояние БЗ и текущий шаг обработки продукций. Для этого достаточно только сохранить маркировку позиций. Другими словами, агент может отключиться от менеджера, может быть выключен компьютер, на котором функционирует агент, но при новом подключении агента в систему, он восстановит маркировку, получит и обработает ответы на запросы, при необходимости изменит маркировку и продолжит свое функционирование.
Подсистема ввода данных о пространственно - распределенных объектах
Созданный редактором правил файл, фактически и является БЗ, но для ее функционирования необходимо обеспечить срабатывание переходов, обработку событий. Таким образом, необходимо реализовать алгоритм логического вывода. Для этого создан компонент Delphi, который: 1) выполняет загрузку БЗ из файла; 2) загружает и сохраняет текущую маркировку сети Петри; 3) позволяет обращаться к рецепторам сети по именам, для размещения в них приходящих сообщений; 4) регистрирует объекты IDispatch для того, чтобы скрипты на обработку событий имели возможность получить доступ к различным сервисам агента: сетевому, интерфейсу взаимодействия с пользователем и другим, которые определит разработчик агента; 5) организует работу сети и вызывает обработчики событий. Особое внимание уделено событиям элементов БЗ. Это один из ключевых вопросов. Именно с их помощью достигаются две цели: независимость реализации компонента от конкретного агента, превращая его в инструментальное средство, и настройка агента на конкретную работу с пользователем. Обработчики событий должны иметь возможность послать сообщение некоторому агенту, задать вопрос пользователю, получить параметры маркера, пришедшего или ушедшего из позиции, взаимодействовать с БД и вообще программным обеспечением и операционной системой на рабочем месте пользователя. Существует два варианта выхода из данной ситуации: разрабатывать свой интерпретатор и использовать имеющийся. Вся подсистема peaлизуется на базе выбранной операционной системы Windows. Она имеет в своем составе СОМ - объект ScriptControl, который позволяет исполнять скрипты. На этой базе реализуется технология ActiveScripting. Такой подход очень широко используется офисных программах (MS Word, MS Excel, MS Access), ИнГео также его поддерживает. ,
Основная идея заключается в том, что в программе создается объект, управляющий исполнением скриптов. В нем регистрируются объекты программы. Для этого необходимо указать имя объекта и указатель на интерфейс IDispatch, методы которого можно вызывать, используя динамическое связывание уже на этапе исполнения программы. Стандартно скрипт записывается на одном из двух языков VBScript или JavaScript. Могут использоваться и другие, для которых установлены соответствующие машины исполнения. Но указанные два являются стандартом, поэтому мы будем использовать именно их.
Таким образом, с помощью технологии ActiveScripting из обработчиков событий существует возможность обратиться к необходимым объектам. Кроме этого, используя стандартные СОМ объекты можно выполнять практически неограниченное множество функций, например, подключиться к любой БД по технологии ADO, работать с файловой системой, использовать собственные ActiveX компоненты.
Некоторые объекты для использования в скриптах регистрируются один раз для всех обработчиков, например, объект передачи сообщений. Другие могут регистрироваться для каждого обработчика заново. К таким объектам относится обрабатываемый маркер. Каждый конкретный агент может реализовывать собственные объекты и регистрировать их в компоненте логического вывода для последующего использования в обработчиках событий.
Каждое событие, происходящее во время работы алгоритма логического вывода, инициируется приходом маркера. Он может поступать из перехода, от интерпретатора сообщений в рецептор или от обработчика действий пользователя. Маркер в общем случае представляет собой то же самое сообщение, т.е. обладает параметрами. Эти параметры необходимы при обработке события. Однако кроме обработчика события той позиции, в которую поступил маркер, его параметры могут потребоваться и в смежной позиции. Таким образом, необходимо использовать контекст вызова.
Контекст вызова - это объект, который регистрируется в машине исполнения скриптов перед каждым вызовом обработчика события. Он содержит информацию о том, что инициировало вызов и что будет после него: пришедшие маркеры, которых может быть несколько, если срабатывает переход; выходящие маркеры, параметры которых могут формироваться переходом из параметров входящих маркеров.
Рецептор обновляет свое состояние при поступлении маркера в одну из смежных позиций. Соответственно для него необходимо добавить в контекст вызова маркер, поступивший в смежную "позицию. Его параметры могут повлиять на запрос рецептора.
Менеджер агентов представляет собой программу, которая работает в сети и фактически является сервером, к которому подключаются все агенты. Именно через него осуществляется все взаимодействие. Его основной задачей является регистрация агентов и передача сообщений между ними.
Передача должна быть организована в асинхронном режиме. При получении сообщения от некоторого агента, менеджер определяет кому оно предназначено. Далее он проверяет наличие соединения с адресатом. Если оно есть, то сообщение отправляется ему, иначе оно ставиться в очередь на отправку. При каждом подключении нового агента, необходимо проверить наличие предназначенных для него сообщений. Если таковые имеются, то они отправляются.
Кроме стандартных функций, менеджеру агентов можно поручить другие сервисы. Одним из таких является рассылка объявлений агентам. Объявления - это сообщения, посланные кем-либо, уведомляющие всех заинтересованный о наступлении в системе некоторого события. Ответ на такое сообщение не требуется. Объявление может быть адресным, и массовым. В последнем случае используются так называемые «доски объявлений» [43]. Все массовые объявления помещаются на доску объявлений. Все подключенные агенты могут проверить новые сообщения и это повлияет на появление новых фактов. Досок объявления может быть несколько по различным направлениям и предметным областям.
