网络自动答疑系统中模糊数学方法的应用研究

1、自动化与仪器仪表2010年第 3期(总第 149期 87收稿日期:2009-12-25作者简介:郑玉君(1966- , 女, 讲师, 主要研究方向为交通信 息 系 统 。网络自动答疑系统中模糊数学方法的应用研究郑玉君(兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州, 730070摘 要 :答疑解惑是教学过程中不可缺少的环节, 如何在Internet 环境下设计具有自动答疑功能的网络自动答疑系统, 成为当前智能教学研究的热点。 目前国内外在这方面做的工作主要集中在如何提高系统的智能方面, 代表 性的算法有:关键词匹配算法、 加权关键词算法等。关键词:网络自动答疑系统;模糊数学;贴近度Abstract: The

2、 FAQ is a teaching process can not be the missing link, how to design in the Internet environment, Q & A feature withautomatic network auto answering system, become intelligent teaching and research hot spots. At home and abroad in this respect, thework focused on how to improve the system's

3、 intelligence, the representative algorithms include: keywords matching algorithm, theweighted keywords algorithm.Key words: Network automatic answering system ; Fuzzy mathematics ; Proximity中图分类号:TP393.03 文献标识码:B 文章编号:1001-9227(201003-0087-030 引 言随着计算机和工, Internet的普及与发展, 人们构架了许 多基于W e b 环境的软件系统。 其中

4、面向教育的远程教育系 统发挥着越来越重要的作用, 它突破了传统教学模式, 充 分利用现有条件, 为缓解当前日益紧张的教育资源提供了 一种有效的解决方案。 答疑是教学活动过程中一个必不可 少的环节, 如何设计好答疑系统成为远程教育系统需要解 决的一个重要课题。1 模糊集合的定义下面给出模糊集合的定义。 设U 是论域, U 上的一个模糊集合A 由U 上的一个实值函数表示, 而u 称为A 的隶属函数。 由此定义可以看出, 模糊集合 A 完全由其隶属函数所 刻画。 虽然模糊集合A 是一个抽象的概念, 但隶属函数u 是 具体的, 我们可以通过从来认识和掌握模糊集合A 。模糊集合与普通集合的关系 :当u

5、只能取0, 1两值时, 任意元素u 或者是 A 的成员, 或者不是, 此时的模糊集合A 就是普通集合。 所以说普通集合是模糊集合的特例, 模糊 集合是普通集合的扩展。2 模糊综合评判决策在实际生活中, 对一个事物的评价常涉及多个因素 或指标, 这时就要求根据这多个因素或指标对事物做出综 合评价, 而不能只从一个因素去评价事物, 这就是综合评 判, 方法步骤如下:(1设置因素集U=x 1,x 2,x n ; (2设置评判集V=v 1,v 2,v m ; (3作单因素评判f:u F(Vx i (r i1,r i2,r im =f(x i F(V,i=1,2, n;公式(1 以(r i1,r i2,

6、r im 其中i=1,2n; 为行构成矩阵RR=公式(2叫做单因素矩阵, 并称(U , V , R 构成一个模糊综合评 判决策模型。(4作综合评判 :为了说明因素集U=x 1,x 2,x n 中各个因素的不同重 要程度, 需设置权重A=(a 1,a 2,a n , 让权重A 与单因素矩 阵先取小而后取大的合成运算 (用模型M ( , 计算, 即(a 1,a 2,a n R=(b 1,b 2,b m (3AR=B=(b 1,b 2,b m ,B是V 上的一个模糊子集。 3 系统框架及流程系统的框架及流程如图 1所示。图1 系统框架及流程NAAQS 系统流程如下 :(1 录模块对用户进行身份认证,

7、 返回合法用户一个 提交问题的界面。(2用户提出问题, 并A 选择匹配程度(贴近度。 (3 系统的切词模块根据关键词库中的关键词对用户问题进行逆向最大匹配分词处理, 到关键词串, 该串中关键词之间用空格键隔开。(4 系统根据用户选择的阀值(匹配程度 , 再经过基于阀值的择近原则算法处理后, 返回相应的答案; 如果没有满足阀值的答案, 返回默认信息。4 网络自动答疑系统 NAAQS 的设计4.1 传统的二层体系结构在二层体系结构出现以前, 传统的一层体系结构在软件工程发展过程中具有单程碑意义。 当时, Internet 还没有得到普及, 人们还是在局部网络环境下完成各种事务, 这就促成了一层体系

8、结构的流行与发展。 直至今天,还有很多一层体系结构的应用系统在运行。 该体系结构由两部分构成:客户端(client和服务器端(server, 如图2所示。图2 二层体系结构图在该计算模式中, 客户端一般运行应用程序, 而服务器端运行数据库系统。 用户通过客户端的应用程序提交事务, 经过局部网络达到服务器端, 服务器端的数据库系统再根据事务的内容完成数据的处理, 并把处理结果返回给客户端用户。由于二层体系结构是建立在局部网络环境上, 这使得该计算模式具有以下比较明显的特点。(1 用户界面、 业务逻辑分布在客户端; 而数据处理在服务器端完成。(2 “胖客户机/瘦服务器” 模式。 从上述系统运行过程

9、中可看到:大量的业务逻辑是在客户端完成的, 而服务器端只是完成事务的提交, 很少涉及业务逻辑的处理, 这就是 “胖客户机 /瘦服务器” 模式的由来。4.2 三层体系结构三层体系结构是在一层体系结构的基础上加入一个(或多个 中间层, 形成三层结构的体系, 其中中间层又称应用服务器层。 这二层分别是:表示层、 商业逻辑层、 数据层。需要注意的是 :这种层次结构是非常抽象的, 是指逻辑上的三层, 与物理上的结构没有任何关系, 如图3所示。图3 三层体系结构图表示层是系统的接日部分, 它担负着用户与系统的对话功能。 它用于检查输入的数据, 显示输出的数据。 检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围,

10、不包括有关业务本身的处理逻辑。 在变更表示层时, 只需改写显示控制和数据检查程序, 而不影响其他两层。商业逻辑层是系统的核心部分, 它将具体的业务处 理逻辑编入程序中。 例如, 在制作订购合同时要计算合同 金额, 按照定好的格式配置数据、 打印订购合同, 而处理 所需的数据则要从表示层或数据层取得。 表示层和商业逻 辑层之间的数据交往要尽可能简洁。 例如, 用户检索数据 时, 要设法将有关检索要求的信息一次性地传送给商业逻 辑层, 而由商业逻辑层处理过的检索结果数据也一次性地 传送给表示层。数据层就是数据库处理系统, 负责处理对数据库数 据的读写。 数据库处理系统必须能迅速执行大量数据的更 新

11、和检索。 因此, 一般从商业逻辑层传送到数据层的事务 大都使用SQL 语言。4.3中间件在二层或 N 层结构中, 应用服务器层是最重要的部 件, 它又称中间件(Middleware。所谓中间件是一个用 A P 工定义的软件层, 具有强大 通信能力和良好可扩展性的分布式软件竹理框架。 它的功 能是在客户机与服务器或者服务器与服务器之间传送数 据, 实现客户机群和服务器群之间的通信。 其工作流程 是 :在客户机单的应用程序需要网络上某个服务器的数据 或服务时, 搜索此数据的应用程序需访问中间件系统, 中 间件系统将查找数据源或服务, 并在发送应用程序请求后 重新打包响应, 将其传送回应用程序。按照

12、IDC 的分类方法, 中间件分成六类 :终端仿真/屏 幕转换中间件、 数据访问中间件、 远程过程调用中间件、 消息中间件、 交易中间件、 对象中间件。目前有关对象中间件的标准己经相继问世, 像O M G 组 织推出的CORBA, Microsoft的.NET 以及SUN公司的J2EE 等, 这些标准都极大地促进了对象中间件技术的发展。 伴随着 面向对象应用系统的逐渐增长和对象中间件的标准化, 对 象中间件的需求也在逐年加大, 最终会促使对象中间件的 功能将涵盖其它儿类中间件的功能, 从而成为中间件产品 的卞流。 现在对象中间件占领着绝大部分市场。 例如 B E A 公司的weblogic, I

13、BM 公司的websphere 等。4.4J2EE体系结构框图J2EE 是一种基于Web 的N 层分布式体系结构, N 层体系 结构是在两层体系结构的基础上增加了一层或者多层, 通 常把 N 层应用程序称为三层, 以表示三个独立的层次:表 示层, 商业逻辑层, 数据层。 需要注意的是, 这种层次结 构是非常抽象的, 是指逻辑上的三层, 与物理上的结构没 有任何关系。 J 2E E 体系结构框图如图3所示。图3 J2EE体系结构框图(下转第91页 网络自动答疑系统中模糊数学方法的应用研究郑玉君自动化与仪器仪表2010年第 3期(总第 149期 91采集系统。 此外, Zigbee 技术采用的防碰

14、撞技术 (CSMA/CA 和直序扩频技术 (D S S S 有效保证了网络中信息传递的可 靠性 ; Z i g b e e 网络具有的自组织和开放的特点, 也十分符 合信息搜集系统动态性和实时性要求。 4.2.2 无线传感器网络的定位方法无线传感器网络一般采用5种测距方法 :1 测时测距 法(T O A , 包括双向测距和单向测距 ; 2 差分测时测距法 (TDOA ; 3 信号强度测距法(SSR ; 4 近场区电磁测距法 (NFER ; 5角度测量法(AOA。 为了获得较高的公交车定位 精度, 公交信息采集系统中拟采用一种基于T O A 的双向测 距技术, 原理示意图如图 1所示。图1 双向

15、测距原理示意图图 1中, 通过无线信号对主、 子节点间双向传递时间的测定来获取节点间距离。 首先, 由主节点在某一时刻发 送信号给子节点, 通过 秒传播到子节点。 然而, 由于子 节点在时钟上并非完全同步于主节点, 存在一个时间偏 移, 记为 秒, 一般来说该时间偏移与 不等。 子节点 在收到主节点的信号后, 延时一定的时间 (如 :一帧的时 间 再将信号回发给主节点。 则主节点可以通过发送和接 受信息的时间差推算出两节点间无线信号的直接传递时 间 ,设光速为c , 则两节点间的距离为 。 该技术在 英国Jennic 公司最新推出的新一代Zigbee 芯片JN5148中得以实现, 采用通信距离

16、为300米的JN5148芯片进行户外 测距定位实验, 结果表明在其通信范围内的定位误差在20米以内, 满足公交定位的需求。 5 结束语无线传感器网络是一种新型网络, 其广泛的应用需 求促进了对它的研究。 无线传感器网络从诞生至今, 研究 者们在网络协议、 能量优化、 提高效率、 降低成本等方面 做了深入的研究, 取得了较大的进展, 为实现传感器网络 的广泛应用奠定了技术基础, 而关键技术的进步必将对无 线传感器网络的发展起到决定性的促进作用。参考文献1于海滨,曾鹏.分布式无线传感器网络协议研究J.通信学报, 2004,25(10:102110史 龙,王福豹.无线传感器网络自身定位机制与算法J.

17、计算 机工程与应用,2004,40(23127130李建中,李金宝.传感器网络及其数据管理的概念、 问题与进展 J.软件学报,2003,14(10:17171727WeiYe,HeidemannJ,EstrinD.Anenergy-efficientMAC protocolforwirelesssensornetworksCNewYork:Proc.21st Int lAn-nualJointConfonIEEEComputerandCommunica-tionsSocieties(INFOCOM2002,2002:15671576肖 维,徐任婷.基于RFID 的智能化城市交通系统 -信息采集与 发布系统J.道路交通与安全,2006,6(9:2528赵曦,解永平.基于Zigbee 的智能传感器网络无线接口技术设 计J.仪器仪表学报,2006,27(6:16391640富 立,范耀祖.车辆定位导航系统M.北京:中国铁道出版社, 2005:5572234567(上接第88页 其中, 表示层一般是用Servlet 组件和Jsh 组件构建, 业务逻辑层通