农业病虫害远程诊断与知识呼叫中心系统

201 0年6月 农业机械学报 第41卷第6期 DOI：10．3969／j．issn．1000—1298．2010．06．030 农业病虫害远程诊断与知识呼叫中心系统 李鑫星1 傅泽田1 张领先2 (1．中国农业大学工学院，北京100083；2．中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083) 木 【摘要】设计了一套用于远程病虫害诊断的农业知识呼叫中心系统。该系统将呼叫中心技术与传统的专家 系统相结合，采用呼叫中心的IVR 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 自动调用专家系统知识库的实施方案，并将呼叫中心的CTI服务器和传统 的数据库服务器、Web服务器配合使用，实现了借助电话网对农业病虫害进行远程诊断的功能；同时系统提供了知 识浏览、 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 查询等功能，能够满足不同信息化发展水平地区农民对病虫害防治知识及诊断的需求。 关键词：农业病虫害远程诊断呼叫中心专家系统 中图分类号：$431．9文献标识码：A 文章编号：1000—1298(2010)06—0153—05 CallCenterSystemforAgriculturalKnowledgeBasedon RemoteDiagnosisofPestsandDiseases LiXinxin91FuZetianlZhangLingxian2 (1．CollegeofEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China 2．CollegeofInformationandElectricalEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China) Abstract Inordertohelpthefarmerstoobtaintheagriculturalknowledgetopreventandcontrolthepestsand diseasesaswellastocarryontheremotediagnosisbytelephone，acallcentersystemwaspresentedfor agriculturalknowledgebasedontheremotediagnosisofpestsanddiseases．Basedontheunionofthecall centertechnologyandthetraditionalexpertsystem，thissystemadoptedtheimplementationplanofcall centerIVRflowtransferringtheexpertsystemknowledgebaseautomatically，andcoordinatedthecall centerCTIserverthetraditionaldatabaseserverandWebservertoprovidethefunctionofcarriedonthe remotediagnosisofagricuhuralpestsanddiseaseswiththeaidofthetelephonenetwork；thesystemalso providedthefunctionsofknowledgebrowsing，casegainingandexpertconsultation，andcouldsatisfythe farmers’needstogaintheagricuhuralknowledgeaswellastocarryontheremotediagnosis． KeywordsPestanddisease，Remotediagnosis，Callcenter，Expertsystem 引言 随着信息技术及互联网的发展，农业病虫害 诊断专家系统得到较快推广使用‘1“1。但是，由 于我国大部分农村地区计算机普及程度还较低， 致使必须借助于互联网和计算机等基础的专家 系统推广应用受到限制。与计算机相比，农村固 定电话和手机的普及率很高，且仍在逐年递增； 特别是手机价格的下降和国家对“3G”网络推行 的扶持，农村电话网络系统已基本形成。呼叫中 心在农业领域方面的应用较少，不过呼叫中心技 术本身已经相对成熟。本文基于电话网络系统 将呼叫中心技术与农业专家系统结合起来，设计 能够提供简单易学、及时快捷的系统服务和农业 (包括农作物和养殖牲畜)病虫害远程诊断功能 的呼叫中心系统。 收稿日期：2009—08—24修回日期：2009—10—15 十“十一五”国家科技支撑 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 资助项目(2006BADl0A07—02) 作者简介：李鑫星，博士生，主要从事农业系统与知识工程研究，E—mail：lxxcau@call．edu．cn 通讯作者：张领先，副教授，主要从事农业系统与知识工程研究，E-mail：zlxl31@163．com 万方数据 154 农业机械学报 1系统设计 1．1设计目标 将多年来国内专家对于农业病虫害知识的研究 成果，与先进的通信网络和呼叫中心技术相结合，旨 在提供一种高效的农业病虫害远程诊断手段。同 时，满足广大农户能够借助于普及的电话网络系统 及时获取病虫害防治知识的需要。 1．2功能模块设计 根据设计目标，设计出专家系统和呼叫中心平 台2个功能独立又紧密结合的功能模块。如图1所 示，虚线部分为专家系统，实线部分为呼叫中心平 台，二者共用相同的知识库。知识库存储的知识决 定了呼叫中心所能提供服务的类型，进而决定了整 个呼叫中心系统的性质。因此，知识库的设计是整 个系统的基础，它包括知识表示规则、存储知识的数 据库以及病虫害诊断算法等。 呼叫中心平台 电话 专家系统 王f卅习网]知识库广一Web接口I．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一J l手机| 【．．．一 图1功能模块图 Fig．1Functionmodulestructureofthesystem 1．2．1专家系统设计 对于诊断类专家系统的设计，诊断算法的优劣 直接决定了整个专家系统的效率，因而诊断算法是 系统的核心。系统将案例检索与模糊推理相结合， 设计出适合呼叫中心系统应用的诊断算法，现以棉 花疾病诊断为例介绍此诊断算法。 系统结合农业病虫害知识表示的特点，选择产 生式规则表示方法，如在知识库中棉花立枯病的记 录为：E={幼苗出土前出现红褐色腐烂形．}and{幼 苗萎倒或枯死耽}and{幼茎出现凹陷缢缩职}and {茎基湿生粉红色黏液矾}THEN立枯病WITH 形H1。其中，矽，(，=1，2，3，4)为第，个症状在这个 推断案例的过程中所占的权重，其计算公式为 ， n ％=P(s』)／∑p(s。) (1) W=∑肜 (2) 』=1 式中P(s，)——第J个症状在此案例库中的总和 ∑P(s。)——所有症状的总和口3 肛一推断概率 案例检索是传统专家系统最常用的知识获取方 法之一，其诊断结果通常只有2个，即：①成功：从知 识库中检索到相同的案例。②失败：未能检索到相 同的案例。模糊推理可以对案例检索方法进行有效 的补充：计算用户提供的症状组合与知识库中案例 的相似度，只要相似度在一定范围之内，即使没能与 案例完全匹配，也可成功作出诊断。相似度P的计 算公式为 p= ∑埘。阢 匿雨。 (3) 式中 W。——用户提供的症状组合中k个症状的权重 W；——知识库案例中k个症状的权重∞1 这样就将诊断结果修正为3个，即：①成功：从 知识库中检索到相同的案例(P>0．95)。②成功但 不够精确：从知识库中检索到相似案例(0．70≤P≤ 0．95)。③失败：未能检索到相关案例(P<0．70)。 当诊断结果为成功时，用户即可获得病虫害诊断结 果及相关的防治方法。如为成功但不够准确时，系 统会提醒用户提供的症状组合不够完整，请用户补 充症状后重新诊断，用户也可选择不再补充，同样可 获得病虫害诊断结果及相关的防治方法。为失败 时，告知用户知识库中没有相关病虫害的案例，但若 连续3次诊断都失败，系统将启动专家咨询的功能， 将用户提供的症状组合发送给领域专家进行会诊。 如专家确诊此组合确为一种病虫害，系统在将专家 的诊断结果反馈给用户的同时，会将此案例加入知 识库，以便后续诊断所用。6。。 1．2．2呼叫中心平台设计 在对专家系统、病虫害知识数据资料 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的基 础上，将基于VOIP的呼叫技术应用到农业知识浏 览及病虫害防治咨询服务，开发适合于农户应用的 病虫害知识呼叫中心系统。 农业病虫害知识呼叫中心系统平台将专家系统 模块嵌入，作为后台的知识库。而在病虫害案例检 索过程中所需的索引和关键字可直接由用户按键选 择，或由座席人员通过用户的语音，手工录入关键 字。一旦检索出相应案例，用户可继续根据语音提 示，按键选择定位到该病例的防治方法(在设计病 虫害诊断过程时，已将每种病虫害的防治方法录入 后台数据库)。 平台局域网的实施采取一根主线连接着各设备 的拓扑结构。系统网络架构的各种服务器(包括数 据库服务器、应用服务器)提供整个系统的数据和 文件。管理台负责对硬件设备和软件环境进行维护 和监督。电话用户通过公共电话网、移动用户通过 万方数据 第6期 李鑫星等：农业病虫害远程诊断与知识呼叫中-ti"系统 移动通信网对呼叫中心进行访问，其访问要通过模 拟交换机连接CTI服务器。最后，根据结构层次将 整个呼叫中心系统划分为如图2所示的4个层次： 用户层、传输层、呼叫中心层和服务器层。 (1)用户层。访问呼叫中心的用户是农户，他 们可以通过固定电话或手机访问本系统。 (2)传输层。农户与本系统进行信息交互要经 过通信网络，其中使用固定电话的农户通过公共电 话网(PSTN)访问，使用手机的农户通过移动电话网 (PLMN)访问。 (3)呼叫中心层。由6部分组成：程控交换机 (PBX)、自动呼叫分配器(ACD)、交互式语音应答 (IVR)、计算机语音集成(CTI)服务器，人工座席 (Agent)和农业病虫害诊断系统。 (4)服务器层。包括数据库服务器和Web服务 器，其中数据库服务器完成对系统数据库、知识库和 案例库的访问和维护，Web服务器完成网络系统的 运行和维护。 图2 呼叫中心结构框图 Fig．2Callcenterstructure 1．2．3专家系统与呼叫中心平台的结合 系统设计思想是将传统的专家系统与呼叫中心 技术相结合。系统将呼叫中心的数据库触发器技术 与专家系统的事件监听器技术相结合，通过呼叫中 心与用户的交互(用户根据语音提示输入或座席人 员帮助录入)，获得代表相关症状特征的数组(在设 计专家系统的诊断算法时，考虑到目前呼叫中。tl,只 能输入数字的限制，将知识库设计成症状特征与唯 一的一个数字一一对应的形式)，并将数组写入系 统指定的数据库。进而激活专家系统的相应程序， 完成呼叫中心对知识库的自动调用，实现呼叫中心 平台与专家系统的有机结合。其调用流程如图3所 示。 以棉花病害诊断为例，知识库的调用流程如下： (1)用户拨打电话号码，进入呼叫中-tl,系统。 (2)根据语音提示，进入疾病诊断模块。此模 块分为自动语音诊断和人工帮助诊断，选择自动语 音诊断，即进入诊断算法的调用流程。 (3)系统的诊断算法，即专家系统的诊断算法， 特别为呼叫中心系统设计：①将输入的症状分为根、 茎、叶、花、果实、种子等多个部位的症状，避免用户 听一次语音提示输入的症状过多。②用户每输入一 个数字都代表了一个症状特征，且数字与知识库的 ⋯⋯一、、、匝、 圈，J『 ／ ⋯⋯一，， 果 图3知识厍调用流程图 Fig．3Flowchartofknowledgebasetransferring 症状一一对应。③数字均设定为两位数，个位数字 前面需加零，每次用户输入的数字个数必须是偶数 位，并以#键结束。例如用户输入的数字可以为 (011589#)，系统会自动解析，认为用户输入的数字 为01，15，89，但若用户输入的是(11589#)，系统会 提示用户重新输入。 (4)随后系统将用户输入的数组(如0l，15，89) 写入数据库，数据库事先已经设置好了触发器程序， 该数组被视为未处理的数据，从而激活了触发器程 序。 (5)设计的专家系统端事件监听器程序，将实 万方数据 156 农业机械学报 时对数据库进行扫描，一旦发现数据库触发器被激 活，则自动激活诊断程序：从数据库中读取数组，并 在知识库中匹配每个两位数对应的症状(如01表 示幼苗萎倒或枯死，15表示子叶早落，89表示花上 有暗红色斑点)，进而调用诊断算法，得到诊断结果 为炭疽病，最后将此结果写回数据库中同一条记录 (存储刚刚输入数组的那条记录)的另外一个字段。 (6)由于数据库中多了诊断结果的记录，触发 器再次被激活，并将与诊断结果对应的语音文件播 放给用户。 开始 电话呼入卜-+|ACD分配 进入呼叫中心 ————主——一 自动语音应答 2 系统实现 系统专家系统端程序利用JAVA技术将互联网 与病虫害诊断相结合，以MyEclipse6．0为设计开发 工具，采用SQLServer2000为数据库开发工具¨”。。 呼叫中心端采用CTI服务器加语音板卡的方案，将 VOIP的呼叫技术应用到农业咨询服务中来，实现了 自动呼叫分配应答、传真和语音电话自动识别分发、 动态互动语音应答、信息综合管理、在线同步录音等 功能。呼叫中心系统的服务流程如图4所示。 理论知识查询l l案例知识查询|l病虫害诊断 『I药品知识查询I 人工服务 邮㈨ 羹|坐鋈l匝匦剿r盏。T_j 系统推理 内用药 外用药 座席人员1匠i豳l诊断系统交互1 I专家座谈I窀 壶 播报查询结果|『 I播报查询结果l l播报推理结果| I播报查淘结果 开始 图4系统服务流程 Fig．4Flowchartofsystemservice 2．1人工服务 人工服务包括座席服务和专家咨询。 2．1．1座席服务 系统在开发过程中，采用的是4外、4内的呼叫 中心服务器，即在呼叫中心通用的计算机电话集成 (computertetephoneyintegration，简称CTI)服务器 上，加入了可同时接入4条外线和4条内线的语音 板卡，并进行二次开发(在购买基本硬件设备的基 础上，根据不同需要进行的个性化开发)。其中外 线用于接收并处理拨入的电话信号，内线用于连接 座席的线路。 当用户根据语音提示，按键进入人工座席功能 后，即可与座席人员通话。系统在开发过程中为座 席人员提供了3种权限：①播放语音文件。因座席 人员并非专业的农技人员，无法对用户的问题进行 作答。系统则授予座席浏览知识库和调用语音文件 的权限，这样座席人员可根据用户的要求为其播放 包含各种农业知识的语音文件。②转回交互语音应 答(interactivevoiceresponse，简称IVR)，即电话信 号接入系统后，按照何种流程为用户提供服务，此部 分为本系统二次开发的重点 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 )流程，当用户获 得相应服务后，座席可使用户在不断线的情况下，返 回任意一级IVR流程，继续为其服务。③转接。座 席人员可为用户转接到专家咨询的电话，也可替用 户转接到任意号码。 2．1．2专家咨询 系统为用户提供了专家咨询功能，用户可根据 语音提示，拨通专家的咨询热线，直接向专家进行咨 询。同样可以先接通人工座席，利用座席的转接功 能，由座席人员帮助接通专家。用户也可把自己的 问题留给座席人员，由其代为向专家咨询后，将结果 反馈给用户。目前系统仍处于开发测试阶段，为专 家预留了2条线路，当系统正式上线后，可根据实际 需要增设专家热线。 2．2 自动语音服务 用户接人系统后，根据自动语音提示，按键获取 所需知识的功能。此功能根据用户是否向系统输入 参数，又分为静态服务和动态服务2部分。 2．2．1静态服务 用户无需向系统输入任何参数，通过按键即可 收听系统事先录制的语音文件，获取相关农业知识 的服务功能。 万方数据 第6期 李鑫星等：农业病虫害远程诊断与知识呼叫中心系统 157 此部分包括“农业病虫害理论知识”、“案例知 识”、“药品知识”等3方面的知识，系统在开发过程 中借助于呼叫中心提供的知识浏览及录音功能，将 在调研过程中获得的资料录制成语音文件(需获得 相应的授权)，并将其存储于呼叫中心的语音文件 数据库。当用户接人呼叫中心，并按键选取欲获取．． 的知识后，呼叫中心可从语音文件数据库调出相应 的语音文件，并播放给用户。 2．2．2动态服务 用户需向系统输入参数，如作病虫害诊断时需 输入症状，系统经过推理过程，最终将结果反馈给用 户的服务功能。 此部分主要实现了“病虫害诊断”的功能。将 用户输入的代表症状的数字作为关键字，访问设计 好的诊断算法和知识库，激活存储与Web服务器的 专家系统程序。待获得诊断结果后，再由呼叫中心 读取代表诊断结果的数字，并从语音文件数据库中 调用与之匹配的语音文件，播放给用户。实现了呼 叫中心与专家系统的有机结合。 2．3 系统验证 系统处于开发测试阶段，选用的是4外4内的 语音板卡，即可以同时处理4个拨入的语音信号，第 5个呼人的信号将进入自动呼叫分配器(ACD)等 待：当有空闲的线路后，系统将优先分配给排在前面 的用户，系统上线运行后将采用64外、64内的板 卡，即可同时处理64条外线。 对于多条线路同时查询同一症状的情况，系统 也做了相应处理，为每条线路在数据库中单独设立 一条新的纪录，不同的记录之间彼此独立，再由不同 数据库记录读取知识库中的症状。 3 结束语 将呼叫中心技术与传统的专家系统相结合，设 计了一套呼叫中心系统。此系统集农业病虫害知识 浏览、案例查询、专家咨询等功能为一体，是一套智 能的农业病虫害知识推广体系。同时本系统借助固 定电话和手机进行推广，在计算机普及率相对低的 地区将发挥优势，即使在计算机普及率较高的地区， 也可作为专家系统的有效补充，为农户提供快速、方 便、准确的知识查询服务。 参 考 文 献 1 高灵旺，陈继光，于新文，等．农业病虫害预测预报专家系统平台的开发[J]．农业工程学报，2006，22(10)：154—158． GaoLingwang，ChenJiguang，YuXinwen，eta1．Researchanddevelopmentoftheexpertsystemplatformforforecastand 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