基于語(yǔ)義的Web服務(wù)匹配與發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)的融合與開(kāi)放使得未來(lái)的業(yè)務(wù)具有更加豐富的信息資源和更加多樣的表現(xiàn)手段，同時(shí)也意味著未來(lái)的業(yè)務(wù)環(huán)境更加復(fù)雜多樣。下一代業(yè)務(wù)環(huán)境所面對(duì)的將是跨越語(yǔ)音與數(shù)據(jù)，固定與移動(dòng)，電信和Internet的一個(gè)綜合、開(kāi)放的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 Web服務(wù)作為一種開(kāi)放的業(yè)務(wù)提供方式，以松耦合、語(yǔ)言無(wú)關(guān)、平臺(tái)獨(dú)立等特點(diǎn)，得到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可。Web服務(wù)已經(jīng)成為Internet和NGI(下一代互聯(lián)網(wǎng))以及電信領(lǐng)域未來(lái)信息、服務(wù)和業(yè)務(wù)能力的主要開(kāi)

2、放與提供形式。業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和使用者如何在如此眾多的業(yè)務(wù)資源中快速、準(zhǔn)確地找到適合自身業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)需要的業(yè)務(wù)資源，是一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)。 為了增強(qiáng)Web服務(wù)應(yīng)用的自動(dòng)化和智能化水平，研究者開(kāi)始把人工智能領(lǐng)域的語(yǔ)義方法引入到Web服務(wù)領(lǐng)域，形成了新的語(yǔ)義Web服務(wù)研究領(lǐng)域。其主要思想就是通過(guò)引入領(lǐng)域本體的語(yǔ)義信息，為Web服務(wù)的匹配、發(fā)現(xiàn)、組合、執(zhí)行和驗(yàn)證等環(huán)節(jié)提供語(yǔ)義支持，增強(qiáng)其智能性和自動(dòng)化程度。 本論文主要針對(duì)基于語(yǔ)義的We

3、b服務(wù)匹配方法和發(fā)現(xiàn)框架進(jìn)行了深入研究，取得下列一系列研究成果： 1、針對(duì)單純基于描述邏輯推理的Web服務(wù)語(yǔ)義匹配方法在服務(wù)區(qū)分能力方面存在的不足，提出了一種簡(jiǎn)單有效的本體概念之間語(yǔ)義相似性的計(jì)算方法，并基于這種語(yǔ)義相似性的計(jì)算方法提出了一種增強(qiáng)語(yǔ)義精確度的Web服務(wù)語(yǔ)義匹配方法。該方法在描述邏輯推理的基礎(chǔ)上增加了語(yǔ)義相似性的計(jì)算，增強(qiáng)了對(duì)Web服務(wù)功能的語(yǔ)義區(qū)分能力，并兼顧了服務(wù)匹配的效率和準(zhǔn)確性要求。 2、前置條件和

4、執(zhí)行效果作為約束條件，是OWL-S規(guī)范中Web服務(wù)動(dòng)態(tài)能力描述的重要組成部分，對(duì)于Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和匹配具有重要作用。目前基于約束條件的匹配主要采用歸納邏輯程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域的θ包含方法，但是該方法缺乏語(yǔ)義層次的支持，匹配的準(zhǔn)確性和靈活性受到限制。提出了一種新的基于Web服務(wù)功能約束條件的語(yǔ)義匹配方法。該方法把服務(wù)的約束條件分成兩大類(lèi)，一類(lèi)是數(shù)值型約束條件，另一類(lèi)是對(duì)象型約束條件，根據(jù)這兩類(lèi)約束條件分別提出了相應(yīng)的語(yǔ)義匹配方法。針對(duì)數(shù)值型約束

5、條件，我們采用規(guī)則推理的方法進(jìn)行服務(wù)雙方約束條件兼容性推理。對(duì)于對(duì)象型約束條件，我們引入了語(yǔ)義θ包含的定義，并把其轉(zhuǎn)化為CSP問(wèn)題，而其中語(yǔ)義信息的引入，不僅增強(qiáng)了約束條件匹配的準(zhǔn)確性，也可有效降低匹配過(guò)程中搜索的復(fù)雜性。 3、針對(duì)當(dāng)前Web服務(wù)非功能屬性匹配沒(méi)有統(tǒng)一的匹配方法，而且缺乏語(yǔ)義層次的支持等問(wèn)題。首先提出了一種基于策略的Web服務(wù)非功能屬性描述方法，把Web服務(wù)非功能屬性作為服務(wù)雙方的策略，這樣可以利用策略匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)

6、Web服務(wù)非功能屬性的匹配；然后，針對(duì)描述對(duì)象層次的不同，提出了層次化策略的概念，并利用不同的發(fā)布方式對(duì)不同層次的策略進(jìn)行發(fā)布，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程與不同層次的策略匹配結(jié)合在一起；另外，首次提出了一種把策略描述語(yǔ)言WSPL(Web Services Policy Language)映射到OWL-DL的方法，而OWL-DL可以為WSPL的策略描述和匹配提供語(yǔ)義上的支持，同時(shí)增強(qiáng)了該策略語(yǔ)言的描述能力和可計(jì)算性，可以利用現(xiàn)有的OW-DL推理機(jī)來(lái)進(jìn)

7、行服務(wù)雙方非功能屬性的語(yǔ)義層次匹配。該方法支持Web服務(wù)各種非功能屬性的語(yǔ)義匹配，并可以容易地和前面論述的Web服務(wù)功能屬性的語(yǔ)義匹配方法結(jié)合在一起，形成較完整的Web服務(wù)語(yǔ)義匹配方法。 4、在對(duì)下一代業(yè)務(wù)環(huán)境簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上，首次提出了一種面向電信領(lǐng)域的業(yè)務(wù)能力組件的語(yǔ)義描述方法和語(yǔ)義支持的綜合業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)框架。主要思想是借鑒面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)思想，把各種業(yè)務(wù)能

8、力開(kāi)放形式統(tǒng)一為Web服務(wù)形式；并把Web服務(wù)領(lǐng)域中UDDI(Universal Description, Discovery，and Integration)的集中式發(fā)現(xiàn)機(jī)制和WSIL(Web Services Inspection Language)的分布式發(fā)現(xiàn)方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，提高業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)的效率和擴(kuò)展性；另外，通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)能力組件增加語(yǔ)義描述，可以結(jié)合前面論述的Web服務(wù)語(yǔ)義匹配方法，來(lái)增強(qiáng)業(yè)務(wù)能力組件發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確性；還通過(guò)對(duì)WSI