本體理論在城市智能交通系統(tǒng)語義集成中的應用研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)（ITS）是目前世界交通運輸領域的前沿研究課題。我國政府已提出將ITS作為我國未來交通運輸領域發(fā)展的重要方向和優(yōu)先領域予以重點支持。因此，越來越多的交通運輸企業(yè)和相關的職能部門都在不斷地構建各種交通應用信息系統(tǒng)來管理運輸資源。這些系統(tǒng)的運行效率很大程度上依賴于各子系統(tǒng)的資源共享與協(xié)同工作能力，為了更好地發(fā)揮這些系統(tǒng)在交通管理中的作用，實現(xiàn)出行者、車輛、道路和交通管理更大范圍的高效管理，系統(tǒng)之間的信息共享和互操作的需求也越來越

2、強烈。為了達到這一目的，必須解決ITS系統(tǒng)間信息的語義集成問題，只有這樣，智能交通各系統(tǒng)之間信息才能相互理解、相互操作，實現(xiàn)“智能化”，提高交通信息的增值服務能力，延伸ITS的服務內容。
　　 系統(tǒng)間要求信息互操作的同時也帶來諸多新的問題，Kent指出“當一些通用的概念在不同的領域中用不同的方法處理時，會出現(xiàn)理解上的誤差”。本體作為一種有效的語義建模方法，可以用來描述計算機處理數(shù)據(jù)的語義信息，并可對領域知識作無歧義的語義解釋，因

3、此，本體為ITS實現(xiàn)語義集成和應用提供了必要的條件，為智能交通領域信息的語義交互提供了關鍵的使能技術。
　　 為此，本文將本體理論全面運用到ITS中，根據(jù)中國智能交通特色，以“九五”國家重點科技攻關項目“中國智能運輸系統(tǒng)體系框架”的研究成果為依據(jù)，以智能交通應用系統(tǒng)為研究對象，以系統(tǒng)間能實現(xiàn)互操作和提高智能交通信息增值服務為目標開展本文的研究工作，本文的主要研究內容如下：
　　 （1）研究了中國ITS現(xiàn)有的業(yè)務應用和體系

4、結構，提出了基于本體的ITS集成框架OITSIF。該框架為領域本體的構建提供了所需知識來源的依據(jù)，為基于本體的ITS語義集成的實現(xiàn)提供了信息、方法和技術的宏觀指導。
　　 （2）研究了智能交通領域本體的構建，提出了智能交通領域本體構建的方法論。領域本體的構建是實現(xiàn)系統(tǒng)語義集成的重要前提。本文分析了中國智能交通的特點，進行了智能交通領域本體模型構建的研究，提出了智能交通領域中服務本體和應用本體的構建模型和方法，定義了從ITS中抽取

5、本體的規(guī)則，可通過算法實現(xiàn)本體的自動抽取，這為本體在ITS中的應用奠定了基礎。
　　 （3）研究了智能交通系統(tǒng)中的本體映射，提出了關系模式與本體的映射模型。關系模式與本體的映射是實現(xiàn)ITS語義集成的關鍵。本文提出的模型對關系模式采用特征提取并對本體進行候選映射處理，以提高映射效率；對可利用的信息采用多策略映射機制，以挖掘映射的語義關系；對屬性映射問題將其轉換成加權二部圖的最優(yōu)匹配問題，以提高映射的準確度，從而有效地提高了映射效率

6、和準確度。
　　 （4）研究了智能交通系統(tǒng)語義集成的應用，提出了基于語義搜索樹的串并行Web服務自動組合方法。Web服務的自動組合是實現(xiàn)智能交通信息增值服務的關鍵技術。本文提出的方法通過構建語義搜索樹將服務通過語義關聯(lián)度進行關聯(lián)組合，在構建語義搜索樹的過程中采用組合優(yōu)化方法，能快速發(fā)現(xiàn)部分滿足服務請求的服務分散服務，并能將這些服務自動串并行組合成為大粒度的服務，且能較好的滿足用戶需求，這對于本體在ITS中的應用是一種有益的嘗試。