語義萬維網(wǎng)服務(wù)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著面向服務(wù)計算模式深入應(yīng)用，語義萬維網(wǎng)服務(wù)作為萬維網(wǎng)服務(wù)與語義萬維網(wǎng)兩大技術(shù)融合的一個領(lǐng)域成為研究熱點。語義萬維網(wǎng)服務(wù)是目前實現(xiàn)“云計算”按需服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)。傳感器萬維網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及“云計算”等諸多新興領(lǐng)域的興起，使得語義萬維網(wǎng)服務(wù)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究不僅具有重要的理論意義，也具有實際的應(yīng)用價值。
　　近年來國內(nèi)外針對語義萬維網(wǎng)服務(wù)中的萬維網(wǎng)服務(wù)語義標(biāo)注、萬維網(wǎng)服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)以及萬維網(wǎng)服務(wù)自動組合等若干關(guān)鍵問題取得了許多有價值的研

2、究成果，但是這些問題還有待深入研究。論文針對這幾個關(guān)鍵問題展開了深入的研究工作，并把一些研究成果初步應(yīng)用到傳感器萬維網(wǎng)中。
　　論文主要貢獻(xiàn)可歸納為以下幾個方面:
　　(1)提出了一種基于語義詞典的萬維網(wǎng)服務(wù)語義標(biāo)注方法?，F(xiàn)有語義標(biāo)注方法的前提條件是各方需要使用共同認(rèn)知的領(lǐng)域本體庫，但是在萬維網(wǎng)這類互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，這個前提條件是難以做到的。本文提出了一種基于語義詞典的服務(wù)語義標(biāo)注方法，解決服務(wù)語義標(biāo)注方法對共同認(rèn)知領(lǐng)域本體庫依

3、賴的問題。仿真實驗表明基于語義詞典的服務(wù)語義標(biāo)注方法，能夠提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確率，同時該方法容易被用戶使用，并且與現(xiàn)有的一些萬維網(wǎng)服務(wù)語義標(biāo)注方法(例如SAWSDL)相兼容。
　　(2)提出了語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的構(gòu)造算法，解決了注冊萬維網(wǎng)服務(wù)信息的有效組織問題，同時給出了基于語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的服務(wù)語義快速發(fā)現(xiàn)算法。語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹可部署在一個服務(wù)注冊中心，把那些在語義層面上具有相同輸入?yún)?shù)集合的服務(wù)聚集在一個樹干節(jié)點之上，

4、而對應(yīng)的每個服務(wù)作為該節(jié)點的葉子節(jié)點，以此縮小萬維網(wǎng)服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法的搜索空間。本文采用元素檢索矩陣的方法，快速查找到語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的樹干節(jié)點:首先在服務(wù)注冊過程中給樹干節(jié)點賦予一個唯一值并建立該值和節(jié)點之間的索引;然后利用樹干節(jié)點中存儲的所有參數(shù)集中的元素（萬維網(wǎng)服務(wù)的輸入?yún)?shù)或是它們的交集）建立一個元素檢索矩陣，樹干節(jié)點的值可以通過查詢元素檢索矩陣得到并快速找到相應(yīng)節(jié)點;最后服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法將在此節(jié)點依據(jù)請求服務(wù)的功能屬性查找在語義上

5、匹配的服務(wù)。雖然語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的構(gòu)造要花費一定的時間，但是該過程可作為一種預(yù)處理的手段，減少了服務(wù)發(fā)現(xiàn)階段的語義計算時間。實驗表明基于語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法與同類服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法中有較快的響應(yīng)時間。
　　(3)提出了一種基于狀態(tài)演算理論的服務(wù)動態(tài)組合優(yōu)化算法。本文把萬維網(wǎng)服務(wù)動態(tài)組合過程看成是一個狀態(tài)演算過程。用戶請求的輸入?yún)?shù)集合作為初始態(tài)，用戶想要獲得的結(jié)果集作為終止態(tài)，而每個萬維網(wǎng)服務(wù)都看成一個能促使?fàn)顟B(tài)變遷的

6、動作。注冊中心的萬維網(wǎng)服務(wù)不需要按照傳統(tǒng)算法進(jìn)行形式化轉(zhuǎn)換，服務(wù)組合算法根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)的信息（用戶提交的和中間過程中產(chǎn)生的），采用服務(wù)快速發(fā)現(xiàn)算法去匹配和發(fā)現(xiàn)滿足條件的原子服務(wù)，直到狀態(tài)變遷到滿足結(jié)果集為止。整個狀態(tài)的變遷過程中可以記錄各個原子服務(wù)之間的依賴關(guān)系和執(zhí)行先后順序，因此可以簡化服務(wù)組合方案。與同類算法進(jìn)行仿真實驗比較，結(jié)果表明本文提出的算法具有較好的時間效率。
　　(4)把基于語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)算法應(yīng)用

7、到傳感器萬維網(wǎng)領(lǐng)域，解決了傳感器萬維網(wǎng)中服務(wù)的注冊和基于語義的服務(wù)發(fā)現(xiàn)問題。SWE采用OGC目錄服務(wù)來管理和發(fā)現(xiàn)傳感器萬維網(wǎng)服務(wù)，但是這種服務(wù)發(fā)現(xiàn)還是處于語法層面。本文結(jié)合觀測與測量O&M(Observation and Measurement)標(biāo)準(zhǔn)，對O&M中每個評測項用具體參數(shù)集合進(jìn)行細(xì)化。例如，用（一氧化碳、二氧化硫）來細(xì)化觀測空氣污染程度，以滿足語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹的構(gòu)造性質(zhì)，便于利用語義萬維網(wǎng)服務(wù)檢索樹來管理和發(fā)現(xiàn)傳感器萬維網(wǎng)