CN102253974A - 一种地理模型网络服务的动态组合方法 - Google Patents

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CN102253974A CN2011101627863A CN201110162786A CN102253974A CN 102253974 A CN102253974 A CN 102253974A CN 2011101627863 A CN2011101627863 A CN 2011101627863A CN 201110162786 A CN201110162786 A CN 201110162786A CN 102253974 A CN102253974 A CN 102253974A
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Abstract

本发明涉及一种地理模型网络服务的动态组合方法:对复杂地理建模总任务进行基于分层任务网络(HTN)规划的形式化表达,生成地理建模HTN任务网络集合;实施地理建模HTN任务网络的递归分解与分派,获取地理建模HTN任务网络并分派给相应的建模成员;采用Web Services技术将各成员构建的异构地理子模型封装成对应的网络服务,并将各地理子模型网络服务部署在共享平台上进行共享和重用;利用分层任务网络(HTN)规划方法实现地理子模型网络服务的动态组合,通过地理子模型网络服务动态组合执行引擎实现协同执行与计算。本发明可在不改变各地理子模型程序和操作模式的情况下,实现分布式协同地理模型网络服务的动态组合,具有良好的自治性、封装性、动态性和灵活性。

Description

一种地理模型网络服务的动态组合方法
技术领域
[0001] 本发明涉及地球科学计算与分布式计算领域,具体涉及一种地理模型网络服务的动态组合方法。
背景技术
[0002] 实现地理建模资源的重用、共享和组合,可以增强地理信息系统(GIS,Geographic Information System)的空间分析、决策支持和模拟预测等应用能力。然而,由于地理学家在理解和抽象地理问题时存在差异,使得其所构建的地理模型在语义、结构和系统层次上存在异构性;另外,这些地理模型资源分散在世界各地的不同科研机构、不同领域专家手中,存在很强的分布性。上述特性增加了利用、共享和集成地理模型的难度,使得大量已存在、可重用的地理模型被闲置,造成了重复构建地理模型时人力和物力的浪费,因此迫切需要研究一种有效的方法来实现地理模型的重用、共享和组合。
[0003] 随着计算机网络技术的快速发展,目前已出现了一些地理模型共享与集成方法研究。与本发明最为相近的已有技术是一种地理模型整合与共享的方法及其系统,申请专利号为CN200910088743. 8,该发明涉及地理空间模型共享与集成的方法及系统,方法包括: 步骤1,修改地理空间模型,实现对模型整合编程接口的支持;步骤2,加载地理空间模型, 通过模型整合编程接口获取地理空间模型的相关元数据信息,将地理空间模型添加到模型共享服务中;步骤3,模型终端节点发送符合OGC标准规定的请求,模型共享服务接收请求, 根据请求进行对应操作,将操作结果转换为符合OGC标准规定的数据返回给模型终端节点;如果请求中包含输入地理空间模型的数据,则将数据转换为模型整合编程接口定义的数据,如果请求要求对地理空间模型进行操作,则将请求的操作转换为模型整合编程接口定义的交互操作。
[0004] 上述方法主要通过修改地理空间模型支持模型整合编程接口,即预先定义静态的地理子模型间的互操作的方式,实现地理空间模型的静态整合与共享,没有考虑地理空间模型整合时各个地理子模型之间的独立性和自治性;另外,随着分布式协同地理建模的进展,往往需要各建模成员不断动态地调整自身的建模决策来适应动态的建模需求。因此,该方法通过转换地理子模型为OGC标准的这种固定的整合模式,使得系统需要全局、精确的预先转换地理模型及其操作结果,反馈速度慢,难以适应分布式协同地理建模时快速、频繁而动态的变化。
发明内容
[0005] 技术问题:本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处,提供一种地理模型的 Web服务封装及动态组合方法,利用分层任务网络(HTN,Hierarchical Task Network)规划和网络服务(Web Services)技术,实现地理建模任务形式化表达、递归分解与分派、子模型网络服务封装和动态组合,从而有利于地理组合模型网络服务的协同执行与计算,构建规模巨大的地理组合模型以求解复杂的地理问题。[0006] 技术方案:本发明的地理模型网络服务的动态组合方法,包括以下步骤:
[0007] a.基于分层任务网络(HTN)规划的地理建模总任务形式化表达:
[0008] 利用计算机实现分层任务网络(HTN)规划的一阶语言词汇集合语法、语义和模型结构,对地理建模总任务的变量、时态顺序、约束、规划操作和规划方法进行形式化表达,将地理建模总任务分层表达为一系列地理建模HTN任务网络集合;
[0009] b.地理建模HTN任务网络的递归分解与分派:
[0010] 建模成员通过计算机甄选自身可执行的地理建模HTN任务网络,将自身不具备执行能力的地理建模HTN任务网络设为期望角色,分派给其他具有执行该地理建模HTN任务网络的建模成员;若所有建模成员均不具有执行该建模HTN任务网络的能力,则将该建模 HTN任务网络分解为多个候选子HTN任务网络,递归甄选可执行该候选子HTN任务网络的建模成员,进行地理建模HTN任务网络的分解与分派递归,直至规划成功;
[0011] C.异构地理子模型的网络服务(Web Services)的封装:
[0012] 各建模成员执行各自相应的地理建模HTN任务网络后,构建异构的地理子模型并将其进行网络服务(Web Services)封装:根据分布在计算机网络空间中的各地理子模型输入、输出和处理变量的变量名、数据类型、数据结构以及存储格式等参数信息的基本参数,选择与各地理子模型运行平台相应的网络服务开发软件,分别创建地理子模型网络服务的通用输入、输出接口,最终实现将地理子模型的分析应用功能,封装成地理子模型网络服务,部署在地理子模型网络服务共享平台上进行共享和重用;
[0013] d.基于分层任务网络(HTN)规划的地理子模型网络服务的动态组合:
[0014] 依据地理建模任务及其递归分解后的地理建模HTN任务网络,通过分层任务网络 HTN规划器生成地理子模型网络服务组合执行序列及其对应的模型控制脚本,从地理子模型网络服务共享平台上搜索并甄选合适的地理子模型网络服务,通过地理子模型网络服务动态组合执行引擎进行地理子模型网络服务的组合和执行,以及地理组合模型计算结果的综合和验证。
[0015] 2.根据权利要求1所述的地理模型网络服务的动态组合方法,其特征是:所述地理子模型网络服务共享平台,包括如下三种角色:
[0016] 第一.地理子模型网络服务提供者:通过分布式网络环境在通用描述、发现和集成协议(UUDI)注册中心登记所提供的地理子模型网络服务描述信息(WSDL)来发布地理子模型网络服务;
[0017] 第二 .地理子模型网络服务请求者:先向地理子模型网络服务代理发出请求,检索网络服务描述信息WSDL或在UUDI注册中心查找所需的地理子模型服务,并获取服务描述中所绑定的地址和服务接口信息,利用简单对象访问协议(SOAP)与地理子模型网络服务提供者建立连接进行通信,从而在运行时调用或启动地理子模型网络服务;
[0018] 第三.地理子模型网络服务代理:提供地理子模型网络服务的发布和定位功能, 即地理子模型网络服务提供者在此发布网络服务描述信息,而地理子模型网络服务请求者则在此查找地理子模型网络服务,并获得该地理子模型网络服务绑定的描述信息。
[0019] 3.根据权利要求1所述的地理模型网络服务的动态组合方法,其特征在于:所述地理子模型网络服务动态组合执行引擎包括:
[0020] 第一.通过分层任务网络HTN规划器生成地理子模型网络服务组合执行序列及其对应的模型控制脚本;
[0021 ] 第二 .通过TCP协议调用部署在地理子模型网络服务共享平台上的地理子模型网络服务代理;
[0022] 第三.利用进程间通信管道技术实现地理子模型网络服务之间协同组合执行通
[0023] 有益效果:本发明基于分层任务网络(HTN)规划形式化表达地理建模任务,并进行地理建模HTN任务网络的递归分解与分派,利用ffeb Services技术将各建模成员承担构建的异构地理子模型封装成地理子模型网络服务进行发布、共享和调用,并依据分层任务网络(HTN)规划实现地理子模型网络服务的动态组合。可以在不改变原有异构地理子模型的程序和操作模式的前提下,为进一步开展分布式协同地理建模环境提供有效的模型封装和组合手段。与现有技术相比,具有以下优势:
[0024] 1.本发明采用分层任务网络(HTN)规划形式化表达地理建模总任务,设计递归的地理建模HTN任务网络的分解与分派,提高各建模成员承担构建地理子模型时的自治性、 智能型和可协同性。
[0025] 2.本发明能够利用Web krvices技术封装异构的地理子模型,实现在不改变地理子模型的程序和操作模式的基础上,极大地降低了预先转换地理子模型及其操作结果等标准化地理模型工作的难度。
[0026] 3.本发明能够兼顾复杂的分布式地理协同建模的动态规划机制的需求,利用人工智能领域的HTN规划方法进行地理子模型网络服务的动态组合,突出了建模成员规划能力的动态演化,可为分布式协同地理建模过程中建模思路动态涌现提供良好表现方式。
附图说明
[0027] 图1是本发明的地理型型Web服务动态组合方法流程图。
[0028] 图2是本发明的地理模型Web服务的动态组合框架图。
[0029] 图3是本发明地理建模HTN任务网络递归的分解与分派算法流程图。
[0030] 图4是本发明的地理子模型Web服务共享平台的体系架构图。
[0031] 图5是本发明基于HTN规划的地理子模型Web服务动态组合执行引擎。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0033] 如图1所示,地理模型网络服务动态组合方法主要由以下四个部分组成:
[0034] 1.基于分层任务网络(HTN)规划的地理建模总任务形式化表达;
[0035] 2.地理建模HTN任务网络的递归分解与分派;
[0036] 3.异构地理子模型的网络服务(Web Services)的封装;
[0037] 4.基于分层任务网络(HTN)规划的地理子模型网络服务的动态组合。
[0038] 以 Windows XP SP3 为操作系统环境,Visual Studio 2008S Pl 为开发环境,C++ 为开发语言,以XML作为消息格式,并以SOAP协议封装,由HTTP传输Web服务形式作为地理模型Web服务组合的模块化描述和输出结果。
[0039] 具体实施步骤如下:[0040] 步骤1.基于分层任务网络(HTN)规划的地理建模总任务形式化表达:
[0041] 基于HTN规划的地理建模总任务形式化表达利用计算机编程语言实现内存数据结构,组织与管理基于HTN规划的地理模型建模任务集合,来描述地理建模总任务的HTN任务网络。
[0042]在 Windows XP SP3 平台下,Visual Studio 2008S Pl 建立 C++i吾言的 Win32 可执行程序,命名为HtnPlarming。本实施例HtnTask中对建模任务进行形式化表达的任务网络 TaskList采用自定义数据结构,该数据结构包括CVariableSymbolkt、CVariableSymbol、 CConstantSymbolSet> CVariableSymbol、CpredicateSymbolSet> CPredicateSymbol 等部分,详细定义分别如下:
[0043] TaskList的数据结构:包括变量符号集合、常量符号集合、任务标记、谓词符号集
合、基本任务和非基本任务,其中非基本任务包括目标任务和复合任务。
[0044]
class CTaskList
public:
string taskname; CVariableSymbolSet* variableselsymbolset; Hi CConstantSymbolSet* constantsetsymbolset; /广常量符号集 1
[0045]
CPredicateSymbolSet* predicatesymbolset; enum taskLabeling labeling; //任务的类型标记 CPrimitiveTasks* primitivetasks; //基本{壬务 CNonPrimitiveTasks* nonprimitivetasks; //非基本任务
enum taskLabeling {
primiti vetask=0; nonprimitivetask= 1 ;
[0046] VariableSymbolSet的数据结构:变量符号集合以“变量符号”为核心,是地理建模任务的HTN形式化表达中所涉及到的所有变量符号的集合。该数据结构采用C++语言标准模板库STL中的Set数据结构进行管理,通过严格弱排序来实现二义平衡树,在列举变量
符号的时候,列表中的变量值从小到大的顺序排序。
[0047]
7class CVariableSymbolSet
{
public:
set<CVaribleSymbol*〉varibleSymbolList;
};
[0048] 其中,VaribleSymbol是变量符号的数据结构,变量符号以参数形式出现,用小写英文字母x、y、ζ……来表示定义域中未确定的对象。变量符号名字name、变量符号类型 type和变量符号值域value相对应,在对地理建模任务形式化表达的时候即可按序取出所需的变量。
[0049]
class CVariableSymbol
public:
string name; string type; string value; string range;
号的名ί
//变欤符号ί
[0050] ConstantSymbolSet的数据结构:常量符号集合以“常量符号”为核心,是地理建模任务的HTN形式化表达中所涉及到的所有常量符号的集合。该数据结用C++语言标准模板库STL中的kt数据结构,在列举常量符号的时候,列表中的常量赋值可从小到大的顺序排序。
[0051]
class CConstantSymbolSet
{
public:
set<CConstantSymbol*〉constantSymbolList; //
[0052] ConstantSymbol是常量符号的数据结构:常量符号是最简单类型的项,用来表示个体或实体,这些个体或实体可以是建模任务中涉及到的物理的个体、人、概念或有名字的任何事物,常用小写字母f、g、h……来表示规定定义域中相应的个体或实体。该数据结构包括:常量符号的名称、类型和赋值。
[0053]
8class CVariableSymbol
{
public:
string name; //常量符号 ί string type; //常量符号[
string value; //常量4 };
[0054] PredicateSymbolSet的数据结构:谓词符号集合以“谓词符号”为核心,是地理建模任务的HTN形式化表达中所涉及到的所有谓词符号的集合。
[0055]
class CPredicateSymbolSet
{
public:
set<CPredicateSymbol*> predicateSymbolList; //谓词符号的排序列表
};
[0056] PredicateSymbol是谓词符号的数据结构,包括:名字、符号、元数、参数(谓词项)。谓词符号表示通过逻辑连接词和量词连结起来的抽象符号串,有一个与之关联的正整数,被称为谓词的元数或“参数个数”,常用P、Q、R、……来表示规定讨论域中多个对象之间的关系。
[0057]
[0058]
class CPredicateSymbol
{
public:
string name; string symbol; //谓词的符号 string itemNumber; //谓词符号的元数 string parameters; //谓词符号的参数(谓词项)
};
[0059] 以HTN形式化表达后的地理建模总任务为规划目标,将其递归地分解并扩充为一系列能直接执行的建模子任务网络的集合序列,实现由总任务到部分有序的子任务网络的映射,以此刻画建模成员承担的建模任务以及任务的中间状态,设计地理模型Web服务的动态组合框架,如附图2所示。
[0060] 在附图2中,HTN规划器读取地理建模任务规划库中相关的地理建模业务过程和工作流信息,依据地理建模总任务为规划目标,基于HTN规划将地理建模总任务进行形式化,并递归地分解并扩充为一系列地理建模子任务的HTN任务网络集合,然后通过Web服务组合执行引擎执行这些建模子任务所对应的子模型Web服务,并通过Web服务共享平台直接调用已封装和共享的地理子模型Web服务,并返回产生规划所需的信息,从而生成一个有效的地理建模规划方案,以此来达到地理子模型Web服务动态组合的目的。
[0061] 步骤2.地理建模HTN任务网络的递归分解与分派:
[0062] 通过HTN规划器实现基于HTN规划的地理建模任务分解与分派,在HTN理论模型基础上提出的一种能够描述任务网络、任务网络、操作算子、规划方法以及规划领域的规划求解方法及其在计算机内存中的数据组织方式。
[0063] HTN规划器实现的基本内容是将任务分解应用于规划求解,基于HTN规划对建模任务形式化语言的表达,分别对任务网络、规划操作(算子)、规划方法、规划领域以及规划问题进行HTN规划的语法、语义和模型结构的定义,构成表达能力强,更适用于分布式环境下的HTN规划器。
[0064] 分层任务网络HTNTask数据结构是组成HTN规划器的核心,通过HTN规划器分别对任务网络(Task Network)、规划操作(算子Operator)、规划方法(Method)、规划问题 (Plan)和规划领域(PlanningDomain)进行定义和实现。
[0065]对 HTN 规划任务 HtnTask 创建 C++ 类 CTaskNetwork、COperator、CMethod、CPlan、 CPlanningDomain,定义如下所示:
[0066] TaskNetwork的数据结构:采用C++语言标准模板库STL中的Map数据结构进行管理,任务网络中的任务列表CTaskList可以包括基本任务或非基本任务,每个任务通过任务标记η (1,2,... , i,...)与其它任务进行区别。relationship用枚举型enum表示任务之间的关系,包含逻辑算子(非)、逻辑析取和三种约束(变量绑定约束、时态顺序约束和真值约束)的布尔公式:
[0067]class CTaskNetwork
{
public:
map<string η, CTaskList*〉taskList; enum taskRelationship relationship;
enum taskRelationship {
negation=0; //逻辑非算子 disjunction= 1; //逻辑析取 bindvariable=2; //变量绑定! timeorder=3; truevalue=4;
[0068] 规划操作(算子Operator)是基本任务的操作集合,该数据结构通过Map数据结构表示基本任务符号及其中出现的变量列表,利用Set数据结构表示任务之间的关系 IetterList :
[0069]
class COperator
ι
public:
map<string taskSymbol, CVariableSymbol *> taskList; //规划操作中出现ί 及其中出现的变量
set<string letter〉IetterList;
};
[0070] 规划方法(Method)的数据结构包括非基本任务和任务网ί
有违反约束的情况下,给出了完成非基本任务所需的所有子任务:
[0071]
class CMethod {
public:
[0072]
丨,其中任务网络在没CNonPrimitiveTasks* nonprimitivetasks; 基本任务
CtaskNetwork* tasknetwork; //任务网络
};
[0073] 规划问题(Plan)数据结构包括初始状态、初始任务网络、规划领域(规划领域分为操作集合和方法集合),其中规划问题中出现的常量符号、谓词符号、任务符号及变量符号组成了规划问题(Plan)的输入:
[0074]
class Cplan
public:
string status; //初始状态
CTaskNetwork taskNetwork; //初始任务网络
[0075] 规划领域(PlarmingDomain)数据结构包括规划操作(算子Operator)集合和规划方法(Method)的集合,均通过Set数据结构进行定义和表示:
[0076]
class CPlanningDomain
public:
set< COperator *> operatorSet; //规划操作(算子)集合 set< CMethod *> methodSet; //任务网络集合
};
[0077] ¢$3¾ CTaskNetwork^ C0perator> CMethocU Cplan R CplanningDomain ■石出±, 实现基于HTN规划的地理建模任务的分解与分派函数CGeom(CModelingPartner*member, CHtnTask^task, string constraint),调用该递归函数实现从复杂地理建模任务到简单建模任务的HTN动态分解与分派,如图3所示:
[0078] 首先确定地理建模任务分解与分派算法的输入参数CGeom(i,α,Φ),包括:接受建模任务的建模成员i、当前要执行的地理建模任务α、以及相关约束公式φ ;根据建模成员的规划能力和执行能力,确定该建模成员是否具有直接执行该地理建模任务的能力,若具备则说明该地理建模任务对其而言是基本行为,同传“规划成功”信息;其次将该建模任务设置为期望角色,分别对潜在的建模成员进行识别和匹配,甄选合适的建模成员后签订建模契约,其算法流程如下:
[0079] 1)建模成员i检查自身及其子成员的规划能力和建模能力:
[0080] 若发现不存在能规划该地理建模任务α的分层任务网络,则判断参数如满足:[0081 ] m = 0 ;//m 表示 HTN 个数
[0082] η = 0 ;//η表示子成员个数
[0083] 调用建模成员:设置期望角色、潜在地理建模成员的识别和匹配、以及签订契约等步骤。若找不到合适的地理建模成员,则报告规划不能继续(标记flag = false),并结束; 否则,将控制权转给新加入的其他建模成员k,由建模成员k负责该地理建模任务的构建执行,并递归调用函数CGeom(k,α , Φ),重新转入上述步骤1),并结束;
[0084] 2)若发现本建模成员具有一个或多个能够规划该地理建模任务的分层任务网络 (htnl, htn2, ...,htni),并且没有子成员时,或者任何子成员都不具有合符要求的分层任务网络时,即判断参数,如满足:
[0085] m > = 1 ;//m 表示 HTN 个数
[0086] η = 0 ;//η表示子成员个数
[0087] 在具有多个候选分层任务网络(m> 1)时,使用协商、投票或专制等机制来选一个合适的分层任务网络。如只有一个候选分层任务网络(m= 1)时,则直接选择唯一的HTN。 否则,依次选择一个合适的HTN规划扩展并替换原建模任务α,并获取新的约束公式Φ ‘, 若HTN规划网络与原建模任务间存在不一致,并判断候选HTN方案数是否大于1,如果大于或等于1则重新选择候选HTN方案,并使得候选方案数递减(m = m-1),并选择下一个合适的HTN规划网络依次扩展并替换原建模任务;如果小于1,则报告规划不能继续(标记flag =false),报告规划结束。
[0088] 3)若HTN规划网络与原建模任务间一致,则将组成该HTN分层任务网络中的行为按顺序(β”…,βη)进行排序,从第一个分层任务网络开始依次执行如下循环:
[0089] 从序列中取出排在最前列的任务作为当前要执行的地理建模任务,并取出与该任务有关的约束公式Φ",判断规划结果标记是否为不能继续规划,重复上述步骤1),调用 CGeom(i,^^");若能继续规划且候选方案数大于或等于1,则重新选择下一个候选HTN 规划网络β = next (β),并将候选方案数减一,进行上述步骤2);
[0090] 若发现存在一个或多个子建模成员(包括本建模成员)能够规划该任务,即参数 ί两足:
[0091] m >= 0 ;//m 表示 HTN 个数
[0092] η > = 0 ;//η表示子成员个数
[0093] 使用投票或协商等手段来选择一个候选子成员j,并将控制权交给子成员j,重复上述步骤1)调用CGeom(j,α , Φ ),并判断地理建模结果标记是否为成功(flag = true ?),若成功,则使用投票或协商机制重新选择候选子成员,否则规划结束。
[0094] 步骤3.异构地理子模型的网络服务(Web Services)的封装;
[0095] 利用ffeb Services技术封装生成地理子模型Web服务,即根据已有的地理子模型开发相应的Web服务的过程。选择与运行平台相应的常用的Web服务开发工具=Microsoft Visual Studio, net,遵循Web服务的相关标准,使封装开发的Web服务通过SOAP协议进行良好通信,从而在网络环境下进行结构化的空间数据交换。
[0096]利用 Web 服务描述语言 WSDL (WSDL,Web Services Description Language)生成工具生成地理子模型Web服务对象的服务描述信息文件,该文件包括地理子模型Web服务的接口信息,用于说明一组简单对象访问协议(SOAP,Simple Object Access Protocol)
13消息如何交换这些信息,从而辅助实现地理子模型Web服务的网络共享,并根据通用描述、 发现和集成协议(UDDI, Universal Description Discovery and Integration)实现地理建模资源在分布式网络空间中的分布式共享,构建地理子模型Web服务共亨平台的体系架构,如图4所示:
[0097] 地理子模型Web服务共享平台框架采用上、中、下三层架构,下层为模型资源层, 负责整合分散在网络环境下的多源异构的地理子模型,封装成地理子模型Web服务,提取其所对应的元数据信息,并生成其对应的Web服务描述信息,从而为服务共享层和应用层提供地理子模型Web服务及其元数据和服务描述信息,并操作地理子模型Web服务的调用结果,及时更新地理子模型的变化。
[0098] 中层为服务共享层,是地理子模型Web服务共享框架的核心。该层解释封装后的地理子模型Web服务及其元数据和服务描述文档,由地理子模型Web服务提供者(Service provider)对外提供地理子模型Web服务,并通过hternet在UDDI注册中心登记所提供的Web服务描述信息来发布子模型服务,以使服务请求者可以发现、查询并利用服务;而地理子模型Web服务代理(Service broker),通过代理提供地理子模型Web服务的发布和定位功能,地理子模型Web服务请求者则在此查找地理子模型Web服务,并获得服务的绑定信肩、ο
[0099] 上层是应用层,该层是与地理子模型Web服务请求者交互协同的关键层。地理子模型Web服务请求者(Service requester)在调用地理子模型Web服务前,先向地理子模型Web服务代理发出请求,检索Web服务描述或者通过服务代理的服务注册中心来查找所需的服务类型,并获取服务描述中的所绑定的地址和服务接口信息,使用SOAP协议与地理子模型Web服务提供者建立连接进行通信,从而在运行时调用或启动Web服务提供者所发布的服务。
[0100] 步骤4.基于分层任务网络(HTN)规划的地理子模型网络服务的动态组合:
[0101] 如图5所示,地理子模型Web服务组合执行引擎实现了基于HTN规划的地理子模型Web服务的动态组合。与静态组合不同的是,静态组合在设计阶段选择参与组合的地理子模型Web服务,而动态组合则在运行期间选择参与组合的地理子模型Web服务,因此可以避免地理子模型Web服务的不确定性和多变性,提高了地理子模型Web服务动态组合的效率。
[0102] 地理子模型Web动态组合执行引擎是从地理子模型Web服务共享平台中甄选和发现合适的地理子模型Web服务,依据HTN规划器提供的地理建模任务规划序列,并通过组合执行引擎进行地理子模型Web服务的组合和执行,进行组合结果的合并和验证:
[0103] 1)读取HTN规划器所提供的建模任务规划序列,逐个提取各建模规划任务所对应的建模能力和规划能力的描述信息;
[0104] 2)将各建模规划任务的建模能力和规划能力的描述信息,与地理子模型Web服务共享平台所提供的地理模型Web服务描述信息进行匹配和甄选,进行匹配甄选时主要涉及 Web服务的参数、输入、输出以及分类等多种信息,并将获得的匹配结果返回给地理子模型 Web服务请求者;
[0105] 3)地理子模型Web组合执行引擎依据其所承担的建模目标和匹配的地理子模型 Web服务,生成可执行的地理模型Web服务执行序列及其对应的模型控制脚本,分别通过
14TCP协议调用不同的地理子模型Web服务代理;
[0106] 4)地理子模型Web服务代理通过进程间通信管道技术调用对应的地理子模型Web 服务,并进行调用执行和结果合成,在地理模型Web服务调用运行中依据动态的输入、输出参数和协同合成结果验证情况,修改相应执行脚本并获得最佳的地理模型Web服务组合效果。

Claims (3)

1. 一种地理模型网络服务的动态组合方法,其特征在于包括以下步骤:a.基于分层任务网络(HTN)规划的地理建模总任务形式化表达:利用计算机实现分层任务网络(HTN)规划的一阶语言词汇集合语法、语义和模型结构,对地理建模总任务的变量、时态顺序、约束、规划操作和规划方法进行形式化表达,将地理建模总任务分层表达为一系列地理建模HTN任务网络集合;b.地理建模HTN任务网络的递归分解与分派:建模成员通过计算机甄选自身可执行的地理建模HTN任务网络,将自身不具备执行能力的地理建模HTN任务网络设为期望角色,分派给其他具有执行该地理建模HTN任务网络的建模成员;若所有建模成员均不具有执行该建模HTN任务网络的能力,则将该建模HTN任务网络分解为多个候选子HTN任务网络,递归甄选可执行该候选子HTN任务网络的建模成员,进行地理建模HTN任务网络的分解与分派递归,直至规划成功;c.异构地理子模型的网络服务(Web Services)的封装:各建模成员执行各自相应的地理建模HTN任务网络后,构建异构的地理子模型并将其进行网络服务(Web Services)封装:根据分布在计算机网络空间中的各地理子模型输入、 输出和处理变量的变量名、数据类型、数据结构以及存储格式等参数信息的基本参数,选择与各地理子模型运行平台相应的网络服务开发软件,分别创建地理子模型网络服务的通用输入、输出接口,最终实现将地理子模型的分析应用功能,封装成地理子模型网络服务,部署在地理子模型网络服务共享平台上进行共享和重用;d.基于分层任务网络(HTN)规划的地理子模型网络服务的动态组合:依据地理建模任务及其递归分解后的地理建模HTN任务网络,通过分层任务网络HTN 规划器生成地理子模型网络服务组合执行序列及其对应的模型控制脚本,从地理子模型网络服务共享平台上搜索并甄选合适的地理子模型网络服务,通过地理子模型网络服务动态组合执行引擎进行地理子模型网络服务的组合和执行,以及地理组合模型计算结果的综合和验证。
2.根据权利要求1所述的地理模型网络服务的动态组合方法,其特征是:所述地理子模型网络服务共享平台,包括如下三种角色:第一.地理子模型网络服务提供者:通过分布式网络环境在通用描述、发现和集成协议(UUDI)注册中心登记所提供的地理子模型网络服务描述信息(WSDL)来发布地理子模型网络服务;第二.地理子模型网络服务请求者:先向地理子模型网络服务代理发出请求,检索网络服务描述信息WSDL或在UUDI注册中心查找所需的地理子模型服务,并获取服务描述中所绑定的地址和服务接口信息,利用简单对象访问协议(SOAP)与地理子模型网络服务提供者建立连接进行通信,从而在运行时调用或启动地理子模型网络服务;第三.地理子模型网络服务代理:提供地理子模型网络服务的发布和定位功能,即地理子模型网络服务提供者在此发布网络服务描述信息,而地理子模型网络服务请求者则在此查找地理子模型网络服务,并获得该地理子模型网络服务绑定的描述信息。
3.根据权利要求1所述的地理模型网络服务的动态组合方法,其特征在于:所述地理子模型网络服务动态组合执行引擎包括:第一.通过分层任务网络HTN规划器生成地理子模型网络服务组合执行序列及其对应的模型控制脚本;第二 .通过TCP协议调用部署在地理子模型网络服务共享平台上的地理子模型网络服务代理;第三.利用进程间通信管道技术实现地理子模型网络服务之间协同组合执行通信。
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