CN103973799B - 一种资源环境数据决策支持平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种资源环境数据决策支持平台，包含UDDI注册中心模块、模型组合服务模块、OWL‑S/UDDI转换器模块、查询处理器模块、语义服务发现引擎模块、实例化服务模块。本发明设计充分利用和发挥UDDI原有的优势，通过增加服务的语义描述层和服务的能力匹配层来实现服务的语义标注和语义匹配功能，扩展了UDDI的服务描述能力；同时通过构造服务发现引擎能实现基于服务功能的语义匹配，达到提高服务发现性能的目的；用户可以直接使用该模型进行模型数据输入和模型验证。本发明挖掘系统原有注册服务的资源优势实现内部模型服务的再次组合服务，增加注册服务的深度和广度。

Description

一种资源环境数据决策支持平台

技术领域

本发明涉及资源环境数据领域，特别涉及一种资源环境数据决策支持平台。

背景技术

目前，涉及资源环境数据的领域应用的还不是很广泛，特别是关于资源环境数据决策支持平台的构建更是一个空白领域。

发明内容

本发明的目的是为了填补以上空白，提供一种资源环境数据决策支持平台，其采用的主要技术方案为，一种资源环境数据决策支持平台的功能模块主要包含UDDI注册中心模块、模型组合服务模块、OWL-S/UDDI转换器模块、查询处理器模块、语义服务发现引擎模块、实例化服务模块。

所述UDDI注册中心模块保留UDDI原有的4种数据模型和发布、查询API，服务广告描述主要通过Business、BusinesssService、BindingTemplate和tModel四种数据类型表示。

所述OWL-S/UDDI转化器模块实现服务功能描述与UDDI广告描述之间的映射关系，为UDDI中心扩展语义标注，增强UDDI描述服务的能力。

所述查询处理器模块提取用户查询请求中有用的服务能力信息。

所述语义服务发现引擎模块按功能可细分为语义推理机、匹配引擎、领域本体库和Web服务本体库四个模块。

所述资源环境数据决策支持平台模型发现步骤为(1)、提供所需的服务信息传送给查询处理器；(2)、OWL-S/UDDI转换器提取信息并发送至语义服务发现引擎；(3)、语义服务发现引擎找到相应文件与服务请求描述一起发送给语义推理机；(4)、语义推理机提取对应的领域本体把结果返回给匹配引擎；(5)、匹配引擎按匹配程度由高到低返回匹配结果集。

为了增强用户参与意识，用户可以对在线使用的模型服务的同时可以进行评论和推荐，模型服务提供者可以及时对于用户使用情况进行反馈，进一步优化和完善模型存在的问题，同时也进一步衔接了模型使用者之间同行的联系，搭建了业态沟通互动桥梁。借鉴了分享的理念，用户在使用在线模型中认为较好的模型除了推荐以外同时可以通过网站提供分享的功能将该模型向其他好友分享推荐，可以不断地将优质的模型向广大的用户推介，让更多的用户从中获取得到优质的模型服务。通过这样的模式构建了一个由用户参与决定的模型库，提升了模型库系统的生命周期和存活度。

本发明设计充分利用和发挥UDDI原有的优势，将底层的Web服务管理部分依托于UDDI现有的功能，在保留原有的服务发布、查询接口基础上扩展UDDI注册中心模块，通过增加服务的语义描述层和服务的能力匹配层来实现服务的语义标注和语义匹配功能。通过OWL-S/UDDI转化器模块可以实现OWL-S Profile与UDDI中广告描述的映射关系，因此扩展了UDDI的服务描述能力；同时通过构造服务发现引擎能实现基于服务功能的语义匹配，达到提高服务发现性能的目的。在用户通过UDDI及语义服务发现引擎发现符合其要求的服务后，可以通过系统提供的实例化服务功能模块直接将该模型服务生成图形化操作界面，用户可以直接使用该模型进行模型数据输入和模型验证。本发明挖掘系统原有注册服务的资源优势实现内部模型服务的再次组合服务，增加注册服务的深度和广度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的资源环境数据决策支持平台的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的资源环境数据决策支持平台的模型服务发现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合附图1对本案例进行说明，本发明实施例是这样实现的，一种资源环境数据决策支持平台的功能模块主要包含UDDI注册中心模块、模型组合服务模块、OWL-S/UDDI转换器模块、查询处理器模块、语义服务发现引擎模块、实例化服务模块。本发明设计充分利用和发挥UDDI原有的优势，将底层的Web服务管理部分依托于UDDI现有的功能，在保留原有的服务发布、查询接口基础上扩展UDDI注册中心模块，通过增加服务的语义描述层和服务的能力匹配层来实现服务的语义标注和语义匹配功能。通过OWL-S/UDDI转化器模块可以实现OWL-S Profile与UDDI中广告描述的映射关系，因此扩展了UDDI的服务描述能力；同时通过构造服务发现引擎能实现基于服务功能的语义匹配，达到提高服务发现性能的目的。在用户通过UDDI及语义服务发现引擎发现符合其要求的服务后，可以通过系统提供的实例化服务功能模块直接将该模型服务生成图形化操作界面，用户可以直接使用该模型进行模型数据输入和模型验证。本发明挖掘系统原有注册服务的资源优势实现内部模型服务的再次组合服务，增加注册服务的深度和广度。

1)UDDI注册中心

UDDI注册中心保留UDDI原有的4种数据模型和发布、查询API，服务广告描述主要通过Business、BusinesssService、BindingTemplate和tModel四种数据类型表示。

2)OWL-S/UDDI转化器

服务提供者发布服务时，需要向UDDI中心注册服务，通过该转换器可以将服务的OWL-S Profile实例转化成一个UDDI服务注册信息，并用原有的发布接口进行服务信息发布，经过转化器在UDDI中心注册后，获得一个与该服务相关的ID号，然后把这个ID号与服务本体绑定发送到语义服务发现引擎。OWL-S/UDDI转化器实现服务功能描述与UDDI广告描述之间的映射关系，为UDDI中心扩展语义标注，增强UDDI描述服务的能力。

3)查询处理器

查询处理器旨在提取用户查询请求中有用的服务能力信息，使经过该模块处理后的服务请求描述更能精确表达用户所需的服务信息。

4)语义服务发现引擎

该语义服务发现引擎是整个服务发现的核心模块。语义服务发现引擎用来实现基于服务功能的语义匹配，以弥补基于关键字匹配方法发现性能差的缺陷。语义服务发现引擎按功能可细分为语义推理机、匹配引擎、领域本体库和Web服务本体库四个模块。

①语义推理机

根据OWL和描述逻辑的语义等价性，利用描述逻辑具有的概念间包含关系判断推理功能对服务本体和服务请求描述所涉及的本体概念关系进行推理并计算匹配程度，并把结果返回给匹配器。

②匹配器

把服务请求描述和服务广告描述的ServiceCategory和输入输出参数信息作为匹配依据，并根据以服务功能的语义匹配为主的分级匹配算法，对服务双方进行匹配，并以服务请求者设置的最小匹配度为闭值进行筛选服务，最后按照优先级把匹配结果集反馈给用户。匹配器在接收规范化的服务请求描述后，以查询请求中的功能信息(如输入、输出参数)为条件向OWL一SU/DDI转换器匹配器发送查询请求，从UDDI注册中心提取出引用与这些参数对应的tModel的Web服务本体URL，并通过URL在Web服务本体库中获取Web服务本体实例。然后根据自身的服务匹配策略和算法对查询请求和服务广告描述进行匹配，在匹配过程中通过调用语义推理机来计算概念间的匹配程度，最后对服务匹配集按匹配程度高低排列，并把用户设定的匹配程度作为阀值，过滤不符合要求的服务集。

作为语义发现引擎的核心，匹配器主要负责查找满足用户需求的Web服务，并能实现基于服务功能的语义匹配。而采用何种匹配算法来实现匹配将直接影响到Web服务发现的检索效率和性能。本系统在参考Massimo Paolucci的算法、Stefan Tang的算法和何文利的算法基础上给出一种以基于服务功能为主的分级匹配算法。该算法分为两级匹配，第一级为ServiceCategory级的服务匹配，通过判断服务请求者所需服务与服务广告实例是否属于同一服务分类来缩小搜索范围。如果采用的是某第三方分类系统(NAICS)，则判定服务描述双方的分类值是否相同，如果相同则进入下一级匹配，反之则从候选服务集中删除；如果引用的是某领域本体文件，则通过判定服务双方是否属于同一本体，如果是则进入下一级匹配，否则过滤掉该服务实例。第二级基于服务功能的语义匹配把输入输出参数作为匹配依据，在匹配过程中通过调用语义推理机来判断概念间的关系，并根据概念语义相似度公式来计算匹配度，然后对服务匹配集按匹配程度高低排列，并把用户设定的匹配程度作为阀值，过滤不符合要求的服务集。

③领域本体库

领域本体库的建立需要经过创建领域术语集、创建领域本体、一致性检查几个重要阶段。领域知识专家依据领域内的知识结构、知识关系和所要解决的任务对系统建模，确定领域本体的核心概念集，构建领域本体概念的关系并将其模型化。技术人员依据本体描述语言的语法规则，使用领域专家给出的领域模型创建领域本体。最后利用现有的推理机对领域本体进行一致性检查。

④Web服务本体库

Web服务本体库用来存放Web服务的语义描述文件，即Web服务本体。为服务功能的语义匹配提供所需的服务功能信息。每个服务本体通过UDDI注册中心的服务ID号与特定的BussinessService对应。当语义服务发现引擎接收到用户查询请求时，通过转换器查询UDDI注册中心，找到与语义信息匹配的tModel类型(比如input_tmodel)，从而获得profile的URL列表，然后根据profile的URL在服务本体库中找到对应的服务本体文件，再把该服务本体文件和查询描述一起再传送到语义推理机进行计算匹配程度计算。借鉴OWL-S规范，同时兼容WSDL语言，Web服务本体可通过定义方式来描述。一个完整的Web服务本体应包含：调用方式信息、属性语义信息、操作方式信息、调用映射信息四个组成部分，这四个方面信息分别通过WSDL文件、OWL-S的profile文件、OWL-S的Process文件、OWL-S的Grounding文件来实现。

参阅附图2一种资源环境数据决策支持平台的模型服务发现流程图，对模型服务进行具体阐述。

1)模型服务发布

用户通过UDDI登录接口登录平台，新用户则要求在UDDI注册信息方可进入系统平台发布Web服务，已注册用户则直接进入系统进行以下操作：发布模型服务、组合模型服务、浏览服务和删除服务。①服务提供者登陆UDDI中心，在服务发布前进行用户预注册，获得注册服务的权限。②基于工作流可视化构建可视化组合建模环境。③服务提供者利用OWL-S语言对Web服务进行语义描述，创建服务本体实例，并把它发送给OWL-S/UDDI转换器。④转换器接收到服务本体后，按照其提供的OWL-S Profile到UDDI的映射机制，创建Web服务广告描述，调用UDDI应用程序接口，将这些信息存储在UDDI注册中心，并把创建的Web服务ID和相对应的服务本体绑定发送到语义服务发现引擎。⑤语义服务发现引擎把接收到的中的服务本体发送到服务本体库进行存储，Web服务发布完成。用户进行删除服务操作时，先选定服务条目，得到待删除的商业实体和商业服务的索引，然后交给OWL-S/UDDI转换模块继续处理，OWL-S/UDDI转换器调用UDDI接口删除UDDI注册中心中的相应商业实体和商业服务。

2)模型服务发现

①服务请求者通过用户查询界面提供所需的服务信息，主要包括服务名称、服务描述、服务的输入、输出、前提条件、结果参数、引用的领域本体的URL和最小匹配程度参数等，并把这些信息传送给查询处理器。

②查询处理器在获得查询请求后，通过查询领域本体库对查询信息进行标准化和过滤，保留应用于查找的条件和约束信息，并根据OWL-S Profile规范形成新的查询请求描述，然后把该查询请求描述发送给语义服务发现引擎，同时通过OWL-S/UDDI转换器从UDDI注册中心提取出所有与服务语义信息对应的tModel中。OverviewDoc元素指向的Web服务语义描述文档，并把该信息发送至语义服务发现引擎。

③语义服务发现引擎根据接收到的Web服务语义描述文件地址在服务本体库中找到相应文件，同时把该文件与服务请求描述一起发送给语义推理机。

④语义推理机根据服务的输入、输出参数对应的本体概念的URL，从领域本体库中提取对应的领域本体，并运用概念间包含关系判断推理功能来计算匹配程度，然后把结果返回给匹配引擎。

⑤匹配引擎根据用户要求的匹配程度为闭值，对服务查询描述和服务语义进行过滤和匹配，得到功能相似的服务描述文件列表，并按匹配程度由高到低返回匹配结果集。

3)模型服务应用

在Web服务查找发现所需模型服务后，可以直接在线使用该模型服务。若该模型服务为原子模型服务(单一模型服务)则用户直接在页面上生成该模型的操作界面；如果是组合模型服务(复合模型服务)，则模型执行顺序按照模型服务流程图顺序执行。

4)模型服务共享

为了增强用户参与意识，用户可以对在线使用的模型服务的同时可以进行评论和推荐，模型服务提供者可以及时对于用户使用情况进行反馈，进一步优化和完善模型存在的问题，同时也进一步衔接了模型使用者之间同行的联系，搭建了业态沟通互动桥梁。借鉴了分享的理念，用户在使用在线模型中认为较好的模型除了推荐以外同时可以通过网站提供分享的功能将该模型向其他好友分享推荐，可以不断地将优质的模型向广大的用户推介，让更多的用户从中获取得到优质的模型服务。通过这样的模式构建了一个由用户参与决定的模型库，提升了模型库系统的生命周期和存活度

5)注册模型服务构建专业模型服务分类分级体系

将开发的基础模型服务在UDDI注册中心注册，并将这些模型服务按照演变过程-分异格局-驱动机制-胁迫阀值-预测预警-风险评估-优化决策等问题进行分类分级，具体情况如下表所示。

表1基础模型库及方法组成结构

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种资源环境数据决策支持平台，其特征在于，功能模块主要包含UDDI注册中心模块、模型组合服务模块、OWL-S/UDDI转换器模块、查询处理器模块、语义服务发现引擎模块模块、实例化服务模块；

所述UDDI注册中心模块保留UDDI原有的4种数据模型和发布、查询API，服务广告描述主要通过Business、BusinesssService、BindingTemplate和tModel四种数据类型表示；

所述OWL-S/UDDI转化器模块实现服务功能描述与UDDI广告描述之间的映射关系，为UDDI中心扩展语义标注，增强UDDI描述服务的能力，服务提供者发布服务时，需要向UDDI中心注册服务，通过该转换器可以将服务的OWL-S Profile实例转化成一个UDDI服务注册信息，并用原有的发布接口进行服务信息发布，经过转化器在UDDI中心注册后，获得一个与该服务相关的ID号，然后把这个ID号与服务本体绑定发送到语义服务发现引擎，OWL-S/UDDI转化器实现服务功能描述与UDDI广告描述之间的映射关系，为UDDI中心扩展语义标注，增强UDDI描述服务的能力；

所述查询处理器模块提取用户查询请求中有用的服务能力信息；

所述语义服务发现引擎模块按功能可细分为语义推理机、匹配引擎、领域本体库和Web服务本体库四个模块；

①语义推理机：

根据OWL和描述逻辑的语义等价性，利用描述逻辑具有的概念间包含关系判断推理功能对服务本体和服务请求描述所涉及的本体概念关系进行推理并计算匹配程度，并把结果返回给匹配器；

②匹配器：

把服务请求描述和服务广告描述的ServiceCategory和输入输出参数信息作为匹配依据，并根据以服务功能的语义匹配为主的分级匹配算法，对服务双方进行匹配，并以服务请求者设置的最小匹配度为闭值进行筛选服务，最后按照优先级把匹配结果集反馈给用户；匹配器在接收规范化的服务请求描述后，以查询请求中的功能信息为条件向OWL一SU/DDI转换器匹配器发送查询请求，从UDDI注册中心提取出引用与这些参数对应的tModel的Web服务本体URL，并通过URL在Web服务本体库中获取Web服务本体实例，然后根据自身的服务匹配策略和算法对查询请求和服务广告描述进行匹配，在匹配过程中通过调用语义推理机来计算概念间的匹配程度，最后对服务匹配集按匹配程度高低排列，并把用户设定的匹配程度作为阀值，过滤不符合要求的服务集；

匹配算法分为两级匹配，第一级为ServiceCategory级的服务匹配，通过判断服务请求者所需服务与服务广告实例是否属于同一服务分类来缩小搜索范围，如果采用的是某第三方分类系统则判定服务描述双方的分类值是否相同，如果相同则进入下一级匹配，反之则从候选服务集中删除；如果引用的是某领域本体文件，则通过判定服务双方是否属于同一本体，如果是则进入下一级匹配，否则过滤掉该服务实例；第二级基于服务功能的语义匹配把输入输出参数作为匹配依据，在匹配过程中通过调用语义推理机来判断概念间的关系，并根据概念语义相似度公式来计算匹配度，然后对服务匹配集按匹配程度高低排列，并把用户设定的匹配程度作为阀值，过滤不符合要求的服务集；

③领域本体库：

领域本体库的建立需要经过创建领域术语集、创建领域本体、一致性检查几个重要阶段，领域知识专家依据领域内的知识结构、知识关系和所要解决的任务对系统建模，确定领域本体的核心概念集，构建领域本体概念的关系并将其模型化；技术人员依据本体描述语言的语法规则，使用领域专家给出的领域模型创建领域本体，最后利用现有的推理机对领域本体进行一致性检查；

④Web服务本体库：

Web服务本体库用来存放Web服务的语义描述文件，为服务功能的语义匹配提供所需的服务功能信息，每个服务本体通过UDDI注册中心的服务ID号与特定的BussinessService对应，当语义服务发现引擎接收到用户查询请求时，通过转换器查询UDDI注册中心，找到与语义信息匹配的tModel类型(比如input_tmodel)，从而获得profile的URL列表，然后根据profile的URL在服务本体库中找到对应的服务本体文件，再把该服务本体文件和查询描述一起再传送到语义推理机进行计算匹配程度计算，一个完整的Web服务本体包含：调用方式信息、属性语义信息、操作方式信息、调用映射信息四个组成部分，这四个方面信息分别通过WSDL文件、OWL-S的profile文件、OWL-S的Process文件、OWL-S的Grounding文件来实现；

资源环境数据决策支持平台发现步骤为(1)、提供所需的服务信息传送给查询处理器；(2)、OWL-S/UDDI转换器提取信息并发送至语义服务发现引擎；(3)、语义服务发现引擎找到相应文件与服务请求描述一起发送给语义推理机；(4)、语义推理机提取对应的领域本体把结果返回给匹配引擎；(5)、匹配引擎按匹配程度由高到低返回匹配结果集。