硕论 -06年 基于语义相关度评价的Wbe服务匹配技术研究

摘要
Wbe服务匹配实际上可以分解为两个彼此关联的子问题:Web服务描述问题，需求和Web服务描述之间的相关度评价问题。在Wbe服务描述方面，本论文借鉴语义Web的核心思想，采用OWLS语义描述模型描述运输领域中的Web服务，从而在语义层次上来描述服务功能。针对需求和描述之间相关度评价的问题，本文把基于语义的概念语义相关度评价模型引入Wbe服务匹配，提出基于语义相关度评价的Wbe服务分层匹配模型。这一模型把服务需求描述和服务描述之间的相关度理解为相关的概念组之间的语义相关度评价，从而根据基于本体的语义相关度评价模型来度量服务与需求之间的相关程度。这一相关度评价在两个层次上进行。Wbe服务分层匹配模型中Wbe服务分类匹配作为整个匹配模型的第一层，该层次根据服务分类的匹配程度对符合需求的服务进行一次初选，淘汰部分从服务分类角度而言相关度较小的服务以减少第二层功能相关度匹配的计算量。第二层也是该匹配模型的核心层，提供服务请求和服务广告的功能匹配匹配，并通过输入匹配和输出匹配实现。

分析了现有的概念语义相关度算法，并提出一个混合概念间语义相关度算法:在基于几何距离的概念间语义相关度算法基础上，充分考虑本体网络中概念间关系链类型和概念的语义深度对概念间语义相关度的影响，为充分利用本体的结构特点把二元关系纳入那语义相关度的计算中。
本文针对运输领域Wbe服务的语义匹配开发了一个原型系统，为上面所提出的模型和方法提供了初步的验证。
1.2.1 语义Wbe服务匹配的关键技术

(1)基于语义的wbe服务匹配框架

(2)语义wbe服务匹配中匹配算法执行位置：①服务中心式执行方案       ②本地式执行方案

(3)面向语义wbe的本体支持语言

1.2.2Web服务语义描述方法的国内外研究现状

所以要实现Wbe服务的发现、交换和自动组合，那么语义信息便是不可缺失的一环，需要对Wbe服务的语义做进一步的描述，以支持无二义、机器可处理的方式描述W比服务的属性和功能。目前为Wbe服务描述添加语义信息的方法主要有以下三种:
(1)owL一s:ow-Ls它的早期版本叫做DAMLs

(2)wsDL-s通过对WSDL中的元素添加语义标注，它是一种轻量级的语义描述方法。WSDLS允许采用不同的语义描述语言来对Wbe服务进行语义标注例如owL、wSMO甚至UML，这使得语义标注机制和具体的语义表达语言分离开来，用户
有更多的选择。WSDLS为Wbe服务的XMLShcema类型和本体(或UML)之间提供丰
富的映射机制。比如某服务的输入和该领域本体的某概念对应，则这种映射关系可以通
过URI来直接映射到本体中的概念。
(3)WSMO  WSMO模型包括ontologies、Goals、WebSevriees和Mediators等四大元素，它使用F-逻辑F(一切gi)c描述服务以及用户需求(称之为目标)。

1.2.3语义Wbe服务匹配技术国内外研究现状
(1)他们把工作重点放在输出配上(认为输出更好地反映了服务提供的实际功能)，把服务输出和需求的输出之间
配程度分为四个级别:①完全(Exact，服务的输出和需求的输出完全一致);②
(Plughi，服务的输出包含需求的输出，即服务提供比所需求的更多的内容);③
(Subusme，需求的输出包含服务输出，即服务只能满足部分需求):④不匹配(Fali，
求和服务的输出之间没有包容关系)。
(2)德国柏林工业大学(TeehniseheUniversitatBerlin，刊B)的owL一5Mateher[‘，}，
项目用OWL一S对Wbe服务进行描述，然后利用其中SevrieePorflie的功能行为信息
务请求和服务描述进行匹配。它将匹配过程分为四步【l’]:前三步分别是输入匹配、
匹配以及轮廓(Porflie，即服务的基本构成结构)匹配，这三步匹配的结果进而与第
“用户定义的匹配”结合形成总的匹配结果。
(3)基与前面讨论的ME犯OR一SweSevriecs语义描述框架，佐治亚大学的研究
提出的wbe服务匹配方法综合考虑了语法、语义和操作相似度I’6]，其中其语义相
度量采用基于特征的相似度度量模型(Feature一basedSimilarityModel)，即根据概念
属性的比较度量其相似程度(两个概念之间共享的属性越多，相似度越大)。

....
(10)国内对于语义wbe服务的研究起步相对较晚，具有代表性的是中国科学院的
史忠植等人[231，他们开发了多主体服务环境MAGE，并提出基于描述逻辑(DescriPtino
助gi)c的主体服务匹配算法;该算法主要特点在于将wbe服务表示为Cnoec:PtActino(概念:动作)的格式，然后运用描述逻辑对本体概念进行分层推理，从而实现相似度的匹配。

本文把owLs本体和EIEE SUMO到本体库结合起来实现对上述wbe服务的语
义描述。所以，在此对SUMO本体库作一简单介绍，以方便理解建立在SUMO本体库
基础上的运输服务信息查询Wbe服务语义描述。
SUMO是IEEE标准上层本体(StandardUpperontology，SUo)工作小组建立的
上层本体，SUO工作小组的任务是详细定义上层本体的语义和语法，并提供通用术语的
定义和下层领域本体的基本结构;上层本体包含的概念是有限的、抽象的、具有丰富抽
象哲学意义的，它并不是针对某一特定领域而设置的本体，这将推动数据的互通性、信
息检索、语义推理和自然语言的处理。SUMO是完全免费公开的，它希望藉由最高层次
的知识本体建立，鼓励其他特定领域本体以其为基础衍生出该领域的知识本体，并为一
般多用途的术语提供定义。SUMO由n个部分组成，包括结构本体、基础本体、集合/
理、字函、时间念、和、量、和。

3.2.2基于OWL一s的Web服务描述和发布模块的实现
Wbe服务OWLS描述文档的创建是该模块的核心，这里主要采用MNID实验室提
供的owLs妙11571实现该功能。owL一5API是一个JvaaAPI编程接口，可以读取、执
行和编写owLs服务描述，并且支持读取不同版本的owL(s包括OwLS1.2，owLS
1.1，owLS1.0)的描述。这个API还提供了一个执行引擎(ExeeutionEngine)，既可以调
用原子进程，还可以调用复合进程。