（计算机应用技术专业论文）基于本体的服务匹配在gcsp中应用的研究.pdf

卜海人学坝卜学位论义 摘要 智能交通系统( i n t e l l i g e n t t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ：i t s ) 作为复杂的大系统， 在传统的网络环境下面临着交通资源和交通服务协同、共享的困境，并且这一问 题已经影响到i t s 的进一步发展。由于删格技术自身具有的解决共享和协同的能 力，利用网格技术建立以服务为中心的交通刚格应用平台为解决这一问题带来了 新的方法，在交通网格环境中，资源与服务的共享以及最优化使用是解决共享和 协同的前提和基础。本文从建立“基于网格的内容服务平台( g r i d b a s e dc o n t e n t s e r v i c ep l a t f o m a ：g c s p ) ”入手，分析网格环境下交通服务之间的关系，设计厂 g c s p 的逻辑功能结构，并提出利用本体来解决g c s p 中服务双方之间的尽可能可 靠、精确的服务匹配问题。 在c s 、b s 或p 2 p 网络模型中，从服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 和服务对 象( s e r v e do b j e c t ) 之间的关系来观察，服务的整个处理模式一般都是通过服务 对象请求服务，服务提供者根据服务请求，提供相应的服务，汽车充当服务对象， 信启、服务中心充当服务提供者，而且这种关系是固定不变的。这种静态关系没 有充分发挥汽车在信息服务系统中能起的作用最终会限韦u i t s 的发展。针对这 一弊端，本文提出了对称主动服务模型。为了在网格的基础上实现这个模型，需 要构建一个灵活、易扩展、可重用、开放性的信息服务平台，并能在这个平台上 为服务双方之间的相互主动发现提供一个有效的手段。 本文以上海大学计算机学院与同本电装集团( d e n s oc r e a t o rg r o u p ) 合作 的国际研究项目g c s p 为背景，首先介绍了剥称主动服务模型，描述了内容服务 平台( c o n t e n ts e r v i c ep l a t f o r m ：c s p ) 的整体架构，包括结点种类、各结点体系 结构与c s p 的网络拓扑。然后探讨了g c s p 的特点并构建出g c s p 的逻辑功能结 构。最后详细描述了服务双方之间的服务匹配问题，其中重点阐述了以下几个问 题：服务能力描述、服务的发现、服务匹配及匹配算法、服务的组合等。最后本 文给出了g c s p 的具体实现环境以及运行界面，并结合实例进行了描述。 关键词：对称主动服务；本体；网格；服务匹配；服务组合 海大学倾h 学位论殳 a b s t r a c t i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e mf a c e st h es i t u a t i o no f t r a f f i cr e s o u r c ea n dt r a f f i c s e r v i c ec o o p e r a t i o na n ds h a r i n g ，a n dt h es i t u a t i o nh a sa f f e c t e dt h ef u r t h e rd e v e l o p i n g o fi t sb e c a u s eg r i dh a st h ec a p a b i l i t yt os e t t l er e s o u r c es h a r i n g ，a n dp r o v i d es t r o n g e l 。 c o m p u t ec a p a b i l i t yt h r o u g hi n t e g r a t i n gh e t e r o g e n e o u sc o m p u t e r s ，s ou s i n gg r i d t e c h n o l o g yt oc o n s t r u c tt r a f f i cg r i dp l a t f o r mc a nb r i n gn e wm e t h o d st os e t t l el h i s p r o b l e m t h i sa r t i c l es t a r tf r o m “g r i d b a s e dc o n t e n ts e r v i c ep l a t f o r m ”，a n a l y z et h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt r a f f i cs e r v i c eb e h i n dg r i d ，d e s i g nt h el o g i cf u n c t i o ns t r u c t u r eo f g c s p , a n dp u tf o r w a r du s i n go n t o l o g yt os e t t l et h ep r o b l e mo fp o s s i b l er e l i a b l ea n d a c c u r a t es e r v i c em a t c h i n gb e t w e e ns e r v i c e o b j e c t si ng c s p i nt h ei n t e m e tm o d e lo fc s ，b sa n dp 2 p o b s e r v e r e df r o mt h er e l a t i o no ft h e s e r v i c ep r o v i d e ra n ds e r v e do b j e c t ，t h ef l o wo fs e r v i c et r a n s t r a c t i o no f t e ns t a r t sf r o m s e r v e do b j e c ta f t e rs e r v e do b j e c t sr e q u e s ts e r v i c e ，s e r v i c ep r o v i d e r sp r o v i d et h e i r s e r v i c et ot h e m a c c o r d i n gt ot h e i rr e q u e s t s a n dt h e r e l a t i o n s h i p o fs e r v i c e t r a n s t r a c t i o ni s c h a n g l e s s b u tt h er e l a t i o n s h i pc a n tg i v ea n yc h a n c e sf o rs e r v i c e p r o v i d e r st op r o v i d et h e i rs e r v i c e st os e r v e do b j e c t si n i t i a t i v e l y t ot h i sp r o b l m n ，t h e p a p e ri n t r o d u c e sas y m m e t r i c a ld y n a m i cm o d e la n dh a v ear e s e a r c ho fa c t i v es e r v i c e i ot h em o d e l w i t ht h eb a c k g r o u n do f g c s p ( g r i d b u s e dc o n t e n ts e r v i c ep l a t f o r m ) a n i n t e r n a t i o n a lr e s e a r c hp r o j e c tc o o p e r a t e db yt h ec o m p u t e rd e p a r t m e n to fs h a n g h a i u n i v e r s i t ya n dd e n s oc r e a t o rg r o u p t h et h e s i sf i r s t l yi n t r o d u c e s “s y m m e t r i c a la n d a c t i v es e r v i c em o d e l ”，d e p i c t st h ew h o l es t r u c t u r eo f c s p , i n c l u d i n gt y p e s o f s i t e ，a r c h i t e c t u r eo fs i t e ，a n dc s pn e t w o r k t h e n ，d i s c u s s i n gt h ec h a r a c t e r i s c i co fg c s p a n dd e s i g nt h el o g i cs t r u c t u r eo fg c s p l a s t l yd e p i c ts e r v i c em a t c h i n gb e t w e e n s e r v i c e o b j e c t i nd e t a i l t h e k e yp o i n t s i n c l u d e ：t h e d e s c r i p t i o n o fs e r v i c e c a p a b i l i t y , s e r v i c ed e t e c t i n g ，s e r v i c em a t c h i n ga n di t sm a t c h i n ga l g o r i t h m ，s e r v i c e c o m b i n a t i n f i n a l l y , w es h o wt h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n dr u n n i n gi n t e r f a c ew i t h a ni n t r o d u c t i o no fac o n c r e t ee x a m p l e k e y w o r d s ：a c t i v es e r v i c e ，i t s ，o n t o l o g y , g r i d ，s e r v i c em a t c h i n g ，s e r v i c e c o m b i n i n g v 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 除了文中特另i j ) j e i 以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表 或撰写过的研究成果。参与同卜作的其他同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：毒日 本论文使用授权说明 期够生店 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 论文及送交沦文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) n 岔孑 签名：j 屯豫导师签 埘o ；旭 海人学坝i 学位论义 第1 章引言 1 1 研究背景 1 1 1 智能交通系统存在的问题 智能交通系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ：i t s ) 是近年来迅速发展的 解决城市交通和高速公路交通控制、管理问题的新技术。它的产生是基于当代科 学技术的充分发展的背景，旨在将先进的计算技术、通讯技术、现代控制技术运 用在交通系统中，协助人们出行时做出最佳的抉择。随着近年来汽车性能领域和 信息领域的发展，信息技术( i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y ：i t ) 在汽车业中的应用l f 以 令人眩目的速度发展着，其中最有发展潜力的是i t s ，世界各国都相继提出了备 自的发展战略，既为解决本国的交通凼境，也试图通过发展i t s 带动本国基于车 辆、计算机、网络、通讯、电子等高新技术的新一轮经济大发展。在日本 1 ， 配备车载导航系统的车辆累计已经突破1 3 0 0 万辆，全日本约2 0 的汽车配备有 泼系统。越来越多的汽车配备了车载信息服务系统，这些移动终端( 车载信息服 务系统) 一方面为用户提供了获耿服务的便捷方式，另一方面却对服务器端提出 了更高的要求：服务请求无日_ j 无处不在，而且可能是大规模的并发访问。传统的 客户机服务器模式显然无法承载这样的要求。首先，采用客户机服务器模式要 求有高质量、性能稳定的网络连接：其次，所有的信息都通过服务器中转，容易 造成服务器通讯瓶颈：另外，由于客户机服务器模式不能很好的支持客户应用 之间的直接群体感知，使得客户应用之间很难进行充分的交互并完成较高层次的 协同工作。 1 1 2 网格技术应用的机遇 基于一般的网络环境下的交通系统是很难完全解决上述问题的。由于网络 的安全认证问题，不同资源管理域的权限问题，不同功能模块所提供的接口差异 问题等，会导致资源共享、资源查询、服务共享、服务协同、服务查询等问题。 而日由于涉及较多的设备，设备间没有有效的资源管理机制，还会导致负载不均 衡，设备利用率差的问题。网格技术的出现为解决上述问题提供了新的方法和技 术手段。网格是近年来兴起的一种技术，它具备虚拟性、共享性、集成性和协商 性，将分布、异构的多种计算资源通过网络连接起来，给用户提供一种基于国际 互联网的新型计算平台，在这个平台上对来自客户的请求和提供资源的能力之削e l 进行合理地分配，从而为用户的请求选择合适的资源服务，可实现广域范围的资 源接享。资源共享是网格的根本特征，消除孤岛是网格的奋斗目标。 1 2 研究现状 1 2 1 国内外研究现状 针剥传统汽车信息服务的这种弊端，出现了一些有意义的尝试。美国 i n d i a n a 、i l l i n o i s 和w i s c o n s i n 的a d v a n c ec o r r i d o rt r a n s p o r t a t i o ni n f o m l a t i o n c e n t e l ( 1 9 9 6 1 0 2 0 0 4 6 ) 就是这样的个i t s 项目，a d v a n c e 把车辆作 为探针( p r o b e ) 来使用。日本本田公司也于2 0 0 3 年1 0 月在全球首次将“p r o b e c a r ”概念俐诸实施。我们上海大学从2 0 0 2 年开始与日本d e n s o 公司合作，进 行未来汽车生活领域中信息服务系统的研究：在第一期“汽车生活信息整理”项 目( 2 0 0 21 0 2 0 0 33 ) 中指山汽车生活中对象具有身份双重性、移动性和动 态加入性，即接受服务的对象本身又是服务提供者，服务和对象还具有动态加入、 经常移动的特征：针对这些特征，存第二期 2 “内容服务平台( c o n t e n t ss e r v i c e p l a t f o r m s ：c s p ) ”项目( 2 0 0 3 4 2 0 0 4 3 ) 中提出了对称主动服务模型，并 为该模型没汁了一个体系结构；在第三期 3 4 ( 2 0 0 4 4 2 0 0 5 3 ) 提出“基 于网格的内容服务平台( g r i d b a s e dc o n t e n ts e r v i c ep l a t f o r m ：g c s p ) ”，设计出 g c s p 的逻辑功能结构，并对g c s p 中需求的主动发现和服务的主动推销进行分 析，主要研究了服务双方之间的服务精确匹配问题。 对称主动服务模型不仅允许服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 和服务请求者 ( s e r v i c er e q u e s t e r ) 身份动态地变化，允许动态地添加和改变服务，而且也允许服 务清求者能够主动寻找服务提供者，服务提供者也能够主动发现需要服务的对 象。为了更好地实现这个模型，需要构建一个灵活、易扩展、可重用、丌放。眭的 信息服务平台，以解决服务的管理和调度问题，并能在这个平台t 为服务请求者 与服务提供者之间的相互主动寻找提供有效的手段。网格中资源非常丰富，但用 j o 要想从中找出特定的服务仍面临不少的问题，目前的相关技术主要是基于关键 词的，服务需求方与服务提供方无法做到事先的沟通，因而简单的关键字匹配无 法提供足够的灵活性和推理能力，很难表达网格服务的能力，检索结果难以令人 满意。卡内基梅隆大学的m a s s i m op a o l u c c i 等人将语义网和本体论的概念引入 w e bs e r v i c e ，使用o w l 语言对其进行描述、匹配，本文在这些成果的基础匕 结合汽车生括领域的服务特点及该领域目前存在的问题，研究基于本体的服务匹 配，以求为服务需要方提供个性化的服务以及尽可能为其提供更精确、可靠的服 务。 1 2 2 本文的研究内容 本文以上海大学与日本d e n s o 公司合作国际研究项目“基于网格的内容服 务平台”为背景，研究探讨基于本体的例格服务的查找和匹配、c s 协作的问题。 ! ：塑苎堂塑! ：兰! ! 笙兰一 本人从2 0 0 3 年j 月参加该项目以来，查阅了大量相关文献，深入学习了u d d i 、 w e bs e r v i c e 、r d f 、o w l 等技术。在分析信息服务系统的主要发展方向以及对 称主动服务模型的基础上，针对模型的实现，研究了网格技术，提出结合网格技 术与传统智能交通系统，构建基于网格的内容服务平台，在此过程中深入研究r 如下儿个问题，这眭l 是本文的重点所在，这些问题包括： ( 1 ) 介绍了c s p 项目中基于未来汽车生活服务平台的“对称主动服务模型”， 洋细介绍了它的概念、特点和优势。 ( 2 ) 分析了在对称主动服务模型的服务过程中，信息服务中心怎样主动发 现潜在的服务对象及向有服务需求的服务请求者主动提供服务。 ( 3 ) 结合网格的特点提出构建基于网格的内容服务平台，详细介绍了g c s p 的逻辑功能结构及其信息发布系统。 ( 4 ) 对g c s p 中的服务能力描述、服务发现、服务的匹配等问题进行了深 入探讨，提出利用本体来解决服务双方之刚的语义不一致问题。 本课题的任务就是在主动发现服务对象的潜在需求和服务主动推销的基础 上试图解决对称主动服务模型中服务双方的服务匹配问题。最后本文将对该问题 提出一个可行的实现方法。 1 3 论文结构 本文主要包含以下内容： 笫一章：引言。也就是本章，简要介绍了i t s 的发展、汽车信息服务系统的 现状以及网格的最新研究情况，并说明了本课题的来源及研究内容。 第二章：详细介绍了对称主动服务模型，并以此模型为基础，设计了一个内 容服务平台( c s p ) 。在这章中，首先从服务的相对性以及对称服务关系谈起， 介绍了此模型的三个特征，其中主要介绍了第三个特征的两个方面：潜在需求的 主动发现和服务的主动推销。 第三章：以对称主动服务模型为基础，结合网格的特点，设计了个基于网 格的内容服务平台( g c s p ) ，构建出此平台的逻辑功能结构、信息发柿系统，并 描述了对称主动服务模型在此平台中的应用。 第四章：为了使g c s p 中服务双方之间的服务匹配尽可能可靠、精确，本文 利用本体来描述服务和服务对象等信息，详细探讨了基于语义索引和向量相似度 的服务匹配，并给出基于本体语义的服务匹配算法， 第五章：给出一个汽车生活实例，并进行c a s e 研究，最终实现了服务双力 匹配的一个原型及运行实例。 第六章：结束语。 第2 章对称主动服务模型与c s p 本章首先介绍对称主动服务模型，然后介绍为实现这个模型构建的内容服务 平台c s p 的体系结构及其网络拓扑。为了满足服务中介的需求，在c s p 中设计 了两种功能的结点：既是服务提供者又是服务请求者的结点服务信息提供 方。本节将引入u s e r s i t e ( u s ) 1c l u b s i t e ( c s ) 分别作为两种结点。 2 1 对称主动服务模型 从服务提供者和服务请求者之问的关系来观察，在传统的汽车导航和车载信 息服务系统中，汽车充当服务请求者，信启、服务中心充当服务提供者，而且，这 种关系是固定不变的。但这种静态关系没有充分发挥汽车在信息服务系统中能起 的作用，最终会限制i t s 的发展。在汽车生活中，服务对象往往具有身份双重性、 移动性和动念加入性等特自f 。即，接受服务的对象本身又可以是服务提供者，服 务和对象还具有动态加入、经常移动的特征。我们提出的对称主动服务模型不仅 允计服务提供者和服务请求者的身份动态地变化，允许动态地添加和改变服务， 同时为了使服务提供者有更精确的客户范围也允许服务请求者能够主动寻找服 务提供者，而且服务提供者也能够主动发现需要服务的对象。 2 1 i l 服务被服务的相对性 实践中经常碰到这样的情况：处于同一网络系统上的结点之间的服务被服 务天系是相对而言的，结点在这种关系中担当的角色是动态变化的。例如，在某 个时刻，结点a 需要结点b 的服务，而结点b 又需要结点c 的服务；到了另一个 2 1 2 服务的动态性、主动性 幽2 1 结点角也的动态变化 和对称性 服务的动态性 如果系统设计时就确定由某些节点向另一些节点提供预定的服务，那么提供 者和请求者之削形成了一种静态关系；如果并不事先确定由谁提供服务，或者并 不预先规定提供什么服务，那么提供者和请求者之问形成了一种动态关系( 见图 2 2 ) 。相对于静态关系，现实世界更普遍存在的是动态关系，企业之间如此，企 业和个人之间、甚至个人之制电同样如此。当这些企业和个人成为同一网络系统 上的多个节点时，必然会提出支持提供者和请求者具有动态关系的需求。支持静 忿关系的系统比较容易设计，而支持动态关系的系统的设计要困难得多，至少要 考虑服务和服务提供者的动态增加、删除、查找和绑定等问题。图2 2 表示出了 静态服务与动态服务的区别。 服务的主动性 现有服务系统中一般的做法是：服务提供者公布服务目录和请求方式，然后 等待服务对象提出服务请求。图2 3 的( a ) 中用编号表示出了服务对象获得服 务的步骤，剥服务提供者来说，这是一种被动行为，本文称之为被动服务。相剥。 地，如果服务提供者能够找到服务对象并向其提供服务，那么可称为是主动服务。 图2 3 的( b ) 中用编号表示出了服务提供者主动向服务对象提供服务的步骤。 被动服务中，服务对象查找( 见图23 中的( a ) ) 的是合适的服务：主动服务中， 服务提供者查找( 见图2 3 中的( b ) ) 的是可能的服务对象。 七一原有的服务 ( a ) 静态服务关系 ( b ) 动态服务关系 动态加入的服务 幽22 静态服务平| ：| 动态服务 ( a ) a 被动地为b 服务 ( b ) a 主动向b 提供服务 图2 3 被动服务和主动服务 服务的对称性 囊_ 、， i：塑叁兰。!i兰些笙兰一 在特定的两个节点之问，如果固定地由一个节点向另一个节点提供服务，那 么称之为单向服务关系；如果两个节点都能够向对方提供服务( 不管是否同时) ， 那么称之为双向服务关系。能够动念并双向提供服务的关系称为对称服务关系。 卜原有的服务 t + 一一。 e 卜口 f a l 单向服务 动态加入的服务 e 却 f b l 戕向服务 目2 4 对称服务关系 ( c 】对称服务 2 1 3 对称主动服务模型的定义和特征 能够描述对称利主动服务的模型称为对称主动服务模型。对称主动服务模型 具有如下特征： 允许服务提供者和服务对象的身份动态地变化； 允许动态地添加和改变服务： 服务对象能够主动寻找服务提供者，而且服务提供者也能够主动发现需 要服务的服务对象。 为了实现对称主动服务模型的这三个特征，我们引入了服务潜在需求的发现 和服务的主动推销这两种新的服务思想。服务潜在需求的发现指的是服务提供者 ( s e r v i 【c ep r o v i d e r ) 主动发现需要服务的服务对象( s e r v e do b j e c t ) ，该过程不仅 指主动查找潜在服务使用者，而且包含了服务提供者主动分析出服务对象的潜在 需求。而另一方面，服务提供者希望尽量多的服务对象接受自己提供的服务，其 采用的主要措施之一是推销。在服务系统中，所谓主动推销，包括扩充和组织服 g - n 述内容，广泛掌握服务对象信息、主动采用有效的推销方式，以及主动收集 推销实例等方面。 2 1 4 潜在需求的发现 对称主动服务模型第三个特征中所说的“主动发现需要服务的对象”，、仅 指主动查找潜在请求者，而且指主动分析出客户的潜在需求。本节将从潜在请求 者、潜在需求和潜在需求的发现三方面来说明。 服务的潜在请求者 对于特定的某个服务提供者，如果他将全部客户都作为他的每个服务的可能 请求者，那么这必然会导致这个服务提供者“吃力不讨好”。而且，如果允许众 多的提供者都采用这种简单化的方法，那么整个系统就会出现拥挤，最终陷入瘫 痪。因此规定，一个服务的潜在请求者，是指目前尚未得到这个服务但今后很可 能需要它的那些客户。这旱所说的“很可能”，表示了一种可以根据需要进行涮 节的程度。在现有的很多系统中确实已经存在这种调节，一般是由服务提供者完 成这种调节的，而且，大多靠人工来完成。 只要能够事先总结出并保存好用于推导的知以体，那么就可以利用能够得到 的客户基本信息和即时状态，自动或半自动地推导出服务的潜在请求者。知u 体 和即时状态等都可以有置信度，由它们推导出的结果也有一个置信度。利用这个 置信度阈值的变动，就能够实现潜在请求者范围的自动或半自动调节。 “服务的潜在请求者”这概念容易使人想到从服务出发去寻找请求者，这 对于特定的服务提供者来说是一种十分自然的思路。但是，一个服务提供者可能 提供多个服务，而整个服务系统中又有着众多的服务提供者，从系统的角度_ ：求考 虑，无论是由各个服务提供者分别完成发现，还是由系统集中完成发现，都需要 巨人的开销。虽然客户的基本信息相对稳定，但即时状态是随时可能变化的，这 就意味着，为了在一段时间内保持对客户的主动服务，就应该在整个这段时问内 持续地、大范匍地进行服务潜在请求者的推导。但在一个拥有众多服务提供者和 服务请求者的专用服务系统中，完成一次对全体服务这个大范围的潜在请求者的 推导需要耗费很长时问，系统只能周期性地启动大范围的潜在请求者的推导。系 统要想提高服务的主动程度，就必须为提高推导速度做出巨大投资。因此，简单 地以确定服务的潜在请求者来提高服务的主动程度，并不是一个理想的办法。 客户的潜在需求 如果某个特定的客户需要某个服务，那么总有某些原因，而这些原因一一般会 在这个客户的基本属性和即时状态中有所体现。外界可以获取并且分析客户的基 本属性和即时状态，推导出客户将需要什么服务。由于是通过推导得出的、客户 将来可能需要的服务，还不是实实在在的服务请求，因此称之为“客户的潜在需 求”。 类似于推导“服务的潜在请求者”，也能自动或半自动地推导出“客户的潜 在需求”，并目以变动置信度阈值束调节最终确定的潜在需求的数量。 “客j o 的潜在需求”这一概念能够启发我们从客户出发去寻找服务。表面上 看来，这还是回避不了持续地进行潜在需求推导这一现象，其原因仍然是客户即 t t 状态变化的随机性。但在实质上，只有即时状态发生变化的客户才是寻找服务 的出发点。因此，可以用客户即时状态的变化来触发潜在需求的推导。具体地说， 只在客户即时状态发生变化时刁触发潜在需求的推导，而不是周期性地进行推 导；并且只对即时状态发生变化的客户进行潜在需求的推导，而不是每次列全体 客户这个大范围进行推导。这样，不用持续地、大范围地进行潜在需求的推导， 就能够提高对客户服务的主动程度。 另一方面，客户即时状态的变化也可以用来触发潜在请求者的推导，但却尤 助于有效地确定从哪些服务出发推导出潜在的请求者。换句话说，利用客户即时 海人学顺i 学位论文 状态的变化，可以不用周期性地触发潜在请求者的推导。然而，在一个具有众多 服务和众多客户的服务系统中，大范围的推导本身就是很耗时的，频繁发生的状 态变化仍然使系统为发现潜在清求者持续地进行着大范围的推导。 可见，如果都以客户即时状态的变化来触发推导，那么，“从服务找请求者” 进行的是大范围的推导，“从客户找需求”进行的是小范围的推导。在相同的系 统条件下，大范围推导时n l i j 丌销大，频繁发生时系统会无力响应，导致服务主动 程度的下降：小范围推导时间丌销小，系统能够容忍较高的发生频度，因而可使 服务主动程度得到提高。 潜在需求的发现 要想以客户即时状态的变化来触发潜在需求的推导，就必须设法捕捉到客户 即时状态的变化。一个可行的办法是设立一个具有监测和过滤能力的智能体，它 接受或检测客户状态的变化，过滤掉虚假的或无关紧要的变化，而留下的状态变 化结果将被用于随后的推导。 当一次潜在需求的推导被某客户即时状态的变化触发后，系统将执行这个推 导：分析该用户的基本属性、原有的状态和新的状态，利用知识体逐步推导出该 用户可能的潜在需求：利用置信度闽值来调节潜在需求的选择范围，最后利用服 务提供者特定知识筛选出该用户的潜在需求。在潜在需求的推导过程中，知识体 起到了重要的作用，系统在使用知识体的同时也利用推导结果和事后用户的反馈 来更新知识体，使系统越用越“聪明”。 2 1 5 服务的主动推销 服务提供者希望尽量多的客户接受自己提供的服务，其采取的主要措施就是 推销。推销或多或少带有一定的主动性，例如将服务介绍表示得更生动、更具有 吸引力等等。在服务系统中，所谓主动推销，包括对服务和服务对象的含主动性 的描述、对用户的主动分析、推销对象的确定、主动的推销方式，以及推销实例 的主动收集。 2 2 c s p 体系结构 本文提出对称主动服务模型具有下列特征：允许服务提供者和服务请求者的 身份动态地变化；允许动态地添加和改变服务：服务请求者能够主动寻找服务提 供者，而且服务提供者也能够主动发现需要服务的客户。内容服务平台( c o n t e n t s s e r v i c ep l a t f o r m s ，简称c s p ) 就是在对称主动服务模型的基础上构建起来的， 它用来实现模型的上述特征。它具有良好扩展性，在事务处理方面体现出智能性， 具有个性化服务响应能力。c s p 的主要目的就是使服务提供者能方便及时地向服 务刑象提供各类服务，保证用户有服务需求时能及时得到响应，同时保证服务提 供者能及时发现潜在服务对象并向其提供服务 海人学坝l 学位沦文 2 2 1c s p 基本节点类型 c s p 这个信息服务平台中存在着大量的节点，每一个节点就是一个功能节 点，提供了用户与c s p 进行交互的接口。这些节点按其在服务流程中作用的不 同被分为两类。每个结点上的c s p 系统分为三层：应用层、主动发现层和通信 层。应用层主要提供服务的发布、撤消等功能，主动发现层为应用层中的主动服 务提供基础，通信层则负责提供通信手段。c s p 采用的是混合式p 2 p 结构，因 此通信层提供了纯p 2 p 通信和c s 通信两种手段。 u s e r s i t e ( u s l u s e r s i t e 既足服务提供者又足服务使用者的节点一它的主要功能包括： 发布撤消服务：用户在提供服务之前需要把服务注册到c l u b s i t e ，也可以 把已经发布的服务撤消； 提供服务：能完成新服务的包装和发布，并能响应其他u s e r s i t e 发出的服 务请求； 请求服务：能从c l u b s i t e 得到服务描述信息，并发出服务使用请求。 图2 5 表示出了一个u s 的结构： 廊用崖 主动发现层 通信层 c 1 u b s i t e f c s l 幽2 5u s e r s i t e 结构示意幽 c s p 中的c l u b s i t e 最重要的功能是作为管理服务信息，在服务提供者和服 务使用者之问起中介作用。但c l u b s i t e 的功能并不仅限于此，归纳起来，c s 的 功能包括如下几点： 服务信息管理：服务信启、的收集、处理、更新等。 用户管理：用户的注册、登录、注销等。 u s 管理：u s 的注册、发现，多u s 的胁作等。 潜在需求推理：利用本体进行潜在需求推理。 u s n e t ：与其他u s 以及上级c s 之问的通信接口。 c s n e t ：与其他c s 之间的通信接口。 c s p 网络接口：通信层功能的抽象。 p 2 p 通信：u s 之间或者c s 之刚利用p 2 p 通信，提供纯p 2 p 通信方式。 c s 通信：u s 与c s 之间使用c s 通信。 图26 表示出了一个c l u b s i t e 的结构。 腑用层 主动发现层 通信层 蚓26c l u b s i t e 结构示意图 2 2 2c s p 网络拓扑结构 c s p 中全部节点处于物理上连通的网络系统中，在条件具备时，允许任意两 个节点( 不沦是c l u b s “e 还是u s e r s i t e ) 之问直接通信。但一般情况下，若干个 u s e r s i t e 以一个c l u b s i t e 为中心，构成一个局部网络，其中，c l u b s i t e 与u s e r s i t c i t l j 的通信采用的是c s 形式，而u s e r s i t e 与u s e r s i t e 之间的通信则采用p 2 p 通 信的方式。p 2 p 就是点对点的通信方式，u s e r s i t e 之间的通信采用这种方式可以 实现服务提供者和服务使用者的身份动态地变化，也可以实现动态地添加和改变 服务。不同的c l u b s i t e 之间的通信也采用p 2 p 通信。c s p 网络的整体结构可以 用27 表示。 p 2 p 和c s 结构 p 2 p 是有关在网络上地位平等的用户之削进行相互通信的技术5 。它与传统 意义上的中心化网络结构c s 、b s 不同，采用p 2 p 技术构建的网络，是一种非中 心化结构。该结构下的各台计算机( 即对等点) 自身可以既是客户机又是服务器， 在网络中地位对等，各自拥有独立的网络自主权。 现有e 2 p ( t 4 j 主要形式为：集中式p 2 p 、分布式p 2 p 和混合式p 2 p 。集中式p 2 p 有一个中心服务器来负责记录共享信息以及回答对这些信息的查询。每个对等 实体剥它将要共享的信息以及进行的通信负责，根据需要f 载它所需要的其它对 等实体上的信息。这种形式具有中心化的特点，但是它不同于传统意义上的c s 模式。传统意义上的c s 模式采用的足一种垄断的手段，所有资料都存放在服务 器上，客户机只能被动地从服务器上读取信息，并且客户机之问不具有交互能力。 而集中式p 2 p 形式则是所有网 ：提供的资料都分别存放在提供陔资料的客户机 上，服务器上只保留索引信息，此外服务器与对等实体以及对等实体之刚都具有 交互能力。 分饰式p 2 p 形式是一种纯p 2 p 模式。这种形式不需要有中心服务器和中心 路由器，其l 的每一个p e e r 都作为对等实体，地位是完全平等的。每一个p e e r 既可以作为客户机又可以作为服务器，并且它们与相邻的p e e r 有相同的能力。 具体地晚，它有两种路由结构，一种是分布式的目录结构，另一种是直接消启、传 递。 集中式p 2 p 有利于网络资源的快速检索以及只要服务器能力足够强大就可 以无限扩展，但是其中心化的模式容易遭到直接的攻击；分布式p 2 p 解决了抗 攻击问题，但是又缺乏快速搜索和可扩展性。混合式p 2 p 结合了集中式和分布 式p 2 p 形式的优点，在设计思想和处理能力上都得到近一步优化。它在分伽式 模式基础上，将用户结点按能力进行分类，使某些结点担任特殊的任务。 将对称主动服务模型应用到i t s 时，由于汽车用户的动态性和实际操作性，c s p 采用b s 和c s 结构都无法满足实际的需求，采用集中式p 2 p 技术，因为每时 每刻都有海量的服务信息，服务器无法承受。采用分布式p 2 p 技术，又会导致 网络信息量剧增，大大降低了网速。所以在此采用混合式p 2 p 技术，将c s 技 术和p 2 p 技术结合起来，解决大量节点问的信息处理和通信问题。 2 2 3 多c s 的体系结构 未来的汽车生活中，信息量巨大，其己不仅仅局限于汽车本身，还与生活中 的方方面面相关，我们提出的对称主动服务模型，将未来的与汽车生活相关的服 务信启、资源集成在一起，有利于资源的共享和使用，该模型提供了一个高性能的 服务平台。整个平台可以为用户提供存储、共享、代理、索引等一系列的基础服 务。特别的，该平台可以智能化的发现用户的潜在需求，并根据特定的服务列。潜 在的客户进行服务的主动推销。前面做了许多工作，都是针对单个的服务信息中 ，山上的服务发现与推销的。然而，由于资源、性能的有限性和时i h j 空间等一系列 园素的限制，整个汽车平台仅仅靠一个中心的服务站来提供这样一套完整而优质 的服务，是不可能达到的。因此，我们提出了多c s 的对称主动服务模型，陔模 型从结构上打破了常规的企业客户框架，结合c s 、p 2 p 等多种体系结构的混 合型系统架构，形成了一个高性能企业协作模型，该模型改进了原来单个c s 中， 资源过分集中、性能要求过高或由于时间空问的限制导致的服务效果差等缺陷， 形成了一套良好的为用户服务的仂、同工作解决方案。 多c s 的对称主动服务模型： 每个c s 都有多个u s ，u s 可以是提供服务的服务商，也可以是需要服务的 对象。他们之间的角色关系是可以动态改变的，一个u s 在某时刻是服务提供商 而在另外一个时刻可能是需要服务的对象。c s 作为信息服务中心，可以为u s 提供信息检索、存储等服务，当c s 检索到u s 所需要的服务时，通知该u s 和 能为该u s 提供服务的u s ，这两个u s 可以进行点对点的服务。 同一c s 中的u s 在必要的时候形成服务与被服务的关系。当某个c s 不能 为其下属的u s 进行服务时，它会查找其他的c s ，形成c s 之间服务与被服务的 关系。不同的c s 中的u s 在交互前首先需要所在的c s 之问进行交互。 使用上述模型有如下优点： 该模型打破了传统的c s 的框架，结合p 2 p 的混合模型充分展现了传统 模型所不具有的灵活性。 充分体现了对称主动服务模型中动态，双向等特征。 服务分散在多个c s 上，可以根据不同的环境建立不同文化背景的服务， 有利于服务的本地化。 c s 的性能上的要求不会太高。 但与此同时，由于各个c s 上可能集成了不同企业、不同行业的服务，由于 不同的企业或行业具有不同的业务流程，企业文化或行业标准，多个c s 互相协 海人学坝i j 学位论义 作可能因为语义的不统一而变的困难。除此之外，对多个c s 的管理一c s 的撤 销，合并或增加，以及在此基i i l j z 的u s 变动策略也很复杂。为此，我们提出采 用本体来解决语义j 二的不一致问题。 c s 之间的协同： c s 之间的协同工作如图3 所示： 幽3c s 之旧】的协同1 作 c s l 得到了u s l 的潜在需求后，首先根据自身信息查找，如果找到能为它提 供服务的u s 一服务提供者( 如左图中的u s 2 ) ，则c s l 通知u s 2 ，让它主动的i l j 问用户并同时给u s l 发送u s 2 所提供的服务信息，如果u s l 和u s 2 交互成功， 则形成一种服务与被服务的关系，最后u s l 给出反馈信息。如果c s l 上所有的 u s 都不能为该用户提供服务，就要寻求其它c s 的帮助。如右图c s l 淆求c s 2 和c s 3 的帮助，c s 2 找到了能提供这种服务的u s 4 ，c s 3 找到了u s 7 ，c s 2 和 c s 3 分别发送反馈信息，经过c s l 的选择，c s l 选择了c s 2 的服务。经过c s l 和c s 2 的协商，u s 4 和u s l 可以互相通信，形成服务与被服务的关系，最后u s l 给出反馈信息。 c s 除了需要相互协作之外，其自身也会发生动态变化，这种动态的变化包 括如下三个方面：1 、u s 加入或退出个c s 可以拥有多个u s ，同时也允f i 同一个u s 加入到不同的c s 中。新的u s 想加入某个c s 时，只要在该c s r 注 册即可。u s 退出时也比较简单，只要它向c s 请求注销用户，c s 清理掉所有该 u s 的用户信息。2 、新的c s 加入或旧的c s 的撤销有新的c s 加入时，首先需 要向网络中广播消息一包括位置信息和基本描述，请求和其它c s 建立伙伴关系， 其它的c s 得到消息后，反馈自身的信息。新加入的c s 把这些c s 作为自己的 信任用户；所谓c s 的撤销是指，当某一c s 上已经不存在u s ，c s 为u s 服务 的价值消失时，该c s 没有存在的必要了。c s 撤销策略也是很简单的，向所有 信任度表中c s 发送撤销的消息，这些c s 把它们的信任度表中有关该c s 的用 户记录去掉就可以了。3 、c s 由于各种原因合并和分裂当某个c s 由于经济效 益或其它原因需要撤销，但其上的u s 需要继续存在，这些u s 需要分配到其它 c s 上，称这种情况为c s 的合并。反之，如果由于某个c s 上的u s 过多，c s 海人学坝| 单位沦史 已经不能满足所有u s 服务的需要，把其中部分u s 提出去组成新的c s ，称为 c s 的分裂