（计算机应用技术专业论文）基于本体的电信企业数据模型研究.pdf

摘要 目前国内电信运营支撑系统中的信息共享不充分以及数据备份 冗余，电信管理论坛提出的共享信息模型的方法，通过信息共享的 方式集成现有系统，打破信息孤岛。电信企业的数据模型有很多人 在关注并形成了一个专门的研究领域，本文通过引入本体的概念， 使得电信企业知识表达更加规范化。基于本体的数据模型，其核心 内容包括从本体的角度对数据信息进行规范化的提取、定义、表达、 组织和评价，并且能根据电信企业数据库内容，建立起一整套能被 广为接受和理解的数据信息本体体系，以供不同人员在不同时间方 便地重用和共享。 本文以本体作为研究主题，对与本体相关的理论问题及电信领 域应用现状作了全面的介绍，在充分分析本体理论的特点和应用现 状后，提出本体理论与数据建模理论相结合的论点。论文首先对本 体表示、本体形式化、领域本体构建等进行分析；然后对本体理论 如何切入数据建模领域做了全面的分析，即通过辅助设计e r 模型， 将本体理论应用到数据模型构建中，并利用本体的潜在功能进一步 完善和提高系统建模理论方法；同时将相对完善的本体技术应用到 系统建模的实践领域中，从而提高系统建模的效率。这种结合不仅 顺应系统建模理论方法的发展趋势，又能满足社会的实践需求，具 有理论和应用的双重价值。最后通过原型系统验证了此方法、步骤 的可行性。 基于本体的电信企业数据建模系统最大的特色就是拥有一个核 心的本体数据库，并重点研究了本体在本体库中的存储等技术手段 与功能实现。本文的研究工作既是对本体半自动化构建、存储的研 究，又是在电信领域引入本体概念的新的探讨。 关键词本体，数据模型，o w l ，关系数据库模式，本体存储 a b s t r a c t n o w a d a y s ，d u et ot h ep r o b l e mo fi n f o r m a t i o ns h a r ei n s u f f i c i e n c y a n dt h er e d u n d a n c yo fd a t ab a c k - u pi nt e l e c o mo p e r a t i o n s u p p o r ts y s t e m ， t e l e c o mm a n a g e m e n tf o r u m p r o v i d e sas h a r e di n f o r m a t i o nm o d e lf o r t h ei n t e g r a t i o nb e t w e e ns y s t e m su s i n gt h ew a yo fi n f o r m a t i o ns h a r e t h a n k st om a n yp e o p l e sa t t e n t i o n , t h ed a t am o d e lo ft e l e c o me n t e r p r i s e h a sb e c o m eaf i e l do f r e s e a r c h t h i st h e s i sa p p l i e st h et h e o r yo fo n t o l o g y t or e p r e s e n tt e l e c o me n t e r p r i s ek n o w l e d g em o r es t a n d a r d i z e d t h ec o r e c o n t e n to fo n t o l o g y - b a s e dt e l e c o md a t am o d e l si n c l u d e ss p e c i f i cd i s t i l l ， d e f i n i t i o n , e x p r e s s i o n , o r g a n i z a t i o na n de s t i m a t i o n i t b u i l d st h e o n t o l o g y - i n f o r m a t i o ns y s t e ma c c o r d i n gt ot h ec o n t e n to f t h ed a t a b a s eo f t e l e c o me n t e r p r i s e ，w h i c hc a nb ea c c e p t e da n du n d e r s t o o dw i d e l y t h e i n f o r m a t i o ni nt h em o d e lc a nb er e u s e da n ds h a r e db yd i f f e r e n tp e o p l e t h et h e s i st r e a t so n t o l o g ya st h em a i lo fr e s e a r c h ，i n t r o d u c e st h e t h e o r yo fo n t o l o g ya n dt h ec u r r e n ts t a t eo ft e l e c o m , a n dt h e nb r i n g s f o r w a r dt h ev i e w p o i n to ft h ec o m b i n a t i o no fo n t o l o g ya n dd a t am o d e l i tf i r s ta n a l y z e st h er e p r e s e n t a t i o n ，f o r m a l i z a t i o na n dc o n s t r u c t i o no f o n t o l o g y , a n dt h e ng e n e r a l l ya n a l y z e sh o w t oc u ti nd a t am o d e l ，t h a ti s a p p l y i n go n t o l o g yt od a t am o d e lt h r o u g ha c c e s s o r i a ld e s i g n i n ge - r m o d e l ，a n dt oi m p r o v ea n da d v a n c et h et h e o r e t i co fs y s t e mm o d e l i n g t h r o u g ht h ep o t e n t i a l f u n c t i o no fo n t o l o g y n p p l y i n g o n t o l o g yt o s y s t e m m o d e l i n g l e a d st om o r ee f f e c t i v e n e s so fm o d e l i n g t h e c o m b i n a t i o ni sn o to n l yt h ec o n f o r m a n c eo ft h ed e v e l o p m e n to f m o d e l i n gt h e o r e t i c ，b u ta l s ot h es a t i s f a c t i o no fs o c i a lp r a c t i c e ，w h i c hi s b o t ht h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l f i n a l l y , t h i st h e s i sv a l i d a t e st h ef e a s i b i l i t y o f t h em e t h o da n da p p r o a c hb yt h ep r o t o t y p es y s t e m ac o r eo n t o l o g y - d a t a b a s ei st h em a i lf e a t u r eo ft h i ss y s t e m t h i s t h e s i ss t u d i e st h et e c h n o l o g ya n di m p l e m e n to ft h es t o r a g eo fo n t o l o g y 。 i ti sn o to n l yas t u d yo nt h es e m i a u t o m a t i co n t o l o g ym o d e l i n ga n d s t o r a g e ，b u ta l s oan e wd i s c u s s i o no nt e l e c o mi m p o r t i n go n t o l o g yt o e n t e r p r i s e s k e yw o r d so n t o l o g y , d a t am o d e l ，o w l ，r e l a t i o n a ld bs c h e m a ， o n t o l o g ys t o r a g e 1 1 1 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特 , l j t l 以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 魄埠魁月挲日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名： 导师签名堕刍期：乎茸日 硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题背景及其研究意义 随着个人机和计算机网络的快速发展，同时中国加入w t o 以来，通信市 场进一步放开，出现了许多的通信运营商，如联通、移动等，技术涵盖无线、 长途、固话、因特网、有线电视等。新兴通信运营商加大对支撑系统的建设， 提供灵活多样的服务套餐和增值业务，以展开同现有运营商的竞争。另一方面， 以客户为中心，同时兼顾资源、服务使用、帐务、结算、营销和客户服务等各 个方面，实现对外营销与对内管理的双重目的。所以引入领先的技术和产品， 整合电信现有的各种业务数据，实现统一的信息资源管理、一致的信息和服务 传递，建立一个集成的、标准化的分析型应用平台迫在眉睫【1 1 。本文研究的目 的就是针对上面的问题，试图结合最近崛起的本体提出一种面向关系数据库的 数据模型，更好的实现信息与数据的共享。 电信企业的数据模型己有很多人在关注并形成了一个专门的研究领域，但 是在本文中，通过引入本体的概念，使得电信企业的各个环节能够与企业业务 模型更加吻合。本体是对客观世界的系统化描述，它独立于特定的描述语言， 是表达特定领域知识的通用观点。从系统管理的角度来讲，本体是一种知识的 分类和组织体系，它主要由概念和概念问的关系所组成。概念反映了企业业务 知识的实体，而关系则反映了概念间的约束和联系。基于本体的数据模型，其 核心内容包括从本体的角度对数据信息进行规范化的提取、定义、表达、组织 和评价，并且能根据电信企业数据库内容，建立起一整套能被广为接受和理解 的数据信息本体体系，以供不同人员在不同时间方便地重用和共享。因此本文 简单设计了一个“基于本体的电信企业数据模型”，相比于其它管理系统，该系 统的一个最大特色在于它有一个核心的本体数据库，并提供了关于本体的建立、 本体的形式化、本体在本体数据库中的存储等技术手段与功能实现。 1 2 国内外研究现状 目前国内电信运营支撑系统中的信息共享不充分以及数据备份冗余，电信 管理论坛提出的共享信息模型的方法，通过信息共享的方式集成现有系统，打 破信息孤岛。电信运营商的业务可以概括为：( 1 ) 基础电信业务，一般指网络承 载的业务；( 2 ) 增值电信业务，这类业务是由增值业务平台所提供的；( 3 ) n 络资 硕士学位论文第一章绪论 源出租业务。电信业务，运营支撑系统( t e l e e o mb u s i n e s so p e r a t i o ns u p p o r t s y s t e m ，以下简称tb o s s ) 是这些电信业务的运营和管理平台。b o s s 是业务支 撑系统( b u s i n e s ss u p p o r ts y s t e m ，简称b s s ) 和运营支撑系统( o p e r a t i o ns u p p o r t s y s t e m ，简称o s s ) 的合称。对电信运营商而言，b s s o s s 融合了业务支撑系统 ( b s s ) 与运营支撑系统( o s s ) ，是一个综合的业务运营和管理平台，同时也是真 正融合了传统话音业务( 包括固定、移动和卫星) i p 数据业务与移动增值业务 的综合管理平台；对客户而言，b s s o s s 没有区别，是统一的系统和接口。b o s s 是综合的业务运营和管理平台，在电信企业内以运营支撑为基础、支持以客户 为中心、面向电信业务的经营流程，实现端到端经营流程的自动化，主要由下 面几个业务系统组成： 营业：营业子系统包括营业受理，营业收费、资源管理，统一客户资料等 几个模块。完成业务新装、业务过户、业务停开、业务注销、业务变更、客户 资料变更、改号、转网、换卡补卡、缴费、费用修改、退费等流程。 计费：计费子系统分为格式化、一次批价、二次批价、漫游接收上发等流 程。格式化是指从，网络通信设备产生的原始话单中提取出计费所需的所有内 容，并转化为计费程序能够处理的格式。一次批价是计费子系统根据格式化提 供的标准格式话单，结合费率表、号段表、区号表等计费资料对话单进行计费。 二次批价是计费子系统在一次批价的基础上，根据用户入网所享受的各项优惠 对话单进行重计费，以最终生成向用户收费的话单。漫游是移动通信的特性， 许多原始话单中都没有用户是否漫游的标志，计费子系统就必须根据原始话单 产生地结合号段表来进行判定，计费子系统需将漫游至本地的外地用户的话单 转换为标准格式上发给外地的移动运营商，同时还必须接收外地运营商传来的 本地用户漫游至外地的话单并计费。 账务：帐务子系统完成对多业务的出账、信用控制、账单调整、欠费用户 管理等等功能，实现各业务的统一管理。各业务话单经过采集、批价、入库、 汇总后进入账务子系统，形成综合的汇总账单。在集中收缴费的条件下实现综 合的多业务费用的汇总和计算“一台清”、“一单清”。 结算：结算子系统实现各业务国内、国际结算及各业务间结算。 客服：客服子系统实现多业务的查询i 殳诉处理及业务受理等。 经营分析与决策支持：经营分析系统通过固定报表、o l a p 分析、专题分 析和k p i 指标为市场经营和决策人员了解市场和收入情况，制定业务发展和市 场竞争等策略提供了部分统计数据和初步分析依据。 系统之间通过统一的信息总线有机的整合在一起。同时电信业务运营支撑 系统还与网络管理系统、联机指令系统、o a 、e r p 及接入平台等外部系统互连， 2 硕士学位论文第一章绪论 进行数据的交换与分享f 2 】。 本体( o n t o l o g y ) p 】的概念最早起源于哲学领域，近年来，各个学科渐渐认识 到本体在解决知识概念表示和知识组织体系等方面起到的重要作用，都在积极 进行跨学科研究。目前已经将本体的概念引入到人工智能、知识工程、知识管 理、面向对象分析和图书情报等许多领域。在电信领域，关于本体理论的研究 与应用呈加速发展的趋势，但是与国外电信领域涌现的研究项目和研究成果相 比，国内尚存在较大的差距。而且目前建模理论已经步入新纪元，应用技术的 重点应该是w b b 2 0 和o n t o l o g y 理论。所以作者认为将本体理论应用于数据建 模己经成为历史的发展趋势，他们的融合将会进一步提高系统的数据处理能力。 建模理论自身也迫切要求应用新技术、新理论来满足社会的实践需求。近2 0 年， 市场飞速变化，企业经营管理模式正在逐渐由“金字塔式控制型”向扁平化、网 络型、合作式、具有自适应能力的经营管理模式转变。基于传统“硬方法”建立 的信息系统已经无法担此重任，它的弊端已经充分暴露出来，如：开发周期长， 灵活性差，模型复用率低，各个系统的模型不能够充分共享等。建模领域专家 普遍认为只有改善信息系统建模理论和方法才能从根本上解决这个问题。如： 北京理工大学周三元教授就曾提出：面向a g e n t 的企业信息系统建模方法，用 于改善信息系统建模方法。 在此背景之下，本论文提出：将本体理论应用到数据模型构建中，充分利 用本体的概念化规范化描述语法来形式化的描述电信领域知识；然后再利用本 体理论的潜在功能进一步完善和提高系统建模理论方法，在电信概念模型中引 入本体，构建模型或者辅助模型的完善；同时将相对完善的本体技术应用到系 统建模的实践领域中，从而提高系统建模的效率，通过有针对性的对电信产品 领域的模型构建来详细生动的给出实例的验证。这种结合不仅顺应系统建模理 论方法的发展趋势，又能满足社会的实践需求，具有理论和应用的双重价值。 1 3 文章结构安排 本文的主要研究内容是：以本体作为研究主题，对与本体相关的理论问题 及电信领域应用现状作了全面的介绍，在充分分析本体理论的特点和应用现状 后，提出本体理论与数据建模理论相结合的论点。论文首先对本体理论如何切 入数据建模领域做了全面的分析，之后分析电信企业的具体业务提出了基于本 体的电信企业数据模型的方法研究，最后通过原型系统验证了此方法、步骤的 可行性。 具体研究内容和技术路线如下： 第一章提出问题。论叙了电信企业数据模型的重要性，从而提出了把本体 3 硕七学位论文 第一章绪论 理论结合到电信企业的研究意义；然后介绍了电信业务组成部分；最后给出本 课题研究的内容和研究路线。 第二章探讨与数据模型相关的学习技术。首先，论述了相关的学习技术一 本体论和电信n g o s s 知识；随后给出电信企业数据模型，以期勾画出数据模 型的重要性以及基于本体研究的作用。 第三章基于本体的表示方法的研究。从电信领域获得专门的数据信息，然 后用一定的形式表示出来，最后存储到数据库中。不仅仅是某个领域数据的集 合，而且涉及到数据的表示、运用、处理和系统建模等多方面的问题。从系统 开发设计的角度来看，建立一个系统涉及到如下几个方面的问题：一是，关于 数据信息的表示。二是，关于系统的构造。只要根据具体的问题或用户需求和 系统的特点，选择好的表示方法，那么系统的结构也就决定了。为了能准确的 选择表示方法，建立有效的系统，就需要对数据进行分析。本章在对数据类型 和组织的语义模型分析的基础上，主要研究基于本体的表示方法。 第四章基于本体的数据模型设计分析。本章从传统数据模型设计展开，探 讨了利用本体辅助概念设计中的e r 建模方法及基于本体的建模过程；然后分 析比较从o w l 本体表示到u m l 模型和从u m l 模型到关系数据库模式的转换 规则得出直接从o w l 本体表示到关系数据库模式的转换规则；接着研究了本 体在数据库中的存储方式。最后总结本体构建过程的两种不同方式。 第五章原型系统的设计与实现。结合电信企业中的产品领域分析产品业务 及原有的模型，给出了系统设计的流程；然后结合前文提出的本体建模理论设 计出系统的整体架构，本体的具体结构和存储方式；最后通过实现这个原型系 统验证了这个架构的可行性。 第六章总结研究结论和成果，并指出进一步研究的问题。 4 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 第二章本体及电信企业知识简介 随着社会的发展和计算机应用需求的不断增强，同时也面i 临着知识表示、信 息组织、软件复用及如何组织、管理和维护海量的信息等一些困难。随着跨学科 研究的增多，学科之间知识的共享和复用越来越频繁。大规模的知识模型共享、 系统集成以及知识重用也就显得越来越重要。本体这个概念在其它计算机领域也 得到应用。本章对本体论的一些基础概念。本体的描述语言等进行了说明，并简 单介绍了电信企业部分知识，然后就企业数据模型给出了定义。 2 1 本体简介 本体的概念最早来源于哲学的研究。近些年来，随着信息技术的发展和互联 网的广泛应用。o n t o l o g y 这个词经常会碰到，一般称为“本体论”，在本文中 o n t o l o g y 翻译为“本体”。 2 1 1 本体的定义及相关概念 本体的研究及应用日趋成熟，但在各种文献中，本体的定义却有许多种。在 人工智能领域，最早给出本体定义的是n e c h e s l 4 1 等人。n e c h e s 认为：“本体定义 了组成主题领域词汇表的基本术语及其关系，以及利用术语和关系组合规则来定 义词汇的外延。”也就是说，本体不但包含明确定义的术语，还包括根据规则导 出的术语，是术语的一个闭包。后来在信息系统、知识系统等领域，越来越多的 人研究本体，并给出了许多不同的定义。 本体通过对于概念、术语及其相互关系的规范化描述，刻画出某一领域的基 本知识体系和描述语言最著名并被引用得最为广泛的定义是在1 9 9 3 年由 o r u b e r l 5 1 提出的，即“本体是对概念化的明确的规范说明”。1 9 9 7 年b o r s t 6 1 对 g r u b e r 的定义作了改进：“本体是对共享的概念化的形式化的明确的规范说明”。 后来s t u d e r 册等人对这两个定义进行了解释，“概念化”是指在识别出与世界上某 些现象相关的概念后，得出关于这些现象的抽象说明；“明确的”意味着概念类型 及概念的使用约束都有明确的定义；“形式化”是指本体应当是机器可读的；“共 享的”指本体捕获的是己达成共同认可的知识，即本体不是个人私有的，而是一 个组织所公认的。虽然关于本体的定义有许多种，但本体的本质是对共享概念的 正规清晰的描述。在计算机领域，本体被定义为共享概念模型的形式化的规范说 明。 5 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 2 1 ，2 本体的特点 本体提供一组术语来描述某个领域，实际上是一组共享的具有公共理解的术 语。即某一领域内的一个专业术语表，以供需要共享一个领域内信息的研究人员 使用。这些术语间有不同的层次和关系。本体与数据库和语义网络都有相同和不 同之处。 本体和数据库有以下几点不同：( 1 ) 定义本体的语言比通常数据库所使用的 语言在语义、语法上更加丰富；( 2 ) 本体所描述的信息是半结构化的自然语言文 本，而非列表式的信息；( 3 ) 一个本体必须使用用于信息共享和交换的公用术语： ( 4 ) 一个本体提供的是一种领域理论，而不是一个数据容器的结构；( 5 ) 数据库模 式并不能对数据提供清晰的语义，而本体可以提供清晰和正式的语义；( 6 ) 数据 库模式不能被共享和复用，模式一般是对于一个特定的数据库来定义的，而本体 能被复用和共享。 本体和语义网络有相同的知识表示形式。它们均可以通过带标记的有向图来 表示，适合于逻辑推理。本体和语义网络的区别有如下几个方面：( 1 ) 从描述的 对象和范围来看，本体是对共享概念模型的规范说明，即其概念在某个特定领域 是公认的，是面向特定领域的概念模型。而语义网络是一种带有标记的有向图， 其节点用于表示物理实体、概念或状态，边用于表示关系，但是对节点和边都没 有特殊规定，所以描述的范围比本体广。它最初用于表示命题信息，现在广泛用 在专家系统中来表示知识：( 2 ) 从表示的深度上看，本体有五个建模原语，即类、 关系、函数、公理和实例，它通过这五个建模原语来严格、正确地刻画所描述的 对象。语义网络在深度上不如本体，并且对建模没有特殊的要求；( 3 ) 从建模条 件上看，本体的建立必须有专家的参与，这也是本体目前的主要缺点之一。语义 网络的建立则不必有专家的参与嘲。 2 1 3 本体的分类 根据本体不同方面的属性( 如形式化程度、目的和描述对象) 可以对本体进行 不同的分类。如根据本体的形式化程度不同，可以把本体分为【9 】： ( 1 ) 高度非形式化的( 1 l i g l l i n f o r m a l ) 本体：用自然语言自由随意地表达； ( 2 ) 结构非形式化的( s t r u c t u r e d i n f o r m a l ) 本体：用受限定的结构式自然语言表 达； ( 3 ) 半形式化的( s e n u - f o r m a l ) 本体：用人工定义的形式语言表达； ( 4 ) 严格形式化的( r i g o r o u s l yf o r m a l ) 本体：用属性的形式语义、定理和证明严 格、仔细地定义术语，并使之具有正确性和完整性； 6 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 c , u a r i n 提出以详细程度和领域依赖度作为本体的划分基础【1 0 1 。详细程度是 指描述或刻画建模对象的程度。它是一个相对的较模糊的概念。详细程度高的本 体称为参考本体。详细程度低的本体称为共享本体。依照领域依赖程度可以分为 顶级本体、领域本体、任务本体和应用本体四类，其中： ( 1 ) 顶级本体描述的是最普通的概念及概念之间的关系，如空间、时间、事 件、行为等等，与具体的应用无关。其它种类的本体都是该类本体的特例； ( 2 ) 领域本体描述的是特定领域( 医药、汽车等) 中的概念及概念之间的关系； ( 3 ) 任务本体描述的是特定任务和行为中的概念及概念之间的关系； ( 4 ) 应用本体描述的是依赖于特定领域和任务的概念及概念之间的关系。 1 9 9 9 年p e r e z 和b a n j a m i n s 在分析和研究了各种本体分类法的基础上归纳出 l o 种本体：知识表示本体、普通本体、项级本体、元( 核心) 本体、领域本体、语 言本体、任务本体、领域一任务本体、方法本体和应用本体1 1 1 】。该分类方法是对 o u a r i n o 所提出分类方法的扩充和细化。但这l o 种本体之间有交叉，层次不够清 晰。 2 1 4 本体的描述语言 本体语言是用来描述本体的。用户可以用本体语言给领域模型编写清晰的、 形式化的概念描述。本体的描述语言需要具备以下特点： ( 1 ) 严格定义的语法( aw e u - d e f m e ds y n t a x ) ： ( 2 ) 严格定义的语义( aw e l l - d e f i n e ds e m a n t i c s ) ； ( 3 ) 有效的推理支持( e f f i c i e n tr e a s o n i n gs u p p o r t ) ； ( 4 ) 充分的表达能力( s u f f i c i e n te x p r e s s i v ep o w e r ) ； ( 5 ) 表达的方便性( c o n v e n i e n c eo f e x p r e s s i o n ) 。 在具体的应用中，本体语言主要分为四大类：非形式化语言、半非形式化语 言、半形式化语言和形式化语言。本体也可以用自然语言、语义网络、框架、逻 辑语言等来描述。 在过去十几年中，出现了许多传统的本体描述语言，如：o n t o l i n g u a 1 2 1 、 l o o m 1 3 1 ，o c i v i l 、f l o g i c 、c a r i n e 。它们的语法大多包含无格式的文本【1 4 1 。 最近出现了许多基于w e b 的本体语言：r d f s 、s h o e 、x o l 、o m l 、o i l 、 d a m u - o i l 以及最新的o w l 。它们之间的关系如图2 1 所示： 7 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 图2 一l 基于w e b 的本体语言栈 s h o e ( s i m p l eh t m lo n t o l o g ye x t e m i o m ) 语言是一种基于知识本体的知识 表示语言。r d f ( t h er e s o u r c ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ) 和r d fs c h e m a 合称为 r d f ( s ) 。r d f 是资源描述框架，可以描述对象、类和性质。它不仅描述数据框 架，而且可以表示数据框架。它为书写本体提供一个标准化的语法。o i l ( t h e o n t o l o g yi n f e r e n c el a y e r o n t o l o g yi n t e r c h a n g el a n g u a g e ) 是一种针对本体的基于 互联网的表现和推理层。它广泛使用基于框架语言的建模原语，并通过描述逻辑 进行推理服务。o i l 提供一种通用的语义互联网标记语言。本体交换语言x o l 以o n t o l o g ye x c h a n g el a n g u a g e 由s k ii n t e r n a t i o n a l s a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e c e n t e r ( a i c ) 的b i o i n f o r m a t i c sr e s e a r c hg r o u p 创建。它的语法建立在x m l 基础之 上。它使用一般性的方法来定义本体，是一种简单通用的定义本体的方法。 o m l ( o n t o l o g ym a r k u pl a n g u a g e ) 是在x m l 的基础上产生的一个本体标识语言。 d a m l + o i l ( d a r p aa g e n tm a r k u pl a n g u a g e ) 是一种语义标识语言。 o w l ( o n t o l o g yw e bl a n g u a g e ) 是w 3 c 在r d f ( s ) 和d a m l + o i l 的基础上提出的 w e b 本体描述语言。它的中心思想是向下兼容r d f ( s ) 的语义，同时又向形式化 描述逻辑方向发展。它比r d f ( s ) 提供了更丰富的属性和类的描述机制：公理描 述、属性特征约束、属性类型限制、基数限制和类的逻辑组合【”1 。o w l 可被用 来明确表示词汇表中术语的含义以及术语间的关系。与x m l ，r d f 和r d f s c h e m a 相比，o w l 拥有更多的机制来表达语义。因此，在某些方面o w l 超越了x m l ， r d f 和r d fs c h e m a 。 2 2n g o s s 知识简介 本节对要引入本体概念的电信运营支撑系统的相关概念和体系结构进行研 究，主要介绍t m f 提出的n g o s s ( n e wg e n e r a t i o no p e r a t i o ns y s t e ma n d 8 硕士学位论文 第二章本体及电信企业知识简介 s o f t w a r e ，下一代运营系统和软件) 框架和s i n ( s h a r e di n f o r m a t i o n d a t am o d e l ，共 享信息与数据模型1 。 2 2 1n g o s s 概述 n g o s s t l 6 1 是t mf o r u m 提出的关于新一代电信运营支撑系统的框架，同时 它也提出了一种研究电信运营支撑系统的方法与思路。t m f 正在进行的n g o s s 项目包括定义下一代业务处理框架和流程，建立这些解决方案的d e m o ，建立 一个文档、模式、代码和培训材料的资源库，支持论坛成员开发自己的n g o s s 组件。n g o s s 的四个重要组成部分分别为：电信运营图- t o m ( t e l c c o mo p e r a t i o n s m a p ) 、技术集成图- t i m ( t e l e c o mi n t e g r a t i o nm a p ) 、中央信息设施( c e n t r a l i n f o r m a t i o nf a c i l i t y ) 以及示范项目和产品。 n g o s s 框架从商务、系统、实现和运行方面对n g o s s 知识体系进行划分， 形成相应的业务视图、系统视图、实现视图和运行视图，提供了一整套的方法论 来指导o s s 的设计与建立。它是基于现有的行业经验及t m f 论坛的以往成果， 得到的用更加结构化和完备的方法建立软件系统的一系列指导标准。n g o s s 的 目标是定义一个基于构件的、分布式的体系结构和一系列关键性的系统服务，以 满足信息和通信行业中对动态业务和运营管理的需求。图2 - 2 展示了n g o s s 框 架的结构： 图2 - 2n g o s s 框架结构图 这四个视点以需求一建模一验证一实现一新需求的闭环形式反映了电信运 营支撑系统建立与完善的一般过程。它的核心设计思想是利用流程驱动。系统设 计时首先从流程分析开始，分析自己企业的核心业务流程；然后通过分析流程， 提炼出所有关键的数据，利用共享信息模型将数据进行抽象，划分为不同的管理 9 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 域，建立共享的数据模型；最后根据共享的数据模型组建实际的o s s 系统。 2 2 2 共享信息模型s i d s i d t l 。m o l 是电信管理论坛( t m f ) 在n g o s s 中提出的共享信息模型的通用框 架。s i d 主要针对信息和通信行业，分别从业务和系统两个视角进行了描述。从 业务视角出发，s i d 以e t o m ( e n h a n c e dt e l c c o mo p e r a t i o n sm a p ) 中l e v e l 0 定义 的业务流程为基础，通过对业务过程中涉及的各种业务信息的抽象和分析，定义 了各种可聚合的业务实体a b e ( a g g r e g a t eb u s i n e s se n t i t y ) 以及各种业务实体b e ， 并将它们划分为不同的域，形成了系统和信息图s i m ( s y s t e m sa n di n f o r m a t i o n m a p ) ，从而最大限度地实现信息和数据的共享。从组建o s s 系统的视点出发， 对各种业务实体的属性进行定义，并利用u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 将它 们有机地组合在起形成u m l 模型，从而为设计用于实现o s s 系统实际使用的 共享数据模型提供参考。 图2 3 简要分析了各信息域及其中相应的a b e ： 图2 - 3s i d 实体框架l e v e l la b e ( 1 ) 市场，销售域 市场销售域，主要包括为了实现以赢得客户或潜在客户为目的而进行的销 售和市场活动所需要的各种数据操作和合同操作。针对市场销售域共定义了六 个a b e ：战略产品计划、市场分段、市场竞争活动、竞争者、销售通道、合同， 1 0 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 引导前景和销售统计。 ( 2 ) 产品域 产品是为客户提供服务的实例。在为客户提供服务时，需要对产品进行封装 打包，以产品包的形式提供、给客户，使客户得到综合服务。此产品包可以包含 一个或多个产品。同时，产品的实现需要业务的支持，而且产品通过定单实现业 务开通和产品的投诉处理。 产品域主要包括了各种产品周期信息以及同产品周期有关的合同和信息操 作，共定义了6 个a b e ：战略产品计划、产品规范、产品提供、产品、产品使 用统计和产品性能。 ( 3 ) 客户域 客户是指定购电信服务的人或社会团体。n g o s s 系统的目标就是以客户为 中心，满足客户的需求，提高客户的忠诚度，增加客户数量。因此，在n g o s s 系统中，客户是一个非常重要的核心实体。 客户域主要包括向企业( 服务提供商) 订购产品的个人或组织的信息及他们 获取产品时进行的合同操作，以及客户订购产品时同帐务有关的数据和合同操 作。它定义了9 个a b e ：客户、客户交互、客户订购、客户统计、客户问题、 客户s l a 、客户帐单、用于客户帐单的资费、客户帐单搜集和客户帐单查询。 ( 4 ) 服务域 服务域主要定义了同服务规范和服务实例有关的a b e 。服务域体现了产品 的实现，将各种产品进行组合，形成为客户提供的各种服务。服务域共包括9 个a b e ：服务计划，服务规范、服务订购、服务、服务故障、服务中止、服务 侧试、服务质量和服务使用。 ( 5 ) 资源域 资源包括地理位置资源、户外基础设施、线路资源以及网络中的设备等。资 源为业务的实现提供支持，业务要占用资源。工单处理时，要对资源进行指配。 资源域定义了各种用于管理网络和各层网络技术的a b e 。资源域的目的是 确保各种网络技术能实现各种服务的传送。资源域共定义了1 7 个a b e ：资源计 划、物理资源规范、物理资源、逻辑资源规范、资源订购、网络拓扑、逻辑网元、 资源故障、资源告警和中止、资源中止修复、资源测试、资源性能、资源性能趋 势、资源流量控制、资源流量、资源流量趋势和资源使用。 ( 6 ) 供应商合作伙伴域 供应商合作伙伴域主要涉及供应商合作伙伴的各种信息以及面向供应商， 合作伙伴的各种合同操作，也包括同帐务有关的数据和合同操作。这里共定义了 1 2 个a b e ：s p 计划、供应商合作伙伴、交互、s p 产品、订购、s ps l a 、s p 硕士学位论文第二章本体及电信企业知识简介 问题、s p 统计、s p 性能、s p 帐单、s p 支付和s p 查询。 ( 7 ) 公共商业域 公共商业域定义了一些共享的a b e ，这些a b e 不属于某个特定的域，可被 其它域共享。这些a b e 是现实中的商业实体的普遍抽象，如商业交互可作为客 户订购和s ps l a 的抽象。公共商业域共定义了5 个共享的a b e ：会议、商业 交互、地点、协议和策略。 ， s i d 是商业和系统的实体定义和u m l 模型的有组织的集合。n g o s s 提出 s i d 是希望使服务提供商在集成o s s 组件时更加灵活并且可重用。其目的要提 出一个全面、广泛的信息架构，其中包括从企业、客户到服务、设备和网络的全 部必要信息和数据。s i d 对运营支撑系统中所涉及的各种信息进行统一的形式化 的定义，以及将e t o m 中的各个功能模块通过共同的描述语言连接起来。提供 的统一信息描述，使得模块之间能够基于共同的信息语言交流和沟通。它建立标 准接口规范，及一套注册服务的机制，来保证应用程序之间能够自动发现对方的 接口定义、数据格式、消息含义等信息，实现即插即用。 s i d 模型提供了s i d 业务实体的高层视图，同时提供了s i d 业务实体分布的 结构图。s i d 不仅对业务过程中所涉及的各种信息进行抽象分析，而且还使用了 u m l 对共享信息进行建模，为聚合业务实体定义了数据对象、对象属性等，以 及将e t o m 中的各个功能模块通过共同的描述语言连接起来，提供统一的信息 描述，使得模块之间可以基于共同的信息语言交流和沟通。信息模型包括s i d 信息的业务和系统视图，它有两种表现形式：u m l 类图和数据字典，数据字典 定义了类的方法、语义和用途、属性及其他元素，以供集成后的系统重用和共享 这些数据信息。共享信息，数据模型中采用表格的方式定义类、属性、属性组等 信息，同时利用x m l 语言形式化描述表格定义的类，经过x m l 描述后的资源 模型，最终成为可以被程序识别并且成为可以在不同系统之间交互的信息模型。 2 3 电信企业数据模型 数据模型包括概念数据模型c d m ( c o n c e p t u a ld a t am o d e l ) ，逻辑数据模型 l d m ( l o 百cd a t am o d e l ) 年 i 物理数据模型p d m ( p h y s i c a ld a t am o d e l ) 。 2 3 1 概念数据模型 c d m 是一个高阶层的数据模型，它定义了企业级的主题域、层面、主要的 实体及实体间的业务关系。它定义和规范了重要的业务概念和彼此的关系，如客 户、供应商、合作伙伴、产品、合同、网络、渠道、营销等，侧重于描述企业的 核心数据。 硕士学位论文 第二章本体及电信企业知识简介 2 3 2 逻辑数据模型和物理数据模型 l d m 是独立于数据库技术的，即在设计时不需要考虑使用什么样的数据库、 字段类型、长度、索引等，也不需要考虑应用程序的性能等因素。而这恰恰是设 计p d m 时需要重点考虑的因素，在设计p d m 之前必须确定数据库平台和应用 程序的架构。 设计l d m 是以c d m 为基础的，对c d m 所确定的业务概念进行细化，侧 重于考虑如何实现。需要从业务角度反映出业务对象之间的本质联系，如客户、 产品、合同、渠道、帐户等。设计任何特定的业务系统( 如电信营业系统) 或分 析系统之前都应该首先设计l d m 。需要注意的是。l d m 不一定是企业级的，它 可能仅仅用来支持企业的某些部门( 如市场营销部门和客户服务部门) 的特定业 务流程( 如业务受理或客户服务) 或分析型应用( 如客户利润分析) 。 2 3 3 企业级逻辑模型 当l d m 的主题涵盖企业的各个方面( 包括客户、供应商、合作伙伴、产品、 网络、渠道、广告、营销、事件、内部流程、财务管理、地理区域等) 并提供了 企业级的业务视图( e n t e r p r i s e w i d eb u s i n e s sv i e w ) 时，被称为企业级逻辑模型 e d m ( e n t e r p r i s ed a t am o d e l ) 。因此，e d m 是一个企业级的l d m ，是关于整个组