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p a r l a yx 的语义化描述研究j 实现 p a r l a yx 的语义化描述研究与实现 摘要 对外开放服务是电信业务发展的趋势，下一代刚络将是一个集成 了现有各种电信基础设施和大量i n t e r n e t 应用的多网融合的网络。在 互联网领域，语义w e b 已成为一个极具潜力的热点研究方向。语义 w e b 服务支持服务的自动发现、动态组合、智能匹配和监控执行，既 适合于服务请求者、服务注册中心、服务提供者的集中式模式；也适 合于p 2 p 、自组织模式，允许代理之间直接进行服务的发布、发现和 协商。这项技术的出现为电信业务在语义层面的融合和业务的智能化 提供了一个可借鉴的新思路。 本文针对电信网络能力服务p a r l a yx 缺乏语义层面上的支持、资 源的内容和确切含义难以确定等问题，就如何在未来融合业务中使用 本体技术来提高电信业务的智能性进行了深入的研究。文章首先全面 介绍了语义网技术、本体技术和电信开放服务接口p a r l a yx 。然后介 绍了本体建模的一般方法，并结合电信业务领域特点，给出一个电信 业务领域本体建模的方法。基于上述的研究成果，文章给出了一个对 电信网络能力服务p a r l a yx 进行语义化描述的方法，并详细介绍了一 个语义化p a r l a yx 服务的实现结果。最后，本文结合一个智能电信业 务的测试结果，对该描述方案进行了评价。 关键词语义网本体论电信业务语s lp a r l a yx 电信业务领域本体 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t 芦汀1 0 no fs e m a n t i c d e s c r i p t l 0 n0 f 眦l a y x i t sat r e n df o rt e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e st oo p e nt h e r ei n t e r f a c e s t h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r kw i l lb eam u l t i n e t w o r kc o m b i n e dw i t ht h e c u r r e n tb a s i ct e l e c o m m u n i c a t i o nf a c i l i t y a n d p l e n t y o fi n t e r n e t a p p l i c a t i o n s i ni n t e r n e ta r e a ，s e m a n t i cw e bb e c o m eah o ts p o tw i t hb i g p o t e n t i a l i t y s e m a n t i cw e bs u p p o r t s s e r v i c e sa u t o m a t i c a l l yd i s c o v e r y , d y n a m i cc o m p o s i t i o n ，i n t e l l i g e n tm a t c h i n ga n de x e c u t i o n m o n i t o r i ti s s u i t a b l ef o rt h ec e n t r a ls e r v i c em o d ea m o n gs e r v i c er e q u e s t e r , s e r v i c e r e g i s t r ya n ds e r v i c ep r o v i d e r , c o u l da l s ob e n e f i tp 2 p , s e l f - o r g a n i z a t i o n m o d e ，a n da l l o wa g e n t st op u b l i s h ，d i s c o v e r y a n da s s o c i a t es e r v i c e d i r e c t l y t h ee m e r g e n c yo ft h i sn e wt e c h n o l o g yp r o v i d e san e ww a y o f t h i n k i n gf o rc o n v e r g e n c eo ft e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e si ns e m a n t i cl e v e l a n ds e r v i c ei n t e l l i g e n c ei nt e l e c o m m u n i c a t i o na r e a t h i sp a p e rf o c u s e so nt h ep r o b l e m si np a r l a yxw e bs e r v i c e s ，s u c h a sl a c ko fs e m a n t i cs u p p o r ta n dv a g u ei nt h ed e f i n i t i o na n dc o n t e n to f r e s o u r c e w r ed oi n d e p t hs t u d yo nh o wt oi m p r o v et h ei n t e l l i g e n c eo f t e l e c o ms e r v i c e sb yu s i n go n t o l o g yt e c h n o l o g yi nf u t u r ec o n v e r g e n c e s e r v i c e s f i r s to fa l l ，t h i st h e s i sg i v e sa no v e r v i e wo fs e m a n t i cw e b ， o n t o l o g ya n dp a r l a yxw e bs e r v i c e st h e o r i e s t h e n ，t h et h e s i si l l u s t r a t e s t h ec o m m o no n t o l o g ym o d e l i n gm e t h o d s c o m b i n e dw i t ht h ef e a t u r e si n t e l e c o ma r e a ，w ep u tf o r w a r dam e t h o do ft e l e c o ms e r v i c e s d o m a i n o n t o l o g yr e p o s i t o r ym o d e l i n g b a s e d o nt h ea b o v er e s e a r c hr e s u l t s ，t h i s t h e s i sa l s op r o p o s e sam e t h o do fd e s c r i b i n gt h ep a r l a yxw e bs e r v i c e si n s e m a n t i cl e v e l a n dg i v e st h ei m p l e m e n t a t i o nr e s u l t so fas e m a n t i cp a r l a y xw e bs e r v i c e f i n a l l y ，t h i st h e s i sg i v e sa ne v a l u a t i o no ft h ed e s c r i p t i o n s o l u t i o nb a s e do nt h et e s tr e s u l t so fa ni n t e l l e g e n tt e l e c o ms e r v i c e 北京邮i u 人学硕l ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究j 实现 k e yw o r d s s e m a n t i cw e b ， o n t o l o g y ，t e l e c o ms e r v i c e ， s e m a n t i cp a r l a yx ，t e l e c o ms e r v i c ed o m a i no n t o l o g y 独创性( 或创新性) 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及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的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。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：互毫结一 本人承担一切相关责任。 f 1 期：塑、21 涩 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，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，可以允许采用影印、 缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守 此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 北京邮i u 人学硕l ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究，j 实现 第一章绪论 1 1 研究背景 电信开放服务架构已经成为电信业务发展的必然趋势，电信业务将向着融合 与开放的方向发展。而以w e bs e r v i c e 方式对外丌放电信网络能力具有得天独厚 的优势，也受到业界普遍的关注，它可以很自然的与互联网领域丰富的分布式应 用相结合，以提供丰富多彩的融合了电信业务和互联网业务的新的业务类型。 p a r l a yx 作为目自订电信丌放服务架构的代表，提供了一组简单易用的接口，让应 用程序开发者容易地利用w e bs e r v i c e 技术来访问电信网络，大幅减少上层应用 程序的丌发时问。但是它使用w s d l 对服务进行描述，而w s d l 最大的局限性 就是采用基于语法的描述方式，缺乏明确的语义。即使计算机能够获得p a r l a yx 接口的w s d l 文件，计算机也无法理解文件中描述的服务的作用以及接口参数 的意义，无法实现未来融合电信业务的智能化处理。 在互联网领域，语义网【1 j 及语义w 曲服纠2 j 币成为一个极具潜力的热点研究 方向，已经有大量针对语义w e b 服务技术本身开展的研究，如语义w e b 服务的 本体描述( o w l - s ) 、基于本体的服务动态发现、服务的自动组合、服务的执行 监控等，但研究范围主要集中在企业级的应用和传统互联网的b 2 b 业务集成上。 语义w e b 的出现，为电信领域的业务智能化，以及电信网络和互联网在业务层 面上的无缝融合及知识共享，提供了可借鉴的新思路和新途径。所以，研究电信 业务领域的语义化问题，逐渐成为当前电信业务领域的研究热点。 近两年来，国内外已经有一些将语义w e b 技术应用到电信领域的研究活动。 但研究的着眼点大多集中在提高电信领域某个局部问题的智能性上。比如，文献 【3 】提出了一种在普适计算环境下，解决移动用户个性化的配置文件的语义问题 的方法。文献【4 】针对异构网络管理存在的语义分歧问题，对本体进行映射，理 清概念间的关系，以解决网络管理中语义互操作问题。文献【5 1 研究有效地挖掘 电信商务智能，采用自定义的一种本体语言，侧重在电信运营数据的整合与挖掘 上，虽然涉及到业务元素的本体建模，但仅涉及数据挖掘中的某些业务概念。文 献【6 】从满足用户个性化需求的角度，提出一种对用户业务需求进行描述，平台 根据需求描述在语义字典中进行业务搜索的业务提供方法，该方法主要将语义 w e b 的搜索功能引入到移动互联网业务中来，该研究针对用户的业务需求进行语 义描述，不是对业务领域知识进行本体建模。在项目方面，m o b i l i f e 7 】作为w w i 联盟的一部分，也将移动应用与业务的本体知识课题作为其研究目标之一，整体 尚处于移动业务本体化的最初级探索阶段。在国内，由国家自然科学基金资助的 北京邮电大学嘲络，吁交换技术国家重点实验室 1 北京邮l u 人学硕i ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究j 实现 “智能移动业务平台的基础性研究”重点项目1 8 j 主要研究利用语义w e b 技术来构 建v h e 平台。另外，国家杰出青年基金资助的“业务网络智能化”项目，在移 动智能网和下一代网络的基础上，展开业务网络智能化的研究工作。 未来的融合网络环境下，为了提供以用户为中心的智能化业务，需要动态地 查找、组合和调用各种分布、异构网络提供的服务，从而构建一个开放、统一的 业务计算环境。然而，目前，电信业务领域由于缺乏领域本体知识的支持，导致 无法对电信网络能力服务进行精确的描述，从而无法实现电信网与互联网在语义 层面的业务无缝集成和互操作。因此无法满足未来以用户为中心的融合业务的动 态业务查询、选择、组合和绑定等智能性需求。 语义化的电信网络能力服务是实现未来融合网络业务智能化的重要基础之 一，对电信网络能力服务接口p a r l a yx 进行语义化描述，将实现未来融合电信业 务的自动发现、自动组合、智能匹配、自动调用等智能化处理。将为解决通信业 务在面向服务的异构系统网络问以及电信领域和其他领域问的可识别，可调用， 智能控制执行等跨网互操作以及信息共享难题提供新的途径，为研究业务跨网智 能协同工作奠定基础。 1 2 研究内容 构建语义层面上支持知识共享的融合电信网和互联网的统一业务架构，对 p a r l a yx 进行语义化描述，最根本的是要研究如何将电信业务领域的知识形式 化，展开对电信业务领域本体的研究工作，最终构建一个共享的电信业务领域本 体知识库。利用该本体知识库，结合通用的语义w e b 服务本体描述机制，在语 义层面上描述电信网络能力服务。具体研究内容包括： ( 1 ) 电信业务领域本体知识库构建方法研究 p a r l a yx 的语义化描述需要电信业务领域知识库的支持。本体作为共享概念 模型的明确的形式化规范说明，用来获取、描述和表示相关领域的知识，提供对 该领域知识的共同理解，形成该领域知识共享的概念模型，即语义化描述。本体 作为一项趋于成熟的领域知识建模技术，可以用于电信业务领域知识的语义化描 述。电信业务领域存在海量的概念和知识，这些知识存在于电信标准文档、网络 资料、电信系统中，对电信业务领域知识进行概念建模是一项艰巨的任务。研究 电信业务领域本体知识库的构建方法，需要研究电信业务领域概念知识的层次组 织结构，明确电信业务涉及的子领域及其之间的关系，研究电信业务子领域本体 的概念模型，研究领域本体概念模型的描述方法，研究对电信业务领域本体进行 形式化建模的方法，并对领域本体进行j 下确性、完备性和有效性的合理评价。 ( 2 ) p a r l a yx 接口的语义化描述方法研究 p a r l a yx 的语义化描述还需要对p a r l a yx 接v i 本身进行语义化描述。目前， 北京邮电大学燃络与交换技术国家蕈点实验室 2 北京邮i 乜人学硕l ：学位论义 p a r l a yx 的语义化描述研究，j 实现 存在多个组织对标准的w e bs e r v i c e s 进行语义化描述，其中受关注最多的是 o w l - s 和w s m o ，他们分别提出了对标准w e bs e r v i c e s 进行语义化描述的理论 和方法，为p a r l a yx 的语义化描述提供了可借鉴的基础。对电信网络能力服务接 1 3p a r l a yx 进行语义化描述，需要对p a r l a yx 接口相关的应用本体描述方法进行 研究，结合电信业务领域特征和通用的语义w e b 服务描述机制，研究符合电信 业务领域需求的服务描述方法，并对其进行有效性验证。 1 3 文章的组织结构 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室交换与智能控制中心率先把 语义网和本体论的技术应用到电信业务领域，为电信业务的智能化研究奠定了基 础。作者有幸参与了北京邮电大学国家重点实验室项目“电信业务领域本体知识 及语义化的电信网络能力服务描述研究”的研究工作和开发过程，该项目受国家 自然科学基会和华为科技基金资助，作者承担了其中的电信业务领域本体知识库 构建和电信网络能力服务语义化描述相关的工作。 本论文即在所进行课题研究工作的基础上论述了如何将语义网和本体论的 方法引入到电信业务领域中。就如何对电信业务领域的概念知识进行本体建模， 将电信业务领域的知识形式化；如何对电信网络能力服务接口p a r l a yx 进行语义 化描述构成了作者研究生学位论文的主体。 本论文在全面介绍了语义网和本体论等课题相关背景知识的基础上，重点介 绍了电信业务领域本体知识库的构建方法和电信网络能力服务接口p a r l a yx 的 语义化描述方法。其组织结构如下： 第二章，全面介绍了课题相关的背景知识，包括语义网技术，本体技术，电 信网络能力服务接口p a r l a yx 和语义w e b 服务的描述方法。 第三章，介绍了电信业务领域本体的构建方法，对电信业务领域本体进行了 形式化定义，给出了电信业务领域本体的详细建模步骤。 第四章，介绍了对p a r l a yx 接口进行语义化描述的方法，给出了p a r l a yx 接 口的语义化描述框架和相关应用本体的描述方法。 第五章，介绍了p a r l a yx 接1 3 的语义化描述实现，包括p a r l a yx 服务应用本 体的定义和接口的定义，以t h i r d p a r t y c a l l 服务为例进行了说明，并给出了通过 智能电信业务对该描述方法进行测试的结果。 北京邮电大学网络0 交换技术国家重点实验室 3 北京邮i u 人学硕i ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究。j 实现 第二章课题背景 2 1 语义网技术 互联网创始入t i mb e r n e r s l e e 于1 9 9 8 年提出了语义w e b 1 j 的概念。语义 w e b 的目标是通过向数据中添加机器可以理解的语义和启发式的使用元数据来 实现信息的自动处理，数据的清楚语义加上领域理论( 即本体) 将使得网络提供 更高质量的服务。按照t i mb e r n e r s l e e 的设想，语义w e b 是“一个机器可读取 信息并能自动提供强大w e b 服务功能的扩展的w e b ”。作为当前w e b 的一个延 伸，它是基于知识的w e b ，其信息有定义完好的语义，更利于人机之间的协作， 弥补了目前w e b 系统的缺陷和服务的不足。 t i mb e r n e r s l e e 在x m l 2 0 0 0 大会上描述了这个语义w e b 的体系结构，如图 2 1 所示。该体系从下到上分别为u n i c o d e 和u r i ，x m l + n s + x m ls c h e m a ， r d f + r d fs c h e m a ，o n t o l o g y ，l o g i c ，p r o o f ，t r u s t 。 图2 - 1 语义w e b 结构图 第一层是u n i c o d e 和u r i ，它们是整个语义w e b 的基础。u n i c o d e ( 统一 编码) ，是一个字符编码系统标准，支持世界上所有主要语言文本的混合，用于 处理资源编码。u r i ( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r s ，统一资源定位器) ，是i n t e r n e t 资源的一种识别方法，用于标识语义w e b 中的资源。第二层是x m l ，n a m es p a c e 和x m l s c h e m a ，用于表示数据的内容和结构。第三层是r d f ( 资源描述框架， r 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 ，用于描述w 曲上的资源及其 类型。第四层是o n t o l o g y 层，描述了资源问的联系。o n t o l o g y 层是对某领域内 的概念的显式说明，并使用对应的词汇描述该领域。第五层是逻辑层，是利用 w e b 各处的断言导出新知识的地方。第六层是验证，根据逻辑陈述进行验证以得 出结论。第七层是信任，在用户间建立信任关系。 北京邮电人学网络与交换技术周家重点实验室4 北京邮电人学硕 ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究。j 实现 2 2 本体 2 2 1 本体的定义 o n t o l o g y 最早是一个哲学的范畴，表示对客观存在的一个系统的解释和说 明，是对客观现实的一个抽象本质。自二十世纪九十年代初，o n t o l o g y 概念被广 泛地应用到计算机领域，特别是人工智能( a i ) 和知识工程( k e ) 的研究中， 因为舢和k e 需要开发一个领域共享的、公共的概念实现知识共享和重用。在 舢领域，o n t o l o g y 通常被称为领域模型( d o m a i nm o d e l ) 或概念模型( c o n c e p t u a l m o d e l 、l ，是关于特定知识领域内存在的各种对象、对象特性以及对象之间可能 存在的关系的内容理论。通过对应用领域的概念和术语进行抽象，o n t o l o g y 形成 了应用领域中共享和公共的领域概念，可以描述应用领域的知识或建立一种关于 知识的描述。o n t o l o g y 的抽象可能是很高层次的抽象，也可能针对特定领域的概 念抽象。o n t o l o g y 己经成为k e 、自然语言处理、协同信息系统、智能信息集成、 i n t e r n e t 上智能信息获取、知识管理( k m ，k n o w l e d g em a n a g e m e n t ) 等各方面普 遍研究的热点。因此，随着高度结构化的知识库在人工智能( a i ，a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n t ) 和面向对象系统中的出现，对于实际应用和理沦研究，o n t o l o g y 的 标准都变得同益重要。 然而，人们最初对o n t o l o g y 的理解并不完善，对它的定义经历了一个不断 发展和完善的过程。在g r u b e l 9 1 、b o r s t ，、矾l l e mn i c o 【1 0 1 对本体的定义基础上， r s t u d e r , v r b e n j a m i n s 和d f e n s 在9 8 年【1 1j 给出了目前被业界广泛接受的本体 定义为： 定义2 - 1 ：本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明 该定义充分体现了o n t o l o g y 的四层含义：概念模型：通过抽象出客观世 界中一些现象( p h e n o m e n o n ) 的相关概念而得到的模型，其表示的含义独立于 具体的环境状态。明确的( 或显式的) ：所使用的概念及对这些概念的约束都 有明确的定义。形式化：是指定义的o n t o l o g y 是机器可读的，而不是使用自 然语言。共享：o n t o l o g y 中体现的是共同认可的知识，反映的是相关领域中 公认的概念集，它所针对的是团体而不是个体。 概括起来，o n t o l o g y 的目标是为了捕获相关的领域的知识，提供对该领域知 识的共同理解，确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给 出这些词汇( 术语) 和词汇之问相互关系的明确定义。 2 2 2 本体的分类 由于研究o n t o l o g y 的机构和组织很多，出现了各种各样的本体，因此存在 北京邮电人学嘲络1 j 交换技术困家重点实验室 5 北京邮i u 人学硕l j 学位论文 p a r l a yx 的语义化描述j f i j f 究1 j 实现 着不同的本体分类方法。这罩主要介绍根据本体研究层次对本体进行分类的方 法。本体的研究和丌发工作是在不同层次上进行的。根据本体的研究层次，可分 为： ( 1 ) 项层本体：主要研究非常通用的概念，如空间、时间、事物、对象、 事件、行为等，他们完全独立于特定的问题或领域。因此可以说顶层本体可以在 一个很大的范围内共享。 ( 2 ) 领域本体：研究与一个特定领域相关的术语或词汇，如医学、企业模 拟、电信业务等。 ( 3 ) 任务本体：定义通用任务或推理活动，如诊断等。它们都可以应用顶 层本体中定义的词汇来描述自己的词汇。任务本体和领域本体处于同一个研究和 开发层次。 ( 4 ) 应用本体：描述特定的应用，它既可以应用特定的领域本体中的概念， 有可以引用出现在任务本体中的概念。 上述4 类本体的分类图如图2 2 所示。 图2 - 2 本体分类图 2 2 3 本体描述语言 2 0 0 0 年8 月，美国d a r p a 启动了一个为期六年的计划，目的是发展一系列 技术使软件自治体( s o f t w a r ea g e n t ) 能够对信息资源进行动态的确认和理解， 并为自治体之间提供基于语义上的互操作能力。d a m l ( d a r p a a g e n tm a r k u p l a n g u a g e ) 1 1 2 j 语言应运而生，它吸取面向对象语言和基于框架的知识表达语言方 面的经验，扩展了r d f s ，允许用户在其数据上标记语义信息，从而使计算机能 对所标注的信息资源进行理解。但是，该语言和r d f s 一样缺乏充分的语义规范， 在应用时很容易导致人机之间的语义冲突。 o i l ( o n t o l o g yi n t e r f a c el a y e r ) 1 1 3 j 是欧洲信息技术委员会资助项目 o n t o k n o w l e d g e 计划的产物。它是一种本体定义和描述语言，也是一种知识表 示语言。o i l 的实现基础来自于三个方面：描述逻辑( d e s c r i p t i o nl o g i c s ) 提供 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 6 北京邮l u 人学硕 = 学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究与实现 正规语义和推理支持；基于框架的系统( f r a m e b a s e ds y s t e m s ) ，提供认识论上 的建模原语；基于x m l 和r d f ( s ) 语法的w e b 标准。因此，o i l 本身能提供 形式化语义描述和高效的推理支持。将o i l 丰富的框架原语和强大的语义表达 能力运用到w w w 中，可以提高r d f s 在表达语义和支持推理方面的不足。 2 0 0 0 年1 2 月，美国和欧洲两个组织成立联合委员会将d a m l 和o i l 合并。 命名为d a m l + o i l 1 4 j ，并交给w 3 c 讨论，使其成为语义w 曲的标准描述语言。 d a m l + o i l 是在w 3 c 早期的标准如r d f 和r d fs c h e m a 基础上建立起来的， 并且用丰富的建模原语对它们进行了扩展。d a m l + o i l 主要对类和属性进行了 扩展。它增加了关于类、属性和个体的等价和不等价性的明确声明，并提供了对 属性的逆、传递、函数性( 唯一性) 和逆函数性( 明确性) 的注明。因此，d a m l + o l l 是将框架系统、描述逻辑和w e b 标准这三个不同领域的优点结合起来模型，它 采用面向对象的方法用类和属性来描述领域的结构。 2 0 0 2 年7 月，w 3 c 在提交的d a m l + o i l 的基础上发展了o w l ”】语言，以 使其成为国际通用的标准本体描述语言。o w l 建立在x m u r d f 等已有标准基 础上，通过添加大量的基于描述逻辑的语义原语来描述和构建各种本体o w l 根 据表示和推理能力分为3 类：o w l f u l l 与r d f 保持最大程度的兼容，具有最大 的表示能力，但不能保证计算性能；o w l d l 是以描述逻辑为基础，在不失掉计 算完全性和可判定性条件下，支持最大的表示能力；o w l l i t e 局限于对概念( 类) 的层次分类和简单的约束等进行描述。 2 3p a r l a yx 2 3 1p a r l a yx 概述 n g n 要求能够快速而灵活地提供增值业务。p a r l a yx t l 6 l 是p a r l a y 组织在 p a r l a y 规范基础上提出的新的开放业务架构规范。它既继承了p a r l a y 规范开放网 络业务能力的特性，又对p a r l a y 规范进行了抽象和简化。p a r l a yx 技术与w e b s e r c v i c e 技术结合能够方便不具备专业电信知识的i t 开发人员快速开发各种基 于电信网洛能力的业务。 p a r l a yx w e bs e r v i c e s 是功能强大但简单、高度抽象的电信网络能力标准构 件。无论丌发人员是否具备电信专业知识都能够快速理解p a r l a yx w | e bs e r v i c e s 而且利用它开发出各具特色的应用。p a r l a yx w e bs e r v i c e s 具备如下特征： ( 1 ) 每一种p a r l a yxw 曲s e r v i c e s 均由一组电信网络能力抽象而来，相对 功能性而言更加强调简单性。p a r l a y x w e bs e r v i c e s 提供的能力可以是同质的( 例 如仅提供呼叫控制能力) 或者异质的( 例如同时提供终端位置和用户状态能力) 。 ( 2 ) 基于p a r l a yx w e bs e r v i c e s 的应用与实现p a r l a yxw 曲s e r v i c e s 的服务 北京邮电大学网络与交换技术困家重点实验室 7 北京邮i u 人学硕i ：学位论义 p a r l a yx 的语义化描述研究j 实现 器之间采用基于x m l 语言的消息进行交互。 ( 3 ) p a r l a yx w e bs e r v i c e s 语义简单，开发者能够使用通用的w e bs e r v i c e 开发技术进行开发，把注意力集中在如何访问电信网络能力上。 ( 4 ) p a r l a yxw 曲s e r v i c e s 独立于具体网络和网络设备，可以抽象各种不同 类型的电信网络能力。 ( 5 ) p a r l a yxw 曲s e r v i c e s 应当基于w e bs e r v i c e 技术。当前采用w s d l 调 用和描述p a r l a yx w e bs e r v i c e s 。 ( 6 ) p a r l a yxa p i 应当具备可扩展性，应当支持使用现有可靠标准的w 曲 s e r v i c e 技术来集成第三方提供的接口。 2 3 2p a r l a yxw e bs e r v i c e s 描述方法 由于w s d l 语法简单且通用性强，所以当日订采用w s d l 调用和描述p a r l a yx w e bs e r v i c e s 。w s d l 是一种x m l 应用，它的作用是将一个w e bs e r v i c e 描述为 一组服务访问点。w s d l 文档将一个w e bs e r v i c e 描述成一组网络端点或者端口， 在w s d l 中，由于服务访问点以及消息的抽象定义已经和具体的服务部署和数 据格式绑定分离，因此可以再次使用这些抽象对象：消息是对需要交换的信息的 抽象描述；端口类型是对w e bs e r v i c e 提供的操作的抽象集合。特定端口类型的 具体协议和数据格式定义构成了一个可以重用的绑定，一个端口定义成一个可重 用绑定和网络地址的关联，一组端口构成了一个服务。 w s d l 在定义w e bs e v i c e 时使用了以下元素： t y p e s ：数据类型的容器，他采用一些类型系统( 比如常用的x s d ) 。 m e s s a g e ：通信消息的抽象类型化定义。 o p e r a t i o n ：服务提供的操作的抽象化描述。 p o r tt y p e ：一个或者多个端点支持的一组操作的抽象。 b i n d i n g ：特定端口类型的具体协议和数据格式定义。 p o r t ：定义为b i n d i n g 和网络地址的关联的单个的端点。 s e r v i c e ：一组相关的端点的结合。 同p a r l a y 规范类似，p a r l a yxw 曲s e r v i c e s 规范对于适用于各种服务的数据 类型和异常统一定义。其他的则在相应的服务文档中单独定义。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 8 北京邮i u 人学硕1 i j 学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究1 j 实现 第三章电信业务领域本体建模 3 1 通用的领域本体建模方法 本体( o n t o l o g y ) 用来描述某个领域( 领域本体) 甚至更广范围( 通用本体) 内的 概念以及概念之间的联系，使得这些概念和联系在共享的范围内有着明确唯一的 定义，达成一种共识，这样人机就可以进行交流。随着本体在人工智能、信息检 索以及知识管理等研究领域中的应用不断扩展，人们对本体的需求也越来越多。 由于本体工程到目前为止仍处于相对不成熟的阶段，每一个工程拥有自己独立的 方法。本节将叙述几个领域本体建模的方法学，然后分析这些领域本体建模方法 的不足之处。 3 1 1i d e f 5 方法 i d e f ( i c a md e f i n i t i o nm e t h o d ) l 拘概念是在结构化分析方法的基础上发展起 来的，1 9 8 1 年美国空军公布i c a m ( i n t e g r a t e dc o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ) t 程 中首次使用了名为“i d e f ”的方法。到目前为止，它已经发展成为一个系列，i d e f 5 通过两种语言形式( 即图表语言和细化说明语言) 来获取某个领域的本体论。它 提供过程流图和对象状态转移网图( o s t n ) 这两种图表来获取、管理和显示过程。 i d e f 5 提出的本体建设方法流程如图3 - 1 所示。该方法包含如下五个步骤： 组 初 太 织 数数 始 体 并 据据 化 的 精 确 收 分 本 炼 定体 与 范 集析 建 围 l确 业 鲥 图3 - 1i d e f - 5 方法流程图 ( 1 ) 组织并确定范围：确定本体建设项目的目标、观点和语境，并为组员分配 角色。 ( 2 ) 数据收集：收集本体建设所需要的原始数据。 ( 3 ) 数据分析：分析数据，为抽取本体做准备。 ( 4 ) 初始化本体建立：从收集的数据当中建立一个初步的本体。 ( 5 ) 本体的精炼与确认：完成本体建设过程。 北京邮电人学网络与交换技术国家重点实验室 9 北京邮i 【1 人学倾f ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究j 实现 3 1 2 骨架法 m i k eu s c h o l d & k i n g 的骨架法【1 7 】建立在企业本体基础之上，是相关商业企 业问术语和定义的集合，该方法只提供开发本体的指导方针。在建设过程中虽然 没有提出特有的评价方法，但是认为评价方法应该是其中的一个环节。其流程如 图3 2 所示。该方法包含如下五个步骤： 识集 别 本 太 成 太 文目 体体 现 体 的 捕 编 有 评 档 和 获码 太 化 范 体 价 冈 建立本体 图3 - 2 骨架法流程图 ( 1 ) 识别目的和范围：即确定建立本体的目的和使用本体的用户范围； ( 2 ) 建立本体：该阶段需要完成本体捕获、本体编码和集成现有本体三个步骤： 本体捕获确定范围，识别相关领域中关键概念和关系并对其进行分 组；产生概念和关系的精确无二义的文本过程定义；处理那些用来表 达这些概念和关系的术语，确立知道方式以及权衡技术准确性；并在 以上三点达成一致。 本体编码主要是利用某种形式化语言显式地表现上一个阶段的概念 化成果。涉及到：作为元本体( m e t a o n t o l o g y ) l 佝基本术语的确定；选 择一种表现语言( 能够支持元本体) ；编码。 集成现有本体该阶段要合成来自其他领域的概念和术语，完成在达 成一致性方面的工作。 ( 3 ) 本体评价：实际并未提出任何评价方法，只是认为它应该是整个方法论的 一个环节。 ( 4 ) 文档化：指形成与本体相关的文档。这些文档应该包括本体中定义的主要 概念、元本体等。实践中，某些编辑器可以自动生成这些文档。目前很多 知识库和本体缺少文档也是一种知识共享的障碍。 3 1 3m e t h o n t o l o g y 方法 m e t h o n t o l o g y 方法【1 9 1 是本体建设的结构化方法，它是一种更为通用的本体建 设方法。其主要步骤如下： ( 1 ) 建立规格晓明书：产生一份以自然语言编写的非形式化的、半形式化的或 者形式化的本体规格说明书。 北京邮电人学删络与交换技术国家重点实验室 1 0 北京邮电人学硕 ：学位论文 p a r l a yx 的语义化描述研究1 j 实现 ( 2 ) 知识获取：知识的来源很多，可以是专家、书籍、手册、数字、表格、甚 至是其他的本体。 ( 3 ) 概念化：将领域知识组织成概念模型，用规格说明书中识别的领域词汇表 描述问题和解决方案。生成的概念模型允许最终用户确定一个本体是否有 用，并且对于某个给定应用不需要查看源代码就是可用的：比较数个本体 的范围、完整性、可重用性、共享性。 ( 4 ) 集成：重用其他本体中已经建好的定义时，可以查看元本体，选择适合自 己概念模型的；选择和自己概念模型中的语义和实现一致的术语定义。 ( 5 ) 实现：用任何一种形式化的语言编码实现本体。需要一套开发环境的支持， 至少包括：词法和语法分析器、翻译器、编辑器、浏览器、搜索器、评价 器、自动维护工具。 ( 6 ) 评价：评价是指在本体生命周期的每个阶段和阶段之问，利用某种参考框 架对本体、软件环境、文档进行技术判断。评价包括j 下确一i 生( v e r i f i c a t i o n ) 和有效性( v a l i d a t i o n ) 。 ( 7 ) 文档化：在本体建设的每个阶段都应该有对应的文档。 3 2 电信业务领域本体定义 非形式化的说，电信业务领域本体是针对电信业务领域内共同认可的词汇及 词汇之问相互关系的明确定义，包括各种电信业务相关的术语和概念，并对电信 业务领域知识的结构和内容加以约束，形成描述电信业务领域中具体知识的基 础。 定义3 一l ：电信业务领域本体( t s d o ：t e l e c o ms e r v i c e sd o m a i no n t o l o g y ) 可以用五元组表示： t s d o = ( c ，p ，r ，a ，i ) 其构成包括： ( 1 ) 概念集c ：定义了电信业务领域本体所包含术语和概念的集合，即： c = ( c 1 ，c 2 ，c n ，其中，c i ( 1 i n ) 是电信业务领域的某个概念，它在 概念模型中被定义为类( c l a s s ) 的形式，是具有相同属性对象的集合，如：网 络、终端、计费方式等。 ( 2 ) 属性集p ：定义了概念集c 中每个概念的特征或者与其他概念的关系，由 此分为简单属性和对象属性。简单属性描述概念的基本特征；对象属性描述概念 之问的引用关系。 ( 3 ) 关系集r ：定义了电信业务领域中概念之间的交互作用，它是n 维笛卡尔 积的子集：r ：c 1xc 2 x x c n ，最基本的关系包括子类关系( i s a ) 、实例关 北京邮电大学蝴络j 交换技术国家重点实验室 1 1 北京邮i 【1 人学硕1 ：学位论文 p a d a yx 的语义化描述研究j 实现 系( i n s t a n c e o f ) 等。 ( 4 ) 公理集a ：定义了概念集c 和属性集p 上的永真断言，是定义在概念和属 性上的限定和规则，如：在n e t w o r k 类的o p e r a t e d b y 属性上面添加公理c a r d i n a l i t y 1 ，即：约束每个网络最多只被一个运营商运营。 ( 5 ) 实例集i ：定义了概念集c 中每个概念实体的集合。 定义3 2 ：本体继承：给定本体0 1 ，定义本体0 2 ，0 2 与0 1 构成i s a 关系， 即i s a ( 0 2 ，0 1 ) ，0 1 是0 2 的父类，0 2 是0 1 的子类，0 2 拥有0 1 所有的属 性，称本体0 2 继承自0 1 。 定义3 3 ：本体组合：给定本体0 1 ，在0 1 上定义属性p 1 ，p 2 ，p n 分别 关联到本体0 1 1 ，0 1 2 ，o l n ，称本体o l l ，0 1 2 ，o l n 组合形成本体0 1 ， o l i ( 1 i n ) 称为本体0 1 的元素。 3 3 电信业务领域本体建模方法 3 3