（计算机应用技术专业论文）基于web服务的油液监测诊断知识服务模式研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 知识服务是知识与服务的融合，相关研究正在蓬勃发展。w e b 服务是知识 服务的一种重要支撑形式。w e b 服务使得公司或个人可以方便迅速地向外界提 供服务，具有互操作性、平台无关性、易用性等特点，因此一经提出就引起了 业界的广泛关注。正是由于w e b 服务的迅速发展，使得将知识服务与w e b 服务 结合有了巨大的动力。 随着网络技术的发展，作为机械设备状态监测与故障诊断主要技术之一的 油液监测技术，其应用方式也发生了很大的变化。最初采用的是单机采集、分 析数据的监测模式，现在广泛使用的是基于w e b 的油液监测与故障诊断模式， 逐步向基于w e b 服务油液监测和故障诊断转型。因此，为了适应油液监测技术 的发展、满足设备状态监测和诊断工作的需求，文中提出了基于w e b 服务的油 液监测诊断知识服务模式，并且结合一些具体研究成果和专家经验描述了油液 监测诊断知识服务实现方法。通过这种服务模式，用户不仅可以通过客户端使 用这些服务，也可以在自行设计的相关监测诊断系统中远程调用文中所发布的 有关w e b 服务方法来完成部分功能，避免了重复开发。这种w e b 服务模式是一 个完全开放式的架构，能够不断补充新的函数和方法。 主要内容有： ( 1 ) 研究构建远程诊断知识服务平台。为实现平台的无关性和通用性，更 好的提供诊断知识服务，提出采用w e b 服务的相关技术来搭建诊断知识服务平 台。结合油液监测技术，具体描述了基于w e b 服务的油液监测诊断知识服务模 式。 ( 2 ) 以油液监测中的光谱技术为例，实现了基于w e b 服务的聚类分析服务。 用户通过浏览器上传数据，系统就会将聚类的谱系图反馈给用户。 ( 3 ) 构建了基于w e b 服务的图像处理平台。任何人都可以通过网络调用图 像处理w e b 服务中的相关方法来实现自己软件开发中的部分功能。 ( 4 ) 在基于w e b 服务的图像处理平台上，结合铁谱分析方法，构建了磨粒 图像处理服务。实现了提取磨粒图像的部分特征参数，用户通过浏览器上传磨 粒图像，系统就能返回磨粒图像的部分特征参数。 关键词：知识服务；w e b 服务；油液监测；聚类分析；磨粒图像处理 l a b s t r a c t k n o w l e d g es e r v i c ei st h ei n t e g r a t i o n b o o m i n gf | e l d w e bs e r v i c ei sa ni m p o r t a n t o fk n o w l e d g ea n ds e r v i c e s ，w h i c hi sa s u p p o r tf o r mo fk n o w l e d g es e r v i c e w e b s e i c ew l l i c hi si n t e r o p e r a b i l i t y ，p l a t f o r m i n d e p e n d e n t ，e a s eo fu s ea n ds oo na l l o w s c o m p a l l i e s0 ri n d i v i d u a l st op r o v i d es e r v i c e sq m c 蛐ya n de a s i l yt ot h eo u t s i d ew o r l d s oo n c ep r o p o s e d ，i tc a u s e dw i d e s p r e a dc o n c e r ni nt h ei n d u s t r y i ti sp r e c i s e l yd u e t 0 t h em p i dd e v e l o p m e n to fw e bs e r v i c e ，w h i c hm a k e sag r e a ti m p e t u s t ot h ei n t e g r a t l o n o fk n o w l e d g es e r v i c ea n dw e b s e r v i c e w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c h n o l o g y , o i lm o n i t o r i n gt e c h n o l o g y i s r e g a r d e d 勰o n eo fm a c h i n ec o n d i t i o nm o n i t o r i n ga n df a u l td i a g n o s i st e c h n o l o g y i t s a p p l i c a t i o nh a sa l s ou n d e r g o n eas i g n i f i c a n tc h a n g e i n i t i a l l yu s i n gt h em o n i t o rm o d e t h a tas i i l g l em a c h i n et oc o l l e c ta n da n a l y z ed a t a , n o wt h ew e b b a s e do i lm o n i t o r i n ga n d f a u l td i a g n o s i sm o d ei su s e de x t e n s i v e l y , a n dg r a d u a l l yt h e o i lm o n i t o r i n ga n df a u l t d i a 凹o i i s b a s e do nw e bs e r v i c ei nt r a n s i t i o n t h e r e f o r e ，i n o r d e rt oa d a p tt ot h e d e v e l o p m e n to fo i lm o n i t o r i n gt e c h n o l o g ya n dt om e e tt h ed e m a n do ft h ee q u i p m e n t c o n d i t i o nm o n i t o r i n ga n dt h ed i a g n o s i s ，t h i s t h e s i s p r e s e n t s t h em o d eo fo i l m o n i t o r i n ga n dd i a g n o s t i ck n o w l e d g es e r v i c eb a s e d0 1 1w e bs e r v i c e c o m b i n i n g s o m e s p e c i f i cr e s e a r c hr e s u l t sa n de x p e r t i s ed e s c r i b e st h ei m p l e m e n t a t i o n o fo i lm o n i t o r i n g d i a g n o s t i ck n o w l e d g e t h r o u g ht h i sm o d e l ，u s e r sc a l ln o to n l yu s et h e s e s e r v i c e sb y t h ec l i e n t , b u ta l s oc a nd e s i g nt h e i ro w nr e l e v a n tm o n i t o r i n ga n dd i a g n o s i ss y s t e mb y i n v o k i n gt h ew e b s e r v i c em e t h o dp r e s e n t e di n t h i sp a p e rr e m o t e l y , a v o i d i n g d u d l i c a t i o no fd e v e l o p m e n t t h i sw e bs e r v i c em o d e l i sac o m p l e t e l yo p e n e d a 删t e c t u r e i ti sa v a i l a b l et oa d dn e w f u n c t i o n sa n dm e t h o d sc o n s t a n t l y t h em a i nc o n t e n t so ft h et h e s i sa r e 觞f o l l o w s ： ( 1 ) c o n s t r u c t i n ga n ds t u d y i n gt h er e m o t ed i a g n o s t i c sp l a t f o r mf o rk n o w l e d g e s e r v 斌t o 础l i e v ei n d e p e n d e n c ea n dc o m m o n , a n dp r o v i d ed i a g n o s i sk n o w l e d g e s c t v i c eb e t t e r , p r o p o s et ou s et h ew e bs e r v i c et e c h n o l o g yt o b u i l dt h ek n o w l e d g e s e r v i c ep l a t f o r mo fd i a g n o s i s c o m b i n i n go i lm o n i t o r i n gt e c h n o l o g y , d e s c r i b et h e s p e c i f i cm o d eo fo i lm o n i t o r i n gd i a g n o s t i ck n o w l e d g es e r v i c eb a s e d o nw e bs e r v i c e l i 武汉理工大学硕士学位论文 ( 2 ) t a k i n gt h es p e c t r u mt e c h n o l o g yo fo i lm o n i t o r i n ga sa i le x a m p l e ，t h i sp a p e r i m p l e m e n tt h es e r v i c eo fc l u s t e ra n a l y s i sb a s e do nw e bs e r v i c e c u s t o m e r su p l o a d d a t av i at h ew e bb r o w s e r , a n dac l u s t e r i n gp e d i g r e ef i g u r ew i l lb et h e nr e t u r n e d ( 3 ) c o n s t r u c t i n gt h ei m a g ep r o c e s s i n gp l a t f o r mb a s e do nt h ew e bs e r v i c e a n y p e r s o nt a i lc a l lt h er e l a t e dm e t h o do ft h ei m a g ep r o c e s s i n gw e bs e r v i c et h r o u g ht h e n e t w o r kt oc o m p l e t es o m ef u n c t i o no ft h e i ro w ns o f t w a r e ( 4 ) o nt h ei m a g ep r o c e s s i n gp l a t f o r mb a s e do nw e bs e r v i c e ，c o m b i n i n gt h e f e r r o g r a p h i ca n a l y s i sm e t h o d ，c o n s t r u c t i n gt h e s e r v i c eo fw e a rd e b r i s i m a g e p r o c e s s i n g i tc a r le x t r a c ts o m ep a r a m e t e r so fw e a rd e b r i si m a g e c u s t o m e r su p l o a d t h ew e a rd e b r i si m a g ev i at h ew e bb r o w s e r , a n ds o m ec h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r so f w e a rd e b r i si m a g ew i l lb et h e nr e t u r n e d k e yw o r d s ：k n o w l e d g es e r v i c e ；w e bs e r v i c e ；o i lm o n i t o r i n g ；c l u s t e ra n a l y s i s ；w e a r d e b r i si m a g ep r o c e s s i n g i i i 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加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，也不包含为获得武汉理工大学或其它教 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。 研究生( 签名) ：趔日 关于论文使用授权的说明 期：塑矽：! ! ! 乡 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，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，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：燃导师( 签名) ：匾日 7 期趔! 弓 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题背景 第1 章绪论 信息技术的发展使得社会逐步进入知识经济时代，知识经济( k n o w l e d g e e c o n o m y ) 是建立在知识和信息的生产、分配和应用之上的经济 1 1 。它是一种继 农业经济和工业经济之后的新的经济形态，是以知识为基础的经济。在知识经 济时代，创造价值需要尽可能充分地掌握知识和信息，知识服务的必要性也由 此凸现出来。 油液监测与故障诊断技术是以机械设备为对象，建立在传感与测试技术、 油液分析、电子学、信号处理、计算机技术以及人工智能、专家系统等多种学 科基础上的一门综合性科学技术。随着i n t e m e t 技术，特别是w e b 技术的迅速发 展，新的技术被不断地引入，使得油液监测与故障诊断技术不断地丰富与完善。 同时，故障诊断系统的模式也从单机监测发展到远程分布式监测，进而向油液 监测和故障诊断w e b 服务的方向转型，发展目标是基于油液监测方面的专业知 识，为用户提供知识服务。 油液监测诊断知识服务需要相应的知识服务平台作支撑，才能保证有效运 行，从而为用户提供高质量的服务。油液监测诊断知识服务首先要建立标准化 知识服务平台，从而最大限度地共享资源。 现有的因特网提供的网络平台，由于语言、平台、数据方面的差异等，要 实现大范围跨系统的应用对接，消灭或减少网络信息孤岛或者实现信息资源共 享，仍然是当前网络服务的一大难题。随之出现了一些解决方案，其中公共对 象请求代理体系结构( c o r b a ) 和分布式对象模型( d c o m ) 是应用最为广泛 的两个标准。c o r b a 是由对象管理组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，o m g ) 提 出的应用软件体系结构和对象技术规范，其核心是一套标准的语言、接口和协 议。d c o m 是一系列微软的概念和程序接口，利用这个接口，客户端程序对象 能够请求来自网络中另一台计算机上的服务器程序对象。d c o m 基于组件对象 模型( c o m ) ，c o m 提供了一套允许同一台计算机上的客户端和服务器之间进 行通信的接口。虽然c o r b a 和d c o m 等组件技术在一定程度上缓解了这种困 难，但效果很差或者效率很低1 2 引，而近来发展较快的w 如s e r v i c e s 技术为解决 武汉理工大学硕士学位论文 这一难题提供了一种全新的解决方案。w e bs e r v i c e s 技术是新一代的i n t e r n e t s e r v i c e ，它以x m l 技术为基础，能适应科研环境变化要求的信息基础结构。建 设基于w e b 服务技术的网络平台，主要目标就是在现有的各种不同平台的基础 上构建一个通用的、与平台无关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这个 技术层来实施彼此的连接和集成，从而可将目前以单纯传输信息为主的因特网 转变成可实现存储资源、信息资源、知识资源等全面共享的网络 4 1 。正是由于 w e b 服务的迅速崛起和发展，使得将知识服务与w e b 服务结合有了巨大的推动 力。将知识管理成果在w e b 上加以应用，基于知识在w e b 上提供服务是目前故 障诊断领域的一个重要研究方向。 随着计算机网络技术的发展，作为机械设备状态监测与故障诊断主要技术 之一的油液监测技术，其应用方式也发生了很大的变化。目前广泛采用基于w e b 的油液监测与故障诊断模式。武汉油液监测中心是在原武汉理工大学油液监测 实验室的基础上创建的，具有2 0 多年从事油液分析研究、开发及推广应用的经 验，技术力量雄厚。自1 9 8 3 年组建以来，现已拥有油料分析的主要仪器和相应 的分析人员。具有润滑油理化性能分析与承载能力评定，润滑油与液压油分析 与故障诊断及相应的软件开发能力。2 0 多年来曾进行油料分析的基础应用及开 发研究。承担多项基金项目、攻关项目及企业委托项目，涉及的行业包括：航 运、冶金、电站、大型建设工程，汽车及石化等等。本文研究将知识服务的理 念与油液监测技术结合起来，基于油液监测专业知识，采用w e b 服务的相关技 术为用户提供知识服务，从而提出了基于w e b 服务的油液检测诊断知识服务的 模式，并且结合一些具体研究成果和专家经验描述了油液监测诊断知识服务实 现方法。 1 2 现状及发展趋势 1 2 1 技术现状及发展 随着信息技术的普及，各行业中应用系统的数量也越来越多，这些应用系 统可能是使用不同的开发工具、不同的语言开发，甚至是运行在不同的操作平 台上，这样就形成了一个一个的“信息孤岛 。伴随着各行业处理的信息量的不 断增加，以前建立的应用系统逐渐暴露出一些漏洞和缺点，给整个行业应用带 来了诸如信息共享困难、数据冗余、接口众多等难题【5 卅。 2 武汉理工大学硕士学位论文 要解决这些难题，开发便于不同系统间信息共享和数据交换的应用系统成 为当前研究的一个重要方向。因此，分布式信息共享技术得到了很大发展，w e b s e r v i c e s 技术就是其中最为前沿的一个发展领域，将是未来计算机信息领域的一 个重要发展方向。 早在上个世纪六七十年代，随着业务的扩展和多样化，很多企业已经初步 意识到信息共享的重要性和必要性。如何构建能够在异构网络和平台间有效通 信的应用系统成为一个重要研究课题，相继出现了一些相关的技术萌芽。 直到上个世纪9 0 年代，伴随不断变化的商业经济环境对应用系统集成的要 求，分布式应用架构技术开始飞速发展。最近几年，有a r i b a 、i b m 和m i c r o s o f t 提出的基于w e b 服务的架构技术更是分布式架构技术发展的里程碑【7 1 。 w e b 服务体系结构和标准提出后，国内外许多公司都进行了相关的研究， 并在自己的产品中提供了对它的支持【8 】。m i c r o s o f t 公司的m i c r o s o f t n e t 框架和 s u n 公司的j 2 e e 框架就是很好的例子。于是，有效利用现有工具，开发基于 w e b 服务的松散耦合、可复用的应用系统，成为应用系统发展的重要方向。 m i c r o s o f t 公司的m i c r o s o f t n e t 框架有效地提供了对w e bs e r v i c e s 最为强大的支 持。基于w e b 服务的应用系统架构提供了开放、灵活的统一标准，能够高效实 用地解决现代企业、部门中存在的“信息孤岛 问题。 尽管w e b 服务有很多优点，但要实现基于w e b 的服务的全面应用还有许多 工作要做1 9 1 。例如如何利用现有的主流开发技术来实现服务的动态组合，开发更 加适合行业应用的系统成为目前研究的一个重要课题。 1 2 2 行业现状及发展 油液监测分析技术是当前船用机械设备运行状态监测、故障诊断、失效分 析的主要技术之一。 目前油液监测的许多数据来源于实验室，通过实验设备分析和人工诊断， 然后根据分析结果去指导维修和决策【l o 】。当前关于这样的研究很多，如英国威 尔士大学期旺西学院b j r o y l a n c e 博士等发表了在磨粒分析的定量方法上的一 些最新进展和磨粒数据库在飞机视情维修管理中磨粒分类的辅助工具等 文章，讨论了在线自动监测系统中的磨粒定量分析的问题，包括采用视觉工程， 实现磨粒特征的提取和采用模糊逻辑思想开发的计算机辅助磨粒识别分析，这 一分析采用了决策树原理以实现磨粒的自动识别。在数据处理程序方面，美国 3 武汉理工大学硕士学位论文 b a r i d 公司的光谱仪通用检测软件具有对分析元素作基本的统计计算( 如标准 偏差、显示直方图和含量变化趋势等) 、测试元素的存储、查询、拷贝、删除等 功能。美国s p e c t r o 公司利用f o x p r 0 2 0 开发了用于油料光谱分析数据软件，该软 件的核心是有一个矩阵码，用这一矩阵编码来识别一组特殊的标准阈值及趋势 值，它将被监测识别部件与润滑剂类型结合，可有效地把不同添加剂类型、损 耗程度及不同采样点工作环境的数据区别开来。 m o b i l 石油公司与英国l l o y d s 船级社在2 0 世纪9 0 年代合作开发了p f a ( p r o g r e s s i v ef a s t a n a l y s i s ) 系统，目前已开始提供基于i n t e m e t 的快速油液分析 服务p f ai n t e r - l i n k 和基于卫星c 站的维修综合管理m a m s 。 挪威船级社( d n v ) 开发的d n v p s 全球系统已成为2 0 世纪末船舶油料分 析技术与商业化服务的典范，制定了较完善的船舶状态监控规范和指导性文件， 船舶尾轴检验间隔期由5 年己延长至1 5 年就是船舶油液监控技术的应用成果之 一o j o a p ( j o i n to i l a n a l y s i sp r o g r a m ) 实验室是由美国空军牵头，于2 0 世纪 6 0 年代组建的国防部三军联合油料分析机构，是国际著名的油料分析机构。目 前，己将油液检测技术成功的应用于海、陆、空三军的军械装备的运行状态监 控与剩余寿命的估算上，在机械设备油液监控技术领域享有国际声誉。 类似的机构还有英国的“机械设备健康中心，日本海事协会( n k ) ，美国 船级社( a b s ) ，加拿大海军系统等等。 国内的油液监测起步于2 0 世纪7 0 年代初，在基于油液监测的辅助诊断系 统开发方面，武汉理工大学开发了可以处理铁谱、光谱、油品理化指标等数据 的油液监测信息系统。该系统具有数据输入、查询、输出、定量参数计算、基 线值设置、趋势图绘制和状态识别等功能。在中国设备管理协会主持下，宝山 钢铁集团公司、武汉理工大学、西安交通大学和北京铁路局科研所积极合作， 开发了油液分析诊断软件包。这一软件包涉及油液诊断模式子库、实用程序子 库和诊断知识信息子库。它可以管理文字、数值、等多种数据，是迄今为止国 内外管理较齐全的油液监测诊断的辅助系统。目前已经通过中国船级社认证的 油液分析机构有武汉润滑油检测中心、大连海事大学油液检测中心和远东润滑 油检测中心。从事此项工作的还有船舶燃料供应总公司、中海集团、港务局等 单位。开展相关领域研究的还有清华大学国家摩擦学实验室，西安交通大学的 润滑理论及轴承研究所，上海交通大学，华中理工大学，广州机床研究所等单 4 武汉理工大学硕士学位论文 位，分别在铁路、航空运输，以及机械、电力、矿山设备之中成功应用了油液 监测技术i l 卜u j 。 随着网络技术的发展，作为机械设备状态监测与故障诊断主要技术之一的 油液监测技术，其应用方式也发生了很大的变化。从最初采用的是单机采集、 分析数据的监测模式，到现在广泛使用的是基于w e b 的油液监测与故障诊断模 式，逐步向油液监测和故障诊断的w e b 服务的方向转型【1 4 。15 1 。因此，为了适应 油液监测技术的发展、满足设备状态监测和诊断工作的需求，本文研究基于w e b 服务的油液监测诊断知识服务模式，基于油液监测的专业知识，为用户提供知 识服务。 1 3 课题的目的、意义及来源 油液监测与故障诊断技术是目前保证大型机械设备安全运行，防止恶性事 故的有效手段之一。它可以及时发现故障先兆，诊断产生故障的原因，为生产 和维修提供决策依据，同时也避免了定期检修引起的生产停顿。 近年来，计算机及网络技术的迅猛发展，为油液监测与故障诊断提供了良 好的条件。将计算机网络技术用于油液监测，实现关键设备运行状态数据的及 时处理，必将极大的提高设备维修人员的工作效率。同时，为企业的正常生产 提供了可靠的保证并避免了一些不必要的损失。 为了适应油液监测技术的发展、满足诊断工作的实际需要，本文研究基于 w e b 服务的油液监测诊断知识服务模式，结合一些具体的研究成果和专家经验 研究了油液监测诊断知识服务实现方法。基于油液监测方面的专业知识，为用 户提供知识服务。 通过这种服务模式，用户不仅可以通过客户端使用这些服务，也可以在自 己的系统中调用这些w e b 服务方法来集成自己需要的系统。 本课题主要来源于国家自然科学基金项目滑动磨损表面与磨粒形态映 射关系研究( 批准号5 0 5 7 5 1 6 7 ) 。 1 4 本文的主要工作 本文主要研究基于w e b 服务的油液检测诊断知识服务模式，并且结合一些 具体油液分析技术，描述了油液监测诊断知识服务的实现方法。本文的主要工 5 武汉理工大学硕士学位论文 作如下： ( 1 ) 研究构建远程诊断知识服务平台。为实现平台的无关性和通用性，更 好的提供诊断知识服务，提出采用w e b 服务的相关技术来搭建诊断知识服务平 台。结合油液监测技术，具体描述了基于w e b 服务的油液监测诊断知识服务模 式。 ( 2 ) 以油液监测中的光谱技术为例，实现了基于w e b 服务的聚类分析服务。 用户通过浏览器上传数据，系统就会将聚类分析的谱系图反馈给用户。 ( 3 ) 构建了基于w 曲服务的图像处理平台。任何人都可以通过网络调用图 像处理w e b 服务中的相关方法，来实现自己软件开发中的部分功能。 ( 4 ) 在基于w e b 服务的图像处理平台上，结合铁谱分析方法，构建了磨粒 图像处理服务。实现了提取磨粒图像的部分特征参数，用户通过浏览器上传磨 粒图像，系统就能返回磨粒图像的部分特征参数。 6 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 知识服务的产生 第2 章知识服务 知识服务涵盖了很多行业，涉及多种服务功能，具有相当广阔的实践应用 空间。 知识服务来源于企业的实际需要。根据毕马威( k p m g ) 咨询公司2 0 0 0 年 的研究报告指出，美国有超过6 0 的大型企业已经或正在进行知识管理导入； 欧洲与英国更有高达7 0 的大型企业已经导入知识管理或正在进行中【1 6 】。知识 管理对于知识密集型企业显得尤为重要。毕马威前首席技术官曾表示“k p m g 实际上就是一个巨大的大脑，对于k p m g 来说知识管理系统是取得竞争优势的 核心系统。 将知识和服务加以融合，出现了一个新的研究方向知识服务。知识服 务首先出现在诸如咨询类公司、研发类( r & d ) 公司、会计师事务所、人力资 源公司等知识密集型服务行业【1 7 - 1 5 。这类服务通常是由具有高等教育程度或者 专业背景的雇员，通过交互了解用户需求，然后为其提供具有高技术含量和知 识含量的服务产品。随着电子服务的发展，在i n t e m e t 上提供知识服务正在崭露 头角。这种服务不但可以为现有的产品和服务提高附加值，而且具有更加广阔 的服务创新空间：比如旅游、资讯、金融等电子服务，它们正是直接或间接地 来自对市场等相关信息和知识的掌握和利用；甚至个人都可以通过这种方式在 i n t e m e t 上以自己的方式提供服务，比如在w e b 上收集供求双方信息以提供中介 服务、在w e b 上收集某类专业知识提供专业资讯服务、开辟网上俱乐部共享对 某种兴趣爱好的知识和体验等。 知识服务是不同于传统信息服务的新理念、新特点的一种新的服务模式， 是信息服务的一个质的变化。信息服务是在信息现象的复杂多样性和信息的无 序性应对人们需求的特定性的背景下产生的，是建立对信息资源实施有效管理 的基础上的一种对用户信息需求采取的应和措施。信息服务在解决信息的无序 积累与有效利用矛盾方面发挥了重要作用，但是在以知识经济为主的现在社会 中，知识已经成为社会经济发展的主要资本和动力，知识信息的日益重要性和 必要性，使人们对知识信息需求目的与要求发生了根本性变化，要求信息服务 7 武汉理工大学硕士学位论文 内容化、知识化、个性化、专业化、网络化等特点日趋明显，这时信息服务已 不能满足特定用户对知识信息需求的有效，不能满足用户解决问题和创新所需 要的知识。知识服务就是在基于知识在社会经济发展中的特殊重要位置以及信 息服务本身的局限性而不能适应用户知识需求新变化而提出的。由于知识服务 更科学、有效、高效地满足人们的知识需求。 从知识服务的产生而言，其价值主要有两个方面：一方面，知识服务通过 i n t e m e t 为用户提供更加专业、甚至是新类型的服务；另一方面，提供知识服务 也可以促进服务提供者内部对知识的学习，从而积累知识资产或提高知识利用 价值。 2 2 知识服务的内涵 伴随着i n t e m e t 的迅猛发展，社会的经济形态也在向知识服务经济和服务经 济的方向发展。知识服务简单地来讲就是基于知识提供服务。 目前常用的“知识服务 提法主要从管理科学中服务的角度提出的。如指 专家帮助用户解决问题，从而为用户提供一种特殊的服务【1 9 - 2 0 。具体地，这类 服务通常是指商业公司通过其专家，随着同用户进行的高层次交互，为用户提 供知识密集型、具有高技术含量的服务产品。 由于课题主要是从i t 角度出发，因此对于以上管理科学中的相关概念，还 需要从i t 角度增加其内涵。本文对“知识服务 ( k n o w l e d g es e r v i c e s ，k s ) 做 出如下界定它是指将知识资产转化成知识产品及服务，通过i n t e m e t 对知识 产品和服务加以推广，并且在同用户进行交互的过程中，基于知识为用户提供 服务【2 1 1 。 2 3 知识服务的应用领域 典型的知识服务的应用领域包括： ( 1 ) 知识型企业和组织。与其它企业和组织以有形财产为主要资产不同， 知识型企业和组织以知识资产为主要资产，知识是这类企业和组织提供服务的 基础。比如咨询公司属于典型的知识型企业。 ( 2 ) 知识密集型行业。这类行业所提供的服务就是专业的知识服务，其服 务品质是服务价值的决定因素。如资讯、金融、旅游、保险行业等。 8 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) w e b 上的专业服务提供者。包括任何掌握专业知识、并在i n t e m e t 上 通过专业知识提供服务的各类企业、组织、甚至是个人。 需要指出的是，由以上三个角度分别出发而涉及到的知识服务提供者可能 是交叉的，即可能属于以上三类中的一类或多类。 2 4 知识服务的研究热点 知识服务的相关研究正在兴起，从i t 的角度看，至少以下三个方面值得注 意： ( 1 ) 知识管理。知识管理( k n o w l e d g em a n a g e m e n t ) 的研究来源于企业的 实际需求。2 0 世纪末，由于企业处于外部环境剧烈变化的情况下，他们强烈需 要通过利用内部的知识资产进行企业创新，知识管理的研究由此成为了研究热 点。知识管理方面著名的国际会议包括k a w 、k - c a p 、e k a w 、a a as y m p o s i a 系列中的某些会议、x m l e u r o p e 等。对于知识服务来讲，知识管理研究解决的 是知识模型和知识库部分的问题。 ( 2 ) w e b 服务。w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 正在迅速兴起和发展当中。它是 指在w e b 上发布的完成某种功能的应用和服务，其他应用程序能够通过i n t e m e t 来访问并使用这项在线服务1 2 2 1 。w e b 服务是一种新型w e b 应用程序，可以在 w e b 上被发布、被发现和被调用。由于它可能会影响应用程序在w e b 上的工作 和发布方式，所以其发展引起了广泛的关注。目前大量国际会议都涉及了w e b 服务的主体。 ( 3 ) 语义w e b 。语义w e b ( s e m a n t i cw 曲) 是研究中的下一代w e b ，它为 目前w e b 上的内容添加语义信息。语义w e b 中，各种资源被人为地赋予了各种 明确的语义信息，计算机可以分辨和识别这些语义信息，并对其自动进行解释、 交换和处理。语义w e b 对现有的w e b 进行了语义扩展，从功能上看，它将是一 个能够“理解”人类信息的智能网络。语义w e b 的研究目前还处于起步阶段、 很多国际会议都涉及了这个主题，特别是i s w c 和w w w 系列国际会。 知识服务的相关研究正在蓬勃发展，其中w e b 服务的研究可能影响服务的 提供形式。知识服务的实现方式多种多样，实现方式的选择直接影响到所提供 的知识服务的质量。w e b 服务是下一代分布式系统的核心，具有互操作性、平 台无关性、易用性等特点。因此，本文提出采用w e b 服务的相关技术来提供油 9 武汉理工大学硕士学位论文 液监测诊断知识服务。 2 5 本章小结 本章介绍了知识服务的产生和内涵；阐明了知识服务的应用领域；说明了 知识服务相关研究的兴起，w - e b 服务的研究影响着知识服务模型和服务的提供 形式。 l o 武汉理工大学硕士学位论文 3 1w e b 服务概述 第3 章w e b 服务 近年来，软件的发展经历了两个重要的阶段：面向对象和组件化开发。其 中，面向对象技术可以实现源代码级的重用，而组件开发技术则可以实现二进 制代码级的重用。通过使用组件，用户可以像组装零件一样将多个组件组装成 一个完整的应用程序。当前，应用最为广泛的两个组件开发标准是公共对象请 求代理体系结构( c o r b a ) 和分布式对象模型( d c o m ) 。这两个标准都属于专 有标准，并且只能在特定的环境中使用【2 3 2 4 】。 如何实现使用不同编程语言、不同对象模型在不同的操作系统上建立的应 用程序集成，并将它们转换成容易使用的w e b 应用程序是当前软件面临的挑战 专一【2 5 】- o w e b 服务就是一种可以通过i n t e m e t 标准协议或规范来访问的应用程序。换 句话说，w e b 服务就是可以通过u r l 访问的资源，这些资源可以通过编程方式 向客户返回信息。w e b 服务是m i c r o s o f t 公司n e t 策略的核心，也是n e t f r a m e w o r k 的关键组件。w e b 服务建立在哪、x m l 和s o a p 等开放标准之 上，它是w e b 分布式应用程序的基本构建块，同时，也构成了m i c r o s o f t 的可编 程的w e b 理念基础。w e b 服务使得公司或个人可以迅速、廉价地向全世界提供 服务，具有互操作性、平台无关性、易用性、行业支持等特点，因此一经出现 就引起了业界的广泛关注。 正是由于w e b 服务的迅速崛起和发展，使得将知识管理与w e b 服务结合有 了巨大的动力。将知识管理成果在w e b 上加以应用，基于知识在w e b 上提供服 务，就形成了知识服务研究与发展的动机【2 6 。2 7 】。 w e b 服务是下一代分布式系统的核心，具有如下特点： ( 1 ) 互操作性。任何w e b 服务均可与其它w e b 服务交互，s o a p 这个所有 主要供应商均支持的新标准协议的出现，避免了在c o r b a 及d c o m 和其它协 议之间转换的麻烦。同时，由于可以使用任何编程语言编写w e b 服务，因此开 发人员无需更改其开发环境即可创建和使用w e b 服务。 ( 2 ) 平台无关性。w e b 服务使用h t t p 和s o a p 等协议已经是互联网上通 武汉理工大学硕士学位论文 用的协议，任何能够访问i n t e m e t 的平台都可以访问w e b 服务。任何与i n t e m e t 建立连接的应用程序都可以向i n t e m e t 上的任何一个w e b 服务发送x m l 格式的 s o a p 消息，同时也可以接收来自w e b 服务的s o a p 消息。 ( 3 ) 易用性。w e b 服务背后的概念易于理解并有来自i b m 和微软这样供应 商的免费“工具箱”允许开发人员快速创建和部署w e b 服务。此外，其中的某 些工具包还可以方便地将已有的c o m 组件和j a v a b e a n 转换为w e b 服务。 ( 4 ) 行业支持。所有主要的供应商均支持s o a p 和周边w e b 服务技术。例 如微软的n e t 平台基于w e b 服务。因此使用编写的组件可方便地实现w e b 服务 部署，并可被i b mv i s u a l a g e 编写的w 曲服务调用。 3 2w e b 服务的体系架构 w e b 服务体系架构采用了面向服务框架( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) ， 在s o a 系统中，所有的实体都是被封装成服务( s e r v i c e ) ，一个服务是一个软件 实体，它具有一组定义良好的接口，实现一定的功能并能够被其他应用程序调 用1 2 s - 3 0 l 。从外部使用者的角度，w e b 服务具备以下特征： ( 1 ) 完好的封装性。使用者能且仅能看到该对象提供的功能列表。 ( 2 ) 松散耦合。w e b 服务的实现发生变更时，只要w e b 服务的调用界面不 变，调用者不会感觉到。因此，w e b 服务的实现对用户是透明的，甚至当w e b 服务的实现平台从j 2 e e 迁移到n e t 或者是相反的迁移，用户都可以对此一无 所知。 w e b 服务是一种新型w e b 应用程序。它们是自包含的、自描述的、模块化 的程序，可以在w e b 上被发布、被发现和被调用。其体系结构描述了三个角色： 服务提供者、服务请求者和服务代理者，以及三个操作：发布、查找和绑定。 3 个角色的运作方式如下： ( 1 ) 服务提供者。负责提供商业处理功能供他人使用，通过w s d l ，服务 提供者可描述在该项服务中所含的功能、要使用此功能所需要输入的资料，以 及预期的输出结果，并提供u r l 连接到该服务的程序，以实现呼叫。服务提供 者在服务代理者处注册配置和发布服务中发布该信息，使其可被其他应用访问， 它提供的服务通常是现有的商业机制或多个商业机制的整合。 ( 2 ) 服务代理者。服务代理者的核心即u d d i 数据库，它允许服务提供者 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 公告服务内容并使服务请求者能找到这些服务。服务请求者使用特定的商业功 能或公司查询u d d i 数据库，u d d i 资料库则响应找到的相关资料，例如预期的 输入资料、输出结果及u r l 地址等。 ( 3 ) 服务请求者。服务请求者是在寻找特定商业功能服务的人，通过s o a p 信息处理，服务请求者可以送出格式化的查询字符串给u d d i 数据库。查询结 果传回后，即可准备所需要的输入资料，下载定义服务的文件( w s d l ) ，并通 过传回的u r l 地址激活该服务，双方的沟通均通过标准的s o a p 消息完成。 典型的w e b 服务体系架构如图3 1 所示。 图3 1w e b 服务体系架构 3 3w e b 服务的调用流程 一个完整的w e b 服务调用流程如图3 2 所示。 实现一个完整的w e b 服务调用过程包括以下步骤： ( 1 ) 服务提供者设计实现w e b 服务，并将这些w e b 服务通过服务中介发 布，并在u d d i 注册中心注册。 ( 2 ) 服务请求者向服务中介请求特定的服务，中介根据请求查询u d d i 注 册中心，为请求者寻找指定的服务。 ( 3 ) 服务中介向服务请求者返回满足条件的w e b 服务的w s d l 文档。 ( 4 ) 利用从服务中介返回的w s d l 文档，生成相应的s o a p 消息，发送给 服务提供者，以实现w e b 服务的调用。 ( 5 ) 服务提供者按照s o a p 消息执行相应的w e b 服务方法，并将结果返回 给服务