基于MDA的GBDSS决策服务组合建模方法研究

发布时间：2020-05-10 17:13

【摘要】： 基于网格的决策支持系统(Grid Based Decision Support Systems, GBDSS)是建立在网格上的一种帮助决策者求解半结构化或非结构化问题的人机智能信息系统,它的本质在于实现高度的资源共享和协同工作。随着经济一体化和社会信息化进程的进一步加快,决策者所需求解的决策任务的复杂程度越来越高,单个原子决策服务已无法满足复杂决策任务的求解需要。如何设计一种高效的决策服务组合建模机制将大量散布在GBDSS中的已有原子决策服务组装成有效的组合决策服务,以提高GBDSS中分布、异构决策资源的重用率,降低GBDSS对复杂决策任务的处理难度,成为一个迫切需要解决的问题。本文认为GBDSS的决策服务组合建模应该解决四个方面的问题：首先需要构建一个决策服务组合架构来支撑决策服务组合建模方法的使用；其次,需要提供一个统一的决策服务描述模型辅助决策者进行决策服务的一致建模；三是,必须提供一个简单、快速且有效的组合建模机制完成决策服务的组合；四是必须提供一个服务匹配和优化选择机制来提高决策服务的组合效率。针对这四个问题,本文展开了以下基于模型驱动架构(Model Driven Architecture, MDA)的GBDSS决策服务组合建模方法研究。针对第一个问题,本文阐明了基于MDA的GBDSS决策服务组合的技术架构,包括MDA、面向服务架构(Service-Oriented Architecture, SOA)、网格和语义Web(Semantic Web),提出了基于MDA的GBDSS决策服务组合平台的系统结构、生命周期和一般运作机制,勾勒出了基于MDA的GBDSS决策服务组合平台的整体概貌。为了更好地刻画GBDSS的结构复杂性并赋予其更大的开放性以及动态性,提出了一种基于MDA的GBDSS本体层次模型,并详细论述了其核心本体的设计。为了更好的实现基于MDA的GBDSS决策服务组合,进一步提出了采用UML类图实现本体描述语言OWL(Ontology Web Language, OWL)定义的本体文本的图形化建模,并分析了UML类图元模型到OWL描述元语之间的映射规则。针对第二个问题,本文给出了GBDSS两类决策服务——原子决策服务和组合决策服务的形式化模型定义,并着重分析了组合决策服务形式化模型的控制流模式和数据流模式。为了实现形式化模型的存储,本文还提出了一种采用扩展的OWL-S ServiceProfile本体来描述决策服务形式化模型的方法,并根据决策服务的特点给出了该本体的扩展框架。针对第三个问题,本文提出了基于MDA的模型映射机制实现组合决策服务从设计模型到执行模型再到存储模型的构建和转换。首先,提出了基于扩展UML活动图的组合决策服务设计模型；接着,提出了一种基于MDA的三模映射机制实现了此模型到基于BPEL4WS的组合决策服务执行模型和基于扩展的OWL-S的组合决策服务存储模型之间的转换；最后以基于网格的城市公交决策支持系统为背景,阐明了采用语义Web技术和三模映射机制实现车辆出行最优路径选择服务建模的步骤与方法,检验了方法的有效性和技术可行性。针对第四个问题,本文首先提出了基于接口匹配的抽象组合决策服务构建方法来实现服务的匹配。此方法通过决策服务接口的概念相似度计算逆向获取决策任务的前驱匹配集,并采用基于分层的宽度优先算法和基于回溯的深度优先算法获取抽象组合决策服务有效解集的生成树。接着设计了一种改进的多目标协同进化遗传算法实现基于聚合QoS的物理组合决策服务优化选择,通过仿真对比实验检验了算法的可用性和合理性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：N945.12

【参考文献】