基于工作流模式的语义Web服务组合信任度模型的研究与实现

发布时间：2017-12-18 19:09

  本文关键词：基于工作流模式的语义Web服务组合信任度模型的研究与实现

  更多相关文章： 语义Web 服务组合 信任度 Petri网 蚁群算法

【摘要】：近年来人们对于Web服务的需求呈现出复杂化的特点,Web服务组合开始受到广大用户的欢迎,它不仅可以提高组件服务的复用率,减少开发成本,还可以根据用户不断变化的需求灵活的组合。服务组合快速准确的实现成为了研究者们面临的巨大挑战。组件服务的功能和性能是服务发现与组合优化的重要参考依据。语义Web技术的出现统一了Web组件服务的功能描述,让机器可以理解服务功能的涵义,但是组件服务功能的有效性却无法保证。服务质量(Qo S)属性值的公布使用户有了评估服务性能的标准,但是Qo S属性值的真实性也无法确认。在实际环境中,出于竞争的压力,服务开发者有可能会夸大Qo S属性指标值或提供不实的功能描述信息,以提高自身Web服务被选择的机率。由此可见虚假的信息直接影响组件服务的正确选择,从而令用户做出错误的判断。为了解决此类问题,建立了一种语义Web服务组合信任度模型,分别从性能和功能两个方面量化语义Web服务组合的可信任程度,为组件服务的发现和服务组合的优化提供了方法。语义Web服务组合信任度主要包括服务组合的非功能性属性信任度和功能性属性信任度两种类型。在计算语义Web服务组合非功能性属性信任度的过程中,改进了以往单一参考客观运行记录或主观用户评价的计算方法,结合了两者的优势进行互补,使用主观用户评价来计算不可记录型非功能性属性信任度,同时分析客观运行记录来计算可记录型非功能性属性信任度,提高了非功能性属性信任度计算的准确性。在语义Web服务组合功能性属性信任度的计算过程中,不仅考虑单个候选组件Web服务与用户请求序列中服务组合抽象节点的功能语义描述相似度,同时还考虑了前驱组件服务与后续组件服务接口功能属性的匹配度。横向和纵向的综合考虑,确保组件Web服务功能性属性信任度可以全面反应出该组件服务功能的可信程度。提出了一种针对信任度的语义Petri网模型,为语义Web服务组合过程提供了形式化建模工具,实现了基于信任度模型的语义Web组件服务发现机制。相较于传统的Petri网模型,针对信任度的语义Petri网模型增加了变迁集合的语义描述信息,便于计算候选组件服务与服务组合抽象节点间的功能语义描述相似度,同时增加了接口库所集合的邻接关联矩阵信息,便于计算候选组件服务间功能接口属性的匹配度。通过功能语义描述相似度和功能接口属性匹配度就可以获得候选组件服务功能性属性信任度,组件服务发现器参考候选组件服务功能性属性信任度来发现符合用户功能需求的候选组件服务或候选服务组合流程片段,从而生成了服务组合抽象节点的候选组件服务集合。依据语义Web服务组合功能性属性信任度进行的组件服务发现方法,可以为每一个抽象服务节点找到多个功能相似的候选组件服务组成的服务集合,因此服务组合运行过程还需要进行服务组合优化,在这些候选服务集合中通过服务组合生成器寻找到服务信任度最高,服务性能最优的服务组合方案。在基于语义Web服务组合信任度模型的服务组合优化过程中,提出并实现了一种适应路径权值变化的蚁群算法,这种动态适应的蚁群算法在对局部最优解进行全局信息素更新前,会重新获取局部最优解各路径上的权值,一旦发现权值的变化超过一定标准后,会对该路径的权值进行更新,这种信息素更新机制提高了算法对于外部环境变化的自适应性,同时该算法还可以根据路径权值变化的幅度动态的调整路径上的信息素挥发因子,这能有效避免算法出现早熟停滞现象。最后设计并实现了一个旅行行程制定的服务组合实例,通过仿真实验证明了基于语义Web服务组合信任度模型的组件服务发现和服务组合优化方法可以有效的避免带有虚假信息的不可信组件服务,同时保证候选Web服务组合方案最大限度的满足用户需求。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.09

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本文编号：1305285