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基于语义Web的服务自动组合技术的研究

梁晟  
【摘要】: 语义Web和Web服务是WWW发展的两个重要趋势,这两种技术的结合产生了另一个新兴的研究课题——语义Web服务。语义Web服务是指用语义Web标记语言来描述服务的语义,使Web服务成为计算机可以理解的实体,从而支持服务的自动发现、执行和组合等。本文研究的是基于语义Web的服务自动组合技术,目标是使软件agent能根据用户的需求将各种已有的Web服务自动地组合起来、协同工作完成用户的任务,使服务可以灵活地满足用户的需求,实现“按需服务”。 本文结合国家863课题“语义Web技术与Ontology”,对语义Web服务自动组合的关键技术,包括语义Web标记语言、语义Web服务描述模型和Web服务的自动组合方法进行了研究,主要工作成果包括以下四个方面: (1)设计了一种语义Web规则标记语言——OWLRule+。 针对语义Web层次结构中Web ontology语言OWL在一般规则表达能力方面的不足,在其基础上设计了一种语义Web规则标记语言——OWLRule+,作为语义Web的逻辑规则层。它的语义基于CARIN(一种结合Horn规则和描述逻辑的表示语言),语法是OWL的扩展。这样既结合了OWL的语法和语义特征,又能够标记Horn形式的规则。同时也为OWL-S模型的扩展提供了语言基础。 (2)在现有语义Web服务描述模型OWL-S的基础上进行了扩展和完善,形成增加用户偏好表示的模型——OWL-S+。 在OWL-S的基础上增加了用户偏好的表示,扩展为模型OWL-S+,并基于OWLRule+语言定义了相应的OWL-S+本体。OWL-S+不仅包含服务的过程模型,还包含用户偏好的表示方法。由于用户偏好影响着服务的选择,因此OWL-S+模型增加对它的形式化表示后,能更好地支持服务组合的自动化。 (3)给出了一种基于OWL-S+模型和状态演算(Situation Calculus,SC)的服务自动组合方法OWL-SC。 将状态演算作为支持服务自动组合的形式化手段,在状态演算中增加了意愿公理的表示和处理,使其可以处理用户偏好。并给出了一组从OWL-S+模型到状态演算各项的映射。 (4)基于OWL-S+模型和OWL-SC方法设计了自动组合Web服务的多agent系统AWSC-Agents,并进行了实例研究。 设计了AWSC-Agents的体系结构和服务组合规划agent的算法,并基于 基于语义W七b的服务自动组合技术的研究 状态演算语言IndiGolog和多agent开发框架oAA给出了具体的实现机制。 还通过一个网上行程安排的演示系统初步验证了OWL一S+模型和OWL一SC 方法的适用性和有效性。


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