基於時間自動機的實時Web服務組合研究

《基於時間自動機的實時Web服務組合研究》是依託北京理工大學，由胡晶晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於時間自動機的實時Web服務組合研究
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：胡晶晶
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

Web服務是極具前景的分散式計算模型，Web服務組合是Web服務研究的焦點，實時Web服務組合因兼具動態和及時的特點而成為Web服務組合最新的發展方向。本項目將針對實時Web服務組合這一時間系統的不確定規劃問題，探索語義Web架構下實時模型檢測的形式化方法。本項目擬基於時間自動機的形式化理論，研究面向實時Web服務組合的不確定規劃方法。首先，構建通用的時鐘操縱模型，為時間系統形式驗證奠定基礎；其次，設計基於時間帶的時鐘操縱與分層搜尋相結合的實時模型檢測搜尋算法，緩解狀態空間的組合爆炸；再次，完成實時Web服務組合的語義Web擴展，實現語義Web架構下的實時模型檢測規劃；最後，集成理論成果，構建實時Web服務組合平台，並利用北京市公共區緊急預警服務系統對平台性能進行實例測試和驗證，提升公共事件處理的有效性和實時性。

結題摘要

Web服務組合是服務計算領域的新方向。Web服務組合的套用推廣，其關鍵技術是要能夠實現Web服務的高效的、自動化的組合過程。本項目提出了以時間自動機為計算框架的Web服務組合模型。在此框架下，設計了一種具有形式化特徵的基於時間自動機的組合服務模型，提供了模型構建算法，並給出了構造這類Web服務組合模型的接口語言設計、語義解析方法和自動化組合過程。為了驗證了其性能，利用UPPAAL作為服務組合模擬器，實現了從相互獨立的Web服務的集合到組合服務的實施過程的自動化。實驗結果驗證了所提出的自動化服務組合的可行性和有效性。 實時Web服務組合對服務搜尋的準確性和服務組合的快速性提出了更高的要求。本項目提出了基於語義Web的實時服務組合算法，滿足了服務組合的時間約束並減少了服務組合的回響時間。建立了時間本體結構和推理規則，通過邏輯推理對搜尋信息進行預處理。利用該策略對UDDI進行擴展，服務選擇的效率提高了129%，精準度提高161%。在服務組合規劃上，使用模擬退火算法實現基於QoS的服務選擇，最佳化了組合結果並保證其在較短的時間內完成。實驗結果表明服務組合有效性提高了6%以上，組合時間縮短了12.3%以上。在搜尋和組合服務的過程中使用搜尋策略和模擬退火算法後，系統可體現較好的實時性和高效性。 針對當前大規模服務集合中Web服務組合研究與套用效率低下的局限，本項目改進了Web服務依賴圖，並提出了一種基於MapReduce的並行服務組合算法。實驗結果表明，該算法在求解實時Web服務組合問題中，能夠正確和高效地得到滿足用戶需求的最佳Web服務組合方案。