一種基於語義網的Web服務發現方法及系統的製作方法
2023-09-18 15:31:35
一種基於語義網的Web服務發現方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於語義網的Web服務發現方法及系統，用於根據特定的Web服務請求在已發布的Web服務廣告中查找與該服務請求相匹配的服務廣告，所述方法包括以下步驟：S101、遍歷已發布的服務廣告；S102、針對每個服務廣告分別計算當前服務廣告與所述服務請求之間的服務類別相似度、服務功能相似度、以及服務質量相似度；S103、根據所述服務類別相似度、服務功能相似度、服務質量相似度以及各自的權值計算當前服務廣告和所述服務請求之間的綜合相似度，作為當前服務廣告和所述服務請求的相似度；S104、遍歷結束後，選擇與所述服務請求相似度最大的服務廣告作為與該服務請求相匹配的服務廣告。本發明有效提高了服務發現的查準率和查全率。
【專利說明】—種基於語義網的Web服務發現方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及信息網絡【技術領域】，尤其涉及一種基於語義網的Web服務發現方法及系統。
【背景技術】
[0002]基於計算機技術的信息管理系統的應用日益廣泛，將多種獨立運行的系統高度集成，提供一個統一的管控平臺在企業中已經成為一種發展趨勢。針對該需求，各廠家紛紛以Web服務的形式對外廣告發布系統訪問接口。如何從眾多的Web服務中發現滿足要求的服務，已經成為系統集成領域研究的熱點問題之一，傳統方法是通過UDDI機制發布和查找服
務廣告。
[0003]傳統的基於UDDI機制的Web服務發現方法,通過對應用商發布的Web服務廣告中的描述性文字進行關鍵字檢索來查找服務信息，查準率和查詢率較低，例如可能會出現查找「電腦銷售」服務會忽視「計算機銷售」的服務廣告。
[0004]1998年erners Lee提出語義Web概念,之後出現了基於語義網的Web服務發現方法，該方法首先建立本體庫，圖1是書籍領域的一個本體庫模型，服務廣告和服務請求中的參數均用本體庫中的概念表示，查找階段採用特定算法計算服務請求和服務廣告參數的匹配程度來獲得可能符合需求的服務。目前查找階段的算法大都基於Massimo Paolucci提出的彈性匹配算法，將匹配程度分為四種即完全匹配(Exact)、插入匹配(Plugin)、包含匹配(Subsume)、匹配失敗(Fail)。
[0005]四種匹配程度的意義如下。
[0006]完全匹配:是指服務請求和服務廣告是等價類或者服務請求是服務廣告的一個直接子類服務廣告。
[0007]插入匹配:是指服務廣告包含服務請求，服務請求是服務廣告的非直接子類，比完全匹配低了一個等級。
[0008]包含匹配:是指服務請求包含服務廣告。包含關係不總是正確的，因為只提供了特定的子類，所以比插入匹配度又低一個等級。
[0009]匹配失敗:是指服務廣告和服務請求不存在以上三種關係。
[0010]這類算法具有以下兩點不足:
[0011]I)對服務間的匹配結果定義得過於粗糙。彈性匹配算法只能將服務匹配結果分成四個等級，但是仍然不能區分屬於同一等級中的兩個Web服務的相對匹配程度。
[0012]2)只是進行服務的輸入輸出參數概念的匹配，沒有考慮到服務的類別匹配和服務的非功能性匹配。算法不支持基於質量約束的服務選擇，不能充分滿足用戶查找要求。
【發明內容】
[0013]為克服以上問題，本發明提出了如下技術方案:
[0014]一種基於語義網的Web服務發現方法，用於根據特定的Web服務請求在已發布的Web服務廣告中查找與該服務請求相匹配的服務廣告，其特徵在於包括以下步驟:
[0015]S101、遍歷已發布的服務廣告；
[0016]S102、針對每個服務廣告分別計算當前服務廣告與所述服務請求之間的服務類別相似度、服務功能相似度、以及服務質量相似度；
[0017]S103、根據所述服務類別相似度、服務功能相似度、服務質量相似度以及各自的權值計算當前服務廣告和所述服務請求之間的綜合相似度，作為當前服務廣告和所述服務請求的相似度；
[0018]S104、遍歷結束後，選擇與所述服務請求相似度最大的服務廣告作為與該服務請求相匹配的服務廣告。
[0019]進一步地，步驟S102中所述的計算服務類別相似度具體包括:
[0020]S2011、計算所述服務廣告與服務請求各自在服務類別目錄樹中的上層類別的交集所包含的元素個數；
[0021]S2012、計算所述服務廣告與服務請求各自在所述服務類別目錄樹中的上層類別的併集所包含的元素個數；
[0022]S2013、計算所述交集與併集二者包含的元素個數的比值作為所述服務廣告與服務請求的服務類別相似度；
[0023]其中，所述步驟S2011以及S2012可以按照任意順序執行。
[0024]進一步地，步驟S102中所述的計算服務功能相似度具體包括:
[0025]S2021、計算所述服務廣告與服務請求各自的輸出參數之間的相似度；
[0026]S2022、計算所述服務廣告與服務請求各自的輸入參數之間的相似度；
[0027]S2023、根據所述輸出參數之間的相似度和輸入參數之間的相似度計算所述服務廣告與服務請求的功能相似度；
[0028]其中，所述步驟S2021以及S2022可以按照任意順序執行。
[0029]進一步地，步驟S102中所述的計算服務質量相似度具體包括:
[0030]計算所述服務廣告與服務請求的質量參數之間的相似度，作為所述服務廣告與服務請求的質量相似度。
[0031]基於相同的構思，本發明還提出一種基於語義網的Web服務發現系統，用於根據特定的Web服務請求在已發布的Web服務廣告中查找與該服務請求相匹配的服務廣告，其特徵在於包括:
[0032]遍歷模塊，遍歷已發布的服務廣告；
[0033]第一計算模塊，針對每個服務廣告分別計算當前服務廣告與所述服務請求之間的服務類別相似度、服務功能相似度、以及服務質量相似度；
[0034]第二計算模塊，根據所述服務類別相似度、服務功能相似度、服務質量相似度以及各自的權值計算當前服務廣告和所述服務請求之間的綜合相似度，作為當前服務廣告和所述服務請求的相似度；
[0035]選擇模塊，在遍歷結束後選擇與所述服務請求相似度最大的服務廣告作為與該服務請求相匹配的服務廣告。
[0036]本發明基於語義網模型，創造性地提出通過對服務類別、服務功能、服務質量三個層次的匹配，有效的提高了服務發現的查準率和查全率，對於語義Web服務的發展及其在系統集成領域的應用有較大的應用意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1是書籍領域的示例性本體庫；
[0038]圖2是本發明具體實施例一所述的基於語義網的Web服務發現方法流程圖；
[0039]圖3為一棵示例性抽象服務類別目錄樹；
[0040]圖4是本發明具體實施例二所述的基於語義網的Web服務發現系統結構圖；
[0041]圖5是本發明與傳統方法的測試結果比較圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖並通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0043]實施例一
[0044]圖2是本實施例所述的基於語義網的Web服務發現方法流程圖，用於根據特定的Web服務請求在已發布的Web服務廣告中查找與該服務請求相匹配的服務廣告。如圖2所示，本實施例所述方法包括以下步驟:
[0045]SlOl、遍歷已發布的服務廣告。
[0046]為了減少服務查 找的盲目性，可以事先選定一個範圍，然後只遍歷該範圍中發布的服務廣告，從而提高查找效率及響應速度。
[0047]S102、針對每個服務廣告分別計算當前服務廣告與所述服務請求之間的服務類別相似度、服務功能相似度、以及服務質量相似度。
[0048]本發明基於語義網模型，在服務類別、服務功能、服務質量三個方面進行服務匹配，這三個方面都是Web服務本身所具有的客觀屬性，從這三個方面進行匹配，能夠更加客觀、全面地反映服務之間的相似性。下面分別對這三個方面進行描述。
[0049](一 )服務類別匹配，即計算服務類別相似度
[0050]基於服務類別的匹配需要一個得到廣泛認可的服務類別目錄。服務類別的匹配就是找出哪些服務廣告與服務請求有相同或類似的服務類型。所有的服務類別被存放在目錄樹型結構。圖3為一棵抽象服務類別目錄樹。在該目錄樹中，不同節點代表不同的類別，有向邊表示類別間的泛化關係。兩個類別的相似程度可以通過類型相似度來進行比較。本發明採用下述方法定義類別相似度。
[0051]令Cat為分類樹上的一個節點，則Cat的所有祖先以及Cat自身組成了一個非空集合，這個非空集合稱之為Cat的上層類別，記為UpCategorycat。
[0052]任何兩個類別Cati和Catj之間的類別相似度Simcat (Cati, Catj)介於[O, I]之間，其值可由公式⑴得到，假設Cati和Ca、分別表示服務廣告和服務請求。
【權利要求】
1.一種基於語義網的Web服務發現方法，用於根據特定的Web服務請求在已發布的Web服務廣告中查找與該服務請求相匹配的服務廣告，其特徵在於包括以下步驟: 5101、遍歷已發布的服務廣告； 5102、針對每個服務廣告分別計算當前服務廣告與所述服務請求之間的服務類別相似度、服務功能相似度、以及服務質量相似度； 5103、根據所述服務類別相似度、服務功能相似度、服務質量相似度通過加權計算當前服務廣告和所述服務請求之間的綜合相似度，作為當前服務廣告和所述服務請求的相似度； 5104、遍歷結束後，選擇與所述服務請求相似度最大的服務廣告作為與該服務請求相匹配的服務廣告。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S102中所述的計算服務類別相似度具體包括: 52011、計算所述服務廣告與服務請求各自在服務類別目錄樹中的上層類別的交集所包含的元素個數； 52012、計算所述服務廣告與服務請求各自在所述服務類別目錄樹中的上層類別的併集所包含的元素個數； 52013、計算所述交集與併集二者包含的元素個數的比值作為所述服務廣告與服務請求的服務類別相似度； 其中，所述步驟S2011以及S 2012可以按照任意順序執行。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S102中所述的計算服務功能相似度具體包括: 52021、計算所述服務廣告與服務請求各自的輸出參數之間的相似度； 52022、計算所述服務廣告與服務請求各自的輸入參數之間的相似度； 52023、根據所述輸出參數之間的相似度和輸入參數之間的相似度計算所述服務廣告與服務請求的功能相似度； 其中，所述步驟S2021以及S2022可以按照任意順序執行。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S102中所述的計算服務質量相似度具體包括: 計算所述服務廣告與服務請求的質量參數之間的相似度，作為所述服務廣告與服務請求的質量相似度。
5.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2021具體計算方式為:
Sim0(reS,adS) =.ια,ι 式中reS表示服務請求,adS表示服務廣告，Oras表示服務請求輸出參數集合，ο表示該集合中的輸出參數，1rasI表示服務請求輸出參數集合包含參數的數目；0ads表示服務廣告輸出參數集合，Oads表不服務廣告輸出參數集合包含參數的數目；Simmax(o,0ads)表不服務廣告的輸出參數集合中與服務請求的特定輸出參數ο相似程度最高的參數對應的相似度值；Sim(reS，adS)表示服務請求與服務廣告的輸出參數之間的相似度；所述步驟S2022具體計算方式為:
6.如權利要求5所述的方法,其特徵在於,所述Simmax(ο,Oads)與Simmax(i,Iads)的計算過程中，計算兩個特定參數之間的相似度的具體方式為: 計算匹配等級度和語義相似度的算數平均值作為這兩個特定參數之間的相似度，公式如下:
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，根據彈性匹配算法的不同結果，所述匹配等級度Simg的取值如下: 當完全匹配時為1，當插入匹配時為0.8，當包含匹配時為0.6，當匹配失敗時為O。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，優選的，所述邊的權值基於以下公式確定:
ICi為根節點
9.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述計算所述服務廣告與服務請求的質量參數之間的相似度，具體方式為:
10.一種基於語義網的Web服務發現系統，用於根據特定的Web服務請求在已發布的Web服務廣告中查找與該服務請求相匹配的服務廣告，其特徵在於包括: 遍歷模塊，遍歷已發布的服務廣告； 第一計算模塊，針對每個服務廣告分別計算當前服務廣告與所述服務請求之間的服務類別相似度、服務功能相似度、以及服務質量相似度； 第二計算模塊，根據所述服務類別相似度、服務功能相似度、服務質量相似度以及各自的權值計算當前服務廣告和所述服務請求之間的綜合相似度，作為當前服務廣告和所述服務請求的相似度； 選擇模塊，在遍歷結束後選擇與所述服務請求相似度最大的服務廣告作為與該服務請求相匹配的服務廣告。
【文檔編號】G06Q30/02GK103473695SQ201310392384
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月1日 優先權日:2013年9月1日
【發明者】何瑞科, 鄧偉, 蘆增輝, 史鬱文, 王普, 聶琪, 李琨, 王曉菲 申請人:西安重裝渭南光電科技有限公司