基于Petri网的Web服务组合模型描述和验证

Web服务及其组合的形式化描述和验证是Web服务中一个重要的研究方向.分析了基于Petri网建模的优势,给出基于Petri网的Web服务的形式化定义和描述,对Web服务组合进行建模及元素映射,给出Petri网模型生成算法并对组合服务模型的可达性、安全性、有界性与活性等特性进行验证分析.最后是对一个具体的业务流程的建模和验证分析.由分析可知,该建模方法具有一定的表达和验证Web服务组合模型的能力.     

基于XYZPADL 的Web 服务体系结构形式描述

在对时序逻辑语言XYZ/E进行扩展的基础上,对服务、合成服务、面向服务的体系结构以及系统的活性、正确性以及安全性等核心概念进行了形式定义,并对整个Web服务体系结构进行了形式化的描述与实现过程的分解与逐步求精,指出了在该体系结构框架下,系统的活性、正确性以及安全性存在的与服务求精过程中所具有的语义的可组合特性,这一组合特性在服务的状态转换变迁模型下得到了证明,从而为服务的合成与重用机制提供了形式化的理论指导.     

基于同步网的BPEL建模和验证

Web服务组合是面向服务架构的一个应用,是指将已有的Web服务组合成为新的服务。业务流程执行语言BPEL（Business Process Execution Language）是一种描述Web服务组合的语言。为了保证BPEL描述的Web服务组合的正确性,提出了分层建模和验证的思想,将BPEL流程分为逻辑层和语义层,并分别建立形式化模型和验证方法。这样不仅能保证对流程正确地建模,而且能降低建模和验证的复杂度。在逻辑层,BPEL元素映射为基于同步网的WSL_net模型。畅通性和无冗余变迁性质保证了BPEL流程基本控制流的正确性并避免了资源的浪费。语义层的建模和验证将另文给出。     

基于Web服务和HLA的分布式建模与仿真环境

HLA为分布式建模仿真提供了技术支持,但只限于局域网的仿真应用.Web服务提供了一种新的分布式计算模式,支持跨平台、互操作性和重用性.融合Web服务和HLA/RTI仿真技术,可以实现Internet环境下复杂系统的多学科协同建模和仿真应用.本文分析了下一代分布式建模仿真技术的特点,提出了一种基于Web服务和HLA的复杂系统协同建模仿真的框架,研究了基于Web服务的仿真引擎封装、学科邦元适配器、仿真系统集成等问题,设计了系统的总体结构,基于该框架的原型系统正在实现阶段.     

军事信息系统服务资源分配并行优化方法

针对如何提高面向服务军事信息系统中任务工作流执行的时效性和成功概率, 提出了服务资源分配的并行优化方法. 首先给出了服务资源分配的系统框架, 在分析服务并行执行数目、 任务成功率、任务完成时间及服务执行代价之间关系的基础上, 建立了服务并行优化的目标规划数学模型, 并提出了一种求解该模型的改进粒子群算法(DPSO). 该算法通过引入粒子细微扰动、优化粒子飞行边界及粒子优胜劣汰等扩大搜索范围,提高获得最优解的概率. 实验结果表明服务分配的并行优化及其DPSO 求解算法是提高任务工作流执行成功率和时效性的有效方法.     

服务外包中双边道德风险的关系契约激励机制

外包服务项目执行结果受服务商工作努力程度和客户参与配合的共同影响,双方在服务执行中的生产要素投入无法验证性往往会导致双边道德风险.针对双边道德风险下正式外包契约无法有效激励双方共同努力这一问题,运用委托代理理论设计了非正式的服务外包关系契约,分析了关系契约对双方共同努力的激励作用.研究表明:对任意折现率,实施关系契约的客户收益与系统收益均不小于正式契约,且随着折现率的增加,关系契约的激励效果越显著;当折现率足够大时,关系契约能有效激励双方共同努力,实现系统最优.最后,通过数值算例验证了相关结论.     

OWL-S服务操作语义的Petri网描述新方法

提出对基于OWL-S描述的语义Web服务操作语义的Petri网描述新方法。选择动态描述逻辑的动作理论作为语义Web服务描述的逻辑基础,一个OWL-S原子进程可以作为一个动态描述逻辑动作进行描述,实现了对OWL-S原子进程的动态执行和相关执行条件静态逻辑推理的有机结合,进一步通过将Petri网与动态描述逻辑的动作理论结合,得到OWL-S进程（尤其复合进程）操作语义的Petri网描述,为组合语义Web服务的自动组合和动态性质分析提供了更为有效的逻辑依据和方法。     

基于Petri网的Web服务的创建与描述

为了更好的支持Web服务组合的Petri网系统的自动生成,提出了在发布Web服务的时候即建立该服务的PNML(Petri Net Markup Language)+OWL(Ontology Web Language)的方法,在建立Web服务领域本体的基础上,通过创建Web服务的Petri网模型,为Petri网中库所元素添加相应的语义标记,得到Web服务的类似OWL-S(Ontology Web Language for Services)的服务描述,不仅提高了对Web服务操作语义描述的能力,同时为Web服务组合的Petri网系统的自动生成奠定了基础。     

基于主体的语义Web服务的Petri网模拟方法

语义web上的服务在执行时可以将其视为一个智能主体的行为执行的过程，并且能够通过智能主体管理语义web上的服务。将语义web上存在的主体分为用户主体，媒介主体和服务主体三类。当一个用户主体需要多个不同的web服务来完成其目标时，这些服务将被组装为一个组合服务。对组合服务的动态执行进行准确的模拟和全面的分析是保证用户目标实现的关键问题，利用Petri网的方法对组合语义web服务进行模拟和动态执行分析是关于此问题的一种实用并且有效的方法。     

基于着色Petri网的最小代价服务合成方法

如何动态地把现存的各种Web服务整合起来以形成新的、满足不同用户需求的服务已成为新的应用需求和研究热点.针对现有服务合成中服务选择技术的不足,提出了一种基于着色Petri网的最小代价服务合成方法。该方法主要思想是根据候选服务输入输出之间的逻辑关系建立有色Petri网,从而找出所有合成方案,然后根据原子服务的服务质量(quality of service, QOS)参数选择具有最小代价的合成方案,通过服务实例验证,基于着色Petri网服务合成方法能够获得最小代价的组合方式。     

一种基于语义本体的Web服务自动组合算法

服务组合是Web服务应用的一个重要研究方向。提出了一种基于语义本体的Web服务自动组合算法,该算法用Web服务本体OWL-S和领域本体描述Web服务,将两个服务之间关联度的计算转化为加权二部图的最优匹配问题,然后利用改进的Kuhn-Munkres算法计算服务关联度;最后,在此关联度的基础上提出一种服务自动组合算法。实验结果表明,论文提出的服务组合算法可以根据用户请求动态的生成服务组合,并通过域值控制保证了服务组合的质量和效率。     

海战场C4ISR系统的服务自动组合方法

针对C⁴ISR系统中服务人工智能(artificial intelligence, AI)规划组合存在的服务数量大、不能处理服务执行过程中动态产生的新个体、业务流程和服务质量不确定等问题,提出了一种基于离散事件演算和马尔可夫逻辑网(discrete event calculus Markov logic network, DEC-MLN)的服务自动组合方法。首先给出了面向服务的海战场C⁴ISR系统的流程图,用对事件演算进行拓展形成的DEC-MLN对服务的输入、输出、前提条件和执行效果及基本服务流程进行建模,用MLN的权重刻画组合过程中业务流程和服务质量的不确定性。接着提出了一种基于模板的服务自动组合框架,并给出了溯因DEC规划方法。所提方法克服了基于传统AI规划组合方法限于顺序组合的问题;且DEC-MLN的谓词规模较小,提高了服务组合效率;DEC-MLN在处理不确定性的基础上又能解除封闭世界假说的限制,可以处理组合执行过程中新增个体,增加了组合的动态性。最后用实例验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于双种群协同进化的QoS全局最优

针对服务质量（quality of service, QoS）全局最优Web服务选择问题,提出了一种双种群协同进化QoS全局最优Web服务选择算法。算法在多目标离散粒子群算法基础上设计一种双种群协同进化框架以同步进行非支配排序和精英粒子保留,并定义了一种新的离散粒子位置更新算子。同时为保证粒子的多样性和算法的全局收敛能力,算法采用基于距离的粒子多样性度量算子、基于适应值排序的粒子选择算法和基于轮盘赌的全局最优解选择策略。仿真实验结果表明该算法能同时优化多个目标,并得到一组满足约束的Pareto最优解,且具有较好的性能和鲁棒性,解集的质量和分布也优于非支配排序遗传（nondominated sorting genetic algorithm,NSGA）算法的改进算法NSGA-Ⅱ,能有效解决QoS全局最优的Web服务选择问题。     

基于信任和推荐关系的可信服务发现

随着基于开放Web的服务网络中服务数量的急剧增长, 快速、准确地发现可信服务是面向服务计算的一个关键问题. 针对开放网络环境下可信服务发现工作量大、效率低等问题, 基于模拟现实世界的网络小世界特性, 设计了基于信任和推荐关系的可信服务发现方法. 首先, 提出一种开放的具有信任和推荐关系的服务网络模型, 给出该模型的形式化定义和两种关系的计算策略; 接着, 在具有信任和推荐关系的服务网络模型之上, 给出一种动态的可信服务发现算法, 该算法能有效减少服务的搜索路径, 在较短的时间搜索到可信服务; 最后, 仿真实验表明, 该方法能快速返回可信服务, 具有较高的效率和满意度.     

基于Web服务的协同优化平台

提出了一种基于Web服务的协同优化平台.该平台具有开放式的架构,能够方便集成现有的通用优化工具.主要特点有:优化工具集成,能够集成本地优化软件及异地优化Web服务;优化服务包装,能够方便的将现有优化工具包装为Web服务;协同优化模型自动生成,解决了通用优化软件的缺点.最后用一个工程案例说明了通过软件智能体,通用优化软件能够访问仿真Web服务完成仿真优化,验证了协同优化平台的有效性.     

QoS动态变化的服务选择算法

由于现代战争的快节奏和异常激烈,在面向服务的军事综合电子信息系统中候选服务的服务质量往往随时间快速变化,有时还有服务的加入和退出,现有组合服务选择方法很难应对这种场景. 提出了一种基于危险理论的动态约束多目标免疫克隆算法（DCMOICADT）用于QoS动态变化的服务选择. 首先将基于QoS的军事信息服务选择问题建模为带QoS约束的动态多目标组合优化问题,接着采用基于危险理论的动态约束多目标免疫克隆算法同时优化多个目标函数,最终产生一组满足约束条件的Pareto最优解服务组合集. 对比实验结果表明,DCMOICADT设计了环境感知因式用于描述QoS动态变化,使用Pareto-占优集和有益不可行解协同的免疫进化方案,能根据当前环境的变化快速且自适应地调整各免疫操作,所得最优解集具有较好的多样性和较强的逼近性,能有效解决QoS 动态变化的军事信息服务选择问题.