基于時間序列的語義Web服務(wù)組合QoS屬性預(yù)測研究.pdf

1、Web服務(wù)作為SOA的主要實現(xiàn)技術(shù)，能夠使用Web技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)應(yīng)用程序間的互操作。語義Web服務(wù)因在Web服務(wù)的基礎(chǔ)上增加語義信息，能夠進(jìn)行語義推理，實現(xiàn)Web服務(wù)的自動化而得到關(guān)注。然而單一服務(wù)能力有限，如何根據(jù)語義信息進(jìn)行形式化的描述，進(jìn)而實現(xiàn)Web服務(wù)組合，獲得增值服務(wù)，這就是語義Web服務(wù)組合問題。
　　本體描述語言O(shè)WL-S是語義Web服務(wù)組合建模和描述的主要標(biāo)準(zhǔn)之一，對應(yīng)用領(lǐng)域的知識、各類資源之間的關(guān)系進(jìn)行描述以此來表

2、達(dá)語義信息。目前，對語義本體描述語言的研究重在其形式化和定性分析，對非功能特性和量化分析的研究相對較少。然而不滿足非功能特性的服務(wù)組合方案同樣無法滿足用戶的需求。為了能夠判斷一個服務(wù)組合方案在非功能屬性方面是否滿足需求，或者從功能相似的服務(wù)群中選擇最優(yōu)的，我們需要對組合服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)進(jìn)行預(yù)測。
　　基于預(yù)設(shè)分布類型和歷史值平均方法的弊端，本文將網(wǎng)絡(luò)環(huán)境因素引入到服務(wù)組合QoS預(yù)測中。我們利用非馬爾科夫隨機Petri網(wǎng)（N

3、MSPN）作為中間表示，通過將OWL-S中的原子過程，組合過程向NMSPN進(jìn)行映射實現(xiàn)原子服務(wù)和組合服務(wù)的形式化語義表達(dá)。主要了考慮三個QoS指標(biāo)：時間屬性、可靠性和服務(wù)代價，分析這三個指標(biāo)在NMSPN中的表示和計算方法。對于成員服務(wù)的QoS預(yù)測，引入了時間序列預(yù)測的方法，基于歷史QoS記錄值對未來屬性值進(jìn)行預(yù)測，考慮了不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境因素對服務(wù)組合QoS屬性的影響，又能削弱異常數(shù)據(jù)對預(yù)測結(jié)果的影響；對于組合服務(wù)，根據(jù)QoS等效約簡模

4、型對組合服務(wù)的復(fù)雜邏輯關(guān)系循環(huán)往復(fù)的約簡直到化簡為一個原子過程，同時將時間序列預(yù)測值作為約簡模型的輸入，進(jìn)而求得整個組合服務(wù)流程的QoS指標(biāo)。
　　為了分析本文預(yù)測框架的可行性和有效性，引入了一個實例，通過對原子服務(wù)的時間序列建模預(yù)測發(fā)現(xiàn)能較好的吻合實際QoS曲線。為了分析基于時間序列預(yù)測結(jié)果的組合服務(wù)的預(yù)測效果，將本文提出的方法與基于確定性時間分布的預(yù)測模型和基于時間概率分布函數(shù)的預(yù)測模型的預(yù)測效果進(jìn)行了比較和精確度分析。