基于時間序列的語義Web服務組合QoS屬性預測研究.pdf

1、Web服務作為SOA的主要實現技術，能夠使用Web技術標準實現應用程序間的互操作。語義Web服務因在Web服務的基礎上增加語義信息，能夠進行語義推理，實現Web服務的自動化而得到關注。然而單一服務能力有限，如何根據語義信息進行形式化的描述，進而實現Web服務組合，獲得增值服務，這就是語義Web服務組合問題。
　　本體描述語言OWL-S是語義Web服務組合建模和描述的主要標準之一，對應用領域的知識、各類資源之間的關系進行描述以此來表

2、達語義信息。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群中選擇最優(yōu)的，我們需要對組合服務的服務質量(QoS)進行預測。
　　基于預設分布類型和歷史值平均方法的弊端，本文將網絡環(huán)境因素引入到服務組合QoS預測中。我們利用非馬爾科夫隨機Petri網（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進行映射實現原子服務和組合服務的形式化語義表達。主要了考慮三個QoS指標：時間屬性、可靠性和服務代價，分析這三個指標在NMSPN中的表示和計算方法。對于成員服務的QoS預測，引入了時間序列預測的方法，基于歷史QoS記錄值對未來屬性值進行預測，考慮了不斷變化的網絡環(huán)境因素對服務組合QoS屬性的影響，又能削弱異常數據對預測結果的影響；對于組合服務，根據QoS等效約簡模

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