本體理論在城市智能交通系統(tǒng)語義集成中的應(yīng)用研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)（ITS）是目前世界交通運(yùn)輸領(lǐng)域的前沿研究課題。我國政府已提出將ITS作為我國未來交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)展的重要方向和優(yōu)先領(lǐng)域予以重點(diǎn)支持。因此，越來越多的交通運(yùn)輸企業(yè)和相關(guān)的職能部門都在不斷地構(gòu)建各種交通應(yīng)用信息系統(tǒng)來管理運(yùn)輸資源。這些系統(tǒng)的運(yùn)行效率很大程度上依賴于各子系統(tǒng)的資源共享與協(xié)同工作能力，為了更好地發(fā)揮這些系統(tǒng)在交通管理中的作用，實(shí)現(xiàn)出行者、車輛、道路和交通管理更大范圍的高效管理，系統(tǒng)之間的信息共享和互操作的需求也越來越

2、強(qiáng)烈。為了達(dá)到這一目的，必須解決ITS系統(tǒng)間信息的語義集成問題，只有這樣，智能交通各系統(tǒng)之間信息才能相互理解、相互操作，實(shí)現(xiàn)“智能化”，提高交通信息的增值服務(wù)能力，延伸ITS的服務(wù)內(nèi)容。
　　 系統(tǒng)間要求信息互操作的同時(shí)也帶來諸多新的問題，Kent指出“當(dāng)一些通用的概念在不同的領(lǐng)域中用不同的方法處理時(shí)，會(huì)出現(xiàn)理解上的誤差”。本體作為一種有效的語義建模方法，可以用來描述計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的語義信息，并可對(duì)領(lǐng)域知識(shí)作無歧義的語義解釋，因

3、此，本體為ITS實(shí)現(xiàn)語義集成和應(yīng)用提供了必要的條件，為智能交通領(lǐng)域信息的語義交互提供了關(guān)鍵的使能技術(shù)。
　　 為此，本文將本體理論全面運(yùn)用到ITS中，根據(jù)中國智能交通特色，以“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國智能運(yùn)輸系統(tǒng)體系框架”的研究成果為依據(jù)，以智能交通應(yīng)用系統(tǒng)為研究對(duì)象，以系統(tǒng)間能實(shí)現(xiàn)互操作和提高智能交通信息增值服務(wù)為目標(biāo)開展本文的研究工作，本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 （1）研究了中國ITS現(xiàn)有的業(yè)務(wù)應(yīng)用和體系

4、結(jié)構(gòu)，提出了基于本體的ITS集成框架OITSIF。該框架為領(lǐng)域本體的構(gòu)建提供了所需知識(shí)來源的依據(jù)，為基于本體的ITS語義集成的實(shí)現(xiàn)提供了信息、方法和技術(shù)的宏觀指導(dǎo)。
　　 （2）研究了智能交通領(lǐng)域本體的構(gòu)建，提出了智能交通領(lǐng)域本體構(gòu)建的方法論。領(lǐng)域本體的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)語義集成的重要前提。本文分析了中國智能交通的特點(diǎn)，進(jìn)行了智能交通領(lǐng)域本體模型構(gòu)建的研究，提出了智能交通領(lǐng)域中服務(wù)本體和應(yīng)用本體的構(gòu)建模型和方法，定義了從ITS中抽取

5、本體的規(guī)則，可通過算法實(shí)現(xiàn)本體的自動(dòng)抽取，這為本體在ITS中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 （3）研究了智能交通系統(tǒng)中的本體映射，提出了關(guān)系模式與本體的映射模型。關(guān)系模式與本體的映射是實(shí)現(xiàn)ITS語義集成的關(guān)鍵。本文提出的模型對(duì)關(guān)系模式采用特征提取并對(duì)本體進(jìn)行候選映射處理，以提高映射效率；對(duì)可利用的信息采用多策略映射機(jī)制，以挖掘映射的語義關(guān)系；對(duì)屬性映射問題將其轉(zhuǎn)換成加權(quán)二部圖的最優(yōu)匹配問題，以提高映射的準(zhǔn)確度，從而有效地提高了映射效率

6、和準(zhǔn)確度。
　　 （4）研究了智能交通系統(tǒng)語義集成的應(yīng)用，提出了基于語義搜索樹的串并行Web服務(wù)自動(dòng)組合方法。Web服務(wù)的自動(dòng)組合是實(shí)現(xiàn)智能交通信息增值服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)。本文提出的方法通過構(gòu)建語義搜索樹將服務(wù)通過語義關(guān)聯(lián)度進(jìn)行關(guān)聯(lián)組合，在構(gòu)建語義搜索樹的過程中采用組合優(yōu)化方法，能快速發(fā)現(xiàn)部分滿足服務(wù)請(qǐng)求的服務(wù)分散服務(wù)，并能將這些服務(wù)自動(dòng)串并行組合成為大粒度的服務(wù)，且能較好的滿足用戶需求，這對(duì)于本體在ITS中的應(yīng)用是一種有益的嘗試。