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近年来,Web服务作为一个满足电子政务和电子商务交互和整合需求的热点技术被广泛重视。大多数电子政务不是单一的基本服务。某个事务可能是在分布式环境中多个单位在不同系统上的跨域工作流的协同工作,形成复杂的组合服务。因此人们对web服务的动态组合与协调工作越来越关注。
在web服务的动态组合以及协调工作中,服务的自主性如何体现、如何克服中心式组合的瓶颈、如何解决组合服务运行时的不可预知性和不稳定性,如何表现服务的智能性以适应组合服务的动态环境都是值得讨论的问题。本文针对以上问题,进行了较为深入的研究:
1.通过对现有的Web服务和分类服务进行扩展,提出一种新的具有自主性的抽象组合服务(Abstract Composite Service,AC服务),并结合Agent进行动态的分布式规划和协调工作,解决组合服务的中心规划和运行的瓶颈问题。AC服务可以满足以下服务需求:服务描述、发布、匹配、请求、分布式动态组合、分布式运行的需求。因此,AC服务既有Web服务和分类服务的特点,同时又具备了分布式规划和运行的能力。为了构造AC服务,本文建立了AC服务的上层本体。在AC服务中,服务的意向包含服务的策略集合,该策略集合是服务动态组合的基础任务模板,任务模板在服务组合时可以根据实际情况发生变化,从而增加服务自主性以及规划和运行的灵活性和可伸缩性。任务模板来源于一个提出的政务流程本体。政务流程本体是在扩展了现有的过程本体以及结合实际的政务信息的基础上构造的。
为了增强AC服务在动态组合以及协调工作时的智能性(即具有可伸缩性,主动性,灵活性,交互性等特点),用Agent对AC服务进行包装。AC服务的Agent有服务管理、动态规划管理和协调管理机制,能够进行AC服务中行为的动态推理以及服务间进行协调工作。为此建立了从AC服务本体描述到Agent的心智状态M的映射。
AC服务是建立在一个分布式环境中,采用P2P的交互模式。因此服务注册,查找以及运行方式与普通的web服务有所不同。本文给出了AC服务的P2P管理方法。
2.在这种AC服务的基础之上,提出了一种新的基于Agent的分布式动态组合方法。该方法建立于一个局部本地规划的前提上。AC服务的动态环境可以用Agent表达,它包括动态的信念、目标以及意向,同时,还存在某些外因事件以及感知行为。基于Agent的AC服务的动态组合规划是意向驱动的规划过程。
传统基于Agent的动态组合在在线运行时有不可回溯的问题,而离线规划又有搜索空间巨大的问题。由于AC服务的自主性,基于Agent的AC服务可以进行局部本地规划,这个局部本地规划属于业务流程整体规划的一部分。因此本文提出服务的动态规划以及运行可以在分布式的状态下交替进行,即,分割的规划在Agent中可以进行在线感知行为的运行,离线运行,在线运行相结合的方式进行协调处理,这样不仅可以对局部规划进行回溯,同时也对搜索的空间进行进一步剪枝,从而避免以上提到的问题。本文提出了相应的Agent的结构,逻辑编程语言以及程序运行过程。
3.扩展现有的多Agent服务交互模式,提出了多Agent下的AC服务的协调工作模型,并给出相应的Petri网模型加以验证。传统的Agent交互协议是中心式的,不适用于服务的分布式交互环境,组合服务的运行是在一个分布式环境下进行的,对此,多Agent协作运行十分重要。因此,AC服务的Agent提供了在分布式环境下可以相互交互的协议。本文给出的模型从Agent的消息角度建立服务的交互协议。为了验证这个模型,本文给出了一个基于有色Petri网的模型,并给出该PN网建立的过程。
多Agent的服务组合如何达到最优运行也是一个协调工作中的难题。本文给出了在神经网络训练下的根据整体最优的结论调整服务的选择的方法。另外,也给出了在服务的协调工作中,服务的回溯以及组合服务的冲突化解的方法。
4.构造适应于动态组合与协调工作的系统的原型结构。通过案例研究和系统上的试验,证明了本文设计系统的正确性、实用性、智能性。
本文研究的服务的动态组合与协调工作的问题,对于目前的web服务应用是一个重要的研究方向,适用于复杂、动态的电子政务业务流程管理。文章针对目前在服务组合中的研究缺陷,解决中心式服务规划的瓶颈问题,组合服务运行时缺乏智能性的问题,以及在分布式环境下服务间的协调问题,使得服务更加适合于实际应用的需求。