（计算机软件与理论专业论文）流程服务属性的概念关联度研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 i n t e m e t 的出现正在改变人们的生活，现在人们越来越喜欢去网络获取帮助， 完成自己的任务。w e b 服务的出现提供了一种企业之间互相自动的进行通讯的能 力，使得网络应用为人们提供帮助的能力大大增强。按照流程组织各种w e b 服 务，可以更好的满足用户复杂的、个性化的需求，也可以更加有效的组织各个 w e b 服务，发挥w e b 服务的最大作用。但在很多情况下，如果流程模式的使用 者由成熟规范的企业用户，渐渐转为数目巨大、个性各异的普通用户，定制统一 的流程已经无法满足众多的个性化要求。当流程模式面向普通用户时，必须设计 一个友好、智能的交互工具，用来获取、规范、分析用户的需求，这个交互工具 应该有更加友好、灵活、智能的交互界面，并且可以自动规范和分析用户提出的 需求，理解用户需求中真正的含义。 智能流程模式是一种新型的流程模式，它适合面向服务的互联网环境，可以 满足用户的个性化需求，借助流程技术，提供智能化的服务。智能流程模式是一 种更加灵活、更加智能、更加敏捷的新型流程模式。为了实现个性化的交互界面， 针对旅游领域，本文借助于智能流程模式的思想，把旅游领域中的服务进行了分 类，提出了元服务的定义，并格式化。对旅游领域的服务概念进行抽象，建立了 流程服务本体。元服务中的每一个属性都关联到流程服务本体的一个概念，每个 概念都有自己的实例，通过对分散的服务概念进行关联度分析，结合用户的个性 化信息，挑选符合用户的属性及实例形成交互界面同用户交互，以此来体现服务 属性的个性化，满足用户的需求。 本文的主要贡献在于： 一把旅游领域中的各类服务进行分类，把旅游领域中的服务分为六类：客 票预定、客房预定、就餐预定、景点预定、公交查询、旅游提示。提出了元服务 及个性化属性重组的定义。 二针对旅游领域，抽象出旅游领域中的概念，建立了适合于智能流程模式的 流程服务本体，为流程服务属性的概念关联度计算提供支持，为流程服务属性的 个性化重组进而生成用户个性化界面奠定基础。 三提出了用于流程服务属性个性化重组的合适的概念关联度算法。借助于 此算法，结合用户的个性化要求，挑选不同服务的属性及实例放在同一界面中交 山东大学硕士学位论文 互，生成个性化的交互界面，以此来体现服务属性的个性化，达到友好交互的目 的。 基于国家自然基金项目“智能流程应用模式中的关键问题研究”的智能流程 应用平台，我们课题组以智能旅游为背景，实现了一个智能虚拟旅行社平台 p v i t a ( a ni n t e l l i g e n tp l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c y ) 。实验证明，此方法在 i p v i t a 平台上可以很好的计算流程服务的概念关联度，通过挑选合适的服务属性 及实例，能够为用户生成友好的、个性化的交互界面，满足用户的个性化需求。 关键词：本体；o w l ；概念关联度；i p v i t a i i 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ee m e r g e n c eo fi n t e m e ti sc h a n g i n gp e o p l e sl i v e s ，n o wm o r ea n dm o r ep e o p l e l i k et og ot ot h ei n t e m e tf o rh e l pa n dt oc o m p l e t et h e i rt a s k s t h ee m e r g e n c eo fw e b s e r v i c e sp r o v i d e st h ea b i l i t yt oa u t o m a t e dc o m m u n i c a t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e sa n d m a k e st h ea b i l i t yo fn e t w o r ka p p l i c a t i o n sp r o v i d i n gh e l pf o rp e o p l eg r e a t l ye n h a n c e d o r g a n i z i n gv a r i o u sw e bs e r v i c e sa c c o r d i n gt op r o c e s sc a l lb e t t e rm e e tt h ec o m p l e x a n dp e r s o n a l i t yd e m a n d sa n do r g a n i z ev a r i o u sw e bs e r v i c e sm o r ee f f e c t i v e l yt om a k e w e bs e r v i c e sp l a yt h eb i g g e s tr o l e h o w e v e r ，i nm a n yc a s e s ，i ft h eu s e ro fp r o c e s s m o d eh a sg r a d u a l l yc h a n g e df r o mt h em a t u r ee n t e r p r i s eu s e r st ot h eh u g en u m b e ro f o r d i n a r yu s e r sw i t hp e r s o n a l i t y ，c u s t o m i z i n gt h eu n i f o r mp r o c e s sh a sn o tm e tt h e m a n yi n d i v i d u a lr e q u i r e m e n t s w h e nt h ep r o c e s sm o d ef a c e so r d i n a r yu s e r s ，w em u s t d e s i g naf r i e n d l y ，i n t e l l i g e n ti n t e r a c t i v et o o l st oa c c e s s ，s t a n d a r d i z e ，a n a l y z et h en e e d s o fu s e r s t h i si n t e r a c t i v et o o ls h o u l dh a v em o r ef r i e n d l y ，f l e x i b l e ，i n t e l l i g e n ti n t e r f a c e a n dc a l la u t o m a t i c a l l yr e g u l a t ea n da n a l y z et h en e e d so fu s e r su n d e r s t a n dt h er e a l m e a n i n go fu s e rn e e d s s m a r t f l o wm o d ei san e w t y p eo fp r o c e s sm o d e l ，i ti ss u i t a b l ef o rs e r v i c e - o r i e n t e d i n t e r a c te n v i r o n m e n t i tc a nm e e tt h eu s e r ss p e c i f i cn e e d sa n dp r o v i d ei n t e l l i g e n t s e r v i c e sw i t ht h eh e l po fp r o c e s st e c h n o l o g i e s s m a r t f l o wm o d ei san e wm o r ef l e x i b l e ， m o r ei n t e l l i g e n t , m o r ea g i l ep r o c e s sm o d e l i no r d e rt or e a l i z ep e r s o n a l i z e di n t e r a c t i v e i n t e r f a c e ，i nv i e wo ft h ef i e l do ft o u r i s m , d e p e n d i n go ns m a r t f l o wm o d e ，t h i sp a p e r g i v e st h ec l a s s i f i c a t i o no ft h es e r v i c e si nt h ef i e l do ft o u r i s m t h i sp a p e rg i v e st h et h e d e f i n i t i o no fm e t as e v i c ea n df o r m a t t i n gi t o nt h ea b s t r a c t i o no ft h et o u r i s m s e r v i c e s ，w ec o n s t r u c tap r o c e s ss e r v i c e so n t o l o g y e a c ha t t r i b u t eo fm e t as e r v i c eh a s b e e nl i n k e dt oac o n c e p to fs e r v i c e o n t o l o g y e a c hc o n c e p th a si t so w n i n s t a n c e d e p e n d i n go nt h er e l a t e d n e s sd e g r e ea n a l y s i so ft h ed e c e n t r a l i z e ds e r v i c e s c o n c e p t s ，w ec a nc h o o s et h ea t t r i b u t ei n s t a n c e sf i t t i n gs p e c i f i cu s e r st of o r mt h e i n t e r a c t i v ei n t e r f a c ew i t ht h eu s e r sc u s t o m i z e di n f o r m a t i o ni no r d e rt or e f l e c tt h e p e r s o n a l i t yo ft h es e r v i c ea t t r i b u t e sa n dt om e e tt h en e e d so fu s e r s i i i 山东大学硕士学位论文 t h em a i nc o n t r i b u t i o no ft h i sp a p e ri sa sf a l l o w s f i r s t ，i tg i v e st h ec l a s s i f i c a t i o nt ot h ev a r i o u ss e r v i c e si nt h ef i e l do ft o u r i s m t r a v e l s e r v i c e sa r ed i v i d e di n t os i xc a t e g o r i e s ：t i c k e tr e s e r v a t i o n s ，h o t e lr e s e r v a t i o n s ，d i n i n g r e s e r v a t i o n s ，a t t r a c t i o n ss c h e d u l e d ，b u se n q u i r i e s ，t r a v e lt i p s i tg i v e st h ed e f i n i t i o no f m e t a - s e r v i c ea n dr e o r g a n i z a t i o no fp e r s o n a l i t ya t t r i b u t e s s e c o n d ，i ta b s t r a c t sc o n c e p t sf r o mt h ef i e l do ft o u r i s ma n de s t a b l i s h st h ep r o c e s s s e r v i c eo n t o l o g yf i t t i n gs m a r t - f l o wm o d e t h es e r v i c eo n t o l o g yp r o v i d e ss u p p o r tf o r c o m p u t a t i o no fc o n c e p t sr e l a t e d n e s sd e g r e eo fp r o c e s ss e r v i c ea t t r i b u t e s i ta l s ol a y s t h ef o u n d a t i o nf o rr e o r g a n i z a t i o no fp r o c e s ss e r v i c ea t t r i b u t e sa n dg e n e r a t i n g c u s t o m i z e di n t e r f a c e t h i r d ，i tp r o p o s e s t h es u i t a b l e c o n c e p t s r e l a t e d n e s s d e g r e ea l g o r i t h m f o r p e r s o n a l i t yr e o r g a n i z a t i o n o ft h ep r o c e s ss e r v i c e s a t t r i b u t e s d e p e n d i n go n t h i s a l g o r i t h m ，谢n lt h et h eu s e s p e r s o n a l i t yr e q u i r e m e n t s ，i tc h o o s e st h ea t t r i b u t e s i n s t a n c e so fd i f f e r e n ts e r v i c e so nt h es a m ei n t e r a c t i v ei n t e r f a c et o g e n e r a t e p e r s o n a l i z e di n t e r a c t i v ei n t e r f a c ei no r d e rt or e f l e c tt h ep e r s o n a l i t yo ft h es e r v i c e a t t r i b u t e sa n da c h i e v et h ep u r p o s eo ff r i e n d l yi n t e r a c t i o n b a s e do ns m a r t - f l o wa p p l i c a t i o np l a t f o r mo fn a t i o n a ln a t u r ef u n dp r o je c t ”t h ek e y i s s u e si nt h es m a r f f l o wm o d e , o u rg r o u pr e a l i z ei p v i t a ( a ni n t e l l i g e n tp l a t f o r mo f v i r t u a lt r a v e la g e n c y ) o nt h eb a c k g r o u n do fi n t e l l i g e n tt o u r i s m e x p e r i m e n t ss h o w t h a tt h i sm e t h o dc a l lb ev e r yg o o da tc a l c u l a t i n gt h ec o n c e p tr e l a t e d n e s sd e g r e ea n d c h o o s et h ep r o p e rs e r v i c ea t t r i b u t e si n s t a n c e st o g e n e r a t ef r i e n d l y , p e r s o n a l i z e d i n t e r a c t i v ei n t e r f a c et om e e tt h eu s e r ss p e c i f i cn e e d s k e y w o r d s ：o n t oio g y o w l - c o n o e p tr eia t e d n e s sd e g r e e ，ip v it a i v 原创性声明和关于学位论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 l 论文作者签名：近丝缉 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：懈导师签名： 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 本章作为本文的引子，引出了本文的研究背景，同时点明了本文研究的意义。 在本章中，介绍了跟本文相关研究背景。在概括了本文的内容和主要创新之后， 列出了本文的组织结构。本文中用到的主要技术、语言、工具、算法及分析、应 用，在后面诸章中将分门别类的进行介绍。 1 1 研究背景 w w w ( w o r l dw i d ew e b ) 已经改变了人们彼此交流、商业管理的方式。它是 把当前发展的世界推向知识经济( 更广泛来说，是知识社会) 的革命的核心因素。 这种发展也改变了我们对电脑的看法，原来电脑只是被认为是用来计算数字的工 具。现在他们主要的用途变为信息处理、检索，典型的应用是数据库、文字处理、 游戏、网络聊天等。现在网络的飞速发展让人们对电脑有一个焦点的转变那就是 电脑使人类社会走上了发展的信息高速公路。 随着互联网的飞速发展，那些页面、文档之间简单的超级链接已经不能满足 人们的需要。拿旅游领域来说，比如携程【1 】、e 龙 2 】等这些传统的旅游网站，虽 然可以提供查询、订票、定宾馆、租车等服务功能，但是这些功能都是固定的、 基于关键字匹配的，如果用户要完成一次旅游，必须先登录系统，然后确定自己 要去的城市( 下拉菜单选择) ，然后根据自己接受的价位挑选宾馆，待最终定下目 的地后选择适合自己的出游方式，可能交给旅游网站完成订票。这一系列单独过 程现在都已经由这些旅游网站实现了，甚至还推出了各色的旅游线路，比如黄山 五日游，海外某个国家几日游等等。但是，麻烦的还是用户自己，他们自己要从 头项一项的去完成自己的旅游事项。而用户期望的是能否提供一个全新的模 式，简单的填写几项，表达出自己的旅游意图，根据自己的喜好、个人特点、注 册信息就能给自己完整的旅游路线、行程安排，自己只是到了最后点击确定后只 做好出行准备去旅游就行了。 为了达到一种友好交互的方式，去掉固定的、单调的流程格式，我们考虑一 种新型的流程模式，它适合面向服务的互联网环境，可以满足用户的个性化需求， 山东大学硕士学位论文 借助流程技术，提供智能化的服务。这种模式打破传统的固定的流程安排，每个 旅游用户登录平台后通过简单的和平台交互对话，平台就能为用户提供多个旅游 行程安排供用户选择，用户如果不满意可以继续提出更加详细的需求，这样平台 就能提供更加详细的安排，等到用户完全确定平台提供的服务后，可以确认，这 样剩下的订票、订宾馆等一切服务通过服务商和平台合作来完成，只需要用户出 门旅游就可以了。在旅游的过程中，平台会进一步根据用户的行程时间安排提醒 用户注意事项，真正使用户享受个性化、友好，享受旅游的乐趣。在使用平台的 过程中，即使是首次接触的新手，也能获得满意的服务，这正是用户和网络应用 共同追求的梦想。 此外，当前网络上的w 曲内容都适合人们的阅读。有些从数据库中自动产生 的网页内容通常在数据库中都没有它的原始结构信息。今天，典型的网络应用包 括人们获取和利用信息，查询用户，和其他用户联系，浏览在线商品种类，通过 填写订单订购商品，浏览个人资料等等。这些活动中有些不能很好的由软件工具 支持，除了在文档、网页之间建立超级链接之外，一个主要的、有价值的、必备 的工具就是搜索引擎。于是出现了像百度1 3 1 、g o o g l e 4 、y a h o o 5 等比较出名的 搜索引擎服务网站。虽然搜索引擎能够从万千的网页、文档中找出用户需要的网 页，但是，当前的搜索引擎搜索的基础是关键词的匹配。这类关键词搜索的问题 很多：高查准率( r e c a l l ) 、低准确率( p r e c i s i o n ) ，只是关键词匹配，结果只包含 网页等等。 当前，网络不能为用户提供更好的支持的主要的障碍是w e b 内容的含义是机 器不能理解的。基于关键词查询的搜索引擎以及当前的其他比如w e bs e r v i c e 、数 据库、电子商务等采用的都是基于词汇的切词、分词、匹配、返回结果这样一个 简单的不含任何语义的过程。认识到此问题，8 0 年代提出w w w 构想的t i m b e m e r s l e e 6 于2 0 0 1 年提出了语义网的构想。在语义网提出之后，w 3 c 相继推 出了本体描述语言r d f ( s ) 和o w l ，此后用于构建本体的可视化工具在帮助 专家构建本体的过程中起到了很大的作用。 本文基于以上两种背景，针对旅游领域，抽象出旅游领域的概念以及概念之 间的关系建立了旅游领域流程服务本体。将旅游服务的属性与流程服务本体概念 关联，通过对本体中分散的服务概念进行关联度分析，把服务属性进行重新分类 2 山东大学硕士学位论文 组合，挑选出符合用户个性化的属性及实例形成交互界面，体现了用户的个性化， 满足用户的需求。在流程服务属性的个性化重组中最重要的是流程服务属性概念 关联度的计算，只有找到合适的关联度计算方法才能服务属性分组合理，符合用 户的个性化。为此，本文经过试验提出了流程服务属性的概念关联计算算法，把 算法应用到了i p v i t a 平台用户交互模块的个性化交互界面生成中，为用户生成了 体现个性化的交互界面，达到了预期的目标。具体算法介绍以及应用在接下来的 几章将详细介绍。 1 2 国内外研究现状 确定词汇之间的语义相似度在哲学、心理学和人工智能等领域已经有很久的 历史了。测量语义相似度的最主要的动机来源于自然语言处理的应用，比如，词 意义的歧异消除、文本概括和注解、信息提取和检索、自动索引以及词汇选择 7 。 三个不同的术语相似度、距离、相关性，虽然在有些情况下是可以交换的，但是 并不完全相同。语义关联度的测量包括各种各样的关系，比如m e r o n y m y 、 s y n o n y m y 、f u n c t i o n a l 、a s s o c i a t i v e 和s u b s u m p t i o n 。语义相似度是关联度的 一种特殊情况，它只使用s y n o n y n m y 和s u b s u m p t i o n 关系来计算。关联度计算可 以使用依赖于上下文环境或者他们重要性的概念之间存在的关系的组合来计算。 比如，术语c a r 和g a s o l i n e 在一个函数式的上下文中比术语c a r 和b i c y c l e 会 更加相关。但是，c a r 和b i c y c l e 在一个包含的上下文中会更加相似。当决定和 其他两者的关系时，术语语义距离表述更加困难。很多研究文献支持距离测量是 相似度的相反面。但是，语义距离可以被用来解释相关概念或相似概念之间的距 离。国内外对概念间语义相似度的研究大致可以分为两类：( 1 ) 利用语义词典如 w o r d n e t 、h o w n e t 中的同义词或义原组成的树状层次体系结构，通过计算两个概 念之间的信息熵或语义距离，计算概念问语义相似度；( 2 ) 利用语料库统计的方 法，根据两概念在上下文中出现的频率，计算概念间语义相似度。 计算本体的语义距离的早期的方式之一是根据被比较的词或者概念所在的 节点之间的距离来进行的。两个节点之间的最短路径上的边的数目可以计算这两 个节点之间的距离。距离越短，这个两个概念的相似度越大。这种方式是基于一 个层次级的( i s - a ) 语义网 8 。尽管这种“数边”的方法是根据知觉来的、直 3 山东大学硕士学位论文 接的，但是它对于计算距离的节点的深度是不敏感的。直觉上来说，节点深度的 增加应该会减少在层次上有相似深度的两个概念c 1 和c 2 的距离。在文献 9 中 的例子以及下图例证了这个问题。 ! ! i l i v i n gt h i n g a n i m a i i i - l e q u i n e 入 h o r s e z c b 倦 图1 1 概念层次树 节点p l a n t 和a n i m a l 在w o r d n e t 中的距离是2 因为他们共同的父亲是l i v i n g t h i n g 。概念z e b r a 和h o r s e 之间的距离也是2 因为他们共同的父亲是e q u i n e 。 直觉上来说，人们可能会判断两概念z e b r a 和h o r s e 相对于p l a n t 和a n i m a l 来 说可能更加相关。所以，单单数节点之间的连接边数并不能满足需要。为了克服 这种相等距离边的限制，一些人提出了给边加权重来计算相似度。 权重由深度、层次中节点的密度、连接的类型、以及边连接的强度来决定。 边的权重随着深度的增加而减少，因为概念距离减少了。在概念树上，节点密的 地方，边的权重应该减少因为密度大的地方的边似乎表示了小的概念距离 9 。 另一个计算一对概念c l 、c 2 之间语义相似度的方法是使用这两概念的共同 的最近的祖先c 3 的深度来计算。在上图中e q u i n e 和p l a n t 的共同的最近的祖先 是l i v i n gt h i n g 。所以w u - p a l m e r 就给出了语义相似度的测量方法： s 砌肝( c 1 ，c 2 ) = 2 水l e n ( r ，c 3 ) ( t e n ( c 1 ，c 3 ) + 2 水l e n ( r ，c 3 ) ) 其中，r 代表根，l e n ( r ，c 3 ) 代表根和c 3 之间最短路径的长度。所以， l e n ( r ，c 3 ) 在层次中是c 3 的全局深度。语义相似度可以转化为距离公式： d i s r p ( c 1 ，c 2 ) = 1 一s i m s ( c 1 ，c 2 ) = ( 1 e n ( c 1 ，c 3 ) + l e n ( c 2 ，c 3 ) ) ( 1 e n ( c 1 ，c 3 ) + 2 木l e n ( r ，c 3 ) ) 在这个等式中，我们很容易的看出c 3 深度的增加如何减少概念c 1 和c 2 之间的 4 山东大学硕士学位论文 距离的。另外，文献 1 0 考虑了w o r d n e t 中的词汇之间的所有关系来计算语义关 联度。同一条路径上的连接的方向可能是变化的( 水平方向上的反义词，向上的 上下位关系、部分一整体关系，向下方向的下层次、整体一部分关系) 。两个概念 如果他们通过一条长度不超过任意固定常数c 的路径相连，并且他们之间的方向 不会经常改变，就说这两个概念是语义上相关的。用d 来表示路径方向上的变化 次数，k 来表示另一个常数，所以就有了h s 的相关性计算公式： 坨k ( c 1 ，c 2 ) = c p a 历& n g t h ( c 1 ，c 2 ) 一后木d 利用语料库统计的方法大部分都是依赖于一个很大的全集( c o r p o r a ) ，通过 计算词汇出现的概率来计算语义相似度。许多基于信息理论的研究开发了许多语 义相似度测量。他们中的许多使用全集来计算每一个概念的最大可能性评价，以 此来计算概率分布之间的语义相似度。r a d ae ta 1 强调了通过把本体的结构和 内容与全集中的统计信息结合起来来计算本体中的语义相似度 11 。 紧随此方法之后，许多应用到本体中的语义相似度度量方法被提了出来： r e s n i k 基于包含信息量最大的共同祖先的信息内容定义了一种语义相似度度量 1 2 。一个概念的信息内容反过来又和它在全集中出现的频率呈比例。在全集中 反复出现的概念拥有最少的信息内容。比如，停顿词( 象t h e ) 出现在文本中的 任何地方，但通常提供了很少的语义信息。j i a n ge ta 1 基于概念的信息内容和 他们拥有最大信息量的共同祖先的信息内容之间的不同提出了一种语义距离测 量 1 3 。l i n 基于拥有信息量最大的共同祖先的信息内容和两概念间的信息内容 之间的比率提出了一种语义相似度度量的方法 1 4 。 此外，文献 1 5 ，1 6 中，首先计算两个概念在树中的语义距离，然后转换为 两个概念间语义相似度；文献 1 7 采用子概念间相似度计算其概念间相似度，方 法是根据每个子概念对相应概念的贡献，赋予每个子概念一个权重，一个概念的 所有子概念权重和为1 ，子概念间相似度与其权重的线性和，即为相应概念间语 义相似度；文献 1 8 3 对概念实例采用联合分布概率统计的方法，确定概念间语义 相似度；文献 1 9 利用搜索引擎作为语料库，计算概念之间的相似度。上述实验 结果都与人的主观判断的结果相符。但是，文献 1 5 ，1 6 只是基于一个共享本体， 计算自身概念相似度，没有涉及不同本体概念间相似度：文献 1 7 子概念的权重 很难确定；文献 1 8 对概念实例的范畴划分，要么属于该概念的范畴，要么不属 山东大学硕士学位论文 于该概念的范畴，对于不属于该概念范畴的部分实例，与该概念可能存在一定的 相似，这些相似度被忽略了。还有一些方法是基于语料库实现的，但是需要很大 的语料库才能准确地反映概念间相似度，虽然文献 1 9 利用了搜索引擎作为大型 语料库计算概念间语义相似度，一定程度上解决了数据稀疏问题，但是结果依赖 于搜索引擎的速度。 通过以上分析，作者所在的研究小组，面向的旅游领域内的流程服务本体概 念之间的关系更加复杂，计算这些概念之间的关联度，必须综合考虑以上各种方 案，最终作者提出了适合自己问题的概念关联度算法。 1 3 主要研究内容和创新 当前，在旅游领域中的相关网站中，几乎所有的模式都是用户登录网址系统 后，根据服务类型进行填写相关旅游信息，比如订宾馆，要格式一致的填写所住 旅馆的等级，房间的类型，价位等，都是按照服务的类型统一填写，模式、界面 固定。本文试图把每一类服务的属性都与流程本体的概念关联，通过计算概念关 联度的大小，把符合用户个性化的服务属性及实例放在一个界面上来同用户交 互，以此来体现用户的个性化。比如，用户对旅游的刺激度要求比较高，那么， 在交互界面中我们会把一些体现刺激度高的景点提供给他。用这种方式可以打破 常规的固定界面的旅游交互，用符合用户个性化需求的界面来体现用户的特点， 满足用户的喜好，达到交互更加智能、友好。 本文引入了智能化流程模式( s m a r t f l o w 模式) ，s m a r t f l o w 模式是一种新型 的流程模式，它适合面向服务的互联网环境，可以满足用户的个性化需求，借助 流程技术，提供智能化的服务。s m a r t f l o w 模式是一种更加灵活、更加智能、更 加敏捷的新型流程模式。s m a r t r f l o w 模式一个很重要的方面就是提出了一种基于 元服务的用户界面自动生成方法，这种方法可以根据用户的喜好，为用户生成个 性化的交互界面；同时结合本文设计的一种语义交互方式，交互过程在领域本体 的支持下更加智能、友好。本文借助于s m a r t f l o w 模式，对旅游领域服务概念进 行抽象建立流程服务本体，将流程服务属性与服务本体概念关联，然后对分散的 服务概念进行关联度分析，挑选出符合用户个性化的服务属性及实例构成交互界 面同用户进行交互，体现服务属性的个性化，达到友好、智能交互的目的。 6 山东大学硕士学位论文 本文的主要创新在于： 1 把旅游领域中的各类服务进行分类，把旅游领域中的元服务分为六类：客 票预定、客房预定、就餐预定、景点预定、公交查询、旅游提示，提出了元服务 及个性化属性重组的定义。 2 针对旅游领域，抽象出旅游领域中的概念，建立了适合于i p v i t a 平台的流 程服务本体，为流程服务属性的概念关联度计算提供支持，为流程服务属性的个 性化重组进而生成用户个性化界面奠定基础。 3 提出了用于流程服务属性个性化重组的合适的概念关联度算法。并把此算 法应用于i p v i t a 平台，得到了预期的实验结果。 1 4 本文组织结构 在接下来的五章中，重点讨论了流程服务本体的创建及流程服务属性的概念 关联度的计算。其中，第二章提出了本文的工作目标一流程服务属性的个性化重 组，在这一章中，提出了流程服务的相关概念，明确提出了流程服务属性个性化 重组的概念以及详细过程，最后针对本文的实现目标，列举了一个流程服务属性 个性化重组的例子；第三章讨论流程服务本体的建立、解析过程以及用到的主要 工具和a p i 包说明。在本章中详细说明了本体论的定义，在本体论的基础上提出 了本体及概念的形式化定义，之后介绍了构建流程服务本体的两种原语- r d f s 和o w l 。接着介绍了本体构建、集成的方法、工具，最后通过使用斯坦福大学 开发的开源工具p r o t 6 9 6 构建了流程服务属性个性化重组需要的流程服务本体。 本文的重点在第四章，给出了流程服务属性的概念关联度相关定义、流程服务属 性的概念关联度的计算过程并给出了算法的分析及试验数据。在本章中，详细定 义了流程服务属性的概念关联度，把关联度的计算分为两部分：基于层次上下位 的关联度和基于属性分类的关联度。提出了流程服务属性概念关联度算法并进行 了实验；接下来的第五章给出了我们的试验平台酬i t a 的整体结构以及概念关联 度算法( c r - a ) 在交互模块上的具体应用，通过平台应用，实现了第二章中流 程服务属性个性化重组的举例，算法得到了很好的验证；研究总结与展望在第六 章，指出了工作的成果及不足，给出以后工作的重点。 山东大学硕士学位论文 第二章流程服务属性个性化重组 本章主要是讲述本文的工作目标。在本章中介绍了流程服务的相关概念，本 文的目标是对流程服务的概念通过概念关联度计算重新分类，体现服务属性的个 性化，为此本文提出了流程服务属性个性化重组的概念。本章提出的工作目标在 以后各章中将逐步实现。 2 1 流程服务的相关概念 2 1 1 智能流程模式 w 曲服务的出现为互联网应用提供了一个难得的机遇。w - e b 服务提供了一种 互联网应用之间互相自动的进行通讯的能力，借助这种能力，网络应用和服务商 之间的交流更加简单，使得网络应用为人们提供帮助的能力大大增强。网络应用 通过协调、组织、调用各个服务商提供的w 曲服务，可以很容易的为用户提供 更加强大的功能。但是组织这些w e b 服务不是简单的罗列各种w 曲服务，由于 各个w e b 服务之间存在着必然的联系，同时相似功能的w 曲服务之间还存在着 竞争，因此通常情况下，需要精心组织各种w e b 服务之间的调用关系。很多复 杂情况下，为了满足用户复杂的、个性化的需求，同时也为了更加有效的组织各 个w e b 服务，网络应用还需要按照流程组织各种w 曲服务，才能更好的满足用 户的需要，发挥w 曲服务的最大作用。在这种面向服务的互联网环境下，现有 的流程管理模式并不能很好的胜任这个任务，面临着巨大的挑战。 挑战主要来自用户的转变：流程模式由面向成熟规范的企业用户，渐渐转为 面向数目巨大、个性各异的普通互联网用户。通常企业中的业务流程相对比较成 熟、规范，对其的需求比较明确、稳定，这种情况下事先由专家定制一个适合业 务需要的流程是很合理的，这也是工作流模式的处理方式。但是当这种流程模式 直接面向普通用户的时候，情况就不同了：普通用户的数目众多、层次不一，常 常提出个性化的要求，定制统一的流程已经无法满足众多的个性化要求，而为每 个个性化要求单独定制流程也不现实。另外，如何提交用户需求也有了新的要 山东大学硕士学位论文 求，当面向企业用户时，这通常不是一个计算机处理的问题；但是当面向普通用 户时，必须设计一个友好、智能的交互工具，用来获取、规范、分析用户的需求， 这个交互工具应该有更加友好、灵活、智能的交互界面，并且可以自动规范和分 析用户提出的需求，理解用户需求中真正的含义。 在面向服务的互联网环境中，迫切需要一种更加灵活、更加智能、更加敏捷 的新型流程模式，因此，出现了一种新型的流程模式智能流程( s m a r t f l o w ) 模式。在s m a r t f l o w 模式中，流程不再由专家或用户事先定制，而是根据用户需 求自动生成；流程的完成者不再是指定的服务，而是根据用户需求自动选择；一 个流程不再为众多用户服务，而是服务于指定的用户，充分体现个性化；一个流 程模型中不再有多个流程实例同时运行，而是有少量甚至只有一个流程实例；流 程模型不再长久有效，执行完毕后就被抛弃；流程模型不再是面面俱到的复杂模 型，相对更加简洁快捷。这种新的流程模式使计算机支持的流程管理技术融合在 人们的生活中，成为人们正常生活的一部分，让人们体会不到它的存在，追求一 种“去流程化”。因此，在支持s m a r t f l o w 模式的网络应用中，即使是首次接触 的新手，也能获得满意的服务，这正是用户和网络应用共同追求的梦想。 s m a r f f l o w 模式是一种更加灵活、更加智能、更加敏捷的新型流程模式。它 同w o r k f l o w 模式一样，都是一种计算机支持的流程管理模式，但是它又与 w o r k f l o w 模式有许多不同之处。下表详细列出了这两种流程模式的不同之处。 s m a r t f l o w 模式w o r i d l o w 模式 流 没有流程设计阶段，只有执行阶段每个流程都分为设计阶段和执行阶段 程 以基于概率的自适应模型作为理论基础，强以w f - n e t 作为严格的理论基础，强调流 生调生成流程与用户需求的符合程度程的正确性 成 流程根据用户需求自动生成流程模型由专家或用户事先定制 阶 根据不同用户需求，流程多变，生成依据的流程相对固定，修改代价非常大 段 修改代价很小 有专门的交互工具获取用户的个性化需求流程需求的获取主要依靠人的交流 流程生成的依据经常需要调整 流程模型较少根据实际情况改变 流程不要求非常严格，基本满足需求即可流程非常严格，必须严格符合需求 为每个用户提供个性化流程一个流程为众多用户服务 9 山东大学硕士学位论文 流流程执行的智能化要求很高流程执行过程中并不强调智能化 程 流程相对比较简单流程一般比较复杂 执流程实例运行时间短 流程实例运行时间长 行 流程生命周期短流程生命周期很长 阶 流程模型执行完毕后就被抛弃 流程模型长久有效 段 每个自动生成的流程中只有一个实例 一个流程模型中有多个流程实例 流程实例的失败处理较为简单流程实例的失败处理复杂 流程需要调用的w 曲服务非常多，之间关 流程需要调用的外部应用较少，互相之 系复杂，竞争激烈 间关系简单，较少有竞争关系 流程对于用户透明，用户只能感觉到最终的流程对于企业或用户清晰可见 服务 表2 1s m a r f f l o w 模式& w o r k f l o w 模式 从上表可以看出，s m a r t f l o w 模式是一种更加灵活、更加智能、更加敏捷的 新型流程模式。这种新的流程模式使计算机支持的流程管理技术融合在人们的生 活中，成为人们正常生活的一部分，让人们体会不到它的存在，追求一种“去流 程化。这种新的流程模式还更加智能和友好，人们在这种流程模式下，可以享 受到更加人性化的服务。在使用s m a r t f l o w 模式的网络应用中，即使是首次接触 的新手，也能获得满意的服务，这正是用户和网络应用共同追求的梦想。 i p v i t a ( a ni n t e l l i g e n tp l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c y ) 是s m a r t f l o w 模式的 实现，关于d t a 平台的整体结构将在第五章中详细说明。 2 1 2 元服务定义 在很多领域，w 曲服务根据其提供的功能可以分为若干类别。例如在旅游领 域，预定汽车票、火车票和机票的服务，都是一种订票服务；各个不同景点的预 售门票服务都属于景点服务等等。其中每一类别的服务具有相同或基本相同的功 能，也因此具有相同或相似的操作属性。于是在本文中，我们提出了元服务的概 念，用来描述一