复杂事件处理综述

1、Wen Yao 1W. Yao, et al., "Leveraging complex event processing for smart hospitals using RFID," Journal of Network and Computer Applications, vol. 34, pp. 799-810, 2011.(Yao, Chu et al. 2011)需求：医院需要通过关联RFID和非RFID数据来处理大量来自不同数据源的数据而及时得到具有医学含义的事件。RFID原始数据只包含底层的信息，包括产品ID、位置和时间戳。其他各类传感器原始数据也是如此。

2、复杂事件处理提供了一种在目前动态环境中实时处理事件流的有效方法。相对于传统应用于关系数据库的延时较长的分析方法，CEP可以持续处理和分析大量和快速产生的数据流，并且可以将分布的数据进行关联而对关键的业务事件进行快速响应。所做工作：本文提出了一个基于RFID的CEP框架，用于管理医院中异构数据源所产生的数据，特别书手术过程。文中利用ECP对基本事件和事件模式进行建模。为了验证方法的有效性，还开发了原型系统。文章目的是寻找影响医院服务水平的潜在因素和提高病人安全性的有效方法。本文回答以下问题：(1)医院面对的主要问题是什么？特别是在手术过程中(2)RFID如何解决这些问题？(3)什么是CEP？CE

3、P如何处理RFID事件以及其他医院事件？(4)利用基于RFID的CEP框架有什么好处？讨论：首先，本文找到了医院目前的问题并构建了基于RFID的智能医院模型。用RFID实现了对物体的跟踪，同时物体也可以表达自己。通过将EPC同数据库关联，产生了关于物体的更加详细的信息。其次，CEP使得各种传感器、嵌入式系统以及信息系统能够进行语义交互。第三，利用CEP获得的复杂事件可以快速发现和相应意外的变化。最后，本文提出的框架能够提高医疗服务水平降低手术成本。另外，本文还有以下不足。文中的规则库使用固定的参数组合及其值进行处理，这样就不能发现不确定的情况。利用模糊逻辑对生理参数的值域进行划分可以提高精确性

4、。未来的工作：未来需要参考更多的医学文献采访更多的专业医务人员来完善知识库并利用模糊集理论对非确定性进行建模。Leonardo 2L. A. Amaral, et al., "Cooperative CEP-based RFID framework: A notification approach for sharing complex business events among organizations," in RFID (RFID), 2011 IEEE International Conference on, 2011, pp. 215-222.需求：工业中间件标

5、准ALE不支持ECP因而对时间数据的语义处理欠缺。此外，目前的RFID软件技术还不能提供充分的不同商业组织之间事件的集成和共享服务，因为他们不支持事件的间接通信方法。CEP技术已经有了大量的研究，但这些研究都没有针对RFID做专门的工作。传统的基于主动数据库系统的ECA模型不能直接用于RFID，因为RFID数据量巨大并且含有时间因素。本文提出了一个基于CEP的RFID软件框架以提高RFID中间件的不同部门之间的集成能力。CEP技术对EPCGlobal的ALE规范进行补充，利用CEP处理各部门的事件，再进行集成。Holger 3H. Ziekow and O. Gunther, "Sh

6、aring RFID and complex event data among organizations," Information Systems Frontiers, vol. 12, pp. 541-549, Nov 2010.EPCIS只支持信息源的直接寻址，这就要求对RFID数据源改变的持续的调整。此外，直接寻址需要为每一个信息订阅者提供一个单独的事件流。这种通信的冗余增加了系统的负担。这种直接将信息源和订阅者的绑定也限制了复杂事件的查询。也就是说，来自于多数据源的事件只能在订阅端进行关联，这就比网内查询造成了更多的通信流量。本文提出了基于分布式事件系统通过因特网进行RF

7、ID事件交互的架构。基于这个架构，本文提出了一种优化分布式查询过程的机制，对过程知识进行挖掘。Fusheng Wang 4F. Wang, et al., "Bridging physical and virtual worlds: Complex event processing for RFID data streams," in 10th International Conference on Extending Database Technology, EDBT 2006, March 26, 2006 - March 31, 2006, Munich, Germa

8、ny, 2006, pp. 588-607. 5F. Wang, et al., "Complex RFID event processing," The VLDB Journal, vol. 18, pp. 913-931, 2009.RFID事件因其自身的特殊性导致传统的事件系统不能支持：两个事件的时间间隔和单个事件的持续时间对事件的发现都非常关键。这些时间上的约束，传统的ECA规则发现系统支持的都不好。此外，非自然的事件，例如否定事件和时间约束事件，也具有相同的问题。Moreover, the actions from RFID events are quite di

9、fferent: they neither trigger new primitive events for the system, nor lead to a cascade of rule rings as in active databases. Thus, there is an opportunity to build a scalable rule-based system to process complex RFID events.本文建立了基于陈述性规则的方法支持RFID数据的自动转换。开发了基于图的RFID复杂事件发现引擎，其中时间约束是事件发现的第一类对象，同时引入了伪事

10、件的概念来处理非自然事件。RFID事件发现同传统ECA的区别：许多RFID事件的时间约束都是单个实体级别的，这在只支持到类型级别的传统的ECA中是不被支持的，因此在此类系统中单个实体水平的约束检查必须以条件检查来进行。RFID事件的时间约束是其固有特性，对事件发现的正确性起到核心作用。第二，RFID事件有的具有非自发性。Yongheng Wang 6W. Yongheng and Y. Shenghong, "High-performance top-k complex event detection from RFID event stream," in Communic

11、ation Software and Networks (ICCSN), 2011 IEEE 3rd International Conference on, 2011, pp. 43-47. 7W. Yongheng and Y. Shenghong, "High-performance complex event processing for large-scale RFID applications," in Signal Processing Systems (ICSPS), 2010 2nd International Conference on, 2010, p

12、p. V1-127-V1-131.RFID识读器得到的事件是初级事件，它们包含有限的语义信息，而用户更关注的是业务逻辑和规则。复杂事件检测方法大多基于树、图、有限自动机或者Petri网。但这些方法不能灵活的支持事件查询语言的优化与扩展。本文提出了基于不确定有限自动机和活动实例栈的高性能K个事件优先发现方法，通过并行操作提高复杂事件发现的性能，同时利用启发式方法进行RFID数据流K个优先事件的发现。C.M.Wu 8C. M. Wu, et al., "A complex event processing method based on pre-grouping for Radio Fr

13、equency Identification data streams," in Frontier Computing. Theory, Technologies and Applications, 2010 IET International Conference on, 2010, pp. 133-138.阅读器产生的初级事件太简单，不能被高层应用使用。需要通过初级事件的组合产生复杂事件再与高层应用交互。RFID硬件会产生大量数据，但是CEP处理过程会消耗大量的计算和储存资源，因此设计一个高效的CEP框架是RFID设计的关键因素。本文利用分组方法产生复杂事件，通过将阅读器分组，不

14、相关的事件可被过滤。这样可以减少冗余的检查过程。Hou 9W. Hou, et al., "An OSGi Based RFID Complex Event Processing System," in Embedded and Ubiquitous Computing (EUC), 2010 IEEE/IFIP 8th International Conference on, 2010, pp. 162-169.本文提出了一种基于OGSi的RFID中间件架构以及基于状态机和条件决策树的复杂事件处理模块，状态机描述了事件的顺序，条件决策树描述了Where语句，同时，本文也提

15、出了对于“非”事件的解决方法。Tao 10K. Tao, et al., "A Novel Distributed Complex Event Processing for RFID Application," in Convergence and Hybrid Information Technology, 2008. ICCIT '08. Third International Conference on, 2008, pp. 1113-1117. 11K. Tao, et al., "A Novel Complex Event Mining Netw

16、ork for RFID-Enable Supply Chain Information Security," in Computational Intelligence and Security, 2008. CIS '08. International Conference on, 2008, pp. 516-521. 12K. Tao, et al., "A Novel Complex Event Mining Network for Monitoring RFID-Enable Application," in Computational Inte

17、lligence and Industrial Application, 2008. PACIIA '08. Pacific-Asia Workshop on, 2008, pp. 925-929.RFID用户往往不关心RFID标签内的具体数据，而更关心这些数据提供的业务信息。由此引入了复杂事件处理技术，但是之前的研究多集中于集中式的架构，需要很大的带宽和计算能力，并且系统也并不具有健壮性和可扩展性。本文提出了一种新的分布式CEP架构，基于master-workers模式的复杂事件发现算法。Ji Fang 13G. Q. H. Ji Fang , Ting Qu , YingFeng

18、Zhang "RFID-enabled complex event processing application framework for manufacturing," International Journal of Services Operations and Informatics vol. 6, pp. 30 - 44, 2011.如何处理大量的来自现场的数据和事件，尤其是在要满足实时性要求的约束。同时原始事件也因为没有功能足够强大的数据和事件管理系统将这些孤立事件联系而不能够包含足够的语义信息被业务管理层使用。特别是缺乏时间空间和因果关系的联系。同时，错误的

19、读取和累计读取在车间也是一个需要考虑的问题。另外，许多企业使用工作流来管理他们的业务流程和生产流程，RFID技术同工作流的结合也是个问题。CEP技术近期有很多研究，但是都限于在一个整体的基于RFID的复杂事件处理框架的实施细节。目前的复杂事件表现大多在基于文本的语义空间。事实上，图形的复杂事件模式表示和修改更加直观，易于理解同时与物理世界联系更加紧密。本文提出了一个基于可重用结构的复杂事件管理系统。Y. H. Zhang 14Q. Y. D. Y.H. Zhang, and R.Y. Zhong, "An Extensible Event-Driven Manufacturing M

20、anagement with Complex event processing approach," international journal of control and automation, vol. 2, 2009.在制造企业中，业务信息不能实时有效的传送至生产现场，同时车间的统计信息也不能准确的上传至管理层。为此，提出了基于MES的可扩展的事件驱动平台来进行事件处理。平台可以连接不同的系统，管理和监控所有层次的事件流，建立业务层和车间层的连接桥梁，给出系统的多角度视图。系统利用复杂事件处理技术将原始事件转化为复杂事件，为系统的事件处理提供合理的方法。Karen Walze

21、r 15K. Walzer, et al., "Event-driven manufacturing: Unified management of primitive and complex events for manufacturing monitoring and control," in Factory Communication Systems, 2008. WFCS 2008. IEEE International Workshop on, 2008, pp. 383-391.目前，事件管理在ISA-95中的控制系统各层中的操作方法是不同的。在ISA-95的第二

22、层，直接连接在控制器或者设备上的SCADA/HMI等系统是通过OPC连接的，但是像RFID、条形码以及测量设备等其他事件产生源却是各有各的连接方法，没有统一的工业标准。在MES层，也是同样的问题。这种不同方法和技术造成的异构性成为系统复杂性和集成困难的主要原因。为了解决这个问题，本文提出了一个面向所有制造系统控制层次的统一的事件管理系统。这个平台连接不同的事件产生源和事件用户。在制作领域，Petri网常被用来作为复杂事件发现方法，但是这种方法仅仅考虑了没有时间约束条件下单个事件的组合。考虑了时间关系的复杂事件处理还主要应用在高层的业务过程。另外，只基于点时间的语义来表示事件的发生会导致语义错误

23、。Zang Chuanzhen， Fan Yushun 16C. Z. Zang, et al., "Architecture, implementation and application of complex event processing in enterprise information systems based on RFID," Information Systems Frontiers, vol. 10, pp. 543-553, Nov 2008. 17C. Zang and Y. Fan, "Complex event processing

24、in enterprise information systems based on RFID," Enterprise Information Systems, vol. 1, pp. 3-23, 2007. 18F. Y. ZANG Chuanzhen, "COMPLEX EVENT PROCESSING OF REAL TIME ENTERPRISES BASED ON SMART ITEMS." 计算环境与物理世界依然有鸿沟，实时数据很难采集，就算采集到了，从这些底层数据也难以获得有效的业务层的信息。本文讨论基于RFID的事件处理在企业信息系统中的地位，并

25、详细讨论事件处理相关的元数据，情境，规则，操作符以及其他关键因素。本文第一次利用工作流模型来获取复杂事件模式。同时还特别指出了系统实现以及优化策略。本文提出的方法通过性能分析以及在某冰箱厂的应用而得到了证实。Tao Ku 19T. Ku, et al., "Semantics-Based Complex Event Processing for RFID Data Streams," in Data, Privacy, and E-Commerce, 2007. ISDPE 2007. The First International Symposium on, 2007,

26、pp. 32-34. 20T. Kul, et al., "A novel pattern for complex event processing in RFID applications," Enterprise Interoperability Iii: New Challenges and Industrial Approaches, pp. 595-607, 2008.没有在企业各层中关于RFID数据流中包含的语义和情境信息的研究，也没有按照RFID事件对高层目标和业务流程的影响来发现重要信息并实时响应。实时证明数据流处理并不能满足实时的企业需求。需要回答以下的问

27、题：什么样的复杂事件模式是RFID应用需要的？如何设计模式并实现模式识别算法？如何降低曾事件与上层业务逻辑相匹配？本文的目的是提高RFID处理数据的能力并应用复杂事件模式触发高层业务逻辑。首先通过事件本体将RFID事件以层次分类，同时通过基于模式的操作符提出形式化的CEP模式说明。本文提出事件模式识别的测试算法。Hailong Liu, Chen Qun 21H. L. Liu, et al., "Optimization Techniques for RFID Complex Event Processing," Journal of Computer Science a

28、nd Technology, vol. 24, pp. 723-733, Jul 2009. 22Q. Chen, et al., "Optimizing complex event processing over RFID data streams," 2008 Ieee 24th International Conference on Data Engineering, Vols 1-3, pp. 1442-1444, 2008. 23S. L. Peng, et al., "Complex Event Processing over Multi-Granul

29、arity RFID Data Streams," 2009 2nd Ieee International Conference on Computer Science and Information Technology, Vol 3, pp. 235-239, 2009.传统的为动态数据库开发的事件处理方法缺少滑动时间窗和基于值的事件比较。为了解决这个问题，SASE事件语言通过非确定性有限自动机来表示复杂事件，通过顺序扫描和构建技术来实现事件处理。SASE还提出了了几种优化技术，包括Pushing Predicate Down和Pushing Windows Down来处理大规模

30、中间结果和大滑动窗口问题。但是PPD技术只能用于事件属性值域有限的情况，但是RFID的OID属性几乎是无限的。PPD通过为属性的不同值分别构建栈解决谓词约束的方法在RFID领域已经不适用了。PWD技术为了减少所创造事件序列的数量而较早评价滑动窗口约束。这不能为清除滑动窗口外地事件提供高效和自动的机制，而这个机制的缺失会导致过期时间对内存的消耗。本文分析了属性值域无限的RFID复杂事件处理并提出了相应的优化技术。本文引入两个替代机制，基于B+树和基于slot的中间结果管理机制。本文对所提出的的方法进行了详细的性能分析。1W. Yao, et al., "Leveraging compl

31、ex event processing for smart hospitals using RFID," Journal of Network and Computer Applications, vol. 34, pp. 799-810, 2011.2L. A. Amaral, et al., "Cooperative CEP-based RFID framework: A notification approach for sharing complex business events among organizations," in RFID (RFID),

32、 2011 IEEE International Conference on, 2011, pp. 215-222.3H. Ziekow and O. Gunther, "Sharing RFID and complex event data among organizations," Information Systems Frontiers, vol. 12, pp. 541-549, Nov 2010.4F. Wang, et al., "Bridging physical and virtual worlds: Complex event processi

33、ng for RFID data streams," in 10th International Conference on Extending Database Technology, EDBT 2006, March 26, 2006 - March 31, 2006, Munich, Germany, 2006, pp. 588-607.5F. Wang, et al., "Complex RFID event processing," The VLDB Journal, vol. 18, pp. 913-931, 2009.6W. Yongheng and

34、 Y. Shenghong, "High-performance top-k complex event detection from RFID event stream," in Communication Software and Networks (ICCSN), 2011 IEEE 3rd International Conference on, 2011, pp. 43-47.7W. Yongheng and Y. Shenghong, "High-performance complex event processing for large-scale

35、RFID applications," in Signal Processing Systems (ICSPS), 2010 2nd International Conference on, 2010, pp. V1-127-V1-131.8C. M. Wu, et al., "A complex event processing method based on pre-grouping for Radio Frequency Identification data streams," in Frontier Computing. Theory, Technolo

36、gies and Applications, 2010 IET International Conference on, 2010, pp. 133-138.9W. Hou, et al., "An OSGi Based RFID Complex Event Processing System," in Embedded and Ubiquitous Computing (EUC), 2010 IEEE/IFIP 8th International Conference on, 2010, pp. 162-169.10K. Tao, et al., "A Nove

37、l Distributed Complex Event Processing for RFID Application," in Convergence and Hybrid Information Technology, 2008. ICCIT '08. Third International Conference on, 2008, pp. 1113-1117.11K. Tao, et al., "A Novel Complex Event Mining Network for RFID-Enable Supply Chain Information Secur

38、ity," in Computational Intelligence and Security, 2008. CIS '08. International Conference on, 2008, pp. 516-521.12K. Tao, et al., "A Novel Complex Event Mining Network for Monitoring RFID-Enable Application," in Computational Intelligence and Industrial Application, 2008. PACIIA &

39、#39;08. Pacific-Asia Workshop on, 2008, pp. 925-929.13G. Q. H. Ji Fang , Ting Qu , YingFeng Zhang "RFID-enabled complex event processing application framework for manufacturing," International Journal of Services Operations and Informatics vol. 6, pp. 30 - 44, 2011.14Q. Y. D. Y.H. Zhang, a

40、nd R.Y. Zhong, "An Extensible Event-Driven Manufacturing Management with Complex event processing approach," international journal of control and automation, vol. 2, 2009.15K. Walzer, et al., "Event-driven manufacturing: Unified management of primitive and complex events for manufacturing monitoring and control," in Factory Communication Systems, 2008. WFCS 2008. IEEE International Workshop on, 2008, pp. 383-391.16C. Z. Zang, et al., "Architecture, implementation and application of comple