基于OWL-S的语义Web服务匹配研究

语义Web服务匹配是根据用户对服务接口的描述从注册中心查找能够满足其要求的服务。当前对语义Web服务匹配的研究还不太成熟,主要表现在查全率和查准率不高,对影响语义Web服务匹配因素方面的研究还没有取得令人满意的成果。本文针对当前语义Web服务匹配存在的不足,结合国内外对语义Web服务匹配的研究,从影响语义Web服务匹配的主要因素出发,对语义Web服务匹配进行有针对性的研究。本文的主要研究工作包括以下几个方面。 首先,对语义Web服务的相关技术进行研究。先对本体进行研究分析,以此为基础定义本体概念间的语义距离,进而提出基于语义距离的相似度算法。在匹配时还要用到本体库中的本体,包括服务本体和领域本体。本体库中存放的本体为服务匹配提供了概念间的关系,同时也为语义推理机判定本体概念间的关系提供了必要的信息。 其次,研究分析语义Web服务描述语言OWL-S。由于Web服务描述语言WSDL缺少机器可理解的语义,研究者们提出针对服务语义的描述语言OWL-S。OWL-S是一个上层本体,用于描述服务的语义。OWL-S有三个组成部分：Service Profile, Service Model, Service Grounding。重点分析Service Profile, Service Profile主要用于服务发现并提供对Web服务功能方面的描述和非功能方面的描述。对Web服务功能方面的描述主要是：输入,输出,前件和效果,本文重点研究输入和输出方面。 接下来对传统等级匹配算法进行分析,根据基于本体概念的语义距离,创造性地提出并定义基于语义距离的相似度。相对于传统等级匹配算法,基于本体概念语义距离的相似度算法在保持匹配等级的同时能够进一步细化服务匹配的粒度,这样能够返回给用户更详细的信息并提高查准率。本文将这种基于语义距离的相似度与基于文本的相似度相结合构成一种基于OWL-S的混合相似度,在这种混合匹配中,可以指定一个参数α∈[0,1],通过调节参数α的大小来改变每种相似度的权重,然后采用加权平均的方法得到混合匹配相似度。这种基于OWL-S的混合匹配既考虑服务匹配时的语义信息又考虑非语义信息,因而能够提高匹配的查全率和查准率。 最后,根据文中提出的混合相似度算法设计出基于OWL-S的混合相似度匹配系统,该系统主要由语义Web服务注册中心、本体解析器、语义Web服务匹配器和本体库组成。语义Web服务匹配器是整个匹配系统的核心部分,该匹配器根据OWL-S混合相似度算法设计而成。在对本体库中提供的本体进行推理的基础上,对服务请求方和服务提供者进行匹配,匹配结果是筛选出的大于指定阈值的服务,并按匹配度大小进行排序。 本文提出一种基于OWL-S的混合相似度匹配算法,在该算法的基础上实现了语义Web服务匹配系统。实验结果证明该匹配系统能够提高查准率和查全率,对相关领域的研究具有一定的参考价值。