泛在服务协同过程可适配性评估与推荐关键技术研究

Servicelization is the way of defining interfaces for resource sharing. Everything as a service is creating a Big Services era. Besides Web services, services deployed on sensing devices, embedded equipments are also accessible through the Internet, and the Internet is becoming the pool of ubiquitous services in the styles of SOAP, REST, DPWS etc. In this setting, how to assess the composition compatibility of ubiquitous services effectively and how to discover and recommend ubiquitous services with respect to users' specific requirements are the research challenges. To address these challenges. in this proposal we study the composition compatibility mechanism of ubiquitous services. Leveraging the techniques that have proposed for assessing the compatibility of Web service protocols, we develop techniques for assessing the composition compatibility while considering the restrictions on spatial, temporal, resources, access control, and accessibility etc of ubiquitous services. Light mediators are to be developed for reconciling potential mismatches that may occur during ubiquitous service interactions. Generally, (ubiquitous) service event log records the actual service usage by the users. Besides, users may give their comments about the usage of ubiquitous services on wiki based on their experience. In addition, a ubiquitous service may provide several functionalities, which may be different in significance from the usage perspective. Considering these, we propose effective techniques aiming to facilitate ubiquitous service discovery and recommendation through mining service event log and analyzing users' comments on wiki, while taking the relations of users-users, services-services, and users-services into account. The prototype developed is to be integrated into Kingdee management cloud for small-to-median enterprises. The evaluation of our techniques is to be conducted based on the service event log and comments recorded by Kingdee kdweibo.com. To summarize, this research aims to provide the scientific foundation for achieving the objectives of ubiquitous service composition compatibility assessment and recommendation.

服务化各类资源将开启"大服务"时代，互联网将成为泛在服务池。在此情境下，如何准确有效地评估泛在服务协同过程的可适配性、如何发现与推荐最合适的泛在服务、实例化服务协同过程模板以满足用户特定业务需求是急待解决的重要研究问题。为解决上述问题，本课题探索泛在服务的协同机理，考虑泛在服务在时空、资源、访问和连接等方面可能存在的约束，在现有Web服务可适配性评估技术的基础上，研究泛在服务协同过程可适配性评估的策略与方法，开发轻量级的适配器解决泛在服务协同过程中存在的不匹配场景。综合考虑服务的社会性、服务间的联系以及服务不同切面从功能角度在重要性方面可能存在的差异，基于服务事件日志的过程挖掘和企业用户应用体验的社会网络分析，研究面向用户特定业务需求的泛在服务及其过程片段的发现与推荐技术。本课题结合金蝶云之家的泛在服务应用情况开展实例验证，为解决泛在服务的可适配性评估与推荐问题奠定重要科学基础。

本项目针对Web服务协同适配问题进行研究，取得了如下进展：（1）基于图搜索的Web服务组合子片段推荐，基于图搜索检索服务组合子片段的方法，考虑了科学工作流的层次性和工作流树状结构以及语义信息。从而构建科学工作流网络模型，表示科学工作流之间的相似性关系；（2）基于层次性模型的科学工作流推荐，提出基于图骨架聚类算法对科学工作流进行聚类，并发现核心工作流，代表相应聚类。提出两个阶段的科学工作流的推荐算法。基于初始阶段确定的目标聚类，算法在第二阶段可快速检索符合用户需求的科学工作流，并进行排序和推荐；（3）为促进物联网智能设备的协作，通过将智能设备的功能封装为服务，通过服务组合的方式实现设备的集成与交互。在物联网服务组合的场景下，智能设备的时空特性、能量有限性、设备功能异构性等是需要考虑的关键因素。课题组对物联网/传感器网络中的数据集成和节点协作问题进行了研究，取得了如下进展：（1）无线传感器网络中多属性查询方法研究，通过构建索引树，来达到多属性传感器的高效查询。为达到对基于单属性或者多属性传感器的高效查询，我们对索引树的每个节点添加基于属性的倒排文件，以尽早排除不包含查询要求的节点，节省查询耗能；（2）启发式能量平衡的移动传感器节点路径规划算法，通过平衡各个移动传感器节点的能量消耗以达到延长混合无线传感器网络工作寿命的目的；（3）水下无线传感器网络事件发现与范围监测，集成点上报异常数据包，基站节点根据异常数据包中异常信息，在异常区域图中选取根据事件中心确定算法，选取若干个异常点作为事件中心点；（4）水下无线传感器网络基于实时数据预测的高效事件确定，在某些特定环境下，通过基于历史数据的建模来预测未来时间片数据，在满足可接受误差时，避免频繁传递数据包，减少网络能量消耗延长生命周期。作为上述Web服务和物联网服务的研究总结，课题组发表SCI期刊论文22篇，包括IEEE TSC、IEEE TII等知名国际期刊论文，培养博士生4名和硕士生13名。在总结该项目研究成果的基础上形成了创新研究内容，申请了一项基金项目“物联网服务边缘适配与集成协同模式挖掘研究”。