[发明专利]一种基于本体集合概念相似度的语义匹配方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及信息系统领域，具体涉及一种基于本体集合概念相似度的语义匹配方法。

【背景技术】

开放动态的网络中，特别是云计算以及网格计算环境下，Web服务越来越多，Web服务方式将应用程序功能以一种通用的方式进行调用和交互，对于大规模系统应用具有促进作用。从众多的服务中发现与用户需求相匹配的Web 服务成为Web 服务系统中一个关键问题。现有的Web 服务描述文件WSDL主要描述了Web 服务的调用操作方式，而缺少对Web 服务功能的描述；服务注册机制UDDI通过对服务注册信息(如服务名称，分类，公司名称等)进行关键词的精确匹配来发现服务，这种语法级的服务匹配在服务的查全率和查准率方面都无法达到令人满意的效果。如何在现有服务描述中加入服务的功能描述，即语义信息，通过服务语义的匹配来准确地查找服务成为关注的焦点。在W3C组织提出语义Web 服务描述语言OWL-S之后，卡内基梅隆大学的Massimo Paolucci 等人提出了语义Web服务的OWL-S/UDDI 匹配算法，该算法通过对本体中概念的包含关系的推理将Web 服务匹配分为4 个不同的等级。在OWL-S 中，服务的功能用服务的输入、输出、前提和结果表示，服务的功能匹配表现为服务需求方和服务发布方的输入、输出、前提和结果的匹配。在语义Web 服务中，服务需求和发布双方一般采用共同的领域本体来准确表示服务的输入、输出、前提和结果中的信息。然而，对于服务运维者而言，如何有效实现服务的调用，降低服务器负载对于降低运营成本非常重要。

相关术语解释如下：

Universal Description Discovery and Integration即统一描述、发现和集成协议。UDDI是一种规范，它主要提供基于Web服务的注册和发现机制，为Web服务提供三个重要的技术支持：①标准、透明、专门描述Web服务的机制；②调用Web服务的机制；③可以访问的Web服务注册中心。

OWL-S  Ontology Web Language for Services网络服务的本体语言，意思是万维网本体语言，是描述互联网上信息内容及其相互关系的一种人工语言。

REST指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，在服务使用者与服务提供者之间提供中间调度支持，在海量并发服务请求环境中，以基于业务群组的方式来处理高并发的Web服务请求，降低服务平均响应时间，提高服务效率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于本体概念相似度的语义匹配方法，本方法基于需求群组计算出语义相似度作为服务群组中信息服务加入或者去除的基础，其语义相似度为信息服务与需求群组的输入语义相似度与输出语义相似度的数学加权平均值，即所述的信息服务与需求群组的语义匹配度Sim_matching(SS,QS)的计算公式为：Sim_matching(SS,QS) = w_rg*Sim_ipput(SS,QS) + w_ws*Sim_out(SS,QS) ；

其中QS为需求群组集合，SS为信息服务集合，w_rg为需求群组所占权重，w_ws为信息服务所占权重，权重w_rg和w_ws 必须满足：w_rg+ w_ws =1， 0< w_rg<1， 0< w_ws <1；

输入语义相似度Sim_input(SS,QS)由下公式计算：                                                ，其中为信息服务的输入属性集合，为需求群组的输入属性集合；

输出语义相似度Sim_output(SS,QS)由下公式计算： ，其中为信息服务的输出属性集合，为需求群组的输出属性集合；

，两个本体集合概念相似度，即CSC(Set1,Set2)为两个本体集合Set1，Set2概念相似度，Set1, Set2不全为空集，其计算公式为：。