[发明专利]一种基于大数据的城市信息和服务集成系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于大数据的城市信息和服务集成系统及方法，包括海量多源异构数据集成模块、多维信息可视化模块、服务注册维护模块、城市服务集成模块；通过跨域异构城市服务数据的高效分发、服务组合优化技术，实现多源、异构、分布的服务主体、服务数据和服务资源的高效可靠地汇聚；克服海量城市多源异构数据多粒度结构化描述差异，实现服务对象、主体、资源和数据汇聚；克服海量异构城市服务多领域跨系统差异，实现有效调度和集成不同数据源和服务；屏蔽数据源和服务的异构性、分布性，实现通过客户端操作透明的访问与管理城市服务。

技术领域

本发明涉及计算机软件应用的技术领域，特别是涉及基于大数据的城市信息和服务集成系统。

背景技术

城市中的服务设施在为城市居民带来生活便利的同时，积累了海量的、多元的、异构的、时空多维的、多尺度和多粒度的城市大数据，这些数据往往种类多样，数据的具体形式难以描述。随着“信息城市”“数字城市”“物联网”如火如荼的发展，城市中建立了不同规模等级的城市数据库，基于城市大数据提供的相关城市服务的范围也越来越广泛。但是由于数据本身海量、多源、异构、分布的特点，尽管近年来基于城市数据的服务已经逐步建立和完善，各服务应用之间仍然存在壁垒。各自独立、相对封闭的城市服务应用之间无法交互和组合，彼此之间构成了一个个“信息孤岛”。

为了减少城市各服务内部与外部之间的“信息孤岛”，优化城市信息资源配置，促进城市服务资源共享，提高空间信息资源利用效率，建立一个实现城市信息和服务集成功能的系统对于社会有着巨大的作用和价值。通过跨域异构城市服务数据的高效分发、服务组合优化，实现多源、异构的服务主体、服务数据和服务资源的高效可靠地汇聚，城市信息和服务集成系统可以屏蔽数据源和服务的异构性、分布性，实现通过客户端操作透明的访问与管理服务。

城市服务集成平台接到用户提交的服务请求后通过一系列分析对于服务进行分解，根据用户需求从服务平台中选择符合需求的服务并将它们组合起来以共同执行用户任务。从众多的组合服务中选择出最符合要求的组合服务进行服务组合，是一个具有强NP-hard复杂度的组合优化问题。依据服务发现和服务集成的过程是在任务执行时还是处理树或业务流模型解析时进行，可以将物联网环境中的服务组合分为运行时组合和运行前组合两种类型。根据用户通过编程接口创建的业务流模型，组合服务执行引擎借助服务模版，为业务流程中的每一个环节动态选择和运行时绑定实体服务或云服务，并根据业务流程中的数据流设置服务之间的参数传递和参数映射，从而形成满足任务需要的组合服务。由于未来对于服务智能化的程度会日益提高，物联网环境中的服务组合多为运行时组合的形式。运行时组合方法分为基于规划理论的服务组合方法和基于图规划的服务组合方法。前者与后者一样，均是基于某种形式化方法对于服务描述进行形式化转化后，通过可满足行推理机制的方式得出服务组合的结果。而前者求解服务组合问题时往往效率低下。本发明提出了一种基于图规划的服务组合方法，该方法对于服务进行建模时，将组合问题转化成一个规划图问题，将服务映射为规划图中的动作。将服务的输入输出参数映射为状态，用过规划图的扩展和规划解求得组合方案。由于规划图问题可以在多项式时间内构造，因此可以在更短的时间内求解服务组合问题。

在对处于异构平台、分布存放的城市信息和服务进行集成时，需要跨越一系列挑战，拟解决的关键技术问题如下：

(1)海量城市多源异构数据多粒度结构化描述差异

以构建城市智能服务数据的多粒度分割与描述机制，以应用服务为导向，有效融合多源城市服务大数据，在深度与广度上提升智慧城市感知数据的理解程度与应用水平。面向城市服务的多模数据，构建统一的城市多模数据的多尺度分析模型和智能融合方法。

(2)城市服务协同的基于语义的服务数据自动分发机制