专利名称：：面向实时感知环境的复合事件响应方法及系统的制作方法
技术领域：
：本发明属于复合事件处理(CEP)
技术领域：
，尤其涉及ー种满足实时感知环境中复合事件处理系统响应的实时性要求的复合事件模式匹配方法及系统。
背景技术：
：现有的实时系统中，系统不仅要求数据处理的逻辑正确性，而且要求在限定时间内完成数据处理任务。随着数据的增多，在保证数据查询、处理的准确性下，对处理数据的响应时间的定时约束也变得越来越重要。例如在RFID系统应用环境中，现有的RFID事件检测技术虽可以实现对事件流的及时处理，但对每个事件模式进行匹配的时间还无法得到有效的约束及估计，使得事件检测的响应时间变得无法约束及估计。面向实时感知环境的复合事件处理系统具有十分重要的作用。通常，复合事件处理系统可以帮助我们从大規模的实时事件流中提取出上层应用可理解且我们所感兴趣的事件。实时应用环境中的复合事件模式匹配方法考察的性能指标主要是对响应时间的限制，即针对每个事件模式的响应应该尽可能保证在截止期内完成。复合事件处理系统主要包含原子事件捕获、事件发现、事件响应三个环节，其中，事件发现作为复合事件处理的重要环节又称为复合事件检测、复合事件观察、复合事件查询及复合事件检测语言/规则的实现等，而事件模式匹配又作为复合事件发现环节的核心技术多采用多种数据结构来实现。现有的用于实现事件模式匹配的数据模型有树，有向图，有限自动机，Petri网络。目前，关于复合事件处理系统的研究尚未围绕事件检测的响应时间考虑事件模式匹配模型的搭建及事件检测系统响应执行的调度问题，现有技术中也未考虑事件模式的优先级对实时感知环境中的事件模式匹配模型乃至系统响应的定时约束(实时性)的影响。而在实时环境下，事件检测的响应时间的要求及事件模式的优先级分配问题将影响到事件模式匹配模型的搭建及系统响应的实时性。考虑事件模式的优先级的分配可以避免推延在给定定时约束内完成匹配的能力较低的事件模式的系统响应的执行的情况，通过根据事件模式的优先级来优化复合事件模式匹配模型的搭建及执行系统响应的策略从而提高复合事件处理系统的实时性的方法并不多。
发明内容本发明要解决的技术问题是根据可以代表不同事件模式具有在给定定时约束内完成匹配的不同能力的事件模式优先级优化事件模式匹配模型的构建方法，使得在出现含有多步操作的系统响应并行执行时，能够避免在给定定时约束内完成匹配的能力较低的事件模式的匹配的情况先执行，从而满足实时感知环境中复合事件检测系统的系统响应的定时约束。为了在实时感知环境中满足用户对复合事件处理系统响应的应用需求，根据本发明的一方面，提出ー种面向实时感知环境的事件响应方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤SI:用户提供包含事件模式的业务规则及对当前业务规则系统响应的定时约束要求；步骤S2:事件模式优先级管理模块获取并存储管理用户提供的业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求，井根据所述事件模式及定时约束要求计算得到当前事件模式的优先级并存储；步骤S3:事件模式优先级管理模块根据当前多个事件模式的优先级按照递减顺序生成ー个含有事件模式及对应优先级的队列，然后将其发送给事件检测预处理模块；步骤S4:事件检测预处理模块根据接收到的含有事件模式及对应优先级的队列中事件模式的顺序构建事件模式匹配模型，并在事件模式匹配模型的构建过程中将当前的事件模式优先级记录传递给事件响应执行优化调度模块；步骤S5:利用构建完成的事件模式匹配模型实现复合事件模式匹配成功后，根据事件响应执行优化调度模块的调度执行当前匹配成功的事件模式所对应的系统响应。根据本发明的另一方面，提出ー种面向实时感知环境的事件响应系统，其特征在干，该系统包括事件模式优先级管理模块、事件检测预处理模块及事件响应执行优化调度模块，其中，所述事件模式优先级管理模块，用于根据用户提供的业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求计算得到并存储管理当前输入的业务规则中的事件模式的优先级，并生成根据事件模式优先级升序排列的事件模式队列提交给所述事件检测预处理模块；所述事件检测预处理模块根据所述事件模式队列中的事件模式顺序构建事件模式匹配模型；所述事件模式优先级管理模块在事件模式匹配模型的构建过程中将现有的事件模式优先级记录传送给事件响应执行优化调度模块；当多步操作的系统响应并发执行时，所述事件响应执行优化调度模块依据事件模式优先级管理模块提供的事件模式优先级记录进行调度，以使事件模式优先级高的、利用所述事件模式匹配模型匹配成功的事件模式所在的业务规则的系统响应优先执行。本发明通过获得事件模式的优先级来优化事件模式匹配模型的构建，从而提高事件模式匹配模型的构建效率。同时，含有事件模式优先级信息的状态匹配能够进ー步的应用于系统响应的并行执行状态下的调度，从而避免推延在给定定时约束内完成匹配的能力较低的事件模式的系统响应的执行的情况出现，提高实时感知环境中的系统响应执行满足指定定时约束的能力。本发明可以应用于エ业制造过程中涉及到多次数据库操作的基于RFID系统的应用中，如按计划或按需分配原材料、物流跟踪等。图I为根据本发明的面向实时感知环境的事件响应系统的模块组成图。图2为根据本发明的面向实时感知环境的事件响应方法流程示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并參照附图，对本发明进ー步详细说明。复合事件处理系统的实现主要包含原子事件捕获、事件发现、事件响应三个环节，具体来说，在系统应用现场捕获到的事件流(或数据流)上应用复合事件处理系统进行复合事件处理前，用户首先通过业务规则定制接ロ定制所需要的业务规则集合，由复合事件处理系统根据用户输入的业务规则从业务规则中提出可以描述业务规则的事件模式集合、相应的定时约束及系统响应集合。然后，在事件发现阶段复合事件处理系统将根据所述事件模式集合及响应的定时约束集合，通过构建用于检测事件流中的复合事件的事件模式匹配模型发现当前事件流中的复合事件，最終，系统根据当前复合事件所属的事件模式所对应的响应做出响应。其中，事件模式是指由运算符把操作数(表示原子事件或复合事件)连接起来形成的更为复杂的事件表达式，比如(ElOPlE2)0P2E1，其中，El、E2表示两个不同的事件；OPl和0P2为两个描述事件间关系的独立运算符，比如与、或、顺序标识等。事件模式中的嵌套层数与数学表达式中的嵌套层数的计算方法相同，事件模式(ElOPlE2)0P2El中的嵌套层数为2。其中，用于完成事件模式匹配的事件模式匹配模型作为复合事件发现环节的核心技术多采用多种数据结构来实现。事件模式匹配模型主要用来描述完成事件模式匹配的中间状态转移的过程，中间状态也称为状态节点，为当前输入事件流可能匹配的ー种子事件模式，(ElOPlE2)0P2El中可能的子事件模式有E1、E2、E1OPlE2、(ElOPlE2)0P2El,因此，也可以说事件模式匹配模型由描述输入事件流可能匹配的ー种子事件模式状态节点组成，在当前输入数据流下，符合匹配条件的下一事件(事件对应于事件模式匹配模型中的ー个状态节点)将被触发，即发生状态转移。当前构建的事件模式匹配模型可以用来完成多个事件模式的匹配，由于事件模式间可以存在相同的子事件，因此事件模式匹配模型中的ー个状态节点可能存在多个后续状态节点，这里称之为子状态节点。为了在多步操作的系统响应并发执行时避免在给定定时约束内完成匹配的能力较低的事件模式先执行匹配的情况发生，同时避免降低事件模式匹配模型的构建效率。本发明将含有事件模式优先级信息的状态匹配用于系统响应并行执行状态下的调度，提高实时感知环境中系统响应两足指定定时约束的能力。图I示出了根据本发明的面向实时感知环境的事件响应系统的模块组成图。如图I所示，本发明的面向实时感知环境的事件响应系统包括事件模式优先级管理模块101、事件检测预处理模块103及事件响应执行优化调度模块104。首先，用户在业务规则定制阶段提供包含事件模式的业务规则及业务规则系统响应的定时约束要求，用户提供的业务规则为多个；事件模式优先级管理模块101根据用户提供的业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求计算得到并存储管理当前输入的业务规则中的事件模式的优先级，并生成根据事件模式优先级升序排列的事件模式队列102提交给事件检测预处理模块103;事件检测预处理模块103根据所述事件模式队列102中的事件模式顺序构建事件模式匹配模型，构建的事件模式匹配模型的各个状态节点所属的事件模式为状态节点所属的所有事件模式中优先级最高的事件模式，根据事件模式优先级构建的事件模式匹配模型中的状态节点所属的事件模式可以通过只保存当前构建过程中优先级最大的事件模式来确定；然后，利用构建完成的事件模式匹配模型实现复合事件模式匹配并获得当前匹配成功的事件模式所属的业务规则的系统响应，事件模式优先级管理模块101在事件模式匹配模型的构建过程中将现有的事件模式优先级记录传送给事件响应执行优化调度模块104。当多步操作的系统响应并发执行时，事件响应执行优化调度模块104依据事件模式优先级管理模块101提供的事件模式优先级记录进行调度，以使得事件模式优先级高的匹配成功的事件模式所在的业务规则的系统响应优先执行，从而提闻系统响应执行的实时性，满足实时感知环境中系统响应的定时约束。图2示出了根据本发明的面向实时感知环境的事件响应方法流程图，所述面向实时感知环境的事件响应方法的一种实施方式具体包括以下步骤步骤SI:首先，用户提供包含事件模式的业务规则及对当前业务规则系统响应的定时约束要求；步骤S2:事件模式优先级管理模块101获取并存储管理(提供数据查询、插入、删除、更新、修改等管理操作)用户提供的业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求，井根据所述事件模式的信息及定时约束要求计算得到当前事件模式的优先级并存储；事件模式优先级管理模块101以记录格式存储当前输入业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求，所述记录格式是〈EventPatternID,PatternPtr,PatternPriority〉，其中，EventPatternID为当前事件模式的卩隹一标识，PatternPtr是指向表示当前事件模式对象的指针，PatternPriority为当前事件模式的优先级。事件模式的优先级可以通过所述业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式等信息计算得出。事件模式的优先级可以分别与业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式中的操作数、运算符和嵌套层数描述的复杂度成反比，也可以与业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式中的操作数、运算符和嵌套层数描述的复杂度的线性组合成反比。步骤S3:事件模式优先级管理模块101根据当前多个事件模式的优先级按照递减顺序生成ー个含有事件模式及对应优先级的队列102，然后将其发送给事件检测预处理模块103。事件模式及对应优先级队列中记录的格式为〈EventPatternID,PatternPriority〉，构建该队列时所使用的数据格式可以是向量集合(vector)、数据表(table)、链表、数组等数据结构。步骤S4:事件检测预处理模块103根据接收到的含有事件模式及对应优先级的队列102中事件模式的顺序构建当前事件模式匹配模型，并在事件模式匹配模型的构建过程中将当前的事件模式优先级记录传递给事件响应执行优化调度模块104。构建的事件模式匹配模型中的各个状态节点所属的事件模式为状态节点所属的所有事件模式中优先级最高的事件模式，根据事件模式优先级构建的事件模式匹配模型中的状态节点所属的事件模式可以通过只保存当前构建过程中优先级最大的事件模式来确定。步骤S5:利用构建完成的事件模式匹配模型实现复合事件模式匹配成功后，根据事件响应执行优化调度模块104的调度执行当前匹配成功的事件模式所对应的系统响应。所述调度进ー步为在系统响应为多步操作的系统响应，且同时存在多个待处理的系统响应吋，依据系统响应的优先级，优先执行优先级高的事系统响应，从而提高系统响应执行的实时性，满足实时感、知环境中系统响应的定时约束要求。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进ー步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1.ー种面向实时感知环境的事件响应方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤Si:用户提供包含事件模式的业务规则及对当前业务规则系统响应的定时约束要求；步骤S2:事件模式优先级管理模块获取并存储管理用户提供的业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求，井根据所述事件模式及定时约束要求计算得到当前事件模式的优先级并存储；步骤S3:事件模式优先级管理模块根据当前多个事件模式的优先级按照递减顺序生成ー个含有事件模式及对应优先级的队列，然后将其发送给事件检测预处理模块；步骤S4:事件检测预处理模块根据接收到的含有事件模式及对应优先级的队列中事件模式的顺序构建事件模式匹配模型，并在事件模式匹配模型的构建过程中将当前的事件模式优先级记录传递给事件响应执行优化调度模块；步骤S5:利用构建完成的事件模式匹配模型实现复合事件模式匹配成功后，根据事件响应执行优化调度模块的调度执行当前匹配成功的事件模式所对应的系统响应。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述当前事件模式的优先级通过所述业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式信息计算得出。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前事件模式的优先级分别与所述业务规则系统响应的定时约束要求及所述事件模式中的操作数、运算符和嵌套层数描述的复杂度成反比，或者以与所述业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式中的操作数、运算符和嵌套层数描述的复杂度的线性组合成反比。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，构建的事件模式匹配模型中的各个状态节点所属的事件模式为状态节点所属的所有事件模式中优先级最高的事件模式。5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述调度进ー步为在系统响应为多步操作的系统响应，且同时存在多个待处理的系统响应时，依据系统响应的优先级，优先执行优先级高的系统响应。6.—种面向实时感知环境的事件响应系统,其特征在于,该系统包括事件模式优先级管理模块、事件检测预处理模块及事件响应执行优化调度模块，其中，所述事件模式优先级管理模块，用于根据用户提供的业务规则中的事件模式及对业务规则系统响应的定时约束要求计算得到并存储管理当前输入的业务规则中的事件模式的优先级，并生成根据事件模式优先级升序排列的事件模式队列提交给所述事件检测预处理模块；所述事件检测预处理模块根据所述事件模式队列中的事件模式顺序构建事件模式匹配模型；所述事件模式优先级管理模块在事件模式匹配模型的构建过程中将现有的事件模式优先级记录传送给事件响应执行优化调度模块；当多步操作的系统响应并发执行时，所述事件响应执行优化调度模块依据事件模式优先级管理模块提供的事件模式优先级记录进行调度，以使事件模式优先级高的、利用所述事件模式匹配模型匹配成功的事件模式所在的业务规则的系统响应优先执行。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在干，所述事件模式的优先级通过所述业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式信息计算得出。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述事件模式的优先级分别与所述业务规则系统响应的定时约束要求及所述事件模式中的操作数、运算符和嵌套层数描述的复杂度成反比，或者以与所述业务规则系统响应的定时约束要求及事件模式中的操作数、运算符和嵌套层数描述的复杂度的线性组合成反比。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述构建的事件模式匹配模型中的各个状态节点所属的事件模式为状态节点所属的所有事件模式中优先级最高的事件模式。10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述调度进ー步为在系统响应为多步操作的系统响应，且同时存在多个待处理的系统响应吋，依据系统响应的优先级，优先执行优先级高的系统响应。全文摘要本发明公开了一种面向实时感知环境的复合事件响应方法及系统，所述方法通过考虑事件模式添加进事件模式匹配模型的顺序避免判断事件匹配模型中状态节点所属事件模式时使用过多存储空间，在用户提供业务规则及系统响应需求后，事件模式优先级管理模块获取当前输入的业务规则的事件模式的优先级，生成根据事件模式优先级排列的事件模式队列并提交给事件检测预处理模块，完成事件模式匹配模型的搭建从而实现复合事件模式匹配获得系统响应，多步操作的系统响应间的并发执行将依据事件响应的调度模块来进行调度，从而提高系统响应的实时性，满足实时感知环境中系统响应的定时约束；本发明还公开了一种与上述方法相应的面向实时感知环境的事件响应系统。文档编号G06F9/46GK102646057SQ20121005881公开日2012年8月22日申请日期2012年3月8日优先权日2012年3月8日发明者关强,李娜,谭杰,赵红胜申请人:中国科学院自动化研究所