一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法
【专利摘要】本发明涉及计算机软件工程与服务领域，特别涉及一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其构造了基于社会标注的服务需求满足及扩展方法整体框架图，也定义了服务语义社会标注的维度框架；同时构建一个社会标注本体，以用户为中心，建立用户、标签、服务及其它们的属性之间的关系，并从用户的动态属性和静态属性方面考虑用户的大众化服务需求和个性化服务需求，使用FOAF社会化文档存储用户的个人描述信息和使用OWL或OWL-S的格式存储社会标注本体，更具开放性和互动性；通过对基于相似用户的社会网分析和基于本体相似度的语义网分析，查找到能满足用户需求的服务集，并推荐给用户，用户根据推荐结果来修正和完善初始需求。
【专利说明】一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机软件工程与服务领域，特别涉及一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法。
【背景技术】
[0002]随着Web2.0的出现，网络的发展由过去单一，静态的页面浏览模式向开放、共享的用户参与互动模式发展，并且通过网络传输的产品在网上以很快的速度传播开来，产品可以在全球范围内获得，因此近年来，包括IBM、Intel、Microsoft, SAP, Oracle在内的各大计算机公司都在积极倡导和大力推动SOA (Service-oriented Architecture)。
[0003]未来发展的重要特征是以用户为中心、以服务为导向、以信息公开为基础、以协作性为应用特征、以在线办事和互动为主要业务特征，实现从数量增长向质量提升方面转变，从自我服务向公众延伸，从信息上网向网上服务的跨越式发展。
[0004]为了实现网络间的互操作性(interoperability),需要对服务作形式化或半形式化描述，这是不同服务之间互相通信的一项基本要求。服务数据永远是信息共享系统中所有协同的基础。为了能达到真正动态和有机的协同，必须建立一套完善的语义感知(awareness)和标注(annotat1n)系统。
[0005]当前Web资源的社会标注网站如seekda, del.1c1.us, etc.,由于标注的无边界和无约束性，导致冗余、繁杂、随意和无实际意义的标签众多，以至于服务查找效率极其低下或者不能有效的查找到相关服务。因此针对该问题，需要提出一种基于多维度的服务标注方法，引导用户从一个正确、有效的角度对服务资源进行标注，方便Web用户更有效的查找到自己所需要的服务资源。
[0006]WSDL/0WL-S是用来描述Web服务的标记语言，旨在为服务提供一个全面的描述，使得服务动态组合和协同过程得以自动化。可以说WSDL与UDDI使Web服务实现了自动化，OffL-S使得Web服务实现智能化。然而在目前的Web框架下，语义Web并不成熟，OffL-S只有在理想的状况下(到处都是语义)才能发挥最大功效。在WSDL中，包含如下信息:Type，使用某种语法(如XML模式)的数据类型定义；Message,要传递的数据；Input/0utput,操作中的输入输出信息！Operat1n,服务支持的操作的抽象描述；Port Type/Interface, —个或多个端点支持的操作的抽象集；Binding，特定端口类型的具体协议和数据格式规范；Port/Endpoint,绑定和网络地址的组合；Service,相关端点的集合,包括其关联的接口、操作、消息等。以上为服务的功能属性描述参数。
[0007]然而针对目前的服务描述存在如下几个问题:WSDL等服务描述规范没有提供语义支持；Web服务多，语义Web服务少；服务提供者不愿意花大力气描述服务语义；服务提供者负责封装语义，仅仅体现提供者对服务的理解。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，用户可以通过对服务资源进行社会标注，挖掘出普遍认同的真实语义，变主观为统计意义上的客观，提高查准率；同时可以利用群体支持，解决标识能力不足的问题。
[0009]为实现上述技术目的，本发明提供的方案是:一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，包括如下步骤:
步骤一，构造基于社会标注的需求满足及扩展方法整体框架图，包括基于FOAF的用户注册/登陆，基于用户的服务语义的社会标注，基于用户初始需求的服务推荐和基于服务的需求推荐；
步骤二，将需求描述元模型同具体应用领域的知识结合起来进行实例化，从而生成具体应用领域需求获取模板；
步骤三，使用需求获取模板获取涉众需求，并将角色、目标、过程进行关联，抽取出需求目标模型；
步骤四，通过使用简单对象访问协议SOAP及Web服务描述语言WSDL，建立需求的目标模型与服务的目标模型之间的比较关系，并返回比较结果；
步骤五，根据返回结果将合适的服务功能推荐给用户，提高需求质量。
[0010]而且，步骤一中，所述基于FOAF的用户注册/登录，包括用户验证、用户注册和用户登录；所述基于用户的服务语义的社会标注，包括服务查询、服务表征、服务调用、服务标注和标注统计；所述基于用户初始需求的服务推荐，包括需求录入、基于社会标注的服务发现、服务排序和用户评价；所述基于服务的需求推荐，包括需求收集、需求推荐、需求补足。
[0011]而且，所述服务标注为，用户直接在服务表征的基础上进行标注或者在对服务进行试用后再进行标注，从功能、非功能、情景角度及角色、目标、过程层次对需求进行元描述。
[0012]而且，所述标注统计包括以下步骤:1、从宏观的层面上，记录用户、标签、服务之间的对应关系，以owl或owl-s的格式存储；2、从微观的层面上，记录用户的属性、标签的属性和服务的属性之间的对应关系；3、将标签按服务的功能属性、非功能属性、情境属性三种类型进行分类；4、输出带标注的服务。
[0013]而且，所述基于服务的需求推荐，包括以下三种方式:1、通过用户所提需求查找服务，此时需要满足查找的服务功能集大于需求的功能集，才能对用户进行需求推荐，并将推荐的服务功能集进行需求解析，生成用户理解的自然语言描述；2、通过FOAF社会化文档进行分析，同领域，同需求的用户是否提出过其他的服务能够满足的需求，并推荐给用户；3、通过提供商推荐需求，主要考虑该服务的提供商是否提供过类似的其他服务需求。
[0014]而且，步骤二中，所述需求获取模板包含角色需求获取模板、功能需求获取模板、非功能需求获取模板以及过程需求获取模板，并建立它们之间的依赖、转化关系，从需求获取模板中抽取需求的目标模型。
[0015]而且，步骤四中，通过在对需求的目标模型与服务的目标模型比较中发生的命名冲突、类型冲突和结构冲突的分析，返回比较结果，将匹配到的服务功能推荐给用户，该比较结果包括等价、泛化、特化、交叉和排斥。
[0016]本发明提供的解决方案构造了基于社会标注的服务需求满足及扩展方法整体框架图，包括基于FOAF的用户注册/登录、服务语义的社会标注、基于用户初始需求的服务推荐和基于服务的需求推荐，利用群体智能协作以及社会用户之间的交互关系来优化服务查询，并进行服务的需求推荐；也定义了服务语义社会标注的维度框架，从服务的功能属性、非功能属性以及情境属性对服务资源进行标注；同时构建一个社会标注本体，以用户为中心，建立用户、标签、服务及其它们的属性之间的关系，并从用户的动态属性和静态属性方面考虑用户的大众化服务需求和个性化服务需求。使用FOAF社会化文档存储用户的个人描述信息和使用OWL或OWL-S的格式存储社会标注本体，更具开放性和互动性；通过对基于相似用户的社会网分析和基于本体相似度的语义网分析，查找到能满足用户需求的服务集，并推荐给用户，用户根据推荐结果来修正和完善初始需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1本发明实施例的整体框架图；
图2本发明实施例的服务语义社会标注的维度；
图3本发明实施例的服务语义社会标注的用户交互模型；
图4本发明实施例的服务语义社会标注整体框架图；
图5本发明实施例的服务社会标注流程图；
图6本发明实施例的需求的服务推荐流程图；
图7本发明实施例的服务的需求推荐流程图；
图8本发明实施例的服务查询流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0019]本实施例提供一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，包括如下步骤: 步骤一，构造基于社会标注的需求满足及扩展方法整体框架图，包括基于FOAF的用户
注册/登陆，基于用户的服务语义的社会标注，基于用户初始需求的服务推荐和基于服务的需求推荐；
步骤二，将需求描述元模型同具体应用领域的知识结合起来进行实例化，从而生成具体应用领域需求获取模板；
步骤三，使用需求获取模板获取涉众需求，并将角色、目标、过程进行关联，抽取出需求目标模型；
步骤四，通过使用简单对象访问协议SOAP及Web服务描述语言WSDL，建立需求的目标模型与服务的目标模型之间的比较关系，并返回比较结果；
步骤五，根据返回结果将合适的服务功能推荐给用户，提高需求质量。
[0020]本发明将社会标注与社会网络分析应用于Web服务发现中，运用FOAF社会化文档对用户之间的交互关系进行分析，并记录用户、标签、服务之间的对应关系，最终通过服务的需求推荐来修正和完善用户提出的初始需求。社会标注是指普通的网络用户能够通过自由选择标签来标注网络资源，使得网络资源能够浮出语义，并通过查询发现与用户期望语义一致的网络资源。
[0021]随着当前网络的发展以及网络资源的开放、共享等特点，Web用户可以根据自己的需求在网络中查找相应的服务资源满足自己的需要。但由于用户对资源的使用目的、认识程度的差异性，导致找到的服务并不一定能够准确满足他们的需求，因此需要用户的参与，对服务资源进行标注，使得服务资源能够浮出语义，呈现大众用户认可的语义资源，同时可以根据相似用户标注的资源以及访问过的资源进行查找，来实现用户的大众化需求；对于个性化需求可以根据用户的社会属性特征进行查找，由此可以达到同时能满足大众化需求和个性化需求的目的。本发明将采用维度统计来讨论、分析服务的社会标注。首先，系统将记录用户的注册信息，把过去经验(这里指用户的静态属性，以FOAF社会化文档展现)包括在事前信息(pr1r informat1n)之中,然后加入现在收集的信息(对资源进行标注后采集到的数据)，形成事后信息(poster1r informat1n),再借事后信息求取参数推估值以及做统计推论，因此它可以总结过去经验或主观的事前判断于统计推论中。在这里，维度统计致力于建立一个基于多方位统计(用户、标签、服务、评价等)、全方位分析服务社会标注的统计标准，形成以原始数据(用户的社会属性、标签的属性以及服务的属性等)为统计起点，构建一个通用服务社会标注的用户模型，利用用户属性之间的交互关系(这里主要考虑的是用户的出度和入度)，来进行数据深入挖掘的一种数据分析模式。该方法打破传统统计器只统计和采集数据的陈规，在准确统计数据定义的前提下，统计网站所有的实习数据，以更加直观的方式展现在用户面前，并将这些数据全面整合，分析出用户的行为趋势。维度统计通过这样一个体系标准，为Internet的商业用户、企业用户和个人，提供更加完善、更加有价值的数据，帮助他们找到更有效的服务。
[0022]社会网络分析是对社会关系结构及其属性加以分析的一套规范和方法，它主要分析的是不同社会单位(个体、群体或社会)所构成的关系的结构及其属性，通过FOAF描述的属性(name, mailbox, preference, posit1n, knows等)、用户浏览和标注的服务以及服务包含的内容、关键字等来反映。该发明引入FOAF社会化文档，通过FOAF的静态属性(suchas preference, posit1n, etc)和动态属性(such as knows, seeAlso)可以查找到相似用户标注的服务，给用户提供一种参考或推荐标准。
[0023]本发明的特色之一是通过大众用户对服务资源进行社会标注，利用社会网络对统计的标注进行分析，由此可以查找最能满足用户需求的服务资源。从初始需求到服务，再通过推荐的服务修正和完善初始需求。
[0024]进一步的，上述步骤一中，所述基于FOAF的用户注册/登录，包括用户验证、用户注册和用户登录；所述基于用户的服务语义的社会标注，包括服务查询、服务表征、服务调用、服务标注和标注统计；所述基于用户初始需求的服务推荐，包括需求录入、基于社会标注的服务发现、服务排序和用户评价；所述基于服务的需求推荐，包括需求收集、需求推荐、需求补足。
[0025]进一步的，上述服务标注为，用户直接在服务表征的基础上进行标注或者在对服务进行试用后再进行标注，从功能、非功能、情景角度及角色、目标、过程层次对需求进行元描述。
[0026]进一步的，上述标注统计包括以下步骤:1、从宏观的层面上，记录用户、标签、服务之间的对应关系，以owl或owl-s的格式存储；2、从微观的层面上，记录用户的属性、标签的属性和服务的属性之间的对应关系；3、将标签按服务的功能属性、非功能属性、情境属性三种类型进行分类；4、输出带标注的服务。
[0027]进一步的，上述基于服务的需求推荐，包括以下三种方式:1、通过用户所提需求查找服务，此时需要满足查找的服务功能集大于需求的功能集，才能对用户进行需求推荐，并将推荐的服务功能集进行需求解析，生成用户理解的自然语言描述；2、通过FOAF社会化文档进行分析，同领域，同需求的用户是否提出过其他的服务能够满足的需求，并推荐给用户；3、通过提供商推荐需求，主要考虑该服务的提供商是否提供过类似的其他服务需求。
[0028]进一步的，上述步骤二中，所述需求获取模板包含角色需求获取模板、功能需求获取模板、非功能需求获取模板以及过程需求获取模板，并建立它们之间的依赖、转化关系，从需求获取模板中抽取需求的目标模型。
[0029]进一步的，上述步骤四中，通过在对需求的目标模型与服务的目标模型比较中发生的命名冲突、类型冲突和结构冲突的分析，返回比较结果，将匹配到的服务功能推荐给用户，该比较结果包括等价、泛化、特化、交叉和排斥。
[0030]本发明具体例实施步骤如下。
[0031](I)针对网络用户需求的不确定性和不充分性，构造基于社会标注的服务需求满足及扩展框架，如图1所示，利用丰富的网络资源提高用户需求的准确性和完整性。包含用户登录与跟踪，服务语义的社会标注，基于用户初始需求的服务推荐和基于服务的需求推荐，它们都建立在服务资源库的基础之上，利用服务资源库中的资源满足用户需求。
[0032](2)在用户登录之前，首先验证用户是否已经注册，如已注册，则登录并进行跟踪，在整个推荐过程中保持用户信息的可达性；如未注册，则先进行注册，注册后将生成社会化文档FOAF。FOAF文档中包含用户的个人信息描述以及用户的社会关系信息。
[0033](3)在用户对服务进行社会标注时，假定服务资源库的初始化状态为未经用户标注的原始服务。用户在输入需求时，通过关键词匹配，查询到相关服务，并以WSDL的文档格式返回给用户，用户可以根据文档描述对服务进行标注，或者在试用该服务后，对服务的性能以及功能进行标注，来展现该服务所能表达的语义信息。此时，用户可以从服务的功能属性、非功能属性以及情境属性三个角度对服务进行标注，如图2所示，并将标注后的服务与用户的个人信息、标签信息进行关联，如图3所示。并将关联后的信息以0WL/0WL-S的格式进行存储，方便用户在后期查询时可以根据当前记录的关联信息找到最能满足用户需求的服务资源。
[0034]在对服务进行标注时，系统将对用户进行实时跟踪，记录用户的个人信息和社会信息，以及标签，服务之间的对应关系，并根据用户的属性文档FOAF对标签进行分析、分类，来展示具有相同兴趣偏好，以及角色职位的其他用户标注的服务。
[0035](4)当服务的社会标注达到一定规模时，用户输入初始需求，如图4-图7所示，系统将通过提取需求的语义来查询带语义标注的服务，同时将跟踪用户，记录其个人信息，通过用户的社会属性(包括静态属性和动态属性)来查询该用户标注过的服务以及与该用户具有相似性的其他用户标注过的服务，进而返回给用户，用户可以根据返回的结果，精确选择能满足其需求的服务资源。
[0036]用户使用该服务后，可以对其功能、性能、安全性进行评价，来展示该服务是否具有鲁棒性，并为其投票，以引导后续用户对该服务进行试用。在投票达到一定规模时，能展示该服务是否受欢迎，以及是否为大众认可并能够解决问题的服务资源。同时，用户可以根据对该服务的试用情况来对服务标注进行修正，包括顺序修正和描述修正。
[0037]顺序修正是指对服务的标签进行重新排序，受欢迎的标签将进行前移，以表明该标签为大众认可或者更能代表该服务语义的社会标签，当其他用户在试用该服务时，则首先将该标签推荐给用户；描述修正是指在用户使用过该服务时，通过对该服务的其他认识或者能解决该用户的其他问题，而添加一个新的标签来展示该服务能实现此功能，以此来扩大服务的功能范围，为其他用户提供一个新的服务语义标识。
[0038](5)在用户提出初始需求时,如图8所示,可以通过功能分解,来查询满足该需求的服务，并能够将查询到的服务功能推荐给用户，使用户能够根据推荐的服务功能来修正和完善先前提出的初始需求。这里主要通过三种手段进行需求推荐:
(5.1)通过用户所提需求查找服务，系统将首先抽取该需求的功能，并通过关键词匹配来查询服务，此时查找的服务功能集必须大于需求的功能集，才能对用户进行需求推荐，并将推荐的服务功能集进行需求解析，生成用户理解的自然语言描述；
(5.2)当用户输入需求时，系统将首先调出该用户的FOAF文档，通过对该用户的社会属性进行分析，利用FOAF中的knows元素查找出同领域，同需求的用户是否提出过其他的服务能够满足的要求，并推荐给用户；
(5.3)当用户输入需求时，系统调出该用户的FOAF文档，并结合其标注的服务的提供商，通过提供商推荐需求，主要考虑该服务的提供商是否提供过类似的其他服务需求；
用户根据推荐的服务需求来修正和完善先前提出的初始需求，来达到提升初始需求的准确性和完整性。
[0039]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，包括如下步骤: 步骤一，构造基于社会标注的需求满足及扩展方法整体框架图，包括基于FOAF的用户注册/登陆，基于用户的服务语义的社会标注，基于用户初始需求的服务推荐和基于服务的需求推荐； 步骤二，将需求描述元模型同具体应用领域的知识结合起来进行实例化，从而生成具体应用领域需求获取模板； 步骤三，使用需求获取模板获取涉众需求，并将角色、目标、过程进行关联，抽取出需求目标模型； 步骤四，通过使用简单对象访问协议SOAP及Web服务描述语言WSDL，建立需求的目标模型与服务的目标模型之间的比较关系，并返回比较结果； 步骤五，根据返回结果将合适的服务功能推荐给用户，提高需求质量。
2.根据权利要求1所述的一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其特征在于:步骤一中，所述基于FOAF的用户注册/登录，包括用户验证、用户注册和用户登录；所述基于用户的服务语义的社会标注，包括服务查询、服务表征、服务调用、服务标注和标注统计；所述基于用户初始需求的服务推荐，包括需求录入、基于社会标注的服务发现、服务排序和用户评价；所述 基于服务的需求推荐，包括需求收集、需求推荐、需求补足。
3.根据权利要求2所述的一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其特征在于:所述服务标注为，用户直接在服务表征的基础上进行标注或者在对服务进行试用后再进行标注，从功能、非功能、情景角度及角色、目标、过程层次对需求进行元描述。
4.根据权利要求2所述的一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其特征在于:所述标注统计包括以下步骤， 步骤一，从宏观的层面上，记录用户、标签、服务之间的对应关系，以owl或owl-s的格式存储； 步骤二，从微观的层面上，记录用户的属性、标签的属性和服务的属性之间的对应关系; 步骤三，将标签按服务的功能属性、非功能属性、情境属性三种类型进行分类； 步骤四，输出带标注的服务。
5.根据权利要求2所述的一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其特征在于:所述基于服务的需求推荐，包括以下三种方式， 通过用户所提需求查找服务，此时需要满足查找的服务功能集大于需求的功能集，才能对用户进行需求推荐，并将推荐的服务功能集进行需求解析，生成用户理解的自然语言描述； 通过FOAF社会化文档进行分析，同领域，同需求的用户是否提出过其他的服务能够满足的需求，并推荐给用户； 通过提供商推荐需求，主要考虑该服务的提供商是否提供过类似的其他服务需求。
6.根据权利要求1所述的一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其特征在于:步骤二中，所述需求获取模板包含角色需求获取模板、功能需求获取模板、非功能需求获取模板以及过程需求获取模板，并建立它们之间的依赖、转化关系，从需求获取模板中抽取需求的目标模型。
7.根据权利要求1所述的一种基于社会标注的服务需求满足及扩展方法，其特征在于:步骤四中，通过在对需求的目标模型与服务的目标模型比较中发生的命名冲突、类型冲突和结构冲突的分析，返回比较结果，将匹配到的服务功能推荐给用户，该比较结果包括等价、泛化、特化、交叉和排斥。
【文档编号】G06F17/30GK104035998SQ201410262518
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】宁达, 卢红, 袁刚, 王近涛, 陈鹏, 徐建林, 邓勇, 黄波, 张慧, 黎楚 申请人:中国船舶重工集团公司第七二二研究所