专利名称：层次化定量度量服务流程间距离系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的系统，具体地说是一种层次化定量度 量服务流程间距离系统。
背景技术：
随着服务流程作为集成服务手段的大规模应用，如何管理、检索和重用服务流程 逐渐成为服务计算中的核心内容之一，而度量服务流程之间的距离又是其中的关键技术。 基于服务流程之间的差别，可以对服务流程进行分类，并将它们有条理的存储起来，便于管 理；可以为服务流程的检索提供一个可靠的标准；此外在众多的服务流程模型中对服务流 程之间的差别进行数据挖掘，能够为定义模型的专家提供用户的需求变化动态，帮助他们 制定更加合理的服务流程。在这种情况下，构造一个好的度量服务流程模型间距离的系统 在服务流程的大规模应用中有着深远的意义。经对现有文献检索发现，诸葛海在“A process matching approach f or flexible workflowprocess reuse”中提出了不精确的流程匹配方法是比较典型的例子 (Information&SoftwareTechnology, 2002,44 (8)，P445-450)，该文引入了活动本体和流程 本体的概念，使得流程能更加自由的被重用，但是该技术仅仅基于图节点的比较，从而不能 系统的从流程的深层逻辑进行比较。经对现有文献检索发现，W.M. P. van der Aal st 等在"Comparing Two Process ModelsBased on Observed Behavior” 一文中提出了基于流程的典型行为来比较两个流 禾呈的方法(Proceedings of the 4th International Conference on Business Process Management, Vienna, Austria，2007)，该技术忽略了一些非典型行为，并且确定和比较两个 流程的所有典型行为是一个复杂的过程，然而得到的结果只描述了两个流程在行为上的差 异，不能直观给出把一个流程转变为另一个流程需要做哪些修改，更没有对流程之间的差 别做定量的计算。经对现有文献检索发现，ChenLi 在"On Measuring Process Model Similarity based onHigh-level Change Operations” 一文中提出了基于流程本身来寻找流程之间不 同的研究，改文解决了某些系统中不存在流程修改日志的问题，但是该技术没有层次化的 去比较两个流程，不能从不同层次的视角去比较两个流程模型的差别。本文基于结构化的流程树提出了层次化的服务流程比较方法。根据用户的需求， 能够从不同的层次计算出把一个流程转换成另一个流程的修改路径树，从而在不同的层次 上对两个流程的差别进行定量的计算。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种层次化定量度量服务流程间 距离系统，通过对流程的结构化流程树中相关节点的匹配，计算出流程之间的修改路径树， 实现了在不同层次上对流程间距离的度量，具有定量化和多视角的优点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括程转换模块、相关节点匹配模 块、修改路径树计算模块和距离计算模块，其中程转换模块和相关节点匹配模块相连传输 需比较的两个流程经转换后的结构化流程树信息，相关节点匹配模块和计算修改路径树模 块相连传输带有匹配信息的两个结构化流程树信息，计算修改路径树模块和距离计算模块 相连传输结构化的修改路径树信息。所述的流程转换模块用于将其他格式的流程模型转换成为优化结构化的流程树， 包括流程预转换子模块和结构化流程树优化子模块，其中流程转换子模块和结构化流 程树优化子模块相连传输未优化的结构化流程树信息。所述的流程预转换子模块用于将流程模型循环转化为粗糙的结构化流程树，当所 有的节点都递归到一个节点或者没有更多的节点可以归并则结束循环，包括顺序结构查 找子模块、并行结构查找子模块、多选块结构查找子模块和循环块结构查找子模块，其中 顺序结构查找子模块和并行结构查找子模块连接，并行结构查找子模块与多选块结构查找 子模块连接，多选块结构查找子模块和循环块结构查找子模块连接，循环块结构查找子模 块又和其中顺序结构查找子模块连接且相互传递经过归并后的树结构信息，直到没有新的 节点可以被归并。所述的相关节点匹配模块用于识别出两棵结构化流程树中的相关节点，为搜索两 棵树的改动做好准备，包括相似度计算子模块和相关节点查找子模块，其中相似度计算 子模块和相关节点查找子模块相连传输两棵带有同一层次上节点间相似度的结构化流程 树信息。所述的相似度计算子模块用于对两棵树上处于同一层次上的节点两两分别计算 相似度，并存储在一个数组中，为后面相关节点的匹配提供依据。所述的相关节点查找子模块扫描相似度数组，把相似度最大的两个节点标记为相 关的，然后从数组中移除与这两个节点相关的数据，再找出相似度最大的两个节点，直到数 组中没有数据为止，用于实现找出同一层次上的相关节点。所述的修改路径树计算模块用于计算出从一个流程转换到另一个流程的修改路 径树，包括删除操作查找子模块、插入操作查找子模块、更新操作查找子模块、移动操作查 找子模块和改变分支条件操作查找子模块。所述的删除操作查找子模块用于找出原流程中那些不能在修改后流程中找到节 点与之相匹配的节点，生成修改路径树中的删除操作节点。所述的插入操作查找子模块用于找出修改后流程中那些不能再原流程中找到节 点与之相匹配的节点，生成修改路径树中的插入操作节点。当一个节点被插入前，他的所有 子节点应该先被插入到这个节点中，所以一个修改路径树中的插入操作节点可以有多个子 操作节点。所述的更新操作查找子模块用于找出两棵流程树中的相似度不为1的匹配节点 对，这些节点对虽然是相匹配的，但是他们的子节点有差异，所以标记这个节点被更新过， 即生成修改路径树中的更新操作节点。所述的移动操作子模块用于找出两棵流程树中的顺序结构节点中子节点位置不 同的节点，生成修改路径树中的移动操作节点 所述的改变分支操作子模块用于查找选择节点中子节点的条件改变的地方，生成修改路径树中的改变分支条件操作。 所述的距离计算模块用于根据修改路径树计算出两个流程间的距离，根据选择不 同的层次，该模块返回在这个层次上两个流程差别的定量度量。与现有的技术相比，本发明的效益是在基于流程本身的基础上不借助日志文件就 能够实现在不同的层次对流程模型的差别进行定量的度量，得到不同颗粒度下，服务流程 间的距离。本发明对于服务计算的发展和推广很有价值，基于这个距离，能够对流程模型进 行分类管理，对每一类别进行语义标注，使得对流程模型的检索更加迅速和精确，基于层次 化距离对流程模型库进行数据挖掘，还可以得到流程模型的演变动态，为创建新的更合理 的流程模型提供依据，还可以发现数据库中相同的流程模型，去除流程模型库中的冗余数 据等。
图1系统流程图。图2实施例中汽车理赔原始流程图。图3实施例中系统升级后汽车理赔流程图。图4实施例中流程中各种类型节点示意图。图5实施例中汽车理赔原始流程图的结构化流程树。图6实施例中系统升级后汽车理赔流程图的结构化流程树。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例进行详细的说明本实施例本实施例在以本发明 技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施步骤和具体的过程，但本发明的保护范围 不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例以“汽车保险理赔流程的比较”为例，包括流程转换模块，相 关节点匹配模块，修改路径树计算模块和距离计算模块，其中流程转换模块和相关节点匹 配模块相连传输需比较的两个流程经转换后的结构化流程树信息，相关节点匹配模块和计 算修改路径树模块相连传输带有匹配信息的两个结构化流程树信息，计算修改路径树模块 和距离计算模块相连传输结构化的修改路径树信息。所述的流程转换模块用于将其他格式的流程模型转换成为优化结构化的流程树， 包括流程预转换子模块和结构化流程树优化子模块，其中流程转换子模块和结构化流程树 优化子模块相连传输未优化的结构化流程树信息。该模块的输入为两个待比较的流程，如 图2和图3是汽车保险理赔系统中的两个流程，本实施例将这两个流程作为输入，计算它们 之间的距离。所述的流程预转换子模块用于将流程模型转化为粗糙的结构化流程树，是一个循 环模块，结束条件是当所有的节点都递归到一个节点或者没有更多的节点可以归并，包括 顺序结构查找子模块，并行结构查找子模块，多选块结构查找子模块和循环块结构查找子 模块，其中顺序结构查找子模块和并行结构查找子模块连接，并行结构查找子模块与多选 块结构查找子模块连接，多选块结构查找子模块和循环块结构查找子模块连接，循环块结构查找子模块又和其中顺序结构查找子模块连接，他们之间都传递经过自己归并后的树结 构信息，直到没有新的节点可以被归并。如图4所示，流程图中的节点之间存在着顺序执 行，并行执行，选择执行和循环执行四中关系，上述的子模块分别查找流程中的这些关系， 并把存在这些关系的几个节点归并为一个节点，这样不断地递归执行，最终一个流程将被 归并成为一个根节点。图5和图6分别是图2和图3归并后得到的结构化流程树，是该模 块的输出。所述的相关节点匹配模 块用于识别出两棵结构化流程树中的相关节点，为搜索两 棵树的改动做好准备，包括相似度计算子模块和相关节点查找子模块，其中相似度计算子 模块和相关节点查找子模块相连传输两棵带有同一层次上节点间相似度的结构化流程树 fn息ο所述的相似度计算子模块用于对两棵树上处于同一层次上的节点两两分别计算 相似度，并存储在一个数组中，为后面相关节点的匹配提供依据。在不同的层次需要计算不 同节点对的相似度，例如在第一层，需要计算<N0，NO’ >的相似度，在第二层需要计算〈Ni， Ni，>，<N1，N2，>，<N1，N4，>，<N1，N5，>，<N2，N2，>，<N2，N3，>，<N2，N4，>，<N2，N5，>，<N3， N3，>，<N3, N4，>，<N3, N5，>，<N4, N4，>，<N4, N5，>，<N5, N5，>，以此类推。所述的相关节点查找子模块用于找出同一层次上的相关节点，它扫描相似度数 组，把相似度最大的两个节点标记为相关的，然后从数组中移除与这两个节点相关的数据， 再找出相似度最大的两个节点，直到数组中没有数据为止。例如在某一层的相似度数组中， 找到<Nx，Ny>是相匹配的，这时候就应该将数组中所有和Nx和Ny有关的节点对的值移除， 在进行下面的搜索。所述的修改路径树计算模块用于计算出从一个流程转换到另一个流程的修改路 径树(个修改路径树也是一棵结构化的流程树)，包括删除操作查找子模块，插入操作查找 子模块，更新操作查找子模块，移动操作查找子模块和改变分支条件操作查找子模块，这些 子模块并行执行，分别找出删除操作，插入操作，更新操作，移动操作和改变分支条件操作。所述的删除操作查找子模块用于找出原流程中那些不能在修改后流程中找到节 点与之相匹配的节点，生成修改路径树中的删除操作节点。这里如果原流程的一个节点被 删除，那么他的所有子节点应该在删除这个节点之前被删除，即不允许删除带有子节点的 节点。所述的插入操作查找子模块用于找出修改后流程中那些不能再原流程中找到节 点与之相匹配的节点，生成修改路径树中的插入操作节点。当一个节点被插入前，他的所有 子节点应该先被插入到这个节点中，所以一个修改路径树中的插入操作节点可以有多个子 操作节点。所述的更新操作查找子模块用于找出两棵流程树中的相似度不为1的匹配节点 对，这些节点对虽然是相匹配的，但是他们的子节点有差异，所以标记这个节点被更新过， 即生成修改路径树中的更新操作节点。所述的移动操作子模块用于找出两棵流程树中的顺序结构节点中子节点位置不 同的节点，生成修改路径树中的移动操作节点。所述的改变分支操作子模块用于查找选择节点中子节点的条件改变的地方，生成 修改路径树中的改变分支条件操作。
所述的距离计算模块用于根据修改路径树计算出两个流程间的距离，根据选择不 同的层次，该模块返回在这个层次上两个流程差别的定量度量。根据生成的修改路径树，选 择不同的层次，可以计算出不同的距离——在该层次以上修改路径树的节点个数。本实施例的过程流程转换模块接收两个汽车理赔流程，并将它们转换成为结构 化的流程树；节点匹配模块在各个层次将最相关的节点进行匹配；修改路径树计算模块根 据节点匹配信息，生成结构化的修改路径树；最后在距离计算模块根据不同的层次，计算得 到不同的距离。本实施例计算出的距离，具有距离的三种性质0距离的存在性，交换性和三角不 等式，所以是一个规范的距离，它能够为度量流程间的差距提供一个可靠的，定量的依据。 在改方法计算出的距离的基础上，可以实现服务流程的分类管理 ，对服务流程的检索将会 变得更加迅速和精确，对服务计算领域的发展和广泛应用有很大的意义。
权利要求
一种层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征在于，包括程转换模块、相关节点匹配模块、修改路径树计算模块和距离计算模块，其中程转换模块和相关节点匹配模块相连传输需比较的两个流程经转换后的结构化流程树信息，相关节点匹配模块和计算修改路径树模块相连传输带有匹配信息的两个结构化流程树信息，计算修改路径树模块和距离计算模块相连传输结构化的修改路径树信息。
2.根据权利要求1所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的流 程转换模块包括流程预转换子模块和结构化流程树优化子模块，其中流程转换子模块 和结构化流程树优化子模块相连传输未优化的结构化流程树信息。
3.根据权利要求2所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的流 程预转换子模块包括顺序结构查找子模块、并行结构查找子模块、多选块结构查找子模块 和循环块结构查找子模块，其中顺序结构查找子模块和并行结构查找子模块连接，并行结 构查找子模块与多选块结构查找子模块连接，多选块结构查找子模块和循环块结构查找子 模块连接，循环块结构查找子模块又和其中顺序结构查找子模块连接且相互传递经过归并 后的树结构信息，直到没有新的节点可以被归并。
4.根据权利要求1所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的相 关节点匹配模块包括相似度计算子模块和相关节点查找子模块，其中相似度计算子模 块和相关节点查找子模块相连传输两棵带有同一层次上节点间相似度的结构化流程树信 肩、ο
5.根据权利要求4所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的相 似度计算子模块用于对两棵树上处于同一层次上的节点两两分别计算相似度，并存储在一 个数组中，为后面相关节点的匹配提供依据。
6.根据权利要求4所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的相 关节点查找子模块扫描相似度数组，把相似度最大的两个节点标记为相关的，然后从数组 中移除与这两个节点相关的数据，再找出相似度最大的两个节点，直到数组中没有数据为 止。
7.根据权利要求1所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的修 改路径树计算模块包括删除操作查找子模块、插入操作查找子模块、更新操作查找子模 块、移动操作查找子模块和改变分支条件操作查找子模块。
8.根据权利要求7所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的删 除操作查找子模块用于找出原流程中那些不能在修改后流程中找到节点与之相匹配的节 点，生成修改路径树中的删除操作节点；所述的插入操作查找子模块用于找出修改后流程 中那些不能再原流程中找到节点与之相匹配的节点，生成修改路径树中的插入操作节点； 所述的更新操作查找子模块用于找出两棵流程树中的相似度不为1的匹配节点对，这些节 点对虽然是相匹配的，但是他们的子节点有差异，所以标记这个节点被更新过，即生成修改 路径树中的更新操作节点；所述的移动操作子模块用于找出两棵流程树中的顺序结构节 点中子节点位置不同的节点，生成修改路径树中的移动操作节点；所述的改变分支操作子 模块用于查找选择节点中子节点的条件改变的地方，生成修改路径树中的改变分支条件操 作。
9.根据权利要求1所述的层次化定量度量服务流程间距离系统，其特征是，所述的距离计算模块用于根据修改路径树计算出两个流程间的距离，根据选择不同的层次，该模块 返回在这个层次上两个流程差别的定量度量。
全文摘要
一种计算机应用技术领域的层次化定量度量服务流程间距离系统，包括程转换模块、相关节点匹配模块、修改路径树计算模块和距离计算模块，其中程转换模块和相关节点匹配模块相连传输需比较的两个流程经转换后的结构化流程树信息，相关节点匹配模块和计算修改路径树模块相连传输带有匹配信息的两个结构化流程树信息，计算修改路径树模块和距离计算模块相连传输结构化的修改路径树信息。本发明通过对流程的结构化流程树中相关节点的匹配，计算出流程之间的修改路径树，实现了在不同层次上对流程间距离的度量，具有定量化和多视角的优点。
文档编号G06F17/30GK101937468SQ20101028459
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者吴毅华, 周亮, 曹健, 王磊 申请人:上海交通大学