一种情境建模方法、装置及设备与流程

本发明涉及计算机技术领域，尤其是涉及一种情境建模方法、装置及设备。

背景技术：

网络模型是数据库模型设想为代表对象及其关系的一种灵活的方式。其独特之处在于，作为对象类型为节点和关系类型为弧的图形来看，不限于层次结构。许多工程决策问题和组织系统，虽然不具有网络的表现形式，但也常可用网络模型来解释。例如，在一个建筑企业中，决策和命令的流程可以用网络模型来描述，在工程施工过程中，工作进度表可以看作是由工序组成的网络等。网络模型有着重要的应用，现有的网络建模方法主要是基于知识图谱或者计算机领域的数据库建模范式等进行，现有技术虽能较为完整的记录下知识体系，但其交互性较差，不能够应对复杂的推理、计算的任务。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种情境建模方法、装置及设备，以提高所得到的网络模型的交互能力。

第一方面，本发明实施例提供了一种情境建模方法，该方法包括：识别情境感知应用中的场景；识别场景中的对象，并确定对象的情境属性；建立情境属性与原始数据的对应关系；原始数据包括：时间数据、取值和标识数据；根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则；根据场景中的事件、服务和规则生成情境感知应用的模型文件。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据场景生成情境感知应用的模型文件的步骤，包括：定义场景之间的转换关系；转换关系包括以下至少一种：顺序关系、分支关系或迭代关系；根据转换关系生成情境感知应用的模型文件。

结合第一方面或其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则的步骤之后，该方法还包括：生成场景中对象的状态机。

结合第一方面或其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据场景生成情境感知应用的模型文件的步骤之前，该方法还包括：识别情境感知应用中的所有情境属性，得到情境空间；根据情境空间分别定义各个场景中的事件、服务和规则。

结合第一方面或其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，识别场景中的对象，并确定对象的情境属性的步骤，包括：识别场景中的对象，并确定对象的情境；根据情境确定对象的情境属性系数及情境属性。

第二方面，本发明实施例还提供一种情境建模装置，该装置包括：场景模块，用于识别情境感知应用中的场景；对象模块，用于识别场景中的对象，并确定对象的情境属性；映射模块，用于建立情境属性与原始数据的对应关系；原始数据包括：时间数据、取值和标识数据；逻辑模块，用于根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则；模型模块，用于根据场景生成情境感知应用的模型文件。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，逻辑模块，还用于：定义场景之间的转换关系；转换关系包括以下至少一种：顺序关系、分支关系或迭代关系；根据转换关系生成情境感知应用的模型文件。

结合第二方面或其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，该装置还包括状态机模块，用于：生成场景中对象的状态机。

结合第二方面或其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，对象模块，还用于：识别场景中的对象，并确定对象的情境；根据情境确定对象的情境属性系数及情境属性。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面或其任一种可能的实施方式中的方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种情境建模方法、装置及设备，首先，识别情境感知应用中的场景，再识别场景中的对象并确定对象的情境属性，通过建立情境属性与原始数据的对应关系，将原始数据中的时间数据、取值和标识数据转换为用于描述对象的情境属性，通过严格建立原始空间到情境空间的对应关系，使得情境空间有着有严格的数据基础。根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则，从而对场景进行描述。最终，根据场景生成情境感知应用的模型文件。本发明实施例所得到的模型，能够进行复杂模型、应用的建模，可以提高所得到的网络模型的交互能力。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的情境建模方法流程图；

图2为本发明实施例提供的情境建模方法中情境属性与原始数据的关系示意图；

图3为本发明实施例提供的情境建模方法中情境与情境属性的关系示意图；

图4为本发明实施例提供的情境建模方法中场景间顺序关系示意图；

图5为本发明实施例提供的情境建模方法中场景间分支关系示意图；

图6为本发明实施例提供的情境建模方法中场景间迭代关系示意图；

图7为本发明实施例提供的情境建模方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的情境建模装置结构示意框图；

图9为本发明实施例提供的电子设备结构示意框图。

图标：

81-场景模块；82-对象模块；83-映射模块；84-逻辑模块；85-模型模块；91-存储器；92-处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的网络建模方法主要是基于知识图谱或者计算机领域的数据库建模范式等进行的，能够较为全面的记录知识之间的复杂关联关系等。现有技术虽能较为完整的记录下知识体系，但交互性较差，不能够应对复杂的推理、计算的任务，处理知识的层次、场景的转换方面的任务时显得乏力。

基于此，本发明实施例提供的一种情境建模方法、装置及设备，可以用于指导构建各类模型，从而进行复杂模型、应用的建模。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种情境建模方法进行详细介绍。

实施例1

本发明实施例1提供了一种情境建模方法，参见图1所示的情境建模方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤s102，识别情境感知应用中的场景。

为特定目的而开发的具有一定功能的应用系统，简称应用。应用中包括系统用户、软硬件、功能、业务流程和相关资源，例如基于复杂网络的情景推演系统整体可称为一个应用。应用的同义词包括解决方案和应用系统。业务上，场景包含一组对象的活动与活动发生的场合与环境，用来描述特定的主题。

情境感知应用中可能包含一个或多个场景，从情境感知应用中识别出关注的场景，每一个场景包含一组对象的活动与活动发生的场合与环境，用来描述特定的主题。例如，在为居室提供舒适温度和湿度的情境感知应用中，可以划分为①房间舒适场景，②房间温度不舒适场景，③房间湿度不舒适场景，每一个场景能具体描述特定的主题。

步骤s104，识别场景中的对象，并确定对象的情境属性。

描述应用系统中与对象行为或需求相关的某个属性称为情境属性。例如，在为居室提供舒适温度和湿度的情境感知应用中，我们关注的对象是居室房间，房间有两个情境属性，即房间温度和房间湿度。

步骤s106，建立情境属性与原始数据的对应关系；原始数据包括：时间数据、取值和标识数据。

建立从原始数据到情境属性的情境属性映射，作为情境属性的数据来源。例如，在为居室提供舒适温度和湿度的情境感知应用中，室内温度的原始数据表示为：温度:<thermometer_a，temperature_value，time>；温度的情境属性表示为：温度：<temperature_a，float，-20℃-40℃，thermometersensor，100％，1min>。从温度原始数据thermometer_a到温度情境属性temperature_a的映射可以表示为：temperature_a＝f(thermometer_a)。

原始数据使用数据来源的标识、数据取值和时间戳来表示。例如，d＝<datasourceid，value，timestamp>，其中，d是一个原始数据，如ip地址，时间，某类型事件的传播概率等等。一个情境属性ci＝dⁱ，是原始数据的一个映射。ci＝dⁱ＝<id,datatype,range,source,reliability,validity>，其中，id是某一情境属性的识别符；datatype表示情境属性的数据类型；range表示情境属性的取值范围；一般而言，range∈r，是实数；source表示情境属性的来源，包括传感器获得、用户提供以及推理所得；reliability表示情境属性值的可靠程度；validity表示情境属性的时效性，即多长时间该情境属性的值会失效。情境属性取值是情境属性ci的具体数值，一般是有一定语义，具有确定量纲的值。

情境属性取值可以来源于原始数据，也可以来源于其他情境属性的取值。参见图2所示的情境属性与原始数据的关系示意图，原始数据到情境属性的映射，表示为c＝f(d)，d是原始数据的集合。情境属性到情境属性的映射，表示为c＝g(c)，c是情境属性的集合。其中，映射类型f()可以为：1)阈值：<，>，<＝，>＝；2)枚举：c＝{a，b，c}；3)逻辑：与，或，非；4)集合：属于，不属于；5)用户自定义java代码。

步骤s108，根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则。

在场景内定义该场景下的事件，服务与规则。事件表示情境属性取值的变化或者情境属性取值的某种规律，服务表示可以被系统调用的，具有一定功能的活动，如web服务或者人工活动。规则描述了基于事件或者状态的服务调用逻辑。例如，在居室提供舒适温度和湿度的情境感知应用中，可以定义的事件，服务，规则如：事件1：当前时刻的温度值；服务1：空调加热服务；规则1：

步骤s110，根据场景中的事件、服务和规则生成情境感知应用的模型文件。

在得到一个或多个场景之后，需要根据场景的事件、服务和规则等确定场景间的转换关系。场景之间存在一定的转换关系，场景间的转换关系关系可以清晰的描述出场景之间的变化过程。确定了场景间的转换关系后可以得到情境感知应用的模型文件。

本发明实施例提供了一种情境建模方法，首先，识别情境感知应用中的场景，再识别场景中的对象并确定对象的情境属性，通过建立情境属性与原始数据的对应关系，将原始数据中的时间数据、取值和标识数据转换为用于描述对象的情境属性，通过严格建立原始空间到情境空间的对应关系，使得情境空间有着有严格的数据基础。根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则，从而对场景进行描述。最终，根据场景生成情境感知应用的模型文件。本发明实施例所得到的模型，能够进行复杂模型、应用的建模，可以提高所得到的网络模型的交互能力。

为了在得到多个场景后，生成逻辑更严密的模型文件，根据场景生成情境感知应用的模型文件的步骤，包括：定义场景之间的转换关系；转换关系包括以下至少一种：顺序关系、分支关系或迭代关系；根据转换关系生成情境感知应用的模型文件。

场景之间存在一定的转换关系，如顺序关系、分支关系、迭代关系等。参见图4所示的情境建模方法中场景间顺序关系示意图，场景之间的关系使用带箭头的实线表示，场景之间的顺序关系表示所关注的场景按照顺序发生；参见图5所示的情境建模方法中场景间分支关系示意图，分支关系表示存在一个场景到多个场景的转换；参见图6所示的情境建模方法中场景间迭代关系示意图，迭代关系表示场景的发生是重复的过程。场景关系可以清晰的描述出场景之间的变化过程，通过场景及场景之间的关系建模，可以对情境感知应用模型有一个更清楚的认识。

为了在建模过程中对关注对象描述的更清楚，根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则的步骤之后，该方法还包括：生成场景中对象的状态机。

对象情境的某些属性是静态的，可以认为是不随时间变化而变化的，称为静态属性。对象情境的某些属性是时变的，称为动态属性。在t时刻对象i的情境表现为情境空间中的一个点。对于动态属性，根据需要可以选择对关注对象建立状态机，以在建模过程中对关注对象描述的更清楚。例如，在居室提供舒适温度和湿度的情境感知应用中，定义关注房间温度的状态①正常状态；②房间过热状态；③房间过冷状态。并按照状态机模型定义不同状态之间的转换规则。状态机是用于描述在场景中状态与状态之间转移的模型。状态机中描述了状态、事件、规则、服务等模型要素之间的关系。状态机由一个五元组构成，记作m＝(s,e,r,f,s0，z)，其中，

1).s＝{s1，s2，…，si}，s是一个集合，集合中的每一个元素是场景中定义的一个状态。2).e＝{e1，e2，…，ei}，σ是一个有穷集合，集合中的每一个元素是场景中定义的一个事件。3).r＝{r1，r2，…，ri}，r是一个集合，集合中的每一个元素是场景中定义的一条规则。规则中包含了服务触发前置条件以及所触发的服务。4).是状态转换函数，表示某状态接受某个新输入事件后所转变的状态以及触发的规则。状态转移函数为:如果当前状态与当前输入的事件中所包含该变量值不相同，那么状态更改为新状态；如果相同，则保存原有状态。5).s0∈s，s0是s中的初始状态。6).且z是s的一个子集，是一个终态集，或者称为结束集。

为了增强模型的推理及计算能力，根据场景生成情境感知应用的模型文件的步骤之前，该方法还包括：识别情境感知应用中的所有情境属性，得到情境空间；根据情境空间分别定义各个场景中的事件、服务和规则。

cspⁿ＝<c1,c2,…cn>，定义了一个n维情境空间，其中，ci表示情境空间的某一情境维度，即某一个情境属性。根据情境空间中的情境属性，分别定义对应场景中的事件、服务和规则。其中，事件是情境属性取值的变化，或者情境属性取值的某种规律。服务是可以被系统所调用的，具有一定功能的活动。服务可以是一个web服务，可以是一个人的活动。规则是基于事件或状态的服务调用逻辑，其中，condition表示服务触发条件，条件一般是情境属性的取值；表示所提供的服务，服务可以有多个。

场景si是情境空间的一个子空间。si＝<ci1，ci2，…cim>，其中，集合场景中情景属性集合m＝{ci1，ci2，…cim}是情景空间中情景属性集合n＝{c1，c2，…cn}的子集，即一个模型中的多个场景可按照不同对象或主题来进行分组。如果有必要，场景可以细分为若干个状态，并用情境状态机表示。场景中情境属性值集合所构成笛卡尔积的一个等价集合称为一个状态。业务上，状态是场景下的一个片段。statei＝<vci1,vci2,…vcim>,其中,vcij是场景中情境属性cij的取值。

为了使建模的步骤更加清楚、更加层次分明，识别场景中的对象，并确定对象的情境属性的步骤，包括：识别场景中的对象，并确定对象的情境；根据情境确定对象的情境属性系数及情境属性。

参见图3所示的情境与情境属性的关系示意图，描述一个对象的一组情境属性称为该对象的情境。描述对象i的情境ci是情境空间中的一个向量，ci＝<ωi1c1,ωi2c2,…ωincn>，其中，ωij,j＝1,…n是对象i在情境空间cspⁿ＝<c1,c2,…cn＞中情境属性cj的系数，ωij∈[0,1]表示情境属性cj与对象i的相关程度。ωij＝1表示该对象与情境属性cj完全相关，ωij＝0表示该对象与情境属性cj不相关。实际上，一个对象的情境是情境空间cspⁿ的一个子空间。

例如，房间有两个情境属性，即房间温度和房间湿度。则房间对象的情境为：房间对象c房间i＝<ωi1c1,ωi2c2,…ωincn>，ωij,j＝1,…n是房间对象i在情境空间cspⁿ＝<c1,c2,…cn>中情境属性cj的系数。其中，表示温度的情境属性项ωi1c1中的系数ωi1与表示湿度的情境属性项ωi2c2中的系数ωi2为1，其余系数都为0。

参见图7所示的情境建模方法的流程示意图，本发明实施例建模步骤明晰且逻辑严密，其中，定义情境感知应用中关注的场景、识别场景中的对象以及对象的情境、建立情境属性映射关系的步骤，能够严格建立原始空间到情境空间的对应关系，使得情境空间有着有严格的数据基础。建立情境空间，定义每个场景中的事件、服务、规则，形成每个场景下面的对象的状态机、识别场景与场景间的关系及形成情境感知应用的情境模型文件的步骤能够层次化、规则化场景转换的任务。通过定义原始数据、情境属性、情境空间、情境、情境实例、情境状态、事件、规则、服务等模型元素。利用情境元模型可以进行复杂模型、应用的建模。

实施例2

本发明实施例2提供了一种情境建模装置，参见图8所示的情境建模装置结构示意框图，该装置包括：

场景模块81，用于识别情境感知应用中的场景；对象模块82，用于识别场景中的对象，并确定对象的情境属性；映射模块83，用于建立情境属性与原始数据的对应关系；原始数据包括：时间数据、取值和标识数据；逻辑模块84，用于根据情境属性生成场景中的事件、服务和规则；模型模块85，用于根据场景生成情境感知应用的模型文件。

逻辑模块，还用于：定义场景之间的转换关系；转换关系包括以下至少一种：顺序关系、分支关系或迭代关系；根据转换关系生成情境感知应用的模型文件。

该装置还包括状态机模块，用于：生成场景中对象的状态机。

对象模块，还用于：识别场景中的对象，并确定对象的情境；根据情境确定对象的情境属性系数及情境属性。

实施例3

本发明实施例3提供了一种电子设备，参见图9所示的本发明实施例提供的电子设备结构示意框图，该设备包括存储器91、处理器92，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面或其任一种可能的实施方式中的方法的步骤。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。