面向新型網絡化應用的自主服務機制研究.pdf

1、隨著Internet的快速發(fā)展和廣泛普及，面向互聯網的軟件應用和服務與人類的社會生活變得越發(fā)緊密。與此同時，軟件的計算模式也正向著普適化、互聯化、智能化、代理化和人性化的趨勢發(fā)展，出現了動態(tài)、開放、難控、復雜、融合、交互的新特點。進入21世紀，在Internet技術的驅動下，新一代信息技術迅猛發(fā)展，特別是云計算、物聯網、CPS、移動互聯網等新興計算領域的出現，徹底顛覆了軟件的服務模式。以人為中心，圍繞著人與人、人與物、物與物形成了無處不

2、在的計算與智能信息服務，使更透徹的感知和度量、更全面的互聯互通、更深入的智能成為可能，同時也產生了新型網絡化應用的概念。
　　從動態(tài)和開放的角度，軟件是由多個軟件實體構成，實體之間是相互獨立的;從難控和復雜的角度，軟件需要處理復雜的環(huán)境信息，能夠在沒有或很少人工干預的情況下，獨立完成從感知到反饋的服務過程;從融合和交互的角度，一個軟件實體的計算能力不能滿足實現復雜領域任務的需求，軟件實體之間需要以協作方式來完成服務目標。由此可見，

3、在新型網絡化應用環(huán)境下，軟件需要改變原有的服務模式，能夠在運行過程中主動調整自身結構、狀態(tài)和行為，以適應動態(tài)變化的服務需求，形成自主服務過程，而自主服務機制也是新型網絡化應用研究領域的核心問題之一。
　　目前，在新型網絡化應用環(huán)境下，自主服務面臨更多樣的計算模式，更主動的運行機制，更開放的平臺工具，更專業(yè)的應用領域，因此，對研究面向新型網絡化應用的自主服務機制提出具體的挑戰(zhàn):
　　(1)在新型網絡化應用環(huán)境下，軟件可以主動采

4、集環(huán)境信息，根據推理分析結果來指導軟件行為，這是一種面向領域的、具備自主思維特征的實用推理過程，所以軟件決策模型的建立除了要遵循基本推理邏輯，還受到領域知識和思維決策規(guī)則影響。
　　(2)在新型網絡化應用環(huán)境下，不同軟件實體在運行過程中是相互獨立的，而領域任務需要多個軟件實體通過協作來完成，并且協作過程受到領域任務的約束。在滿足自主性的前提下，軟件實體要具備領域任務的協作分析和協作選擇的能力。
　　(3)在新型網絡化應用環(huán)境

5、下，領域知識是共享的，不同軟件實體在對相同知識的使用過程會產生不同的新知識，而新知識融合與使用過程需要多個軟件實體通過多次、反復、無指導的主動學習來實現，并保證新舊知識的一致性。
　　為了應對上述挑戰(zhàn)，本文圍繞自主服務模型建立及自主服務機制實現進行了深入的分析和研究，給出了論文的主要工作內容:
　　(1)提出一種面向新型網絡化應用的自主服務模型，在自主服務機制約束下，基于環(huán)境信息和領域知識自主選擇服務行為，實現自主服務過程。

6、
　　(2)提出一種面向領域的軟件自主決策機制，基于本體將領域知識，消息和服務信息等建模，設計了面向領域環(huán)境信息的思維決策模型DBDI，將環(huán)境信息轉換成信念、愿望和意圖集合，并利用信念-愿望-意圖之間的決策推理關系獲取軟件行為。分析和實驗表明，該機制在領域知識和規(guī)則的約束下，實現了軟件自主思維決策過程。
　　(3)提出一種領域任務驅動的自主協作機制，從任務參與者的角度提出了面向領域任務的協作效用計算函數，利用效用函數軟件計算

7、軟件實體參與協作可能獲得的任務收益，并根據協作效用最大化原則自主決定是否參與協作任務。分析和實驗表明，該機制在任務效用最大化前提下，提高了軟件參與任務協作的主動性。
　　(4)提出一種面向領域共享知識的自主學習機制，根據領域知識內容和結構的特點，分別設計了知識冗余處理、知識沖突處理、知識定位、知識相似關聯等方法，實現了軟件對領域知識的自主更新演化。分析和實驗表明，該機制解決了軟件自主學習過程中新舊領域知識的一致性問題。
　　

8、(5)研發(fā)了面向健康領域的自主服務原型系統H-SASS，系統根據健康業(yè)務需求設置了多角色軟件代理，代理可以根據用戶信息、服務需求和領域知識完成決策推理、根據任務和自身狀態(tài)動態(tài)建立協作，并對健康知識實現動態(tài)更新和維護，從實驗分析的角度驗證了自主決策機制、自主協作機制和自主學習機制的可行性。
　　綜上所述，本文以自主服務模型為基礎，利用健康自主服務原型系統驗證了三種自主服務機制的可行性，為軟件在新型網絡化應用環(huán)境下實現自主服務提供研究