基于Petri網(wǎng)的情境感知服務(wù)建模及沖突發(fā)現(xiàn).pdf

1、以人為中心的普適計(jì)算以其服務(wù)的透明性和隨時(shí)隨地可獲取性而成為未來(lái)計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。情境感知計(jì)算是普適計(jì)算的支撐技術(shù)，該技術(shù)能夠感知與用戶相關(guān)的情境信息，進(jìn)行推理和決策來(lái)推斷用戶的行為和目的，并主動(dòng)為用戶提供相應(yīng)的信息和服務(wù)。但在情境感知系統(tǒng)中，隨著用戶需求的增加，服務(wù)數(shù)量逐漸增加，服務(wù)類型多樣化，服務(wù)間的關(guān)系復(fù)雜化，這極大的增加了服務(wù)間相互沖突的可能。服務(wù)沖突可以在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)動(dòng)態(tài)檢測(cè)機(jī)制檢測(cè)并協(xié)調(diào)和解決，但這種機(jī)

2、制加重了系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)也可能使用戶無(wú)法及時(shí)獲取所需的服務(wù)。因此，建立一種情境感知服務(wù)建模和仿真方法，在系統(tǒng)實(shí)施之前盡可能真實(shí)的模擬情境感知服務(wù)的運(yùn)行情況及其環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)潛在的服務(wù)沖突，將問(wèn)題止于設(shè)計(jì)階段，顯得非常必要。
　　Petri網(wǎng)是一種適用于多種系統(tǒng)的圖形化、數(shù)學(xué)化建模工具，尤其適合描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，被廣泛應(yīng)用于具有高度動(dòng)態(tài)性的情境感知系統(tǒng)研究中。傳統(tǒng)Petri網(wǎng)在刻畫(huà)情境感知服務(wù)特性方面存在諸多局限，因此很

3、多研究學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了擴(kuò)展。目前雖然有很多基于擴(kuò)展后的Petri網(wǎng)的情境感知服務(wù)及其環(huán)境建模方法，但仍缺乏擴(kuò)展良好的Petri網(wǎng)能夠刻畫(huà)情境的多樣性和動(dòng)態(tài)隨機(jī)性以及服務(wù)行為間的相互約束。本文針對(duì)該現(xiàn)狀，結(jié)合情境感知服務(wù)及其環(huán)境特性對(duì)傳統(tǒng)Petri網(wǎng)擴(kuò)展，提出基于Petri網(wǎng)的情境感知服務(wù)模型，并研究了基于該模型的情境感知服務(wù)及其環(huán)境的建模方法和服務(wù)沖突監(jiān)測(cè)方法。本文首先分析了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上定義了基于Petri網(wǎng)的情境感知服

4、務(wù)模型(Context-aware Service Model based on Petri net，CSMP)，采用托肯顏色刻畫(huà)情境的多樣性，用時(shí)間和隨機(jī)函數(shù)刻畫(huà)情境的動(dòng)態(tài)隨機(jī)性，同時(shí)結(jié)合變遷優(yōu)先級(jí)和ConDec約束描述服務(wù)行為間的約束，并研究了CSMP模型的相關(guān)性質(zhì);然后針對(duì)目前情境感知服務(wù)邏輯多由ECA規(guī)則描述這一現(xiàn)狀，研究了服務(wù)邏輯從ECA規(guī)則轉(zhuǎn)化為CSMP模型的轉(zhuǎn)換模式;接著系統(tǒng)化的闡述了采用CSMP對(duì)情境感知服務(wù)及其環(huán)境建模

5、的方法;并從約束的角度入手，建立了基于CSMP的服務(wù)沖突監(jiān)測(cè)模型。最后結(jié)合CPN Tools建模仿真工具，以阿爾茨海默病患者智能輔助系統(tǒng)為例，對(duì)提出的方法進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。
　　本文的研究表明:CSMP模型能夠較好的刻畫(huà)情境感知服務(wù)及其環(huán)境的特性，基于CSMP的服務(wù)沖突監(jiān)測(cè)機(jī)制能有效發(fā)現(xiàn)潛在的服務(wù)沖突和問(wèn)題，能夠在一定程度上支持情境感知服務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)人員提供有效的改進(jìn)依據(jù)，實(shí)例研究表明該方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值和進(jìn)一步深入研