● 摘要
本论文以国家发改委设立的科学技术课题“水电大坝施工数据采集及决策支持系统”等项目为应用背景，研究模型驱动的决策支持系统(Decision Support System, DSS)中模型表示、模型选择和模型组合等关键问题。本文将语义Web 服务技术引入到模型驱动的DSS 中，采用基于OWL-S (Web Ontology Language for Web Service)的模型表示框架，表示模型、解程序和数据，把模型、解程序和获取数据的程序均封装为语义Web服务，从而将模型和解程序的选择和组合问题转化为Web 服务的自动发现和组合问题来研究，对解决分布式环境下的模型管理问题具有重要的意义。本论文的研究主要取得了以下创新性成果：1 、在Web 服务的功能兼容性和简洁功能兼容图(CompactFunctionality-Compatibility Graph, CFC-Graph) 概念的基础上，提出了Web 服务的功能兼容程度和加权简洁功能兼容图 (Weighted Compact Functionality-Compatibility Graph，WCFC-Graph) 概念，结合WCFC-Graph 和基于输出概念的Web 服务倒排索引方法，提出了组合索引方法，用以提高服务发现和服务组合的性能。2、基于组合索引方法提出了考虑服务功能和服务质量(Quality of Service, QoS)的模型服务和解程序服务的服务发现机制与两阶段服务发现算法。该算法第一阶段使用组合索引，采用自底向上的搜索策略在WCFC-Graph 中搜索功能兼容查询请求的Web 服务。第二阶段根据查询请求中的约束型QoS 需求对第一阶段产生的候选服务集进一步过滤，再对过滤出来的Web 服务计算综合匹配程度。对比分析表明，该算法在性能上优于基于功能兼容性索引的服务发现算法和基于倒排索引的原子级服务发现算法。3、基于组合索引方法提出了考虑输入输出和QoS 的模型服务和解程序服务的组合机制和组合算法。该算法采用由后向前的搜索策略，从查询请求的输出概念集开始，按照横向生长规则和纵向生长规则逐步构建服务组合生成树。然后根据服务组合生成树构建输入输出满足查询请求的组合服务，并计算组合服务的QoS 指标。最后，根据QoS 需求进一步过滤满足QoS 要求的组合服务并排序。定性对比表明，该算法具有优于基于倒排索引的组合级服务发现算法的查全率、查准率和性能。4、将基于语义Web 服务的模型和解程序管理方法应用于实际项目，在具体的应用中，提出了基于虚拟现实和遗传算法的施工设备布置方法，用于辅助设计人员解决施工现场的设备排布问题。该方法的应用提高了设备布置的工作效率，减轻了设计人员的工作量。