异构服务生态网络的挖掘分析及应用研究

With the rapid growth of the number of Web services and service compositions on the Internet, Web services, service compositions, service providers and users, as well as their inter-relationships, have made up service ecosystems. How to understand, analyze and exploit service ecosystems to promote the application of Web services is a problem of paramount significance. Compared with traditional service-oriented environments, the emerging service ecosystems have some new features, such as larger quantity of services, more diversified service types, more complex and dynamic relationships. However, prior studies did not pay sufficient attention to these new features and hence their proposed service computing methods such as those on service discovery and composition are unlikely optimal for the emerging service ecosystems. This project proposes to employ heterogeneous information networks to describe service ecosystems, and focuses on analyzing the heterogeneous service networks and employing them to develop efficient service discovery and composition methods. The research tasks of this project are mainly three-hold. Firstly, the construction of heterogeneous service networks using real service data will be investigated, with a focus on the acquisition of functional and quality attributes of services; then, the structure and evolution of the heterogeneous service networks will be analyzed, with a focus on mining implicit relationships and patterns. Finally, based on the analysis of heterogeneous service networks, a set of quality-aware service search, recommendation and composition algorithms will be proposed. It is expected that this research will not only yield models, methods and algorithms for better understanding, analyzing and exploiting service ecosystems, but also can provide sound guidance for the analysis of the other collaborative business ecosystems on the Internet.

随着互联网上Web服务数量的增加和服务组合的流行，相互关联的服务、服务组合、服务提供者和消费者等构成了服务生态系统。如何理解、分析和利用服务生态系统以促进Web服务的应用和发展具有十分重要的意义。然而，由于服务生态系统涌现的一些新特性，如服务数量庞大、服务实现方式多样、关联关系复杂且动态变化等，现有研究一般没有充分考虑这些特性，因此存在不同程度的局限性。本项目拟对服务生态系统使用异构信息网络进行描述，以此为切入点对服务生态网络的结构特性进行分析，并提出高效的服务发现和组合方法。项目主要研究内容包括：1）异构服务网络的实现与服务功能及质量属性的获取；2）服务网络的结构和演化分析，以及潜在关系和模式的发现；3）基于异构服务网络的质量感知的服务搜索、推荐和组合算法。本项目研究不仅可以为认识、利用和分析服务生态系统提供一套模型、算法和工具原型，还能够为分析互联网上其它类型的协作生态系统提供指导。

随着互联网上Web服务数量的增加和服务组合软件开发模式的流行，由相互关联的服务、服务组合、服务提供者和消费者等构成的服务生态系统得到蓬勃发展。如何理解、分析和利用这些服务生态系统以促进Web服务的应用和基于服务组合的软件开发，是十分重要且有待进一步解决的问题。.本项目对服务生态系统采用异构信息网络进行描述，以此为切入点对服务生态网络的结构和特征进行分析，并提出高效的服务发现和组合方法。项目主要研究内容包括：1）服务与服务生态网络的描述；2）服务网络的结构和演化分析，以及关系和模式发现；3）基于服务网络的质量感知的服务推荐、选择和组合算法。.本项目在实施过程中，针对上述研究内容开展了系统和深入的研究。主要研究结果包括：.1）提出了一种面向Web服务生态系统的三层网络视图模型，即：服务层、标签层和领域层。服务层刻画了服务之间的可组合（或协作）关系；标签层刻画了服务功能关注的可组合模式；领域层刻画了服务组合的跨领域性和开放性。.2）提出了一系列面向服务功能的服务自动标注和聚类方法，以丰富服务的功能语义描述，为进一步挖掘提供支持；.3）提出了一系列面向服务质量的个性化预测方法，为基于服务质量的服务排序和推荐提供支持；.4）综合考虑服务的功能、质量以及服务网络，提出了更加有效的Web服务推荐方法，为利用Web服务组合开发更复杂的应用提供支持；.5）最后，作为本项目研究内容的延伸，还研究了服务选择中的隐私保护及信任问题，并提出了相应的模型算法。.基于以上研究结果，目前已在国内外重要期刊与会议上发表和录用论文25篇，其中SCIE收录13篇，IEEE Transactions论文4篇，授权发明专利1项。.本项目的研究不仅可以增进对服务生态系统的认识，还可以为分析和利用服务生态系统提供一套理论和方法，从而推动服务计算领域的相关研究进步，并促进基于服务组合的软件开发模式的进一步发展。