基于Petri網的情境感知服務建模及沖突發(fā)現.pdf

1、以人為中心的普適計算以其服務的透明性和隨時隨地可獲取性而成為未來計算機及其應用技術發(fā)展的主要趨勢。情境感知計算是普適計算的支撐技術，該技術能夠感知與用戶相關的情境信息，進行推理和決策來推斷用戶的行為和目的，并主動為用戶提供相應的信息和服務。但在情境感知系統(tǒng)中，隨著用戶需求的增加，服務數量逐漸增加，服務類型多樣化，服務間的關系復雜化，這極大的增加了服務間相互沖突的可能。服務沖突可以在系統(tǒng)運行過程中通過動態(tài)檢測機制檢測并協調和解決，但這種機

2、制加重了系統(tǒng)的運行負擔，實時協調也可能使用戶無法及時獲取所需的服務。因此，建立一種情境感知服務建模和仿真方法，在系統(tǒng)實施之前盡可能真實的模擬情境感知服務的運行情況及其環(huán)境的變化，發(fā)現潛在的服務沖突，將問題止于設計階段，顯得非常必要。
　　Petri網是一種適用于多種系統(tǒng)的圖形化、數學化建模工具，尤其適合描述系統(tǒng)的動態(tài)特性，被廣泛應用于具有高度動態(tài)性的情境感知系統(tǒng)研究中。傳統(tǒng)Petri網在刻畫情境感知服務特性方面存在諸多局限，因此很

3、多研究學者對其進行了擴展。目前雖然有很多基于擴展后的Petri網的情境感知服務及其環(huán)境建模方法，但仍缺乏擴展良好的Petri網能夠刻畫情境的多樣性和動態(tài)隨機性以及服務行為間的相互約束。本文針對該現狀，結合情境感知服務及其環(huán)境特性對傳統(tǒng)Petri網擴展，提出基于Petri網的情境感知服務模型，并研究了基于該模型的情境感知服務及其環(huán)境的建模方法和服務沖突監(jiān)測方法。本文首先分析了國內外相關研究現狀，在此基礎上定義了基于Petri網的情境感知服

4、務模型(Context-aware Service Model based on Petri net，CSMP)，采用托肯顏色刻畫情境的多樣性，用時間和隨機函數刻畫情境的動態(tài)隨機性，同時結合變遷優(yōu)先級和ConDec約束描述服務行為間的約束，并研究了CSMP模型的相關性質;然后針對目前情境感知服務邏輯多由ECA規(guī)則描述這一現狀，研究了服務邏輯從ECA規(guī)則轉化為CSMP模型的轉換模式;接著系統(tǒng)化的闡述了采用CSMP對情境感知服務及其環(huán)境建模

5、的方法;并從約束的角度入手，建立了基于CSMP的服務沖突監(jiān)測模型。最后結合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，對提出的方法進行了有效性驗證。
　　本文的研究表明:CSMP模型能夠較好的刻畫情境感知服務及其環(huán)境的特性，基于CSMP的服務沖突監(jiān)測機制能有效發(fā)現潛在的服務沖突和問題，能夠在一定程度上支持情境感知服務邏輯的設計，為設計人員提供有效的改進依據，實例研究表明該方法具有一定的應用價值和進一步深入研