基于RDF的发布/订阅系统的设计与实现

作     者：包辰明 

作者单位：中山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：余阳

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：订阅/发布系统 物流本体 语义 RDF 消息匹配 

摘      要：近年来,随着物流行业服务一体化的趋势愈演愈烈,供应链中大量的物流上游企业、中间商以及下游客户间需要进行服务整合与供应需求的无缝对接,使企业对信息的时效性和可靠性提出了更高的要求。在电子商务极大的加速了商业活动运作的环境中,要求各参与者能够以一种突破时间和空间限制的方式进行信息传递以便于协同工作。而发布/订阅技术极大地便利了信息交互的双方,使得他们能够在海量的信息环境下,个性定制并且获取所需要的信息,是当今物流电子商务环境下信息获取和交换的理想选择。 然而,现有的发布/订阅技术在表达能力、效率和可靠性等方面尚存在着较多的问题,难以支持大规模的信息交换环境。本文针对面向物流领域的信息环境下的发布/订阅系统的关键技术进行研究,通过构建物流服务的本体库语义环境,以及设计出基于RDF的事件、订阅模型和匹配算法,完成了一个可直接在已有物流平台上使用并且可供外部系统调用的发布/订阅模块。该发布/订阅系统具有更优秀的表达能力、维护能力、匹配效率以及可扩展能力。具体的讲,本文的主要内容包括以下几个方面: 首先,本文设计和实现了一个可以对业务消息进行捕抓和转发的模块,是系统终端用户间联系的桥梁,为保证业务流程的顺利进行和终端用户的用户体验提供辅助机制。该模块能够提供消息的分类订阅和分发机制,使得用户能根据自己的需要订阅不同种类以及规则的消息,再根据主题关键字的简单匹配规则实现消息的筛选、过滤和映射分发,完成用户间的消息传递和信息交互。 其次,在上述功能模块的基础上,本文通过物流领域的相关概念进行抽取,设计具有一定通用性的物流领域本体,以求能够实现更灵活的语义订阅表达功能。本文涉及到的相关语义表达能力主要包括具有继承关系概念的语义覆盖和具有领域逻辑关系概念的语义关联。通过对本体库的抽取和设计,可以让用户在订阅信息的选择上突破主题关键字的限制而显得更为灵活,具体表现为信息的接收者能够更加准确的表达对感兴趣事件进行表达。 最后,在发布/订阅系统中,一般会有大量的参与者,同时它们之间的信息交互也非常频繁,因此,需要一个高效率的匹配算法。本文基于资源描述框架(RDF)的通用性构建了一个事件/订阅模型,并实现了一种高效、基于语义的事件/订阅匹配算法。该算法利用RDF模式的特点,将元数据拆分并建立多层索引机制,根据多层哈希表和二叉排序树的特点对订阅条件中大量出现的元组进行覆盖处理,以减少重复计算,提高搜索和匹配效率。 通过应用该发布/订阅系统,可以为物流服务提供商、物流中介和物流用户提供信息的共享和传递机制,为业务选择提供了参考依据,是整个业务流程中不可或缺的一部分。同时,个性化的订阅和筛选信息,使用户在庞大的信息洪流中能迅速各取所需,把整个供应服务环节串成一个整体。