[發明專利]基于P2P技術的語義智能信息發布訂閱方法

有效

• 申請號: 201310302187.6
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103412883A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王小峰;吳純青;任沛閣;胡曉峰;黃杰;虞萬榮;彭偉;陶靜;孫浩
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到大規模信息網絡中基于語義的智能信息交互方法領域，特指一種基于P2P技術的語義智能信息發布訂閱方法。

背景技術

隨著計算機網絡技術的飛速發展及廣泛應用，網絡中的數字資源呈現出指數增長的態勢，表現形式日趨多樣化，用戶對信息獲取的需求也在日益提高，如何從海量繁雜的網絡資源中高效獲取用戶“感興趣”的信息成為人們越來越關注的問題。

網絡環境呈現出規模龐大、分散控制、松散耦合、自治性、動態性等特點，為此研究者提出了發布/訂閱（Publish/Subscribe，以下簡稱P/S）技術。P/S系統由發布者、訂閱者和事件代理三部分組成。發布者是指產生事件的對象，即信息生產者；訂閱者是指消費事件的對象，即信息消費者；而事件代理是發布/訂閱的中間件，發布者以“事件”形式發布信息到事件代理，訂閱者向事件代理訂閱感興趣的事件，事件代理把發布的事件及時可靠地路由給感興趣的訂閱。P/S技術是一種能夠同時提供一對多和多對多信息交互的異步通信模式,它能使信息交互的各個參與者在時間、空間和控制流上完全解耦，同時還具有匿名通信等特征，能夠很好地滿足大規模分布式網絡系統松散通信的需求。

現有的發布/訂閱技術研究仍處于發展階段，在可靠性和信息分發效率等方面都存在著一定問題，仍有許多關鍵技術亟待解決。例如，在拓撲結構方面，現有P/S系統中間件通常設計為集中式或者非結構化P2P形式。集中式拓撲依賴單個服務器來中介發布者和訂閱者（如Colorado大學的SIENA和IBM研究中心的Gryphon以及JEDI等），但其缺點是容易造成性能瓶頸，如果服務器失效，整個系統無法工作；非結構化P2P形式拓撲（如Cambridge大學提出的Hermes）常采用洪泛、Gossiping或者隨機游走（random?walk）算法來路由信息，但由于其無結構及節點的動態性，事件路由很難維護，系統可擴展性差。

另一方面，開放網絡環境下信息資源的表現形式各異，普遍存在著信息結構異構（不同的用戶用不同的結構來表示同一事件，例如有的事件為Map格式，有的事件為XML格式）和語義異構（不同用戶使用不同的詞匯(術語)表示同一事件，或者使用同一個詞匯來表示不同的概念）的問題。而現有的P/S系統（如CORBA、Scribe、Bayeux、JEDI等系統）在表達能力方面尚存在很大不足，根據事件的結構信息對其進行描述，缺乏對事件本身語義的理解，事件與訂閱之間的匹配算法屬于精確匹配，匹配過程中容易受到同義詞或近義詞的干擾，可能返回大量偏離用戶語義的錯誤結果，無法實現基于信息語義的智能匹配。

為了增強系統的語義表達能力，實現基于信息語義的智能匹配，可以將信息網絡中形式各異的數字資源抽象為高維屬性空間中的點或者特征向量，通過高維數據點之間的距離或者特征向量之間的夾角來衡量數據對象之間的語義相似性。而高維屬性空間的提出也隨之引出了“維度災難”問題，表現在高維屬性空間中數據分布稀疏且趨近于高維空間表面分布，從而導致了語義相似搜索代價太大、搜索效率不高。高維數據降維技術能夠將數據對象從不易管理的高維空間映射到低維空間，有效減小了搜索空間，提高了數據檢索效率，是解決“維災”問題的有效手段之一。例如：中國專利申請名稱為“一種基于圖像數據結構保護的嵌入式降維方法”記載的技術方案通過將原始多維數據集內各向量根據兩兩向量對之間的距離關系進行相似子集與非相似子集的劃分，針對不同的子集做不同的嵌入操作達到距離轉換的目的，再對新的距離矩陣做投影達到降維目的。但是現實信息網絡中的數據對象成分復雜，種類繁多，其表現形式及語義的屬性不斷改變，很難把它們都統一抽象成固定維數、固定類型的向量；同時在高維屬性空間中數字資源可以定義出很多種屬性，但實際搜索過程中有很多屬性與搜索無關（如醫學中的概念不可能在計算機科學中出現），因此有必要將各種數據對象歸整映射到固定結構的屬性空間并適當減少與搜索無關的屬性，從而減少語義相似搜索中的計算量，進一步提高搜索效率。

綜上所述，現有發布訂閱系統在動態性、容錯性、自組織等方面存在一定的不足，同時系統在表達能力方面尚存在缺陷，缺乏對事件本身語義的理解，無法實現用戶間基于語義的智能信息交互。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、易實現和推廣、提高系統的容錯性、動態性及信息分發效率的基于P2P技術的語義智能信息發布訂閱方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于P2P技術的語義智能信息發布訂閱方法，其步驟為：