[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的城市信息和服務集成系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113407810B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 王帥;熊璋;盛浩;趙雙葉;吳玉彬;黃揚
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F16/953
• 分類號: G06F16/953;G06F16/9538;G06F9/54;G06F16/25;G06F16/22;G06F16/2455;G06F16/248;G06F16/81
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;顧煒

本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)的城市信息和服務集成系統(tǒng)及方法，包括海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成模塊、多維信息可視化模塊、服務注冊維護模塊、城市服務集成模塊；通過跨域異構(gòu)城市服務數(shù)據(jù)的高效分發(fā)、服務組合優(yōu)化技術，實現(xiàn)多源、異構(gòu)、分布的服務主體、服務數(shù)據(jù)和服務資源的高效可靠地匯聚；克服海量城市多源異構(gòu)數(shù)據(jù)多粒度結(jié)構(gòu)化描述差異，實現(xiàn)服務對象、主體、資源和數(shù)據(jù)匯聚；克服海量異構(gòu)城市服務多領域跨系統(tǒng)差異，實現(xiàn)有效調(diào)度和集成不同數(shù)據(jù)源和服務；屏蔽數(shù)據(jù)源和服務的異構(gòu)性、分布性，實現(xiàn)通過客戶端操作透明的訪問與管理城市服務。

技術領域

本發(fā)明涉及計算機軟件應用的技術領域，特別是涉及基于大數(shù)據(jù)的城市信息和服務集成系統(tǒng)。

背景技術

城市中的服務設施在為城市居民帶來生活便利的同時，積累了海量的、多元的、異構(gòu)的、時空多維的、多尺度和多粒度的城市大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)往往種類多樣，數(shù)據(jù)的具體形式難以描述。隨著“信息城市”“數(shù)字城市”“物聯(lián)網(wǎng)”如火如荼的發(fā)展，城市中建立了不同規(guī)模等級的城市數(shù)據(jù)庫，基于城市大數(shù)據(jù)提供的相關城市服務的范圍也越來越廣泛。但是由于數(shù)據(jù)本身海量、多源、異構(gòu)、分布的特點，盡管近年來基于城市數(shù)據(jù)的服務已經(jīng)逐步建立和完善，各服務應用之間仍然存在壁壘。各自獨立、相對封閉的城市服務應用之間無法交互和組合，彼此之間構(gòu)成了一個個“信息孤島”。

為了減少城市各服務內(nèi)部與外部之間的“信息孤島”，優(yōu)化城市信息資源配置，促進城市服務資源共享，提高空間信息資源利用效率，建立一個實現(xiàn)城市信息和服務集成功能的系統(tǒng)對于社會有著巨大的作用和價值。通過跨域異構(gòu)城市服務數(shù)據(jù)的高效分發(fā)、服務組合優(yōu)化，實現(xiàn)多源、異構(gòu)的服務主體、服務數(shù)據(jù)和服務資源的高效可靠地匯聚，城市信息和服務集成系統(tǒng)可以屏蔽數(shù)據(jù)源和服務的異構(gòu)性、分布性，實現(xiàn)通過客戶端操作透明的訪問與管理服務。

城市服務集成平臺接到用戶提交的服務請求后通過一系列分析對于服務進行分解，根據(jù)用戶需求從服務平臺中選擇符合需求的服務并將它們組合起來以共同執(zhí)行用戶任務。從眾多的組合服務中選擇出最符合要求的組合服務進行服務組合，是一個具有強NP-hard復雜度的組合優(yōu)化問題。依據(jù)服務發(fā)現(xiàn)和服務集成的過程是在任務執(zhí)行時還是處理樹或業(yè)務流模型解析時進行，可以將物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的服務組合分為運行時組合和運行前組合兩種類型。根據(jù)用戶通過編程接口創(chuàng)建的業(yè)務流模型，組合服務執(zhí)行引擎借助服務模版，為業(yè)務流程中的每一個環(huán)節(jié)動態(tài)選擇和運行時綁定實體服務或云服務，并根據(jù)業(yè)務流程中的數(shù)據(jù)流設置服務之間的參數(shù)傳遞和參數(shù)映射，從而形成滿足任務需要的組合服務。由于未來對于服務智能化的程度會日益提高，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的服務組合多為運行時組合的形式。運行時組合方法分為基于規(guī)劃理論的服務組合方法和基于圖規(guī)劃的服務組合方法。前者與后者一樣，均是基于某種形式化方法對于服務描述進行形式化轉(zhuǎn)化后，通過可滿足行推理機制的方式得出服務組合的結(jié)果。而前者求解服務組合問題時往往效率低下。本發(fā)明提出了一種基于圖規(guī)劃的服務組合方法，該方法對于服務進行建模時，將組合問題轉(zhuǎn)化成一個規(guī)劃圖問題，將服務映射為規(guī)劃圖中的動作。將服務的輸入輸出參數(shù)映射為狀態(tài)，用過規(guī)劃圖的擴展和規(guī)劃解求得組合方案。由于規(guī)劃圖問題可以在多項式時間內(nèi)構(gòu)造，因此可以在更短的時間內(nèi)求解服務組合問題。

在對處于異構(gòu)平臺、分布存放的城市信息和服務進行集成時，需要跨越一系列挑戰(zhàn)，擬解決的關鍵技術問題如下：

(1)海量城市多源異構(gòu)數(shù)據(jù)多粒度結(jié)構(gòu)化描述差異

以構(gòu)建城市智能服務數(shù)據(jù)的多粒度分割與描述機制，以應用服務為導向，有效融合多源城市服務大數(shù)據(jù)，在深度與廣度上提升智慧城市感知數(shù)據(jù)的理解程度與應用水平。面向城市服務的多模數(shù)據(jù)，構(gòu)建統(tǒng)一的城市多模數(shù)據(jù)的多尺度分析模型和智能融合方法。

(2)城市服務協(xié)同的基于語義的服務數(shù)據(jù)自動分發(fā)機制