Web服務(wù)環(huán)境下基于信息協(xié)商的組合服務(wù)多屬性選擇方法

楊 潔， 李登峰, 賴(lài)禮邦

(1.福建師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，福建 福州 350007； 2.福州大學(xué) 管理學(xué)院，福建 福州 350108; 3.福州外語(yǔ)外貿(mào)學(xué)院 管理學(xué)院，福建 福州 350202)

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Web服務(wù)環(huán)境下基于信息協(xié)商的組合服務(wù)多屬性選擇方法

楊 潔1， 李登峰2, 賴(lài)禮邦3

(1.福建師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，福建 福州 350007； 2.福州大學(xué) 管理學(xué)院，福建 福州 350108; 3.福州外語(yǔ)外貿(mào)學(xué)院 管理學(xué)院，福建 福州 350202)

Web服務(wù)環(huán)境下，通過(guò)對(duì)QoS感知服務(wù)選擇問(wèn)題及信息協(xié)商流程的形式化描述分析，從信息協(xié)商的重復(fù)考慮用戶(hù)需求特點(diǎn)出發(fā)，提出了基于信息協(xié)商的組合服務(wù)選擇方法及具體實(shí)現(xiàn)途徑。該方法能綜合體現(xiàn)動(dòng)態(tài)協(xié)商和猶豫度特點(diǎn)，并且有效避免了評(píng)價(jià)信息的丟失。最后，通過(guò)實(shí)例分析表明該方法對(duì)于Web服務(wù)環(huán)境下組合服務(wù)選擇應(yīng)用的可行性和有效性。

多屬性決策；直覺(jué)模糊集；信息協(xié)商；淘汰選擇法；組合服務(wù)

0 引言

Web服務(wù)環(huán)境下，各服務(wù)提供商通過(guò)公共注冊(cè)中心進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)，由服務(wù)中介或者服務(wù)選擇平臺(tái)根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行服務(wù)選擇，服務(wù)類(lèi)型與服務(wù)數(shù)量都具有海量的特點(diǎn)。當(dāng)前，電子服務(wù)提出了組合服務(wù)提供，即根據(jù)用戶(hù)需求，在海量資源池內(nèi)選擇多個(gè)服務(wù)形成組合服務(wù)提供給用戶(hù)[1]。組合服務(wù)的功能全面性能有效滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)多種服務(wù)的整體需求，從而能吸引并留住更多客戶(hù)(Anane & Chao, Li)。在此背景下，如何從眾多服務(wù)中快速有效地識(shí)別和選擇出最適合用戶(hù)需求的服務(wù)已逐漸成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向。

服務(wù)選擇是指根據(jù)用戶(hù)需求，包括功能性需求和非功能性需求，選擇出滿(mǎn)足用戶(hù)需求的服務(wù)。因此，服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)成為用戶(hù)關(guān)注的重點(diǎn)。目前大多文章從人工智能搜索，優(yōu)化軟件算法等角度進(jìn)行了相關(guān)研究，如采用基于關(guān)鍵詞和基于語(yǔ)義的服務(wù)匹配方法研究[2]，基于系統(tǒng)協(xié)作流程的優(yōu)化選擇計(jì)算方法[3]。但由于服務(wù)的無(wú)形性和不確定性，大量評(píng)價(jià)信息屬于感知信息，大多指標(biāo)評(píng)價(jià)難以用精確的數(shù)據(jù)來(lái)度量，加上用戶(hù)對(duì)服務(wù)功能指標(biāo)偏好不確定性，使得依賴(lài)關(guān)鍵字的智能搜索匹配策略容易出現(xiàn)語(yǔ)義信息不足，造成查找精確度不夠的問(wèn)題，難以保證服務(wù)的性能和質(zhì)量。

由此可見(jiàn)，評(píng)價(jià)信息的感知性特點(diǎn)決定了服務(wù)選擇不能單純地從智能搜索查詢(xún)方式進(jìn)行，應(yīng)加強(qiáng)與用戶(hù)的及時(shí)互動(dòng)聯(lián)系，基于用戶(hù)的各種需求針對(duì)性地進(jìn)行“個(gè)性化”服務(wù)，如陳福集[4]將個(gè)性化信息服務(wù)的概念引入到電子政務(wù)系統(tǒng)中，構(gòu)建了個(gè)性化信息服務(wù)模型?，F(xiàn)實(shí)中，傳統(tǒng)面對(duì)面談判模式目前也已廣泛運(yùn)用于互聯(lián)網(wǎng)。例如，在著名的易趣網(wǎng)拍賣(mài)網(wǎng)站，平均1天就有近4000筆訂單是在買(mǎi)賣(mài)雙方的談判下實(shí)現(xiàn)的(C.K. Ke，J.Y. Su.2012)。類(lèi)似的，網(wǎng)絡(luò)“服務(wù)協(xié)商”作為一種模型技術(shù)被提出，如Chhetri, Mohan Baruwal等[5]基于代理的協(xié)同協(xié)商體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議原型討論；王立，袁亞興等[6]基于QoS的工作流進(jìn)行了協(xié)商模型設(shè)計(jì)，該模型通過(guò)創(chuàng)建協(xié)商建議以最終實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)請(qǐng)求與服務(wù)參數(shù)匹配。Ke和Su[7]基于生活和商業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)實(shí)信息協(xié)商談判方式論證了此類(lèi)方法的有效性，認(rèn)為該模式能綜合實(shí)現(xiàn)各方利益的過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)商模式的提出充分體現(xiàn)了對(duì)用戶(hù)個(gè)性化需求的重視，利于服務(wù)選擇的開(kāi)展，但研究大都停留于原理或模型，未對(duì)如何通過(guò)具體協(xié)商以實(shí)現(xiàn)服務(wù)選擇做出詳細(xì)討論，本文試圖對(duì)此問(wèn)題作進(jìn)一步分析研究。由于Web服務(wù)環(huán)境下的服務(wù)選擇是一種基于QoS感知模式的選擇，具有感知的模糊性與不確定性，因此本文綜合運(yùn)用直覺(jué)模糊集理論和淘汰選擇法對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 QoS感知服務(wù)選擇問(wèn)題

1.1 Web服務(wù)形式化描述

Web服務(wù)是通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)信息注冊(cè)的WSDL文檔訂閱或OWL-S的服務(wù)簡(jiǎn)介對(duì)服務(wù)提供者提供的服務(wù)進(jìn)行廣告式的宣傳，主要體現(xiàn)于服務(wù)的注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)中心(UDDI)或其它Web服務(wù)注冊(cè)中心，如ebXML。在經(jīng)典的SOA(service oriented architecture)體系中，服務(wù)推薦組件一般與服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件協(xié)同工作。若用戶(hù)給出服務(wù)請(qǐng)求，服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件會(huì)從服務(wù)注冊(cè)中心檢索出一組功能等價(jià)的服務(wù)，然后通過(guò)服務(wù)推薦組件選出一個(gè)最適合當(dāng)前用戶(hù)的服務(wù)提交給用戶(hù)。如果能對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行更加完整地描述，那么為用戶(hù)提供的Web服務(wù)推薦選擇將更加可靠有效，因此增加了有關(guān)QoS描述信息，對(duì)原有WSDL進(jìn)行了擴(kuò)展。模型如圖1所示：

圖1 WSDL擴(kuò)展模型

為了實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)查詢(xún)，本文對(duì)用戶(hù)的需求服務(wù)進(jìn)行抽象，創(chuàng)建用戶(hù)需求服務(wù)抽象模型US(User Service)。用戶(hù)需求服務(wù)抽象模型由用戶(hù)的需求所決定，簡(jiǎn)要陳述了用戶(hù)所需要服務(wù)的特征，其形式化的定義為一個(gè)三元組：US=(SN，SD，QoS)。其中，SN表示用戶(hù)需要查找的Web服務(wù)的名稱(chēng)，SD和QoS分別表示用戶(hù)需要查找的Web服務(wù)的文本描述和QoS度量。通常，Web服務(wù)的功能和行為都能通過(guò)準(zhǔn)確的語(yǔ)言描述進(jìn)行定義，服務(wù)推薦通過(guò)系統(tǒng)對(duì)服務(wù)的描述進(jìn)行準(zhǔn)確匹配或可替代匹配，過(guò)濾出滿(mǎn)足功能的服務(wù)集合。因此，服務(wù)推薦關(guān)鍵取決于QoS度量。

QoS是一個(gè)可擴(kuò)充向量，可從不同角度對(duì)服務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行度量，一般的服務(wù)需求包括功能性需求和非功能性需求。隨著SOA的推廣，公共注冊(cè)中心出現(xiàn)了越來(lái)越多的功能等價(jià)的Web服務(wù)，即給出某具體服務(wù)領(lǐng)域所需的功能單元特性描述(抽象服務(wù))時(shí)，多個(gè)符合該特性描述的服務(wù)(具體服務(wù))會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，且一個(gè)抽象服務(wù)和對(duì)應(yīng)的所有具體服務(wù)在功能上是等價(jià)的。因此，選擇區(qū)別主要取決于非功能指標(biāo)，因此服務(wù)選擇實(shí)質(zhì)是非功能性指標(biāo)的綜合選擇。

1.2 QoS感知評(píng)價(jià)指標(biāo)

在眾多非功能性指標(biāo)之間也存在效益導(dǎo)向和成本導(dǎo)向的矛盾，比如對(duì)帶寬和可靠性而言，占用帶寬越小越好，而寬帶越小可靠性則會(huì)降低。因此關(guān)鍵指標(biāo)選擇及度量在QoS服務(wù)選擇中占有重要地位。本文結(jié)合Parasuraman, Zeithaml and Berry提出了 SERVQUAL 模型和web服務(wù)非功能屬性指標(biāo)體系[8]，提出Web服務(wù)的關(guān)鍵指標(biāo)，包括服務(wù)費(fèi)用，響應(yīng)時(shí)間、可用性、可靠性。

由于服務(wù)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性，使得QoS具有內(nèi)在不確定性，實(shí)際運(yùn)行中的 Web服務(wù)性能經(jīng)常呈現(xiàn)不確定性[9]；另一方面，Web服務(wù)環(huán)境下的選擇是一種基于QoS感知的服務(wù)選擇，顧客對(duì)服務(wù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)一般比較主觀，一般用經(jīng)驗(yàn)、信任、感受和安全等方面語(yǔ)言描述，使得服務(wù)提供者很難理解顧客是如何感知和評(píng)價(jià)服務(wù)質(zhì)量的(Zeithaml)，從而出現(xiàn)了用戶(hù)的QoS體驗(yàn)和服務(wù)注冊(cè)中心描述的QoS信息有一定差距?？紤]到不確定性可以通過(guò)對(duì)相同Web 服務(wù)在不同時(shí)刻或組合場(chǎng)景中QoS指標(biāo)數(shù)值的波動(dòng)給予體現(xiàn)，綜合通用性原則，本文對(duì)QoS評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行模糊區(qū)間型的描述。

(1)服務(wù)費(fèi)用(C)：每次調(diào)用服務(wù)所必須支付的相關(guān)費(fèi)用。由于外部因素導(dǎo)致的服務(wù)次數(shù)和維護(hù)費(fèi)用的不確定使得服務(wù)費(fèi)用不能具體化。服務(wù)費(fèi)用可描述為[CL,CU]

(2)響應(yīng)時(shí)間(T)：服務(wù)請(qǐng)求者和服務(wù)提供者之間遞送服務(wù)所花的時(shí)間，因網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和擁擠堵塞影響會(huì)導(dǎo)致往返通信的時(shí)間偏差。響應(yīng)時(shí)間可描述為即[TL,TU]

(3)可用性(A)：服務(wù)是否已就緒并可供使用的可能性?？捎眯砸蚓W(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不穩(wěn)定性使其具有不確定性。較大的值表示服務(wù)一直可供使用，較小的值表示無(wú)法預(yù)知在某個(gè)特定時(shí)刻服務(wù)是否可用，其評(píng)價(jià)主要是根據(jù)用戶(hù)的反饋信息來(lái)獲取的?？捎眯缘拿枋龇绞綖閇AL,AU]

(4) 可靠性(R)：衡量獲得安全、可靠服務(wù)的可信程度。一般根據(jù)用戶(hù)的反饋信息獲取，由于不同用戶(hù)具有不同感受，在一定程度上反映了該指標(biāo)的波動(dòng)情況?？煽啃钥擅枋鰹閇RL,RU]。

2 信息協(xié)商的組合服務(wù)選擇流程

傳統(tǒng)服務(wù)選擇總體思路可以描述為：面對(duì)用戶(hù)的服務(wù)請(qǐng)求，首先分析用戶(hù)的服務(wù)需求，將其抽象為需求集合，然后根據(jù)需求集合依次在服務(wù)組集合和服務(wù)流程集合中進(jìn)行功能匹配，找到滿(mǎn)足需求的服務(wù)并形成抽象服務(wù)描述，進(jìn)而綜合考慮用戶(hù)的QoS需求，為每一個(gè)抽象服務(wù)選擇一個(gè)具體服務(wù)，以此形成最后服務(wù)選擇結(jié)果。因?yàn)槊總€(gè)抽象服務(wù)對(duì)應(yīng)服務(wù)池內(nèi)一個(gè)或者多個(gè)功能相同的具體服務(wù)，服務(wù)節(jié)點(diǎn)按照一定的流程結(jié)構(gòu)組合而成，所以整個(gè)服務(wù)選擇過(guò)程為流程整合過(guò)程。Ke, Su[7]通過(guò)實(shí)例分析法詳細(xì)闡述論證了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)服務(wù)選擇必須通過(guò)一個(gè)完整的服務(wù)流程，Huang，Liang等[10]也認(rèn)為服務(wù)選擇過(guò)程就是往返談判過(guò)程。

基于談判的信息協(xié)商選擇是從用戶(hù)個(gè)性化需求角度出發(fā)，體現(xiàn)雙方互動(dòng)過(guò)程，希望通過(guò)信息形式進(jìn)行提議協(xié)商，并最終或者達(dá)成一個(gè)雙方都滿(mǎn)意的協(xié)定或在協(xié)商過(guò)程中終止協(xié)商。概括為：服務(wù)請(qǐng)求者向服務(wù)提供者發(fā)送服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，訪問(wèn)請(qǐng)求通過(guò)指標(biāo)訪問(wèn)控制模塊進(jìn)行訪問(wèn)控制決策，如果請(qǐng)求被接受，則進(jìn)入系統(tǒng)的協(xié)商服務(wù)模塊。此階段，協(xié)商服務(wù)從接收到的SOAP消息中提取出請(qǐng)求服務(wù)的參數(shù)信息，如果參數(shù)信息與Web服務(wù)請(qǐng)求者所請(qǐng)求的服務(wù)參數(shù)不匹配，協(xié)商服務(wù)創(chuàng)建協(xié)商建議，并將結(jié)果返回，服務(wù)請(qǐng)求者以此為判斷依據(jù)，由此雙方展開(kāi)具體協(xié)商過(guò)程，如圖2。

圖2 協(xié)商模型的體系結(jié)構(gòu)

消息提交→拒絕消息→提議消息…，如此往返過(guò)程可知，上一輪協(xié)商建議能否實(shí)現(xiàn)會(huì)直接影響影響到下一輪的行動(dòng)，從而影響最終選擇。如，上一輪協(xié)商建議不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求時(shí)，將通過(guò)下一輪的調(diào)整行動(dòng)以逐漸接近可接受的滿(mǎn)意服務(wù)。協(xié)商建議目的在于幫助服務(wù)用戶(hù)快速選擇其滿(mǎn)意方案，這需要基于信息協(xié)商過(guò)程中對(duì)備選服務(wù)產(chǎn)生的知識(shí)信息庫(kù)，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互，加上系統(tǒng)的評(píng)分與過(guò)濾反饋機(jī)制的輔助，即呈現(xiàn)了在一定服務(wù)域下，隨著個(gè)性需求不斷出現(xiàn)，滿(mǎn)足用戶(hù)需求的備選服務(wù)越來(lái)越少，體現(xiàn)了非優(yōu)服務(wù)逐步被淘汰的過(guò)程?？梢?jiàn)，滿(mǎn)意服務(wù)是通過(guò)多次協(xié)商調(diào)整改進(jìn)或過(guò)濾掉不需要候選服務(wù)等一系列協(xié)商環(huán)節(jié)的綜合整理結(jié)果?；诖朔治?，根據(jù)客戶(hù)與服務(wù)提供者的協(xié)商，組合服務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括三大環(huán)節(jié)。

(1)協(xié)商建議：以服務(wù)組合資源過(guò)程的參數(shù)匹配優(yōu)先度組成一個(gè)服務(wù)選擇順序。令CES表示一個(gè)服務(wù)集，包括組合服務(wù)過(guò)程中每一步的最優(yōu)排序，如：step{1..N}·eSrank1∈CES.

CES={ step1·eSrank1，step2，eSrank1，…，step N·eSrank1}

(2)調(diào)整選擇：用戶(hù)通過(guò)與商務(wù)服務(wù)提供商的協(xié)商談判，通過(guò)對(duì)備選服務(wù)的調(diào)整或過(guò)濾掉不滿(mǎn)意的候選服務(wù)改變其初始排序。用戶(hù)也可能從不同的消費(fèi)角度重新調(diào)整CES某些不滿(mǎn)意的服務(wù)。例如，通過(guò)改變排序，調(diào)整第一步與第二步的位置關(guān)系，得到的組合服務(wù)CES如：

CES={step2·eSrank1，step1，eSrank1，…，step N·eSrank1}

再通過(guò)刪除不需要的服務(wù)，例如，去除step2·eSrank1，我們得到的復(fù)合服務(wù)CES如下：

CES={step1·eSrank1，null，…，step N·eSrank1}

再更換非優(yōu)服務(wù)，例如，step2·eSrank3取代step2·eSrank1，通過(guò)用戶(hù)與服務(wù)提供商的協(xié)商得到了其他的備選組合服務(wù)，如下：

CES={step1·eSrank2，step2，eSrank3，…，step N·eSrankN}

……

(3)服務(wù)組合確定：歷經(jīng)多次協(xié)商調(diào)整，用戶(hù)可從綜合服務(wù)的CES中確認(rèn)產(chǎn)生一組滿(mǎn)意的服務(wù)。

由此，通過(guò)組合服務(wù)過(guò)程的三個(gè)環(huán)節(jié)后，實(shí)現(xiàn)了最終的組合服務(wù)選擇，該選擇過(guò)程充分體現(xiàn)的用戶(hù)的各種可能需求，可有效提高用戶(hù)滿(mǎn)意度。

3 信息協(xié)商組合服務(wù)選擇實(shí)現(xiàn)方法

鑒于服務(wù)選擇過(guò)程是對(duì)備選服務(wù)逐步淘汰的決策過(guò)程，即是以滿(mǎn)足用戶(hù)需求為原則，以最優(yōu)服務(wù)為目標(biāo)。本文基于QoS感知指標(biāo)的猶豫不確定，運(yùn)用考慮猶豫度的直覺(jué)模糊集，通過(guò)淘汰選擇法ELECTRE(Elimination et Choice Translating Reality) 對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行選擇。根據(jù)直覺(jué)模糊集，定義了一致性集、非一致性集和猶豫集，三類(lèi)集合的定義彌補(bǔ)了傳統(tǒng)ELECTRE法計(jì)算一致性矩陣和非一致性矩陣時(shí)，對(duì)部分信息直接舍棄造成信息丟失的缺點(diǎn)[11，12]。該方法包括以下幾個(gè)重要方面：

動(dòng)態(tài)協(xié)商：該方法可基于整個(gè)服務(wù)池，依據(jù)某種準(zhǔn)則對(duì)各種指標(biāo)信息進(jìn)行組合，從而逐漸縮小備選范圍，易于協(xié)商有針對(duì)性進(jìn)行。

模糊信息：該方法考慮了用戶(hù)在選擇過(guò)程中的模糊QoS偏好或語(yǔ)言表達(dá)等模糊性問(wèn)題。

服務(wù)排名：該方法可根據(jù)一致性和非一致性的測(cè)量，基于理想需求對(duì)各備選服務(wù)進(jìn)行參數(shù)評(píng)級(jí)下的協(xié)商調(diào)整，并最終實(shí)現(xiàn)其綜合排名。

3.1 問(wèn)題描述

Web服務(wù)涉及多個(gè)QoS指標(biāo)，無(wú)論是從一組可選服務(wù)中選取一個(gè)服務(wù)，還是從多組可選服務(wù)中選取資源組合，都需要綜合考慮每個(gè)QoS指標(biāo)對(duì)需求用戶(hù)的影響，這是一個(gè)多屬性決策問(wèn)題(multi-criteria decision making)。假設(shè)一個(gè)組合服務(wù)A={A1,A2,…,An}，每個(gè)服務(wù)類(lèi)Ai中都包含m個(gè)功能指標(biāo)相同但指標(biāo)值不同的服務(wù)Ai={Ai1,Ai2,…,Ain}，每個(gè)候選服務(wù)的QoS指標(biāo)值可用向量O={o1,o2,…,on}表示，指標(biāo)值決定了該指標(biāo)質(zhì)量的大小。根據(jù)服務(wù)選擇的最優(yōu)原則，將所選服務(wù)或組合服務(wù)的描述QoS指標(biāo)進(jìn)行比較，建立優(yōu)序關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合處理。

3.2 直覺(jué)模糊型QoS決策矩陣構(gòu)造分析

由于QoS指標(biāo)值的單位或范圍不盡相同，以及指標(biāo)之間的沖突性問(wèn)題，需要對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行無(wú)量綱歸一化處理。無(wú)量綱歸一化處理后，每一指標(biāo)的取值都為[0,1]區(qū)間上的無(wú)量綱點(diǎn)。[0,1]區(qū)間只能對(duì)其滿(mǎn)意或不滿(mǎn)意程度進(jìn)行刻畫(huà)，不能考慮用戶(hù)的猶豫程度。此外，因決策者(用戶(hù))的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不同，大量的數(shù)據(jù)與區(qū)間值數(shù)據(jù)不容易進(jìn)行評(píng)估，因此可將決策者(用戶(hù))提供的不完整，或丟失的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直覺(jué)模糊數(shù)據(jù)，使得決策結(jié)果就更加可靠[13,14]。直覺(jué)模糊集的概念是Atanassov于1986年提出的，該集同時(shí)考慮了隸屬度、非隸屬度和猶豫度這三方面信息，能對(duì)QoS感知的服務(wù)的模糊性與不確定性進(jìn)行有效刻畫(huà)。

直覺(jué)模糊集定義如下：若X上2個(gè)映射μA:X→[0,1]和υA:X→[0,1]，使得x∈X|→μA(x)∈[0,1]和x∈X|→υA(x)∈[0,1]并滿(mǎn)足條件:0≤μA(x)+υA(x)≤1則稱(chēng)μA和υA確定了論域X上的1個(gè)直覺(jué)模糊集A。定義μA(x)、υA(x)和πA(x)為元素x屬于A的隸屬度、非隸屬度和猶豫度。可知πA(x)=1-μA(x)-υA(x)，πA(x)∈[0,1]。

此外，Atanassov對(duì)于任意2個(gè)直覺(jué)模糊集A和B的運(yùn)算關(guān)系進(jìn)行規(guī)定：

(1)相等關(guān)系(A=B)：如果?x∈X，有μA(x)=μB(x)且υA(x)=υB(x)；

(2)包含關(guān)系(A?B)：如果?x∈X，有μA(x)≤μB(x)且υA(x)≥υB(x)；

(1)

其中，πij=1-μij-υij。

3.3 直覺(jué)模糊型的一致性與非一致性類(lèi)型

淘汰選擇在計(jì)算一致性矩陣和非一致性矩陣過(guò)程中的信息作為隸屬函數(shù)和非隸屬函數(shù)確定直覺(jué)模糊集能完整地表達(dá)評(píng)估信息，兩者相輔相成，相得益彰[12]。本文利用直覺(jué)模糊理論的得分函數(shù)、精度函數(shù)的概念，區(qū)分不同類(lèi)型的一致性與不一致集。

對(duì)于方案集中的每對(duì)方案Ak和Al，指標(biāo)集J={1,2,3…n}被劃分成兩個(gè)不相交的子集Ckl和Dkl，前者由Ak不劣于Al的指標(biāo)組成，稱(chēng)一致性集；后者由Ak劣于Al的指標(biāo)組成，稱(chēng)非一致性集。即,Ckl={j|μkj≥υlj}，Dkl={j|μkj<υlj}=J-Ckl。基于直覺(jué)模糊集原理，Chen和Tan(1994)提出了評(píng)估決策者進(jìn)行決策的得分函數(shù)S(x)，設(shè)x=<μx,υx>為直覺(jué)模糊集的值，隸屬度μx∈[0,1]、非隸屬度υx∈[0,1]，μx+υx≤1，x的得分值為：S(x)=μx-υx，其中S(x)∈[-1,1]。另外，HongandChoi提出了評(píng)估x的精確值函數(shù) H:H(x)=μx+υx，其中H(x)∈[0,1]。得分值越高表明越好，精確值越高表明猶豫程度越低。由此可知，隸屬度、非隸屬度和猶豫度之間的大小決定了一致性與非一致性的強(qiáng)弱程度，細(xì)分為三類(lèi)一致性集和三類(lèi)非一致性集。一致性集Ckl={j|μkj≥υlj}中

(2)

非一致性集Dkl={j|μkj<υlj}中，

(3)

3.4 綜合優(yōu)勢(shì)矩陣度量

基于不同類(lèi)型的一致性與不一致集，通過(guò)與正理想點(diǎn)與負(fù)理想點(diǎn)距離概念構(gòu)建一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣和非一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣，將以此為基礎(chǔ)進(jìn)行方案的綜合優(yōu)勢(shì)度度量，從而確定最終方案的選擇。

一致性指數(shù)：表示某方案與其它方案的相對(duì)優(yōu)勢(shì)度，與評(píng)價(jià)方案相關(guān)指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重直接相關(guān)，即等于各相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重總和。 Ak相對(duì)于Aj的一致性指數(shù)表示為：

(4)

式中,wC′，wC″和wC?分別是強(qiáng)一致性，中一致性和弱一致性權(quán)重，ωj是指標(biāo)權(quán)重。g*為gkl的最大值，表示正理想點(diǎn)，gkl值越高表示Ak越優(yōu)于Al。由此可得一致性矩陣G=(gkl)m×m。

非一致性指數(shù)：表示某方案與其它方案的相對(duì)劣勢(shì)度。Ak相對(duì)于Aj的非一致性指數(shù)表示為：

(5)

一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣：基于與正理想方案距離最近越優(yōu)的原理，在一致性指數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)勢(shì)矩陣整合，令其為K=(kkl)m×m，其中，

kkl=g*-gkl

(6)

表示各備選方案與正理想方案的分離程度，kkl值越大表示Ak越劣于Aj。

非一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣：基于與負(fù)理想方案距離最遠(yuǎn)越優(yōu)的原理，在非一致性指數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行非優(yōu)勢(shì)矩陣整合，令其為L(zhǎng)=(lkl)m×m為，其中，

lkl=h*-hkl

(7)

表示各備選方案與負(fù)理想方案的分離程度，lkl值越大表示Ak越優(yōu)于Aj。

綜合優(yōu)勢(shì)矩陣：根據(jù)一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣K和非一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣L確定綜合優(yōu)勢(shì)矩陣，各備選方案距離的正、負(fù)理想點(diǎn)可以計(jì)算排序。令其為R=(rkl)m×m，其中，

(8)

表示與理想方案的相對(duì)接近度，rkl值越大表示Ak相對(duì)于Aj更接近正理想點(diǎn)的同時(shí)滿(mǎn)足更遠(yuǎn)離負(fù)理想點(diǎn)，也即，Ak優(yōu)于Aj。

4 實(shí)例分析

本文方法已初步運(yùn)用于福建某企業(yè)的信息化建設(shè)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶(hù)需求日益呈現(xiàn)出個(gè)性化和多樣化的特點(diǎn)，該企業(yè)需要對(duì)其信息化軟件系統(tǒng)的某服務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行拓展開(kāi)發(fā)，由于受到技術(shù)、設(shè)備、人員和資金等多種因素的制約，很難完全依靠自身?xiàng)l件獨(dú)自完成一些新服務(wù)的快速開(kāi)發(fā)，需外部資源協(xié)作完成。利用Web服務(wù)平臺(tái)資源搜索匹配引擎，得到符合各功能性要求的待選服務(wù)提供方分別為：(COM1)福建富士通信息軟件有限公司，(COM2)福建南威軟件工程發(fā)展有限公司，(COM3)福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司，(COM4)福建新大陸電腦股份有限公司，(COM5)福建榕基軟件開(kāi)發(fā)有限公司。服務(wù)優(yōu)選過(guò)程如下：

(1)根據(jù)QoS關(guān)鍵指標(biāo)分析，建立服務(wù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；

(2)對(duì)待選服務(wù)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行區(qū)間QoQ模糊集評(píng)估，同時(shí)給出對(duì)應(yīng)指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)原始數(shù)據(jù)來(lái)源的不同，通常有主觀賦權(quán)法，客觀賦權(quán)法和主客觀結(jié)合賦權(quán)法三類(lèi)[15]。由于QoS感知的主觀性強(qiáng)，本文以主觀賦權(quán)法為例來(lái)說(shuō)明。

(3)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣并進(jìn)行規(guī)范化處理，將以上服務(wù)待選資源評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)表轉(zhuǎn)化評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，如表1所示。

表1 待選服務(wù)優(yōu)選評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)

(4)根據(jù)本文提出的信息協(xié)商下的直覺(jué)模糊的淘汰法對(duì)服務(wù)進(jìn)行評(píng)估，具體步驟如下：

Step 1 根據(jù)備選服務(wù)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建具有評(píng)價(jià)信息決策矩陣。結(jié)合將歸一化的模糊評(píng)價(jià)值(表1)和式(1)，構(gòu)造用戶(hù)對(duì)備選服務(wù)xj(j=1,2,3,4)關(guān)于指標(biāo)oi(i=1,2,3,4,5)的直覺(jué)模糊集，具體可由下面的直覺(jué)模糊集決策矩陣F給出：

Step 2 應(yīng)用式(2)和(3)，區(qū)分不同程度的一致集合和不一致集合。

Step 3 應(yīng)用式(4)，計(jì)算并確定一致性矩陣G，對(duì)應(yīng)權(quán)重已由用戶(hù)給定分別為

Step 4 應(yīng)用式(5)，計(jì)算并確定非一致性矩陣H，

Step 5 應(yīng)用式(6)計(jì)算并確定一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣，

Step 6 應(yīng)用式(7)計(jì)算并確定非一致性?xún)?yōu)勢(shì)矩陣，

Step 7 應(yīng)用式(8)計(jì)算并確定綜合優(yōu)勢(shì)矩陣，

T1=0.4905，T2=0.4738，T3=0.689，T4=0.602，T5=0.6845

所有備選方案都可通過(guò)Tkk=1,2,3,4,5進(jìn)行從大到小排序得到最終各方案的優(yōu)劣排列為T(mén)3T5T4T1T2。若用戶(hù)對(duì)此推送的最優(yōu)推薦方案有異議，可進(jìn)行任意反饋溝通，web平臺(tái)將根據(jù)用戶(hù)反饋意見(jiàn)用類(lèi)似方法進(jìn)行方案的有效調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)滿(mǎn)意需求。此外，基于信息協(xié)商組合服務(wù)選擇方法，服務(wù)選擇結(jié)果可以是一個(gè)服務(wù)，也可以是由多個(gè)服務(wù)形成的組合服務(wù)。本實(shí)例分析只包含了一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的選擇流程。

5 結(jié)論語(yǔ)

由于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的無(wú)形性和QoS感知的強(qiáng)主觀性，使得綜合考慮用戶(hù)個(gè)性需求及猶豫程度的服務(wù)選擇分析方法十分必要。本文通過(guò)對(duì)影響服務(wù)選擇的主要因素以及對(duì)信息協(xié)商服務(wù)選擇流程的梳理歸納，給出了綜合重復(fù)考慮用戶(hù)需求和猶豫程度的信息協(xié)商組合服務(wù)選擇方法及具體實(shí)現(xiàn)步驟，該評(píng)價(jià)方法綜合體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)協(xié)商和模糊偏好的特點(diǎn)，且避免了傳統(tǒng)淘汰評(píng)價(jià)法丟失信息的情況, 實(shí)例分析表明了該方法的可行性和有效性。但本文側(cè)重于考慮了包含一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的選擇流程，關(guān)于多服務(wù)節(jié)點(diǎn)的選擇問(wèn)題有待進(jìn)一步深入研究。此外，考慮結(jié)合多智能技術(shù)方法深入研究此類(lèi)模糊環(huán)境下的服務(wù)選擇方法，有利于推進(jìn)現(xiàn)實(shí)服務(wù)選擇的科學(xué)性和實(shí)用性。

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Composite Service Multi-attribute Selection Method Based on MessageNegotiation Under the Web Services Environment

YANG jie1, LI Deng-feng2. LAI Li-bang3

(1.School of Economics, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China; 2.School of Economics and Management, Fuzhou Universit, Fuzhou 350108, China; 3.School of Management, Fuzhou College of Foreign Studies and Trade, Fuzhou 350202, China)

In the web services environment, through the formal description analysis of QoS-aware service selection problem and the message negotiation process, a consultation service selection approach and its specific implementation method are proposed from the view of repeated considering user’s demand. The method can reflect the characteristics of dynamic negotiation and hesitancy degree. At the same time, it can avoid the information loss effectively. Finally, a real web services practical example verifies the feasibility and effectiveness of the proposed.

multiple attribute decision making; intuitionistic fuzzy sets; message negotiation; ELECTRE method; composition service

2013-10-19

國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(712310003);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71171055);福建省社科規(guī)劃項(xiàng)目(2014C132)

楊潔(1985-)，女，四川西昌人，博士，研究方向：經(jīng)濟(jì)管理決策與對(duì)策；李登峰(1965-)，男，廣西博白人，教授、博導(dǎo)，研究方向：經(jīng)濟(jì)管理決策與對(duì)策。

C934；TP393.09

A

1007-3221(2015)03- 0134- 08