QoS Index System Construction and Evaluation of Web Service for Collaboration

Economic Management Journal February 2016, Volume 5, Issue1, PP.15-18

QoS Index System Construction and Evaluation of Web Service for Collaboration Wu Zhong 1, 2, Gui Quan-an 2 1. Economic Management Department, Wuhan University of Technology HuaXia College, Wuhan 430223, China 2. Physical Education School, Wuhan Business University, Wuhan 430056, China †

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Abstract This paper analyzes the functional attribute (functional quality of service) and nonfunctional attribute (quality of service) of web service resources of O2O service based on the existing theoretical research, constructs web resources description framework and defines the index system structure of service function and quality. It constructs the QoS index system oriented to collaboration of web service, and quantizes the QoS attribute of web service resources by using FAHP method, thus to provide theoretical basis for the construction of web service resources model and intelligent recommendation technology.

Keywords: Online to Offline Service; Web Service Resource; Functional Quality of Service; QoS Index System

面向协同的Web服务质量指标体系构建与评价 * 吴钟 1, 2，桂全安 2 1. 武汉理工大学华夏学院，湖北 武汉 430223 2. 武汉商学院，湖北 武汉 430056 摘 要：在现有理论研究基础上，分析了 O2O 服务的 Web 服务资源的功能属性和非功能属性,构建了 Web 服务资源描述 框架，定义了服务功能和服务质量的指标体系结构，构建了面向协同的 Web 服务 QoS 指标体系，并利用模糊层次分析法 对 QoS 属性进行量化，从而为面向 O2O 服务的 Web 服务资源本体元模型构建和智能推荐技术提供了理论基础。 关键词： O2O 服务；Web 服务资源；功能属性；服务质量体系

引言 当下，电子商务已由传统的 B2B、C2C 等基本模式发展为 O2O(Online to Offline)等新型模式。随着 O2O 模式的盛行和互联网技术的发展，消费者对 O2O 网上服务（Web 服务）的使用也从单纯的查找模式转 变为选择模式，消费者开始在网络中享受在线筛选服务的权利，也就是说，如今 O2O 服务的关键问题不再 是能否找到所需要的服务，而是如何从众多满足需求的 Web 服务中选择最优的服务，服务的功能和质量成 为了消费者衡量服务是否最优的两个重要标准。于是，在对 Web 服务的研究中，引入了 QoS（Quality of Service，服务质量），如何提供具有 QoS 保证的 Web 服务引起人们的关注，如何选择满足消费者需求的最 佳服务成为 Web 服务领域中研究的热点。 在 Internet 上发现 Web 服务的过程类似于用搜索引擎来实现信息检索的过程，它需要将用户需要的服务 信息与 Web 服务描述信息进行匹配和分析，Web 服务资源描述是研究 O2O 服务的前提。当前，已有越来越 多的学者开始着手利用对服务 QoS 的描述实现服务间的匹配，这能够有效解决冗余性问题，提高服务发现 的查准率和查全率。尽管如此，目前对 Web 服务功能与服务质量的研究仍存在以下四方面问题：1）QoS 指 *

基金资助：受教育部人文社会科学研究项目（14YJCZH165）、湖北省自然科学基金计划项目（2014CFB353）支持资助。 - 15 http://www.emj-journal.org/

标差异性大，QoS 指标体系难以统一。2）客户与供应商对 QoS 存在视角差异，且 QoS 属性具有动态性。3） Web 服务资源的功能属性与非功能属性相混淆，服务功能与服务质量概念模糊。4）没有从线上 Web 服务和 线下服务相结合的角度考虑客户需求。

1

Web服务资源的功能属性 Web 服务资源的功能属性是对 Web 服务资源的功能描述。由于用户无法从 Web 服务表面获取其功能操

作的方式，他们只能通过 Web 服务的描述及其相关的正式化信息了解这些服务，但是这些服务信息所蕴含 的逻辑是不可见的，并且与服务请求者无关。目前，对 Web 服务功能的研究主要通过 UDDI 描述 Web 服务 的功能属性，从而挖掘用户的功能需求，进而帮助用户快速查找到与期望功能相匹配的服务。Buhwan Jeong 认为服务功能属性包括服务类型、服务名称、操作名称、数据定义和注释五大部分。尽管现有不少学者就 服务的功能属性组成部分进行了分析，但多数仅限于用来描述 Web 服务或者构建 Web 服务本体，并没有将 其进行深入研究。而在 Web 服务发现这方面的研究中，目前多数学者更多地是将研究重心集中在 Web 服务 非功能属性上，很少考虑将功能属性相结合匹配计算来选择最优服务。 资源描述框架（Resource Description Framework，简称 RDF）是一个用于表达关于万维网上资源信息的 语言，它专门用于表达关于 Web 资源的元数据。本文将 Web 服务的功能属性定义为由服务名称、服务类型、 操作名称、输入输出数据定义、服务注释信息构成的指标体系结构，结合 Web 服务的非功能属性，构成的 Web 服务资源描述框架，如图 1 所示。 非 功 能 属 性

服务质量

UNSPSC、eCl@ss、NAICS

功 能 属 性

原 子 标 签

服务名称

文 本 数 据

注释信息

服务类型 服务操作 操作名称

Web服务

数据定义

输入

输出

结 构 化 XML 数 据

图 1 Web 服务资源描述框架

其中，服务名称可以看成是一个服务的唯一标识符，用来概括描述服务的相关信息；服务类型指的是 对 Web 服务进行分类，比如旅游领域的 Web 服务、医疗行业的 Web 服务等，多数情况下均采用国际分类 标准 UNSPSC、eCl@ss、NAICS 等描述的分类框架；Web 服务包括一系列的操作，而操作名称可以为用户 提供更明确的服务功能；数据定义包括输入和输出数据定义，描述的是 Web 服务功能属性中最重要的输入 输出参数的信息，这些数据定义采用的是 XML 格式；服务注释信息则是在文本信息或者结构化信息中用来 描述 Web 服务的辅助描述。 本文根据每个 Web 服务功能属性的结构特点和形态，将功能属性分成原子标签（服务分类、服务名称 和操作名称）、结构化 XML 数据（输入输出数据定义）以及文本数据（服务注释信息）三大类型。

2

Web服务资源的非功能属性 由于不同的客户有不同的喜好和服务质量标准，QoS 作为 Web 服务资源的非功能属性，成为了服务供

应商是否提能供满足客户需求服务的重要衡量因素。QoS 主要体现在 Web 服务的非功能属性上，如网络等 待时间等。目前，关于 QoS 的各类研究主题正在不断深入，众多研究都围绕着对 Web 服务的所有 QoS 进行 - 16 http://www.emj-journal.org/

优化并且满足客户的约束条件来进行，如基于 QoS 的服务发现、服务组合、QoS 的描述与管理等。 本节综合考虑基于客户视角的 QoS(CQoS)指标体系和基于供应商视角的 QoS(SQoS)指标体系两个方面， 构建了面向 CQoS 和 SQoS 协同的 3 层 QoS 指标体系，第一层为 Web 服务综合 QoS，第二层为经济性指标、 网站性能指标、客户服务指标和客户反馈指标。构建出面向协同的 Web 服务 QoS 指标体系如图 2 所示。该 指标体系设定了 3 层共 14 个变量，各指标都能通过数据采集，然后利用下文的方法进行量化。

图 2 面向协同的 Web 服务 QoS 指标体系

3

Web服务QoS指标体系模糊综合评价 由于 Web 服务 QoS 指标体系中的指标很多难以直接用确定的数值来表示，因此，可首先建立多级动态

模糊综合评价模型，然后，进行 Web 服务 QoS 指标的无量纲处理。 在 Web 服务 QoS 指标体系中，各评价指标都有不同的表现形式，有些指标对 Web 服务综合 QoS 的影 响随其结果的递增而递增，称为正向型 QoS（如网站信誉度、成功率、可用性、便捷性、服务安全性，客 户关怀性、服务综合满意度，服务描述一致性，服务费用合理度等），他它们称为正指标；有些指标对 Web 服务综合 QoS 的影响随其结果的递增而递减，称为负向型 QoS（如：服务成本、服务价格、响应时间、 客户服务反应速度，消费等待时间等），它们称为逆指标。 隶属函数是对模糊概念的定量描述，利用隶属函数对正指标和逆指标分别做无量纲化处理，首先对各 指标的实际数值( xk )进行调研，得到的 xk 为第 k 项指标的原始值，然后以定量指标所使用的第 k 项指标评分 值中最大值( xk max )和最小值( xk min )为标准，通过以下模糊量化模型对各正指标和逆指标进行无量纲化处理， 将各指标的原值转换成无量纲后的值 Q( x) 。 本文分别用对公式(1)和公式(2)对正指标和逆指标进行模糊量化。 0 x + xk min π  1 1 ( xk − k max ) Q( x) =  + sin 2 xk max − xk min 2 2 1 1 x + xk min π  1 1 Q( x) =  − sin ( xk − k max ) xk max − xk min 2 2 2 0

x ≤ xk min xk min < x < xk max

(1)

x ≥ xk max x ≤ xk min xk min < x < xk max

(2)

x ≥ xk max

根据以上公式进行无量纲处理后，再根据以下公式分别求出各正指标和逆指标对评价等级的隶属度。 正指标对评价等级的隶属度计算公式为：

α1 ( µ ) = e−25( q −0/4)( q −0/4) ln 2 ， α 2 ( µ ) = e−25( q −1/4)( q −1/4) ln 2 ， α 3 ( µ ) = e−25( q − 2/4)( q − 2/4) ln 2 ，

α 4 ( µ ) = e−25( q −3/4)( q −3/4) ln 2 ， α 5 ( µ ) = e−25( q − 4/4)( q − 4/4) ln 2 。 逆指标对评价等级的隶属度计算公式为： - 17 http://www.emj-journal.org/

α1 ( µ ) = e−25( q − 4/4)( q − 4/4) ln 2 ， α 2 ( µ ) = e−25( q −3/4)( q −3/4) ln 2 ， α 3 ( µ ) = e−25( q − 2/4)( q − 2/4) ln 2 ， α 4 ( µ ) = e−25( q −1/4)( q −1/4) ln 2 ， α 5 ( µ ) = e−25( q −0/4)( q −0/4) ln 2 。 以上计算公式中， q 为各指标无量纲化的值。计算得到的隶属函数再通过归一化处理得到各指标的定量 计算结果。

4

总结 随着互联网上 Web 服务资源的日益膨胀，如何从浩瀚的资源中快速地发现用户所需的 Web 服务并进行

有效推荐已成为一个重要的挑战性问题。本文从 Web 服务资源服务功能和服务质量的双重感知的角度出发， 讨论了 Web 服务资源的功能属性和非功能属性；通过原子标签、结构化 XML 数据以及文本数据三种类型 对服务功能的组成进行了定义；建立了面向协同的 Web 服务综合 QoS 指标体系；提出了面向协同的 Web 服 务 QoS 指标体系的评价模型和无量纲处理方法。通过对服务功能和服务质量的具体描述，为 Web 服务资源 本体元模型的构建和智能推荐技术提供了理论基础。

致谢 本论文撰写过程之中受到教育部人文社会科学研究项目(14YJCZH165)和湖北省自然科学基金计划项目 (2014CFB353)的支持资助。

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【作者简介】 1

吴钟（1982-），男，汉族，博士，

2

桂全安（1987-），男，汉族，硕士，助教，研究方向：

讲师，研究方向：网络经济、服务管

服务资源管理、体育经济，学习经历：2006-2010 武汉体

理，学习经历：2000-2004 武汉理工

育学院体育教育专业本科，2010-2013 华中师范大学体育

大学信息管理与信息系统专业本科，

人文社会学专业硕士。Email:542740013@qq.com

2004-2006 武汉理工大学系统工程专 业硕士，2010-2013 武汉理工大学产 业经济学专业博士。Email:7849800@qq.com

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