劉 紅，方賢文，劉祥偉

(安徽理工大學(xué)信息與計算科學(xué)系，安徽淮南 232001)

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基于行為輪廓的酒店預(yù)訂系統(tǒng)變化域分析

劉 紅，方賢文，劉祥偉

(安徽理工大學(xué)信息與計算科學(xué)系，安徽淮南 232001)

為了靈活適應(yīng)市場業(yè)務(wù)需求變化，確定業(yè)務(wù)流程模型的變化域是一項重要問題。已有的研究方法主要通過變化的活動節(jié)點搜索變化范圍，計算量大且復(fù)雜，所以對研究業(yè)務(wù)流程模型的變化域具有一定的局限性。本文基于行為輪廓的交互行為邊界變遷和跨邊界變遷進行優(yōu)化，找到了可疑點集合，并且結(jié)合服從度和支持率進一步確定目標(biāo)模型變化域，然后通過具體的酒店預(yù)訂流程系統(tǒng)，進行變化域分析。

變化域；變化變遷；支持率；行為輪

隨著計算機技術(shù)的日益更新，業(yè)務(wù)流程變化管理應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛.要想很好地實現(xiàn)變化管理，首先要找出變化部分，它是變化管理的前提和基礎(chǔ)[1]；Weber B分析了流程模型不同變化種類[2]；在此基礎(chǔ)上，Küster JM和Gerth C等提出在缺少變化日志的前提下，通過使用流程模型間的一致單輸入、單輸出構(gòu)架分解的定義來尋找變化區(qū)域，但它有一定的局限性[3]；Egyed A提出了一種在UML模型中確定變化的方法，為了確定不一致，使用模型輪廓來固定起始點，但是他沒有分析一致性規(guī)則且沒有觀察其等價行為[4]；Weidlich M和Mendling J等人探究了匹配的流程模型之間的變化傳播，通過給定源模型中的變化域，基于邊界變遷的減少和內(nèi)部邊界變遷的減少確定了目標(biāo)模型的變化域[5-6]；利用行為輪廓在假定流程模型變化節(jié)點已經(jīng)確定的情況下，研究如何縮小匹配模型的變化范圍，適用于改變傳播過程，減少流程模型的并發(fā)，其可以解決如下問題：精煉不是分層時的模型對的改變，但是對如何確定變化節(jié)點沒有進行說明[7].

基于以上的背景，本文在不需要確定源模型(或參照模型)的情況下，研究業(yè)務(wù)流程Petri網(wǎng)模型中的變化區(qū)域.首先在目標(biāo)模型交互區(qū)間上，利用邊界變遷與跨邊界變遷的優(yōu)化，找到可疑點構(gòu)成的區(qū)域，然后結(jié)合Petri網(wǎng)的動態(tài)性質(zhì)支持率確定了目標(biāo)模型變化域，并把控制節(jié)點控制模型的變化部分運用到具體的酒店預(yù)訂系統(tǒng).

1 基本概念

定義1[8](流程模型Petri網(wǎng))一個流程模型Petri網(wǎng)PN=(P,T,F,C)是一個四元組，滿足以下條件：(1)P是有限庫所集，T是有限變遷集；(2)P≠?,T≠?且P∩T=?；(3)F=(P×T)∪(T×P)表示PN的流

在流程模型Petri網(wǎng)PN中存在一種弱序關(guān)系，即包含T×T所有的變遷對(x,y)中存在一個發(fā)生序列δ=t1t2…tn，當(dāng)i∈{1,2,…,n-1}時，iy，依據(jù)這種弱序關(guān)系我們定義了行為輪廓.

定義3(變化域)[10]給定流程模型Petri網(wǎng)PN=(P,T,F,C)，若變化部分為PN1=(P1,T1,F1,C1)，則PN1是PN的一個子模塊，即P1∈P，T1∈T，F(xiàn)1∈F，C1∈C，PN1?PN.

由上述定義可以看出一個流程模型Petri網(wǎng)的變化域是這個流程模型的子模塊.

2 基于交互行為變遷優(yōu)化的變化域分析

為了尋找變化變遷，因為不知道變化變遷的具體位置，如果采取逐個變遷進行排查，比較繁瑣，工作量大且容易出錯，所以為了簡便，先對易引起變化的交互行為上任何一個變遷進行邊界變遷和跨邊界變遷優(yōu)化，找到可疑點集合.因為PN中出現(xiàn)交互行為的區(qū)域，是尋找變化域的關(guān)鍵.將這部分區(qū)域?qū)?yīng)到發(fā)生序列中，得到不同的變遷序列，引起運行結(jié)果的差異，故我們的工作只對這部分區(qū)域分析即可找到可疑區(qū)域.

使用邊界變遷，為了縮小目標(biāo)模型中的變化區(qū)域.下面定義邊界變遷優(yōu)化的概念.

第二種在嚴(yán)格序中向前邊界變遷和向后邊界變遷的變化區(qū)域的優(yōu)化，是不含可疑區(qū)域的,稱為跨邊界變遷.

搜索目標(biāo)模型中容易出現(xiàn)問題的點(可疑點)是確定變化域的關(guān)鍵.已有方法通過源模型和目標(biāo)模型比較找到可疑點，具有一定的局限性.本文在沒有源模型的情況下，通過交互行為上子模型邊界變遷和跨邊界變遷的優(yōu)化，找到可疑點集合，確定了可疑區(qū)域.為此，給出算法1.

算法1：尋找目標(biāo)模型的可疑點集合.

輸入：PN2=(P2,T2,F2,C2)，目標(biāo)模型.

輸出：目標(biāo)模型可疑點集合R2.

(1)將目標(biāo)模型轉(zhuǎn)化為Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；

(4)根據(jù)以上步驟可得到目標(biāo)模型的可疑點集合R2=R11∩R12.

算法1通過邊界變遷和跨邊界變遷優(yōu)化，找到目標(biāo)模型的可疑點集合R2.在此基礎(chǔ)上，以可疑點為研究對象，考慮可疑子對象模型對應(yīng)動作的支持率是否滿足sup(vi,vj)>0.5，若滿足，則可疑對象就是引起變化的點.再根據(jù)語義和活動變遷的結(jié)構(gòu)關(guān)系找到目標(biāo)模型的變化域.為此，給出算法2.

算法2：尋找目標(biāo)模型的變化域.

輸入：目標(biāo)模型可疑點集合R2.

輸出：目標(biāo)模型變化域Cr.

(由算法1，得到目標(biāo)模型的可疑點集合R2，相應(yīng)的可疑點區(qū)域C=?R2∪R2∪R2?，其中相應(yīng)的對象子模型為PNi=(P,T,F,Vi)).

(2)輸出對象子模型中的變化變遷vj，結(jié)合與變化變化變遷相關(guān)的上下位關(guān)系和語義，找到變化區(qū)域Cr，即Cr=C1∪C2∪…∪Ck.

3 基于行為輪廓的酒店預(yù)訂流程變化分析

在酒店管理系統(tǒng)中，預(yù)定酒店時，普通客戶需交押金，通過支付平臺預(yù)訂成功后，拿到房卡，如果押金足夠房費，可以打開房門；如果押金不夠，通過支付平臺自動扣除當(dāng)天房費.而VIP客戶不交押金，如果卡上金額少于房費，還能一直打開房門入住，也可自動消費，如果用戶信用不高，會給酒店造成損失，因此需找出變化域，控制這種情況的發(fā)生，通過對目標(biāo)模型交互行為上的變化變遷優(yōu)化從而找到變化域，并進行變化域分析.

圖1中給出了一個目標(biāo)模型Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，其中重要符號所代表的意思如下：P1-顧客，P14-支付中心，t1-查看房態(tài)，t3-(無房)取消預(yù)訂，t2-(有房)預(yù)訂，t4-普通客戶，t5-VIP客戶，t7-個人，t6-團體(8人以上)，t8-登記信息，t9-預(yù)訂房間數(shù)，t10-修改信息，t11-預(yù)訂定金，t12-VIP房價九折，t13-普通房價+20%押金，t14-訂單匯總，t15-預(yù)訂成功，t16-用戶登錄，t17-扣除消費，t18-收款反饋，t19-酒店登入系統(tǒng)，t20-申請換房，t21-領(lǐng)取房卡，t22-VIP入住，t23-普通客戶入住，t24-房門打不開，t25-房門打開，t26-VIP余額足夠，t27-VIP余額不足，t28-凍結(jié)部分資金.

圖1 酒店預(yù)訂Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)定義5找到交互區(qū)域上的可疑變遷，以t25為例，根據(jù)算法1，它的向前邊界點集PT={t22,t23}，它的向后邊界點集ST=φ，其中BT={t24}，因此邊界變遷的優(yōu)化C1=T2{t22,t23,t24}，EIT={t24}，IIT=φ，ET={t22}，IT=φ，因此跨邊界變遷的優(yōu)化C2=T2{t22,t24}.因為C1,C2都是非空集合，那么t25就是交互區(qū)域上的變化變遷，由它組成的可疑區(qū)域C1為t22,t23,t24,t25構(gòu)成的區(qū)域.在可疑區(qū)域C1內(nèi)，考察t22,t23,t24,t25這段發(fā)生序列，其間的庫所為p22,p24，變遷為t22、t23、t24、t25，由算法2分別得到VIP和普通客戶對房門是否打開的支持率如表1所示.

表1 VIP和普通客戶對房門打開支持率

由表1可知，VIP客戶可以一直打開房門.因為不需要交押金，當(dāng)余額不夠房費，VIP客戶卻能一直打開房門是問題的關(guān)鍵.找出問題，可以通過控制節(jié)點，例如：銀行凍結(jié)他的一部分資金，足夠繳納房費即可，這樣可以保證酒店沒有損失風(fēng)險(圖2,符號表示同圖1).

圖2 控制酒店預(yù)訂Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)中變化域

4 結(jié)語

本文在已有研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)Petri網(wǎng)行為輪廓的性質(zhì)，通過對酒店預(yù)訂系統(tǒng)中交互行為子模型的變遷節(jié)點進行邊界變遷和跨邊界變遷優(yōu)化，找到可疑點構(gòu)成的區(qū)域.并結(jié)合Petri網(wǎng)動態(tài)性質(zhì)，通過比較動作集支持率，確定了變化域，引入控制節(jié)點，控制該變化的發(fā)生.未來關(guān)于變化域，還有許多問題需要去研究，例如，如何進行模型的修正且實現(xiàn)自動化處理，如何把數(shù)據(jù)流信息應(yīng)用到行為輪廓來尋找變化域等.

[1]Christian Gerth,Jochen M.Küster,Gregor Engels.Language-independent change management of process models[C].Denver:12thInternational Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems,2009:152-166.

[2]B.Weber,S.Rinderle,M.Reichert.Change patterns and change support features in process-aware information systems[C]//In CAiSE,ser.Lecture Notes in Computer Science,J.Krogstie,A.L.Opdahl,G.Sindre,Eds.,2007:574-588.

[3]Küster J M,Gerth C,F?rster A,et al.Detecting and resolving process model differences in the absence of a change log[C].Proceedings of the 6thInternational Conference on Business Process Management.Springer-Verlag, 2008:244-260.

[4]Egyed A.Fixing inconsistencies in UML design models[C].Software Engineering,ICSE.29thInternational Conference on.IEEE,2007:292-301.

[5]Weidlich M, Weske M, Mendling J. Changepropagation in process models using behavioral profiles[C].IEEE International Conference on Services Computing,Bangalore,Bangalore:IEEE,2009:33-40.

[6]Weidlich M, Mendling J, Weske M.Propagatingchanges between aligned process models[J].Journal of Systemsand Software,2012,85(8):1885-1898.

[7]Weidlich M, Mendling J, Weske M.Efficientconsistency measurement based on behavioral profiles of process models[J].IEEE Transactions on Software Engineer,2011,37(3):410-429.

[8]Smirnov S,Weidlich M, Mendling J.Business process model abstraction based on behavioral profiles[C].8thInternational Conference,Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg,2010,6470:1-16.

[9]Weidlich M,Polyvyanyy A,Desai N,et al.Process compliance measurement based on behavioral profiles[J]. Advanced Information Systems Engineering,2010,6051:499-514.

[10]郝文君,方賢文.基于Petri網(wǎng)的流程模型中最小變化域的分析方法[J].計算機科學(xué),2012(S3):76-78.

Analyzing Change Region of Hotel Reservation System Based on Behavioral Profiles

LIU Hong，F(xiàn)ANG Xian-wen, LIU Xiang-wei

(Department of Information and Computing Science, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)

To adapt the quickly change of business process management market, determining the change range has been one of the core problems. The existing proposed methods to search change range domain by change nodes, which has some limitation on large and complex calculation. In this paper, optimizing boundary transitions and inter-boundary transition based on behavioral profiles interactive behavior to determine uncertain range. And combining with support and compliance to find target model change region. Then, analyzing change region of the specific hotel reservation process system.

change range; change transition; support rate; behavioral profiles

2016-03-23

國家自然科學(xué)基金項目“基于Petri網(wǎng)行為輪廓的業(yè)務(wù)流程交互下變化域傳播機理及控制方法研究”(61572035)；國家自然科學(xué)基金項目“基于Petri網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化軟件行為可信性分析方法研究”(61272153)；國家自然科學(xué)基金項目“基于行為Petri網(wǎng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)變化域分析方法及應(yīng)用研究”(61402011)；安徽省自然科學(xué)基金項目“面向可信管理的業(yè)務(wù)系統(tǒng)變化域分析方法研究”(1508085MF111)；安徽省高校省級自然基金項目“Petri網(wǎng)中同步距離理論及應(yīng)用”(KJ2016A208)。

劉 紅(1992- )，女，碩士研究生，從事Petri網(wǎng)研究。

方賢文(1975- )，男，教授，博士，從事Petri網(wǎng)及可信軟件研究。

TP391.9

A

2095-7602(2016)08-0045-06