基于行為輪廓的酒店預訂系統變化域分析

劉 紅，方賢文，劉祥偉

(安徽理工大學信息與計算科學系，安徽淮南 232001)

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基于行為輪廓的酒店預訂系統變化域分析

劉 紅，方賢文，劉祥偉

(安徽理工大學信息與計算科學系，安徽淮南 232001)

為了靈活適應市場業務需求變化，確定業務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點搜索變化范圍，計算量大且復雜，所以對研究業務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化，找到了可疑點集合，并且結合服從度和支持率進一步確定目標模型變化域，然后通過具體的酒店預訂流程系統，進行變化域分析。

變化域；變化變遷；支持率；行為輪

隨著計算機技術的日益更新，業務流程變化管理應用領域越來越廣泛.要想很好地實現變化管理，首先要找出變化部分，它是變化管理的前提和基礎[1]；Weber B分析了流程模型不同變化種類[2]；在此基礎上，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、單輸出構架分解的定義來尋找變化區域，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部邊界變遷的減少確定了目標模型的變化域[5-6]；利用行為輪廓在假定流程模型變化節點已經確定的情況下，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，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，研究業務流程Petri網模型中的變化區域.首先在目標模型交互區間上，利用邊界變遷與跨邊界變遷的優化，找到可疑點構成的區域，然后結合Petri網的動態性質支持率確定了目標模型變化域，并把控制節點控制模型的變化部分運用到具體的酒店預訂系統.

1 基本概念

定義1[8](流程模型Petri網)一個流程模型Petri網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PN中存在一種弱序關系，即包含T×T所有的變遷對(x,y)中存在一個發生序列δ=t1t2…tn，當i∈{1,2,…,n-1}時，iy，依據這種弱序關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，F1∈F，C1∈C，PN1?PN.

由上述定義可以看出一個流程模型Petri網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化，找到可疑點集合.因為PN中出現交互行為的區域，是尋找變化域的關鍵.將這部分區域對應到發生序列中，得到不同的變遷序列，引起運行結果的差異，故我們的工作只對這部分區域分析即可找到可疑區域.

使用邊界變遷，為了縮小目標模型中的變化區域.下面定義邊界變遷優化的概念.

第二種在嚴格序中向前邊界變遷和向后邊界變遷的變化區域的優化，是不含可疑區域的,稱為跨邊界變遷.

搜索目標模型中容易出現問題的點(可疑點)是確定變化域的關鍵.已有方法通過源模型和目標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化，找到可疑點集合，確定了可疑區域.為此，給出算法1.

算法1：尋找目標模型的可疑點集合.

輸入：PN2=(P2,T2,F2,C2)，目標模型.

輸出：目標模型可疑點集合R2.

(1)將目標模型轉化為Petri網結構圖；

(4)根據以上步驟可得到目標模型的可疑點集合R2=R11∩R12.

算法1通過邊界變遷和跨邊界變遷優化，找到目標模型的可疑點集合R2.在此基礎上，以可疑點為研究對象，考慮可疑子對象模型對應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.再根據語義和活動變遷的結構關系找到目標模型的變化域.為此，給出算法2.

算法2：尋找目標模型的變化域.

輸入：目標模型可疑點集合R2.

輸出：目標模型變化域Cr.

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

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

3 基于行為輪廓的酒店預訂流程變化分析

在酒店管理系統中，預定酒店時，普通客戶需交押金，通過支付平臺預訂成功后，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，控制這種情況的發生，通過對目標模型交互行為上的變化變遷優化從而找到變化域，并進行變化域分析.

圖1中給出了一個目標模型Petri網結構圖，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，t3-(無房)取消預訂，t2-(有房)預訂，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-預訂房間數，t10-修改信息，t11-預訂定金，t12-VIP房價九折，t13-普通房價+20%押金，t14-訂單匯總，t15-預訂成功，t16-用戶登錄，t17-扣除消費，t18-收款反饋，t19-酒店登入系統，t20-申請換房，t21-領取房卡，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-凍結部分資金.

圖1 酒店預訂Petri網結構圖

根據定義5找到交互區域上的可疑變遷，以t25為例，根據算法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}，因此邊界變遷的優化C1=T2{t22,t23,t24}，EIT={t24}，IIT=φ，ET={t22}，IT=φ，因此跨邊界變遷的優化C2=T2{t22,t24}.因為C1,C2都是非空集合，那么t25就是交互區域上的變化變遷，由它組成的可疑區域C1為t22,t23,t24,t25構成的區域.在可疑區域C1內，考察t22,t23,t24,t25這段發生序列，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，當余額不夠房費，VIP客戶卻能一直打開房門是問題的關鍵.找出問題，可以通過控制節點，例如：銀行凍結他的一部分資金，足夠繳納房費即可，這樣可以保證酒店沒有損失風險(圖2,符號表示同圖1).

圖2 控制酒店預訂Petri網結構中變化域

4 結語

本文在已有研究的基礎上，依據Petri網行為輪廓的性質，通過對酒店預訂系統中交互行為子模型的變遷節點進行邊界變遷和跨邊界變遷優化，找到可疑點構成的區域.并結合Petri網動態性質，通過比較動作集支持率，確定了變化域，引入控制節點，控制該變化的發生.未來關于變化域，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自動化處理，如何把數據流信息應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網的流程模型中最小變化域的分析方法[J].計算機科學,2012(S3):76-78.

Analyzing Change Region of Hotel Reservation System Based on Behavioral Profiles

LIU Hong，FANG 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

國家自然科學基金項目“基于Petri網行為輪廓的業務流程交互下變化域傳播機理及控制方法研究”(61572035)；國家自然科學基金項目“基于Petri網的網絡化軟件行為可信性分析方法研究”(61272153)；國家自然科學基金項目“基于行為Petri網的業務系統變化域分析方法及應用研究”(61402011)；安徽省自然科學基金項目“面向可信管理的業務系統變化域分析方法研究”(1508085MF111)；安徽省高校省級自然基金項目“Petri網中同步距離理論及應用”(KJ2016A208)。

劉 紅(1992- )，女，碩士研究生，從事Petri網研究。

方賢文(1975- )，男，教授，博士，從事Petri網及可信軟件研究。

TP391.9

A

2095-7602(2016)08-0045-06