唐婧芝,劉祥偉,王麗麗

(安徽理工大學理學院，安徽 淮南 232001)

基于事件日志酒店預(yù)訂系統(tǒng)配置信息挖掘方法

唐婧芝,劉祥偉,王麗麗

(安徽理工大學理學院，安徽 淮南 232001)

為了滿足企業(yè)復(fù)雜多變的應(yīng)用需求，通過結(jié)合配置信息建立可配置的流程模型已成為新的趨勢。目前對于建模工作的研究主要集中于一般的流程模型，對于存在不可見任務(wù)等問題具有局限性。基于行為輪廓建立源模型，然后合并成一個一般的流程模型，通過過程挖掘技術(shù)挖出模型中的配置信息，得到一個可配置的流程模型，最后通過酒店預(yù)訂流程系統(tǒng)驗證了該方法的有效性。

行為輪廓；過程挖掘；可配置流程模型

0 概述

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展，信息系統(tǒng)對企業(yè)中起著越來越重要的作用，大多數(shù)信息系統(tǒng)利用業(yè)務(wù)流程模型來描述任務(wù)間的關(guān)系[1]。W.M.P.van der Aalst等[2]人提出了過程挖掘技術(shù)，即利用事件日志的序列挖掘出一般的流程模型。但是一般的流程模型不能很好地描述用戶需求，因此，挖掘帶配置信息的流程模型變得重要起來。文獻[3-4]給出了一些配置約束信息，包括hide變遷和block變遷。文獻[5-6]詳細介紹了行為輪廓，通過分析流程模型中的嚴格序、交叉序、排他序等關(guān)系可以進行初步的流程模型合并，并給出了帶配置的流程模型的框架，說明了通過給變遷匹配隱藏或者阻止標簽可以對流程模型中的活動進行控制。文獻[7]介紹了一種自動挖掘方法阻止變遷。

基于以上的背景，我們通過不同客戶預(yù)定酒店這一實例分別建立了各自的源模型，然后分析源模型中的行為輪廓關(guān)系合并成一個一般的流程模型，利用我們提出的算法可以挖掘出合并模型中的配置信息，得到一個可配置的流程模型，即目標模型。

1 基礎(chǔ)知識及相關(guān)概念

定義1[1](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≠φ,T≠φ且P∩T=φ；

3)F=(P×T)∪(T×P))表示PN的流關(guān)系且(P∪T,F)是強連通圖；

5)C={and,xor,or}是流程網(wǎng)的結(jié)構(gòu)類型。

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=t1，t2，…，tn,當i∈{1,2，…，n-1}時，i

定義2[5-6](行為輪廓)設(shè)PM=(S,T,F,C,s,e)為一個流程Petri網(wǎng)模型，一個變遷對(x,y)∈(T×T)是下列關(guān)系的一種：

1)嚴格序關(guān)系→PM：若x?y且y ?/x；

2)排他序關(guān)系+PM：若x ?/y且y ?/x；

3)交叉序關(guān)系||PM：若x?y且y?x；

定義4[3-4](隱藏變遷，阻止變遷)如果一個變遷在日志中能夠被記錄，但在模型中被執(zhí)行時可以被跳過而直接執(zhí)行下一活動，則該變遷稱為hide變遷；如果一個變遷存在于流程模型中，但是在某些子流程模型中不允許被執(zhí)行，則該變遷稱為block變遷。

2 基于行為輪廓酒店預(yù)訂實例分析

針對VIP客戶和普通客戶預(yù)定酒店這一事件，下面分別給出了各自的流程圖。圖1是VIP客戶的預(yù)定客房過程，圖2是普通客戶的預(yù)定客房過程。假設(shè)特價房是只針對VIP客戶開放的，并且VIP客戶可以被允許免交押金住宿。因為VIP客戶不需要登記個人資料，所以審核他們的個人資料也不被系統(tǒng)允許。下面我們分別根據(jù)VIP客戶和普通客戶預(yù)定酒店事件建立基于Petri網(wǎng)行為輪廓的源模型。

圖1 VIP客戶預(yù)定客房流程圖

圖2 普通客戶預(yù)定客房流程圖

3 基于事件日志挖掘帶配置信息的流程模型

文獻[8]提出了流程模型優(yōu)化的目的就是通過事件日志挖掘出源模型中的配置信息，得到一個特殊的、可操作的、帶配置約束的流程模型，得到的目標模型能同時滿足VIP客戶和普通客戶預(yù)定客房的需求。

3.1 流程模型中的隱藏(hide)變遷

在配置流程模型時可以使用給活動變遷匹配一個隱藏(hide)標簽。隱藏意味著模型中帶有hide標簽的變遷可以被跳過而直接執(zhí)行下一個活動。下面用一個簡單的流程圖來說明什么是隱藏的變遷以及隱藏的變遷在流程圖中的作用：圖3中因為c被隱藏了，所以當活動執(zhí)行到b的時候直接跳到下一個活動變遷?？梢钥吹皆赾之后會出現(xiàn)兩條分支，分別是d和e，因此，可能會執(zhí)行d和e中的任一個，最后執(zhí)行f。

3.2 流程模型中的阻止(block)變遷

在配置流程模型時可以使用給活動變遷匹配一個阻止(block)標簽。阻止意味著模型中帶有block標簽的變遷不允許被執(zhí)行，因此，這條路徑被阻止了，是走不通的。下面用一個簡單的流程圖來說明什么是阻止的變遷以及阻止的變遷在流程圖中的作用：圖4中d是一個帶有阻止標簽的變遷，當執(zhí)行完a，b，c之后，因為d被阻止執(zhí)行，所以只能執(zhí)行e，最后執(zhí)行f。

圖3 具有隱藏變遷的流程模型

圖4 具有阻止變遷的流程模型

3.3 算法1：挖掘流程模型的配置信息

輸入：事件日志；

輸出：帶配置的流程模型，步驟如下：

5)根據(jù)以上步驟可以得到帶配置信息的目標模型。

首先利用行為輪廓的相關(guān)知識將圖1和圖2合并成一個綜合的流程模型如圖5：

圖5 一般的流程模型

下面給出一組事件日志來挖掘流程模型的配置信息(事件日志都是在信息系統(tǒng)中自動得到的)，見表1。

表1 事件日志序列

圖6 可配置的流程模型

4 結(jié)語

本文首先提出了建立可配置的流程模型日趨流行，并在行為輪廓的基礎(chǔ)上利用配置約束信息對酒店業(yè)務(wù)流程模型進行優(yōu)化，使之能夠滿足不同客戶的需求。通過過程挖掘技術(shù)將流程模型中的配置信息挖掘出來得到一個可配置的流程模型，但是實際生活中企業(yè)活動的多樣化和復(fù)雜性使得許多問題還需要進一步被研究，比如在進行復(fù)雜流程模型的配置時，如何確定配置的類型以及流程模型配置后如何驗證配置的正確性。

[1] 蔣昌俊.Petri網(wǎng)的行為理論及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2003:19-28.

[2] Jorge Munoz-Gama,Josep Carmona,Wil M P van der Aalst.Hierarchical conformance checking of process models based on event logs [J].Computer Science,2013,7927:291-310.

[3] LI Fuliang，AN Changqing，YANG Jiahai,et al.Data mapping principles and algorithm for self-configurable systems[J].China Communication,2015,12(10):169-181.

[4] QIU Lemiao,LIU Xiaojian,ZHANG Shuyou,et al. Disassemblability modeling technology of configurable product based on disassembly constraint relation weighted design structure matrix(DSM)[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2014(3):511-519.

[5] Weidlich M,Mendling J，Weske M.Efficient consistency measurement based on behavioural profiles of process models [J].IEEE Transaction on Software Engineering,2011,37(3):410-429.

[6] REN Bin,QIU Lemiao,ZHANG Shuyou,et al.Configurable product design considering the transition of multi-hierarchical models[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2013(2):217-224.

[7] Sangil Choi,Wooksik Lee,Teukseob Song,et al. Block design-based asynchronous neighbor discovery protocol for wireless sensor networks[J].Journal of Sensors,2015,2015:12.

[8] Reijers H A,W M P van der Aalst.Improving business process models using observed behavior[C].//Proceeding of the Second International Symposium on Data-driven Process Discovery and Analysis,LNBIP,Springer,2013:44-59.

The Configuration Information Mining Method in Hotel Reservation System Based on Event Log

TANG Jing-zhi，et al.

(CollegeofComputerScienceandEingeering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，HuainanAnhui232001，China)

In order to meet the complex and ever-changing application requirements of the enterprise，the new trend of configurable process mining is established by combining the configuration information.At present，the modeling research work mainly focused on the general process model，which is limited to the problems of invisible tasks.The original model is built based on the behavioral profiles，and then combined into a general process model.The configuration information of the model is obtained through the process mining technology to get a configurable process model.Finally，this method is verified to by effective through hotel reservation process system.

behavioral profile；process mining；configurable process model

10.3969/j.issn.1009-8984.2016.04.028

2016-06-16

國家自然科學基金項目(61572035，61272153，61402011) 安徽省自然科學基金(1508085MF111) 安徽省高校自然科學基金重點項目(KJ2014A067) 安徽省優(yōu)秀青年基金項目資助(ZY290)

唐婧芝(1990-)，女(漢)，四川達州,碩士 主要研究Petri網(wǎng)。

TP391.9

A

1009-8984(2016)04-0108-04