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本文研究题目来源于国家“十一五”科技支撑计划课题“勘察设计企业信息化关键技术研究与应用”第二子课题“基于SOA技术的勘探设计企业应用软件架构系统”。面向服务的体系结构(Service Oriented Architecture,SOA)的出现改变了企业过去软件开发应用的模式,能显著提高企业对业务的响应能力,使各企业得以实时支持业务的变化,但SOA的大规模实施必将伴随Web服务数量的剧增,这些Web服务实现的功能以及发布的接口都可能出现复杂的交织状况,因此针对Web服务消费请求,如何在海量的Web服务中准确的找出用户真正需要的服务列表成为亟待解决的问题。传统的Web服务匹配机制大多基于关键字进行精确查询,缺乏机器可理解的语义信息,服务注册中心根据匹配请求反馈给服务请求客户端的可用服务列表信息往往不够准确和饱满,因此设计正确有效的语义Web服务匹配机制成为解决上述问题的关键。本文通过对传统语义相似度算法的研究,完成的主要工作包括:①提出了一种单概念语义相似度算法,改进了传统的基于描述逻辑推理的概念匹配算法所存在的不足,可以基于语义量化的计算各Web服务与用户请求的匹配程度,并基于该单概念语义相似度算法设计了概念集合语义相似度算法。②为了降低语义计算所带来的计算资源额外开销,对传统的负载均衡算法进行了改进,设计了一种适用于分布式服务注册中心的基于负载均衡的服务匹配请求路由算法,以充分利用注册中心的计算资源,提高注册中心执行服务匹配任务的吞吐率。③通过对Web服务语义描述框架的研究,设计了基于输入、输出和分类领域本体对Web服务进行语义描述的方法。④研究了如何基于Web服务语义描述框架对传统Web服务注册机制进行语义扩展。⑤构建了语义Web服务注册中心的整体运行框架,设计了语义Web服务基于负载均衡的匹配请求路由策略、发布策略和匹配策略。通过实验数据分析表明,本文改进的语义相似度算法能正确有效的计算出概念匹配度,服务注册中心上层的负载均衡机制能较好的对服务匹配请求进行路由,提高了服务注册中心整体计算资源的利用率,最后本文结合课题分析了基于负载均衡的语义Web服务匹配在勘察设计行业中的应用。