Ontologías para servicios web semánticos de información de tráfico: descripción y herramientas de explotación.

Abstract

Esta tesis forma parte de los denominados Sistemas Inteligentes de Tráfico (ITS) los cuales se basan en la aplicación de tecnologías de Telecomunicaciones e Informática (Telemática) a los sistemas de ayuda al tráfico vial, perteneciendo al dominio "Servicios de Información al Viajero" (TIS).<br/>Como se pone de manifiesto, existen algunos problemas derivados del uso de este tipo de sistemas, desde el punto de vista del usuario, que dan lugar a que éste sea incapaz de obtener la información clara y precisa correspondiente a sus requerimientos.<br/>Los principales problemas identificados han sido la falta de un vocabulario común de términos que haga uso de una semántica bien definida que permita obtener el significado (incluso aquél no explícito) de cada concepto de tráfico vial, así como la recuperación de información desde distintas fuentes heterogéneas, de una forma intuitiva y sencilla.<br/>Varios aspectos describen la problemática actual relativos al acceso y distribución de la información:<br/>1. Un gran volumen de información de tráfico se distribuye entre varios sitios Web.<br/>El principal problema para un usuario que necesita información de este tipo es encontrar estos sitios Web y además tratar con los diferentes accesos a ésta, así como sus diferentes formas de presentación.<br/>2. Por otra parte, un usuario puede necesitar información de diferente naturaleza o tipo, y por lo tanto el almacenaje de toda esta información en un solo sitio Web no es viable a nivel de costes de almacenamiento ni incluso a nivel de mantenimiento.<br/>3. El tratamiento de la información no permite realizar inferencias sobre ella de manera que pueda ser obtenido como resultado, información que a priori no estuviera explícitamente detallada.<br/>Tras el descubrimiento de la problemática existente y la identificación de elementos que pudieran solventar esta situación, el presente trabajo se centra en el estudio de los sistemas ITS orientados a facilitar información de tráfico al usuario, y que a su vez permitan la gestión de la información, su tratamiento e intercambio, de manera eficaz entre los diferentes elementos que componen la arquitectura de servicios de información de tráfico, como los usuarios, aplicaciones, y proveedores de la información.<br/>Para la consecución de los objetivos marcados han sido desarrollados diversos elementos como parte integrante de una arquitectura, que supusieron determinados aportes y/o resultados:<br/>1. Construcción de una infraestructura ontológica cuyo dominio queda enmarcado en la información sobre tráfico vial.<br/>2. Se ha expuesto un marco de trabajo para la conversión de portales Web convencionales de información en Servicios Web Semánticos (SWS).<br/>3. Extensión a las metodologías de construcción de ontologías, previamente existentes, para plantear el proceso a seguir en la obtención de un modelo semántico formal a partir de un modelo de Entidad-Relación (ER).<br/>4. Se ha diseñado, implementado y evaluado, un algoritmo de emparejamiento de SWS, que aprovecha al máximo las capacidades proporcionadas por las ontologías de descripción de servicios y que constituye una mejora de los ya existentes. Inclusión del grado fraternal o de hermanos y otra serie de modificaciones.<br/>5. Se han mostrado una serie de propuestas que permiten crear y manejar Servicios Web Semánticos de información de tráfico vial: nuevo parámetro no funcional valor añadido), ontología de categorización de servicios de tráfico y elección de factores de medida en la QoS.<br/>Finalmente las propuestas han sido validadas a partir del desarrollo de un prototipo software basado en la arquitectura de integración de SWS de información sobre tráfico vial, que ha permitido el ensamblaje de todos los elementos (ontologías de tráfico, algoritmo de emparejamiento, servicios de información de tráfico), obtenidos como resultado en cada una de las etapas de esta investigación.

This thesis forms part of the common Intelligent Transportation Systems which in turn are based on the application of telecommunication and Informatics (Telematics) to traffic management which belongs to the domain of Traveller Information.<br/>The principle identified problems are the lack of a common vocabulary of elements which use a well defined semantic description which permits obtaining the meaning (including the non-explicit) of each concept of rural traffic as well as obtaining information from different heterogeneous sources in an intuitive and simple way.<br/>Different aspects describe the actual problem related to the access and distribution of information:<br/>1. High volume of traffic information is distributed over different web sites. The main problem for a user who needs such information is to find such webs and handle the different ways of access and presentation<br/>2. On the other hand, the users need information of a different nature or type, and the storage of such information on a simple site would be too costly as well for maintenance.<br/>3. It is no possible to obtain any information if this information is not explicit<br/>before, After defining the existing problems and identifying the elements which could solve this situation, the present work focuses on those ITS-systems which provide traffic information to the user, its handling and exchange, in an efficient way between the elements which compose the architecture of traffic information systems, such as users applications and information providers.<br/>Different elements have been developed as an integral part of an architecture:<br/>1. Construction of an ontological infrastructure which domain is covered by road traffic information,<br/>2. A framework was defined for the conversion of conventional web portals to semantic web services (SWS),<br/>3. Extension of the existing methodology for the construction of ontologies based on ER model,<br/>4. A SWS matching algorithm was designed, implemented and evaluated which make maximal use of the capabilities of the ontologies of the service description, which constitute an improvement of the existing ones.<br/>5. A number of proposals were demonstrated which permits creation and handling of Semantic web services of road traffic information.