Ontologia języka wzorców projektowych dla systemów Smart Cities

• Autorzy: Cezary Orłowski , Tomasz Sitek , Artur Ziółkowski , Paweł Kapłański , Aleksander Orłowski , Witold Pokrzywnicki

Warianty tytułu

Ontology of the Design Pattern Language for Smart Cities Systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W artykule przedstawiono definicję języka wzorów projektowych Smart Cities w postaci ontologii. Jako, że wdrażanie rozwiązania Smart City jest trudne, drogie i ściśle związane z problematyką dotyczącą danego miasta, wiedza nabywana podczas pojedynczego wdrożenia jest wiedzą niezwykle cenną. Zdefiniowany przez nas język wspiera zarządzanie ww. wiedzą, jako że pozwala na ekspresję rozwiązania, które bazując na najlepszych praktykach zapisanych w postaci wzorców projektowych, jest jednocześnie dostosowane do wymagań miasta dążącego do wdrożenia rozwiązania Smart City. Formalna/ontologiczna struktura tego języka pozwala z kolei na automatyczne dowodzenie właściwości zapisanego tak rozwiązania. Ta ostatnia właściwość wprowadzonego języka jest niezwykle istotna w procesie podejmowania decyzji o wyborze danego rozwiązania przez odpowiednie władze. Praca została podzielona na pięć głównych części. W części pierwszej omawiamy problematykę wdrażania szyny integracyjnej na przykładzie IOC. W kolejnej części mówimy o zasadności zastosowania technologii semantycznych w celu rozszerzenia spektrum potencjalnych wdrożeń. Dalej mówimy o stworzonej przez nas, ontologicznej implementacji języka wzorców Smart-City - języka, który pozwala zapisywać zarówno wymagania, jak i walidować rozwiązania w nim specyfikowane. Przedstawiamy również przykładowe użycie, które służy nam jednocześnie jako walidacja języka w warunkach rzeczywistych. W ostatniej części dyskutujemy pewne aspekty języka wzorców i możliwe drogi rozwoju związanych z nim badań. (abstrakt oryginalny)

EN

The paper presents the definition of the design pattern language of Smart Cities in the form of an ontology. Since the implementation of a Smart City system is difficult, expensive and closely linked with the problems concerning a given city, the knowledge acquired during a single implementation is extremely valuable. The language we defined supports the management of such knowledge as it allows for the expression of a solution which, based on best practices recorded in the form of design patterns, is also tailored to the requirements of the city seeking to implement the Smart City solution. The formal/ontological structure of the language in turn allows the automatic management of the properties of a solution recorded in this way. This final feature of the introduced language is extremely important in the decision-making process regarding the choice of a particular solution by the relevant authorities. The work is divided into five main parts. In the first part we discuss the implementation issue of the integration bus using the example of the IOC. In the next part we talk about the validity of using semantic technologies in order to expand the spectrum of potential implementations. Then we discuss the ontological implementation of the Smart City pattern language which we created, a language which allows for both the saving of requirements and the validation of solutions specified in it. We also present an example of usage, which at the same time serves as a validation of the language in real-life conditions. In the last part we discuss certain aspects of the pattern language and the possible ways to develop research related to it. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Inteligentne miasto; Ontologia; Architektura systemu; Zarządzanie wiedzą; Systemy teleinformatyczne

EN

Smart city; Ontology; System architecture; Knowledge management; Telecommunication systems

• Czasopismo: Przedsiębiorstwo we współczesnej gospodarce - teoria i praktyka
• Rocznik: 2015
• Numer: nr 2-3
• Strony: 83--110

Twórcy

autor

Cezary Orłowski

• Politechnika Gdańska

autor

Tomasz Sitek

• Politechnika Gdańska

autor

Artur Ziółkowski

• Politechnika Gdańska

autor

Paweł Kapłański

• Politechnika Gdańska

autor

Aleksander Orłowski

• Politechnika Gdańska

autor

Witold Pokrzywnicki

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• Alexander C., Ishikawa S., Silverstein M.: (1977). A Pattern Language: Towns, Buildings, Construction (Center for Environmental Structure Series). Oxford University Press.
• Bhowmick A.: (2012). IBM Intelligent Operations Center for Smarter Cities Administration Guide. IBM Corporation, International Technical Support Organization.
• Cognitum (2014). Fluent Editor 2014 - Ontology Editor. Pobrano z lokalizacji: http://www.cognitum.eu/semantics/FluentEditor/ [data dostępu: 5.09.2015].
• Fowler M.: (2003). Patterns of Enterprise Application Architecture. Addison-Wesley.
• Gamma E., Helm R., Johnson R.I., Vlissides J.: (1995). Design patterns: elements of reusable object-oriented software. Boston: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc.
• Glimm B., Horridge M., Parsia B., Patel-Schneider P.F.: (2008). A syntax for rules in OWL 2. R. Hoekstra I P.F. Patel-Schneider (red.), OWLED, volume 529 of CEUR Workshop Proceedings. CEUR-WS.org.
• Goczyła K.: (2011). Ontologie w systemach informatycznych. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT.
• Hitzler P., Krötzsch M., Parsia B., Patel-Schneider P.F., Rudolph S.: (2009). OWL 2 Web Ontology Language Primer. W3C Recommendation. World Wide Web Consortium.
• Horrocks I., Kutz O., Sattler U.: (2006). The even more irresistible sroiq. P. Doherty, J. Mylopoulos i C.A. Welty (red.), KR (57-67). AAAI Press.
• Kahneman D.: (2011). Thinking, fast and slow. New York: Farrar, Straus and Giroux.
• Kuhn T.: (2009). How to Evaluate Controlled Natural Languages. N.E. Fuchs (red.), Pre-Proceedings of the Workshop on Controlled Natural Language (CNL 2009), volume 448 of CEUR Workshop Proceedings. CEUR-WS.
• Meszaros G., Doble J.: (1997). Pattern languages of program design 3. Chapter A. Pattern Language for Pattern Writing (529-574). Boston: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc.
• Musen M., Noy N., Nyulas C., O'Connor M., Redmond T., Tu S., Tudorache T., Vendetti J.: (2010). Protégé. Stanford School of Medicine. Pobrano z lokalizacji: http://protege.stanford.edu [data dostępu: 5.09.2015].
• OMG (2011). Business Process Model and Notation (BPMN), Version 2.0.
• Riehle R.: (2006). Linguistic continuity in software engineering. ACM SIGSOFT Software Engineering Notes, 31(1) (1-5).
• Rozenberg G.: (1997). Handbook of graph grammars and computing by graph transformation: volume I. Foundations. New York: World Scientific Publishing Co. Inc., River Edge.