城市交通信息服务的本体建模与应用研究

论文摘要

目前,全世界交通需求日益增加,立足公众多样化的交通需求,综合利用各类交通信息,为公众出行提供随时随地全方位的交通信息服务是近年发展的主要方向,交通信息服务的核心技术从面向管理者的应用逐渐走向面向业务和服务。面临城市交通拥挤、事故频发和环境污染等问题,20世纪80年代,智能交通系统(ITS)应运而生。从整体上看,智能交通系统(ITS)是由一系列既相对独立又协作工作的分系统组成。ITS整体效益的发挥,很大程度上依赖于这些分系统的协调与整合。但是,系统间的知识共享和集成必须建立在对知识的共同理解的基础上,所以,在集成的过程中要解决系统间的语义失配问题,也就是智能交通系统在语义层次的集成问题。本体论(Ontology)作为描述概念层次结构和语义模型的新方法,是解决知识交互、共享和重用的一个有效方法。本体具有良好的概念层次结构和对逻辑推理的支持,通过对概念的严格定义和概念之间的关系来确定概念精确含义,表示共同认可的、可共享的知识,在知识层提供知识共享和重用。本体的本质就是领域知识的共享和复用。标准化和形式化的领域本体为信息系统之间的互操作提供很好的解决方案,自被提出来就在很多领域得到了广泛的应用和研究。本文以城市交通为研究和应用背景,建立城市交通信息服务本体。首先通过对城市交通系统特征的分析,从技术系统角度利用基于本体生命周期的方法构建出城市交通信息服务领域本体。然后,根据公众的交通信息服务需求设计出服务情景,在领域本体的基础上,利用服务蓝图建立服务流程,从而建立起城市交通信息服务本体。最后,把所构建的本体应用于城市交通信息服务管理与整合平台之中,实现了服务功能的语义描述,使得通过该整合平台连接的应用系统的资源可以统一表达,从而实现了城市交通信息服务的智能检索,为公众的出行提供了更全面、及时、有效的城市交通信息服务。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 本体建模的研究现状
• 1.2.2 本体建模的应用现状
• 1.3 研究内容与方法
• 1.3.1 研究内容与框架
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 论文主要创新点
• 2 相关理论
• 2.1 本体
• 2.1.1 本体的基本概念
• 2.1.2 本体模型的基本结构
• 2.1.3 OWL描述语言
• 2.2 本体构建
• 2.2.1 本体构建方法
• 2.2.2 本体构建工具
• 3 面向服务的多层次本体构建方法
• 3.1 本体、服务建模与企业建模
• 3.1.1 本体与企业建模
• 3.1.2 本体与服务建模
• 3.2 面向服务的多层次本体构建方法
• 4 城市交通信息服务领域本体的构建
• 4.1 城市交通系统特征分析
• 4.1.1 城市交通系统耦合性分析
• 4.1.2 城市交通系统的构成分析
• 4.2 领域本体构建原则
• 4.3 领域本体的构建方法论
• 4.3.1 基于本体生命周期的方法
• 4.3.2 基于本体生命周期的本体构建方法的特点
• 4.4 需求分析与制定计划
• 4.5 城市交通信息服务领域本体的构建
• 4.5.1 领域信息的收集与分析
• 4.5.2 重点概念和关系的确立
• 4.5.3 利用 Protégé构建本体
• 4.5.4 本体实例添加
• 4.5.5 本体的演化
• 5 城市交通信息服务本体的构建
• 5.1 交通信息服务分析
• 5.1.1 交通信息服务概念界定
• 5.1.2 交通信息服务需求调查
• 5.1.3 交通信息服务需求分析
• 5.2 服务情景的设计
• 5.2.1 情景要素的确定
• 5.2.2 服务情景的设计
• 5.3 服务流程的设计
• 5.3.1 服务流程设计工具的选择
• 5.3.2 服务蓝图的构成与建立过程
• 5.3.3 城市交通出行服务流程的建立
• 5.4 服务本体的分析与构建
• 5.4.1 服务本体的分析
• 5.4.2 城市交通信息服务本体的构建
• 6 本体在城市交通信息服务管理与整合平台中的应用
• 6.1 项目背景
• 6.2 本体在城市交通出行信息服务管理与整合平台中的作用
• 6.2.1 平台总体架构介绍
• 6.2.2 本体在城市交通出行信息服务管理与整合平台中的作用
• 6.3 本体在城市交通出行信息服务管理与整合平台的应用示例
• 6.3.1 城市交通出行综合服务网站介绍
• 6.3.2 城市交通出行信息服务的发布
• 6.3.3 本体的应用过程示例
• 7 结论
• 7.1 全文工作总结
• 7.2 进一步工作展望
• 参考文献
• 附录 A
• 作者简历
• 学位论文数据集