Descripción general

 

Esta tesis integra dos áreas científicas: por una parte la Ingeniería de Tráfico y por otra las Ciencias de Computación.

Dentro de la Ingeniería de Tráfico, 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).

Como se pone de manifiesto en esta tesis, 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.

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.

Varios aspectos describen la problemática actual relativa al acceso y distribución de la información:

• Un gran volumen de información de tráfico se distribuye entre varios sitios web. 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.
• 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.
• 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.

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.

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:

• Construcción de una infraestructura ontológica cuyo dominio queda enmarcado en la información sobre tráfico vial. Las ontologías construidas forman el núcleo principal del trabajo, ya que por una parte, constituyen la ontología de dominio utilizada como soporte en el emparejamiento de servicios, y a su vez, conforman un mecanismo de descripción de los diferentes servicios de información de tráfico, los cuales son especificados mediante las referencias a conceptos descritos en estas ontologías. La infraestructura ontológica creada puede considerarse una base sólida en el desarrollo de un futuro y completo vocabulario semántico a utilizar por las Administraciones de Tráfico.
• Se ha expuesto un marco de trabajo para la conversión de portales Web convencionales de información en Servicios Web Semánticos (SWS) de manera que la información aportada pueda ser almacenada con la adición de significado consiguiendo a su vez, potenciar nuevas capacidades que en un principio no existían.
• 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). En la presente aproximación, se han integrado diferentes aspectos de las metodologías actuales así como aquéllos surgidos de lecciones aprendidas de la experiencia. Este método fue aplicado en la construcción de la infraestructura ontológica creada, y puede servir como guía de desarrollo en construcciones ontológicas similares.
• 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. En este algoritmo de emparejamiento se amplió el rango de grados de similitud, principalmente con la consideración de nuevas relaciones en la taxonomía de la ontología de dominio utilizada como soporte en el emparejamiento. Inclusión del grado fraternal o de hermanos y otra serie de modificaciones.

Se han mostrado una serie de propuestas que permiten crear y manejar servicios web semánticos de información de tráfico vial: nuevo parámetro no funcional, ontología de categorización de servicios de tráfico y elección de factores de medida en la QoS.

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. Haciendo uso del prototipo construido, se ha evaluado y verificado la funcionalidad de todo el conjunto mediante el estudio de las relaciones entre cada uno de los elementos integrantes y los resultados obtenidos.