Návrhový přístup k modelování rozhraní API sjednocených služeb pro sémantickou interoperabilitu aplikací vozidel napříč podniky

Abstract

Automobilový průmysl je složitá, ale propojená síť nebo ekosystém vysoce vzájemně závislých subsystémů. V poslední době se objevily složitější automobilové služby, jako je autonomní řízení, komunikace mezi vozidly (V2X) a IoT v automobilech. To vedlo k tomu, že v automobilovém průmyslu spolupracovalo více rámců. V důsledku toho nyní mnoho funkcí běží paralelně na palubních systémech vozidla, podporovaných komplexními softwarovými platformami ECU. Všechny tyto funkce jsou založeny na datech, ať už se jedná o data ze senzorů, uživatelské profily, dopravní přenosy nebo zprávy mezi vozidly od ostatních vozidel. Klíč k úspěchu při zprovozňování tak složitého ekosystému však spočívá v organizovaném a efektivním přístupu k datům API heterogenních rámců služeb pro vozidla. Koordinace služeb mezi různými rámci v oblasti použití vozidel a podpora horizontální integrace by mohly vést k rozšířeným a komplexnějším funkcím v automobilovém průmyslu a otevřít nové možnosti.

Interoperabilita obvykle odkazuje na schopnost, která závisí na pochopení kompatibility mezi rozhraními různých aplikací. Nekompatibilita mezi specifickými artefakty různých modelů služeb vozidel způsobuje překážky sémantické interoperability mezi modely rozhraní API služeb. Vzhledem k tomu, že neexistuje jednotná, obecná šablona popisu API služeb pro vozidla, je zdrojem sporu to, že poskytovatelé služeb třetích stran musí před zavedením služby vždy zkontrolovat, zda jsou klienti nebo spotřebitelé služeb na druhé straně komunikačního spojení kompatibilní s rozhraním API dané služby. Z hlediska modelování je jedním z klíčových prvků, které je třeba vzít v úvahu pro efektivní spolupráci mezi službami mezi různými podniky, korelace sémantických dat API nezávislá na platformě na úrovni modelu pomocí ontologií, aby se usnadnila holistická a smysluplná výměna dat API mezi heterogenními modely API v doméně vozidel.

Aby byly služby vozidla přístupné a vzájemně kompatibilní, musí být specifikovány pomocí standardizovaných, obecných šablon sémantických specifikací. Tato výzkumná studie navrhuje různé příspěvky, inspirované pracemi založenými na standardech W3C, jako jsou WSMO a WSDL v doméně sémantického webu. Tato výzkumná studie navrhuje nový přístup k návrhu pro specifikaci sémantických dat API služeb vozidel ve formě jednotné, platformově agnostické, doménově specifické, generické ontologické šablony. Obecná šablona ontologie rozhraní API je vyjádřena v abstraktním syntaktickém stromu výhradně na základě sémantických vlastností bez ohledu na specifika platformy. Transparentnost sémantických dat API mezi komunikačními partnery je zajištěna takovou obecnou šablonou ontologie API. Aby bylo možné implementovat výše navrhovaný nový přístup k návrhu směrem k sémantické interoperabilitě modelů API služeb napříč rámci vozidel a automatizovat generování šablony sémantické specifikace jednotného rozhraní API služeb vozidel, je popsán a demonstrován poloautomatizovaný zásuvný modul založený na rozhraní OWL API s využitím různých existujících, typických reálných průmyslových případových studií založených na modelech API rámců služeb vozidel.

Mediátor ontologie nezávislý na platformě je definován jako součást přístupu k návrhu, aby byla zajištěna sémantická interoperabilita mezi sémanticky ekvivalentními, ale syntakticky odlišnými koncepty různých rámců služeb vozidel, ontologických modelů API. Navrhovaný ontologický mediátor může účinně sloužit jako lepidlo mezi různými koncepty ontologií API služeb heterogenních rámců, a to na základě identifikovaných synergií v sémantických vlastnostech. Tato výzkumná studie navrhuje empirický přístup k hodnocení a validaci ontologií API služeb vozidel pomocí metrik sémantické kvality a prahových hodnot metrik k určení jejich úplnosti, užitečnosti a hloubky sémantického zarovnání.