2.3.1 Enjeux liés à notre travail
Afin de pouvoir partager des informations entre les différents acteurs de la ville
(données des capteurs, objets physiques, etc.), une nomenclature doit être adoptée
par tous pour que les acteurs se comprennent.
Prenons l’exemple de capteurs de température qui sont déployés par deux acteurs
différents dans la ville. Tout deux ont leurs propres applications qui utilisent leurs
mesures des capteurs. Pour décrire les mesures de ses capteurs, le premier acteur
utilise un attribut “temp = xx c” (xx = un nombre quelconque), au sein de l’API
utilisée par ses applications, alors que le second a défini un attribut “heat = xx
Celsius”.
Lorsque ces deux applications veulent partager les données de leurs capteurs et
ainsi permettre à leurs applications d’utiliser les données de l’autre, cette description
unilatérale des mesures de capteurs est handicapante. les applications devront être
ré-écrites afin qu’elles tiennent compte de la nomenclature adoptée par l’autre. Ces
acteurs doivent ainsi se mettre d’accord sur une nomenclature commune pour
dé-crire les mesures de leurs capteurs : c’est le rôle principal des modèles sémantiques,
promouvoir l’interopérabilité.
Dans le contexte d’une plateforme partagée, cette nomenclature permet ainsi aux
acteurs présents de pouvoir aisément utiliser les capteurs et actionneurs des autres.
De plus, cela permet à un nouvel acteur de la ville de pouvoir s’intégrer rapidement
à la plateforme puisqu’il n’a qu’à utiliser cette nomenclature pour pouvoir utiliser
les différents capteurs et actionneurs présents.
Les ontologies permettent de décrire cette nomenclature comme nous allons le
voir dans la section suivante.
2.3.2 Ontologies
2.3.2.1 Définition
Les ontologies permettent de définir des modèles sémantiques qui, dans le
contexte de l’informatique, représentent les connaissances d’un domaine. Une
on-tologie est définie [68] comme un ensemble de termes décrivant la signification
des concepts d’un domaine particulier ainsi que leurs relations. L’ensemble de ces
concepts décrits est appelé un vocabulaire.
Il existe des ontologies dans différents domaines, par exemple en biologie pour
décrire des génomes [17] ou dans le domaine de la géographie pour décrire des
espaces géographiques [55]. Les ontologies permettent de décrire à différents niveaux
de granularité les connaissances d’un domaine. Par exemple, il peut exister plusieurs
ontologies visant à décrire des espaces physiques où chacune d’entre elles définit à
un certain niveau de détails ce qu’est un espace physique (une pièce, une ville, une
maison, etc.).
Un domaine de recherche appelé l’alignement d’ontologies s’intéresse à cette
problématique liée à la multiplication des ontologies décrivant le même domaine.
L’alignement d’ontologies vise à lier des ontologies entre elles en fonction de leur
point commun [154].
Des ontologies existent également dans le domaine de l’internet des objets, par
exemple, pour décrire les devices, et à un niveau de granularité plus fin les capteurs
et actionneurs ainsi que les mesures qu’ils effectuent. Nous verrons que certaines
vincent@email.fr
jean-ni@email.com
Vincent
Jean-Nicolas
foaf :knows
foaf :knows
foaf :mbox
foaf :mbox
foaf :name
foaf :name
http ://www.example.fr/id/Jean-Nicolas
http ://www.example.fr/Vincent
Figure 2.12 – Exemple d’une ontologie appliquée à deux personnes qui se
connaissent décrivant également leur adresse mail et leur nom.
plateformes que nous avons étudiées (cf. section 3.2) s’appuient sur des
ontolo-gies existantes dans l’internet des objets pour ajouter des méta-données au modèle
qu’elles proposent.
2.3.2.2 Conception et utilisation des ontologies
Les ontologies sont exprimées sous la forme de triplets < sujet, prédicat, objet
>. Nous décrivons un exemple d’utilisation d’une ontologie en figure 2.12. Il s’agit
de l’application d’une ontologie pour représenter les caractéristiques (email et nom)
de deux personnes qui se connaissent. Les nœuds qui ont une flèche sortante sont
des sujets, les flèches sont des prédicats et les objets sont les nœuds qui possèdent
une flèche entrante (un nœud peut être sujet et objet).
L’ontologie utilisée est FOAF [54] qui comporte comme vocabulaire “knows”,
“mbox”, “name” et bien d’autres noms que nous n’utilisons pas ici. L’application de
cette ontologie permet de décrire des liens existants entre des personnes. Ici, les deux
personnes ont un URI qui permet de les identifier et qui sert de base pour décrire
leurs caractéristiques.
Tout comme il existe des URIs et URLs pour identifier et localiser des documents
sur le web, il existe également des URIs pour identifier des concepts présents au sein
des ontologies (ici, “example.com/...”). Il s’agit d’un des fondements de ce qui est
appelé le web sémantique [24] où les notions présentes dans le web sont transposées
au domaine des ontologies.
La conception et l’utilisation d’ontologies sont des domaines de recherche à part
entière. Il existe des langages plus ou moins expressifs (RDF [103], OWL [21], etc.)
pour décrire des ontologies. Divers organismes de standardisation (IEEE, W3C,
etc.) tendent à proposer des ontologies (SUMO [119], SSN [40], etc.). au travers de
groupes de travail qu’ils ont créés. De même, il existe une multitude de formats
de sérialisation pour utiliser des ontologies (XML [31], Turtle [36], N3 [23]) ainsi
que des outils permettant de les stocker (triple-store) et de les exploiter (moteur
d’inférence).
Nous verrons que les choix que nous avons effectués dans notre travail permettent
l’utilisation d’ontologies pour décrire la sémantique de nos modèles (cf. section5.5.3).
État de l’art
Comme nous l’avons décrit dans le premier chapitre, il existe de multiples
défi-nitions de la ville intelligente.
Selon nous, une ville n’est pas considérée intelligente lorsque les différents acteurs
de la ville ont le monopole exclusif de leurs capteurs et actionneurs, qui se traduit
par ce que nous appelons des solutions verticales dans la ville. Après avoir choisi
un échantillon des domaines d’applications existants dans la ville, nous décrivons en
section3.1 des solutions verticales proposées dans la ville.
De notre point de vue, une ville est intelligente lorsque les différents acteurs
de la ville partagent les données de leurs capteurs l’accès à leurs actionneurs. Ce
partage peut s’effectuer au travers d’une plateforme. Ainsi, nous décrivons ce qu’est
une plateforme ce qu’elle apporte (cf. section 3.2). Puis, en utilisant des points de
comparaison que nous définissons, nous décrivons un échantillon de plateformes qui
sont opérationnelles ainsi que celles qui, à un stade moins avancé, ont été proposées
mais ne sont pas encore déployées.
A l’aide ces divers points de comparaison, nous dressons en section3.3un résumé
de ce qui manque aux plateformes actuelles. Ainsi, cela nous permet d’introduire le
travail réalisé dans cette thèse.
Sommaire
3.1 Solutions verticales proposées dans la ville . . . . 24
3.1.1 Domaines d’application liés à ces solutions verticales . . . . . 24
3.1.2 Des solutions verticales à une plateforme horizontale . . . . . 25
3.2 Plateformes pour l’internet des objets et la ville intelligente 26
Dans le document
Modèles partagés et infrastructures ouverte pour l'internet des objets de la ville Intelligente
(Page 29-33)