Event modeling for supporting reasoning of consequences

Abstract

The modeling of events is extremely important in several domains in which the temporal evolution of data supports decision-making, but the representation limitations in the state of the art in conceptual modeling are still a barrier to software application development. Current solutions fail to reconcile behavior expressiveness, reuse, and technological compatibility. This work considers event modeling under the approach of ontologies and focuses on the reasoning to infer the consequences of events. We propose the use of rule description languages to improve traditional ontology reasoning with interpretation capabilities of specific semantics, preserving the utility of current technologies (by not depending on non-analyzable descriptions, either by representational, modeling, or technological choice) while inferring in ways that are not possible with conventional axioms. During this work, we explore solutions compatible with the Semantic Web to represent the behavior of events, resulting in an OWL representation of an event model supported by SHACL-SPARQL inference and consistency check. We demonstrate our proposition by importing the resulting model to a domain ontology of the O&G industry and showing how the event consequences inferred affect a query over the flow of oil.

A modelagem de eventos é extremamente importante em vários domínios nos quais a evolução temporal dos dados apoia a tomada de decisões, mas as limitações de representação no estado da arte em modelagem conceitual ainda são uma barreira para o desenvolvimento de aplicações de software. As soluções atuais falham em reconciliar expressividade comportamental, reutilização e compatibilidade tecnológica. Este trabalho considera a modelagem de eventos sob a abordagem de ontologias e foca no raciocínio para inferir as consequências dos eventos. Propomos o uso de linguagens de descrição de regras para melhorar o raciocínio tradicional de ontologias com capacidades de interpretação de semânticas específicas, preservando a utilidade das tecnologias atuais (ao não depender de descrições não analisáveis, seja por escolha representacional, de modelagem ou tecnológica) enquanto permitindo inferência de maneiras que não são possíveis com axiomas convencionais. Durante este trabalho, exploramos soluções compatíveis com a Web Semântica para representar o comportamento dos eventos, resultando em uma representação OWL de um modelo de eventos suportada por inferência e verificação de consistência usando SHACL-SPARQL. Demonstramos nossa proposta importando o modelo resultante para uma ontologia de domínio da indústria de óleo e gás e mostrando como as consequências inferidas dos eventos afetam uma consulta sobre o fluxo de petróleo.