О подходе к обеспечению транзитивности свойств в веб-онтологиях

Статья посвящена проблемам представления знаний в виде веб-онтологий. Актуальность исследования обусловлена двумя факторами. С одной стороны, в рамках развития концепции семантического веба за последние годы создано большое число OWL-онтологий и RDF-наборов данных. С другой стороны, язык OWL имеет ряд ограничений, которые не всегда позволяют представить знания предметной области адекватно. Например, SPARQL-запросы, использующие транзитивные свойства языка OWL, могут создавать своего рода «петли» и возвращать некорректную информацию. В данной статье показано, что в некоторых случаях предпочтительно отказаться от использования транзитивности свойств в онтологии, и предложен алгоритм обхода связанных сущностей, позволяющий решить проблему «петель». В качестве примера, иллюстрирующего эту проблему, рассматривается веб-приложение «Направления подготовки высшего образования РФ». Приложение разработано на основе RDF-набора данных, который содержит информацию из официальных открытых документов Министерства образования и науки РФ за период с 2001 года до наших дней о научных специальностях, направлениях подготовки бакалавров, магистров и аспирантов, специальностях высшего образования РФ. Для установления соответствия между специальностями, действующими в РФ в разные годы, в RDF-наборе данных используется транзитивное свойство equalsTo. Хотя разработанный алгоритм сформулирован и использован в терминах конкретной предметной области для решения проблемы отдельного приложения, он достаточно универсален и может быть применен веб-разработчиками для решения проблемы транзитивности в RDF-наборах данных других предметных областей.

1. Антониоу Г., Грос П., Хармелен ван Ф., Хоекстра Р. Семантический веб. М: ДМК Пресс; 2016. 240 с.

2. Linked Data Glossary. W3C Working Group Note 27 June 2013. Доступно по: http://www.w3.org/TR/2013/NOTE-ld-glossary-20130627/#ontology (дата обращения 01.11.2022).

3. Guarino N., Musen M. Applied ontology: The next decade begins Applied Ontology. 2015;10(1):1–4.

4. Верещак Г.А. Коробкин Д.М. Фоменков С.А. Фоменкова М.А. Колесников С.Г. Метод формирования онтологии предметной области «Патентное представление технических систем» для поиска инновационных технических решений. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2020;8(4). Доступно по: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=853. DOI: 10.26102/2310-6018/2020.31.4.007 (дата обращения 01.11.2022).

5. Пономарев А.В. Онтология для описания приложений, использующих элементы крауд-вычислений. Кибернетика и программирование. 2018;3:25–37.

6. Сытник А.А., Шульга Т.Э., Данилов Н.А. Онтология предметной области «Удобство использования программного обеспечения». Труды института системного программирования РАН. 2018;30(2):195–214.

7. Shulga T., Sytnik, A., Kumova, S., Isaev, D. Web service for the dissertation opponents selection based on ontological approach. CEUR Workshop Proceedings. 2019;2413:145–151.

8. Kelle Pereira, Crystiam & Siqueira, Sean & Pereira Nunes, Bernardo & Dietze, Stefan. Linked data in Education: a survey and a synthesis of actual research and future challenges. IEEE Transactions on Learning Technologies. 2017:1–1. DOI: 10.1109/TLT.2017.2787659. Доступно по: https://www.researchgate.net/publication/322089442_Linked_Data_in_Education_A_Survey_and_a_Synthesis_of_Actual_Research_and_Future_Challengesv (дата обращения 01.11.2022).

9. Fionda, Valeria & Pirrò, Giuseppe & Consens, Mariano. (2019). Querying knowledge graphs with extended property paths. Semantic Web. 10:1–42. DOI 10.3233/SW-190365. Доступно по: https://www.semantic-web-journal.net/system/files/swj1899.pdf (дата обращения 01.11.2022).

10. Сытник А.А., Шульга Т.Э., Шульга И.И. О проблемах представления данных высшего образования и науки Российской Федерации с использованием технологий семантического веба. Информатизация образования и науки. 2020;2(46):15–29.

11. Приказ Министерства Образования Российской Федерации от 4 декабря 2003 г. N 4482 «О применении общероссийского классификатора специальностей по образованию» Доступно по: https://www.vyatsu.ru/uploads/file/1403/prikaz_minobrazovaniya_rossii_perehodnik_okso.pdf (дата обращения 01.11.2022).

12. Шульга Т.Э., Пантелеева Е.Е. Приложение «Направления подготовки высшего образования РФ». Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020663366 от 10.11.2020.

13. Онтология «Специальности» в открытом словаре связанных данных LOV. Доступно по: https://lov.linkeddata.es/dataset/lov/vocabs/losp (дата обращения 01.11.2022).