Профессиональные справочные системы
для специалистов строительной отрасли

ПНСТ 441-2020
(ИСО/МЭК 21972:2020)



ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационные технологии

УМНЫЙ ГОРОД

Онтология верхнего уровня для показателей умного города

Information technology. Smart city. An upper level ontology for smart city indicators



ОКС 13.020.20

         35.240

Срок действия с 2021-01-01
до 2024-01-01



Предисловие

     

1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт сертификации" (АО "ВНИИС") и Акционерным обществом "Российская венчурная компания" (АО "РВК") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 194 "Кибер-физические системы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 августа 2020 г. N 50-пнст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО/МЭК 21972:2020* "Информационные технологии. Онтология верхнего уровня для показателей умного города" (ISO/IEC 21972:2020 "Information technology - An upper level ontology for smart city indicators", MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом**. Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", 2 "Нормативные ссылки", 3 "Термины и определения" и приложении ДА приводятся обычным шрифтом, отмеченные в разделе "Предисловие" знаком "**" и остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечания изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) не несет ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011** (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 121205 Москва, Инновационный центр Сколково, ул.Нобеля, д.1, e-mail: info@tc194.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии: 109074 Москва, Китайгородский проезд, д.7, стр.1.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение


Как отмечал Уильям Кельвин, невозможно управлять тем, что не измеряется [1]. Решения умных городов должны приниматься на основе точно определенных и измеренных показателей. При использовании ИКТ в принятии решений умного города модели цифровых данных должны точно отражать то, что они представляют, и способ их измерения. Настоящий стандарт определяет модель данных для определений показателей города. Модель данных определена с использованием языка описания онтологий для семантической паутины (OWL). На рисунке 1 представлены два варианта предполагаемого использования настоящего стандарта.

     Рисунок 1 - Варианты предлагаемого использования настоящего стандарта


На рисунке 1а) показано определение показателя, которое используется для автоматизации расчета значения показателя. Определение показателя и данные о городе вводятся в приложение расчета, независимое от показателя, которое использует указанное определение для выбора данных о городе, необходимых для расчета. Такой подход позволяет создать приложение для расчета показателей, которое не запрограммировано для определенного набора показателей. На рисунке 1b) показана система диагностики, которая использует определение показателя для определения причины отклонений значений показателя в зависимости от места или времени. Для определения причин отклонений в системе диагностики должна быть предоставлена информация, какие данные выбраны, и как они объединены.

Тенденцией развития города является принятие решений на основе данных.

ГОСТ Р ИСО 37120 предоставляет набор показателей для измерения эффективности городских услуг и качества жизни по 17 областям, включая образование, финансы, жилье, транспорт и окружающую среду.

Определения показателей предоставляются на естественном языке, а не на формальном машиночитаемом языке. Определение интерпретируется пользователем на основе своего понимания языка и среды проживания (например, в зависимости от определения терминов конкретным городом).

Так, термин "соотношение обучающихся и учителей" введен в [2]. Далее термин был расширен Всемирным банком путем указания того, что числителем является "число обучающихся", а знаменателем - "число учителей". Возникают вопросы, "обучающийся" имеет очную или заочную форму обучения? Включаются ли в понятие обучающийся с особыми потребностями и обучающиеся детского сада? Также сложно сравнить показатель для одного города во времени, если определение обучающегося меняется. Например, сегодня в систему образования входят обучающиеся с особыми потребностями, но 30 лет назад они, возможно, не были учтены. Без более точного определения терминов трудно сравнивать показатели по городам, где каждый город проводит собственную интерпретацию терминов, или по временной шкале при изменении определений.

Определение и документирование показателей могут быть расширены, как это сделано в ГОСТ Р ИСО 37120 для определения соотношения обучающихся и учителей. Согласно ГОСТ Р ИСО 37120, соотношение обучающихся и учителей в сфере начального образования рассчитывается делением количества зачисленных в начальную школу обучающихся (числитель) на количество полных штатных единиц учителей начальной школы (знаменатель). В результате определяется количество обучающихся на одного учителя. Частные учебные заведения при расчете соотношения обучающихся и учителей не учитываются. Обучающиеся по очно-заочной форме учитываются как обучающиеся по очной форме, то есть обучающийся, который присутствует в учебном заведении полдня, учитывается как обучающийся полный день. Если город в отчете представляет данные в эквиваленте зачисленных на очное отделение (согласно которому двое обучающихся очно-заочного отделения приравниваются к одному учащемуся очного отделения), то это должно быть указано. К числу учителей и прочего преподавательского персонала (например, ассистентов учителей, консультантов по профориентации) не должны относиться администраторы или прочий не преподавательский персонал. Преподаватели и персонал детских садов или дошкольных образовательных учреждений не учитываются. Количество учителей рассчитывается с шагом в одну пятую; например, учителя, работающего один день в неделю, следует учитывать как 0,2 учителя, а учителя, работающего три дня в неделю, следует учитывать как 0,6 учителя.

Указанное определение соотношения обучающихся и учителей однозначно решает некоторые вопросы, поднятые выше. Тем не менее, всегда будет разрыв между фактическим значением показателя города и используемыми для его измерения источниками данных и процессами. Это происходит, поскольку значение показателя записывается в машиночитаемой форме (например, в базе данных или в семантической паутине), а источники и процессы измерения находятся в наборах данных и документах, которые недоступны или доступны только для чтения человеком. Результатом является запись значений показателя без понимания того, что они на самом деле измеряют, и как были измерены.

Целью настоящего стандарта является поддержка точной и однозначной спецификации определений показателей с использованием технологии онтологий [3], реализованной в семантической паутине [4]. Это обеспечит:

- компьютерное представление точных определений, что уменьшит неоднозначность интерпретаций;

- вывод показателей из области человеческого восприятия в компьютерную область, где для анализа и интерпретации данных могут использоваться технологии больших данных, программное обеспечение с открытым исходным кодом, мобильные приложения и т.д.;

- семантическую совместимость, а именно возможность доступа, понимания, объединения и использования показателей из наборов данных, распространенных по семантической паутине;

- публикацию определений показателей, значений показателей и их вспомогательных данных с использованием стандартов семантической паутины и онтологии;

- разработку приложений расчета, независимых от показателей;

- автоматическое обнаружение несогласованности данных показателя и основных причин отклонений.

Без однозначной семантики определений показателей не может быть выполнен анализ согласованности. Без определения согласованности отсутствует возможность проверки любых сравнений на основе показателей.

Настоящий стандарт представляет онтологию верхнего уровня для показателей (IULO). IULO предоставляет понятия и свойства для представления базовой структуры определений показателей (см. раздел 6). Настоящий стандарт не определяет понятия для отдельных секторов, таких как образование, финансы, жилье и т.д.

IULO разработана для передачи значения данных. IULO не предоставляет понятия для описания метаданных показателей, например, достоверности и происхождения данных.

IULO не заменяет существующие модели данных. Путем сопоставления локальной модели с IULO может быть достигнута семантическая совместимость данных.

IULO позволяет представлять объединенный уровень показателя, например, для районов, деревень, городов, штатов/провинций и/или стран. IULO позволяет представлять любой показатель.

Настоящий стандарт предназначен для организаций, которые определяют показатели, для организаций ИКТ, которые предоставляют услуги городам, округам и странам и управляют полученными данными, а также для разработчиков ИКТ и открытых данных.

     1 Область применения


Настоящий стандарт определяет онтологию верхнего уровня для показателей (IULO), которая позволяет представлять определения показателей и данные для их получения. IULO включает:

- классы (например, Indicator (показатель), Population (население), Cardinality (кардинальное число);

- свойства, которые связывают классы (например, cardinality_of (кардинальное число), parameter_of_var (параметр переменной)).

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р ИСО 37120 Устойчивое развитие сообщества. Показатели городских услуг и качества жизни

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения


В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 37120, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 кардинальное число (cardinality): Количество элементов в наборе.

3.2 описательная логика; DL (description logic, DL): Семейство формальных языков представления знаний, которые имеют выразительные возможности, большие по сравнению с логикой высказываний, но меньшие по сравнению с логикой первого порядка.

3.3 манчестерский синтаксис (manchester syntax): Удобный компактный синтаксис для онтологий OWL 2.

Примечание - Синтаксис основан на фрейме (в отличие от других синтаксисов для OWL 2, основанных на аксиомах). Коллекция информации о классе или свойстве представляется в одной большой синтаксической конструкции, в отличие от разделения на ряд атомарных блоков (как в описательной логике) или разделения на триплеты (как в графах RDF для OWL).

3.4 пространство имен (namespace): Коллекция имен, идентифицируемых ссылкой URI, которые используются в XML-документах в качестве имен элементов и имен атрибутов.

3.5 онтология (ontology): Формальное представление явлений области обсуждения с помощью базового словаря, включающего определения и аксиомы, которое делает предполагаемое значение однозначным и описывает явления и их взаимосвязи.

3.6 язык веб-онтологии OWL 2 (OWL 2 Web Ontology Language): Язык описания онтологий для семантической паутины (3.8) с формально определенным значением.

Примечание - Онтологии OWL 2 определяют классы, свойства, индивидов и значения данных и хранятся в виде семантических веб-документов.

3.7

измеримая величина (measurable quantity): Свойство явления, тела или вещества, которое может быть различимо качественно и определено количественно.

[ГОСТ ISO 17511-2011, пункт 3.16]

3.8 семантическая паутина (semantic web): Сеть связанных данных с точки зрения W3C.

Примечание - Технологии семантической паутины обеспечивают создание хранилищ данных в сети, разработку словарей и правил для обработки данных.

3.9 единица измерения (unit of measure): Размерная характеристика величины, определенная и принятая соглашением и/или законом.

     4 Сокращения и обозначения


В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

Доступ к полной версии документа ограничен
Этот документ доступен в системах «Техэксперт» и «Кодекс».