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Modélisation d’événements composites répétitifs, propriétés et relations temporelles

L3i (Informatique, Image, Interaction) Université de La Rochelle – France contact : cyril.faucher@univ-lr.fr http://l3i.univ-larochelle.fr/Faucher-Cyril.html. Modélisation d’événements composites répétitifs, propriétés et relations temporelles. Soutenance de Thèse 13 décembre 2012

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Modélisation d’événements composites répétitifs, propriétés et relations temporelles

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  1. L3i (Informatique, Image, Interaction) Université de La Rochelle – France contact : cyril.faucher@univ-lr.fr http://l3i.univ-larochelle.fr/Faucher-Cyril.html Modélisation d’événements composites répétitifs, propriétés et relations temporelles Soutenance de Thèse 13 décembre 2012 CyrilFaucher directeur: Jean-YvesLafaye encadrant : Frédéric Bertrand Septembre 2009 – Décembre 2012 Université de La Rochelle EcoleDoctorale S2IM SpécialitéInformatique et Applications PRES Limousin Poitou-Charentes Travauxfinancés par l’AgenceNationale de la Recherche ANR-Contint, projetRelaxMultiMedias 2

  2. Contexte • Proposer un cadre conceptuel et des outils pour modéliser, structurer et manipuler la connaissance concernant des événements culturels, touristiques et sportifs gérés par des agences de presse • Dépêches en texte naturel annonçant des événements : sorties cinéma, théâtres, expositions, etc 2

  3. ProblématiqueGénérale Sources Utilisateur Evénement Saisie Interrogation Visualisation Métamodèle IDM - DSL TAL Dépêches Persistance Interopérabilité Standards/normes

  4. ProblématiqueGénérale • Expressions en intension / extension [Carnap 47] Evénement Temporel Temporel Structurel Structurel Ponctuel 19/11/2012 10:00-12:00 Expression en Extension Répétitif 19/11/2012 10:00-12:00 20/11/2012 10:00-12:00 21/11/2012 10:00-12:00 22/11/2012 10:00-12:00 23/11/2012 10:00-12:00 24/11/2012 10:00-12:00 25/11/2012 10:00-12:00 Le 19ème jour du 11ème mois de la 12ème année du 21ème siècle … Expression en Intension Tous les jours de 10h à 12h sauf le dimanche … Conserver la sémantique de la répétition

  5. Problématique Evénements composites répétitifs 2011 temporel tous les ans en juillet du 12 au 16 juillet 2011 du 11 au 15 juillet 2012 sous-événements structurel

  6. Problématique Relations temporelles entre événements • Raisonnement / Interrogation • L’utilisateur veut connaître : • « Quels sont les musées ouverts le lundi ? » • L’événement a pour propriété temporelle • Relations topologiques/qualitatives entre événements répétitifs • « débute avec » (beginswith), « se déroule pendant » (during), « recouvre » (overlaps) Le musée est ouvert tous les jours de 9h à 18h, sauf le mardi Le musée est ouvert tous les jours de 9h à 18h, sauf le mardi R ouvert le lundi Ouverture de 9h30 à 18h le mardi, le mercredi, le vendredi, le samedi et le dimanche Ouverture de 9h30 à 18h le mardi, le mercredi, le vendredi, le samedi et le dimanche R

  7. ProblématiqueSynthèse • Modéliser des événements • Structure composite, répétition, relations mutuelles • Assurer l’interopérabilité • standards, différentes communautés • Validation structurelle et sémantique des événements • Proposer des concepts pour le raisonnement, l’interrogation • Visualiser des données issues des modèles

  8. Plan 1. Modèles d’événements et de temps existants 2. Métamodèle PTOM (Periodic Temporal Occurrence Metamodel) 3. Relations qualitatives entre événements répétitifs : Allen* 4. Exploitation des modèles d’événements, applications 5. Conclusion et perspectives

  9. 1. Modèles d’événements et de temps existantsEtat de l’Art • Evénements et temps dans les Medias • IPTC : EventsML G2 (aspect temporel fondé sur iCalendar) • Typologie des événements répétitifs [Terenziani 00, 02] • Périodique • Apériodique • pseudo périodique : « une fois par semaine » • intermittent : « régulièrement Tom va courir » • Intervalles non convexes « tous les jours de 10h à 12h » X occurrences 19/11/2012 de 10h à 12h 20/11/2012 de 10h à 12h 21/11/2012 de 10h à 12h

  10. 1. Modèles d’événements et de temps existantsEtat de l’Art • Langue naturelle • Projet OGRE (2006) : itérant et modèle itératif • TAL : période d’accessibilité[Teissèdreet al. 10, Battistelliet al. 10] • Système d’annotation • Expression de la répétition • Référence au calendrier « Le musée est ouvert tous les jours de 9h à 18h, sauf le mardi »

  11. 1. Modèles d’événements et de temps existantsEtat de l’Art • Modélisation orientée objet • Patrons de conception [Fowler 03] • Snapshot, Effectivity, Temporal Object • Profil UML temporel [Cabot et al. 03] • Profil UML d’événement [Olivéet al. 06] • Raisonnement et contraintes temporelles • Logiques Temporelles • Lustre • Profil OMG UML MARTE (Systèmes TR/E) • Modélisation des connaissances : ontologie • Event + OWL-Time [Pan et al. 05] • Event Model F

  12. 1. Modèles d’événements et de temps existantsSynthèse des modèles existants

  13. Plan 1. Modèles d’événements et temporels existants 2. Métamodèle PTOM • Evénements composites et relations sémantiques • Evénements répétitifs 3. Relations qualitatives entre événements répétitifs : Allen* 4. Exploitation des modèles d’événements, applications 5. Conclusion et perspectives

  14. 2. Métamodèle PTOMIngénierie Dirigée par les Modèles (IDM) • Métamodèle • Ensemble de concepts pour modéliser un domaine • Langage Spécifique à un Domaine (DSL) • Métamodèle spécifique à un domaine + une syntaxe concrète • Transformation de modèles Méta-métamodèle Métamodèle B (cible) conforme à Spécification de la transformation Métamodèle A (source) Modèle B Interopérabilité Standards/normes Programme de la transformation Modèle A

  15. 2. Métamodèle PTOMEvénements composites

  16. 2. Métamodèle PTOM • Evénement / Occurrence 2011 2012 instance of instance of Evénement instance of « tous les ans en juillet » temporel est une occurrence de juillet 2011 juillet 2012

  17. 2. Métamodèle PTOMTemporel • ISO 19108 (Information géographique)

  18. 2. Métamodèle PTOMTemporel • Règle de périodicité • Instants périodiques • 5 fois par jour • tous les jours • tous les 1ers jours • tous les 3èmes mois • de chaque siècle • Intervalles périodiques • du 1er jour de chaque mois • au 5ème jour de chaque mois • du 1er jour de chaque mois • au 5ème jour de chaque mois • de juillet à août • + exceptions

  19. 2. Métamodèle PTOMRègle de périodicité (rangs) • Instants périodiques • tous les 1ers jours • tous les 3èmes mois • de chaque siècle • Intervalles périodiques • du 1er jour de chaque mois • au 5ème jour de chaque mois • de juillet à août

  20. 2. Métamodèle PTOMSyntaxe concrète • Texte contrôlé image des modèles de PTOM • Proche du langage naturel • Bidirectionnel • Validation syntaxique et structurelle • Validation sémantique des modèles par ajout de contraintes Grammaire (Xtext)

  21. 2. Métamodèle PTOMModèle de calendrier • Réutilisation du métamodèle d’événements répétitifs pour définir : minute, heure, jour, etc Encapsulation de la sémantique du calendrier Périodicité entre unités Modèle du calendrier Grégorien Chaque élément du modèle de calendrier est un événement qui possède des propriétés temporelles périodiques

  22. Plan 1. Modèles d’événements et temporels existants 2. Métamodèle PTOM 3. Relations qualitatives entre événements répétitifs : Allen* • Relations d’Allen • Relations entre intervalles non convexes • Types de relations étendues : Allen* 4. Exploitation des modèles d’événements, applications 5. Conclusion et perspectives

  23. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsRelations d’Allen • Problématique • S’abstraire de la géométrie au profit de la topologie • Privilégier les relations qualitatives • Relations d’Allen • Définition d’un ensemble de 13 relations de base • Sémantique forte (avant, après, recouvre) • Exhaustives, disjointes deux à deux • Engendrent une algèbre A de 213 relations complexes (par union des relations de base) • Opérations internes dans A : inversion, composition, intersection • Ensemble des relations de base : clos pour l’inversion, non clos pour la composition • Sémantique : les relations de A n’ont pas toutes de sens commun

  24. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsRelations d’Allen • Codage synthétique et opérationnel [G. Ligozat 91] • Structure de treillis (limitée aux relations d’Allen) • Ordre partiel entre les relations de base X [x1 x2] Y 2 0 1 3 4 X overlapsY => (0,2) [y1 y2] 0 1 2 3 4 ∏(1,2) 0 1 2 04 14 24 34 44 ∏(1,1) 13 03 23 02 12 22 02 12 22 ∏(2,1) 01 01 ∏(2,2) 00 00

  25. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsRelations d’Allen • Composition – Table de transitivité d’Allen - déterministe • Ex : d ; M P

  26. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsRelations d’Allen • Composition – Table de transitivité d’Allen - indéterministe • Ex : d ; o p m o b d

  27. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsExtension des relations d’Allen • Généralisation aux intervalles non convexes [Ligozat] • Généralisation à ∏(p,q) • Conservation des propriétés • Adaptée aux événements périodiques (répétition d’intervalles convexes) • Base pour les problèmes de SAT • Exemples en ∏(6,8) X X Code de la relation : (0,1,3,4,12,14) « Garbage » Allen* Y Y Code de la relation : (0,1,4,5,8,9)

  28. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsALLEN* • Allen* - types de relations qualitatives • Contexte : langage naturel • Nombre important de relations possibles • Besoin de nommage • Allen donne une terminologie établie • Réutiliser le vocabulaire d’Allen • Etendre la sémantique d’Allen aux intervalles non convexes • Identifier des abstractions (types de relations) • Union des relations de base entre intervalles non convexes X Y X meets*Y X Overlapped_by*Y X Y

  29. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsALLEN* • Définition de meets* • Contrainte selon le codage de Ligozat • Relation canonique : injection totale • Elément minimal • Elément maximal X X X Y Y Y Min ∏(4,6) Max

  30. 3. Relations qualitatives entre événements répétitifsALLEN* • Non clos pour l’inversion et la composition • Clos pour l’inversion pour p=q • Non disjoint deux à deux - Concomitance • Composition dans Allen* • Définition • Algorithme de calcul • Nécessité de prendre en considération la concomitance X meets*Y X met_by*Y sont conjointement satisfaites X Y

  31. 3. Relations qualitatives entre événementsALLEN* • Intégration dans PTOM Modèle du calendrier Grégorien

  32. Plan 1. Modèles d’événements et temporels existants 2. Métamodèle PTOM 3. Relations qualitatives entre événements répétitifs : Allen* 4. Exploitation des modèles d’événements, applications • Des textes en langage naturel aux modèles PTOM • Interrogation • Visualisation 5. Conclusion et perspectives

  33. PTOM-S RSS Fnac L’Equipe Standard Corpus Appli. SimileExhibit iCalendar EventsML G2 Relaxnews Open Data Relaxnews AFP Appli. Web TKAM Editor 4. Exploitation des modèles d’événements, applications Interopérabilité Transformation STNL APM TAL APM vers PTOM Interrogation SQL PTOM Modsea EMF vers JSON Instanciation Visualisation

  34. 4. ContextePlate-forme RelaxMultiMedias 2 • Chaîne de production d’événements TAL Expressions en langage naturel Modèle de période d’accessibilité Annotation IDM Modèle d’événement iCalendar Texte contrôlé IDM IDM IDM Agendas, interface de visualisation d’événements

  35. 4. Exploitation des modèles d’événements, applications Plate-forme RelaxMultiMedias 2 • Expérimentation • Jeu de données et résultats • http://relaxmultimedia2.univ-lr.fr/ap2tom/benchmark.html TAL Expressions en langage naturel Modèle de période d’accessibilité Annotation 513 expressions Transformation de modèles Validation de la connaissance IDM iCalendar PTOM IDM IDM Texte contrôlé

  36. 4. Exploitation des modèles d’événements, applications Interrogation • Rechercher des événements • Grâce à des expressions temporelles en intension • Requêtes sur des expressions en extension vs en intension (SQL) • Extension vs intension (3,36x + rapide) • Validation de l’hypothèse de départ qui consiste à s’appuyer sur la forme intensionnelle Quels sont les événements ayant lieu de 10h à 19h du lundi au vendredi

  37. 4. Exploitation des modèles d’événements, applications Interrogation paramètres 1010 expressions 18424 expressions résultats « 10h - 19h - JARDIN D’ACCLIMATATION, Paris 16ème. » « De 10h à 19h. » « 10h à 19h du lundi au samedi. » « De 10h à 19h le lundi et le mercredi. » Quels sont les événements ayant lieu de 10h à 19h du lundi au vendredi

  38. 4. Exploitation des modèles d’événements, applicationsVisualisation d’événements • Visualiser des événements possédant des propriétés spatio-temporelles • MODSEA (MOdelDrivenSimileExhibit Application) http://relaxmultimedia2.univ-lr.fr/modsea/

  39. 4. Exploitation des modèles d’événements, applicationsVisualisation d’événements • Visualiser des événements possédant des propriétés spatio-temporelles • Approche IDM pour générer des applications web • Séparation des préoccupations • Composants graphiques • Données • Disposition

  40. 4. Exploitation des modèles d’événements, applicationsVisualisation d’événements • Visualiser des événements possédant des propriétés spatio-temporelles • Approche IDM pour générer des applications web • Séparation des préoccupations • Composants graphiques • Données • Disposition • Construction du métamodèle de composants graphiques • Extraction des propriétés configurables d’une bibliothèque • Composition des modèles après extraction

  41. Plan 1. Modèles d’événements et temporels existants 2. Métamodèle PTOM 3. Relations qualitatives entre événements répétitifs : Allen* 4. Exploitation des modèles d’événements et applications 5. Conclusion et perspectives

  42. 5. Conclusion • Métamodèle pivot d’événements composites répétitifs (PTOM) • Approche objet[Geova(t)’10, CIEL’12] • Syntaxe textuelle (grammaire)[AFADL’10] • Intégration des normes (ISO 19108, EventsML G2)[TSI’12] • Passerelle entre communautés TAL <-> Objet[EKAW’10] • Appariement de concepts • Transformations de modèles • Topologie des relations entre événements répétitifs • Allen* : sous-ensemble de relations exprimables en langage naturel • Définitions • Calcul de la composition

  43. 5. Conclusion • Contribution à la validation sémantique d’expressions temporelles[IDM’11] • Modélisation PTOM et Allen* du calendrier • Exploitation des modèles d’événements et applications • Interopérabilité PTOM <-> Standards (iCalendar)[TSI’12] • Visualisation d’événements spatio-temporels (MODSEA)[IDM’10, TSI’12] • Interrogation (PTOM-S) • Validation sur des exemples réels et académiques • RelaxMultiMedias 2 : plate-forme de gestion de dépêches événementielles [TSI’12] • Réglementation d’activités humaines [JLBS’10]

  44. 5. Perspectives • Raisonnement • Traduction de PTOM vers des logiques de description et des langages de règles • Interface avec des environnements dédiés (logiques temporelles, langages d’horloges et outils SAT) • Interrogation • Réflexion approfondie sur la granularité • Proposition d’algorithmes spécifiques à PTOM et à l’expression intensionnelle • Passage à l’échelle (algorithme de raisonnement) • Elargir à d’autres communautés • Géographie (GDR MAGIS), Droit, Business Process

  45. Publications • Revues internationales et nationales • JLBS 2010Journal of Location Based Services • Faucher C., Tissot C., Lafaye J.Y., Bertrand F., Brosset D., Rouan M., Location- and temporal-based services for nature-society interaction regulation, Special Issue : GeoVA(t) - Geospatialvisualanalytics : focus on time -, Taylor & Francis • TSI 2012Technique et Science Informatiques - RSTI • Faucher C., Bertrand F., Lafaye J.Y., Teyssou D., Bully M., Une approche fondée sur l’IDM pour le développement d’un environnement de production journalistique, numéro spécial sur l’IDM « vers l’usage industriel », Hermès/Lavoisier • Conférences et workshops internationaux • EKAW201017th International Conference on Knowledge Engineering and Knowledge Management • Faucher C., Teissèdre C., Lafaye J.Y., Bertrand F., Temporal Knowledge Acquisition and Modeling • Geova(-t) @ AGILE 2010Geospatial Visual Analytics : Focus on Time • Faucher C., Tissot C., Lafaye J.Y., Bertrand F., Benefits of a periodic temporal model for the simulation of human activities • Conférences nationales • Inforsid 2012(article collectif) • Interopérabilité des Systèmes d’Information : approches dirigées par les modèles, section sur l’interopérabilité des données • IDM 2011 • Faucher C., Chea S., Bertrand F., Lafaye J.-Y., Validation sémantique d’objets à l’aide d’un modèle de référence et de contraintes • AFADL 201010es Journées sur les Approches Formelles dans l’Assistance au Développement de Logiciels • Faucher C., Lafaye J.Y., Bertrand F., Teissèdre C., Modélisation et reformulation d’expressions temporelles extraites de textes en langage naturel • Ateliers avec comité de programme • CIEL 20121ère Conférence en IngénieriE du Logiciel • Faucher C., Lafaye J.-Y., Bertrand F., Modelling composite periodic Events • IDM 2010 (atelier IHM) • Faucher C., Bertrand F., Lafaye J.-Y., Génération d’un métamodèle de composants graphiques à partir de la spécification d’une bibliothèque de composants Web • Articles en cours • Chapitre de livre RIG 2012 (dans le cadre de MAGIS) • Revue ISI (extension d’Inforsid 2012)

  46. L3i (Informatique, Image, Interaction) Université de La Rochelle – France contact : cyril.faucher@univ-lr.fr http://l3i.univ-larochelle.fr/Faucher-Cyril.html Modélisation d’événements composites répétitifs, propriétés et relations temporelles Soutenance de Thèse 13 décembre 2012 CyrilFaucher directeur: Jean-YvesLafaye encadrant : Frédéric Bertrand Septembre 2009 – Décembre 2012 Université de La Rochelle EcoleDoctorale S2IM SpécialitéInformatique et Applications PRES Limousin Poitou-Charentes Travauxfinancés par l’AgenceNationale de la Recherche ANR-Contint, projetRelaxMultiMedias 2

  47. EXTRAS

  48. Modélisation d’événements

  49. 2011 sous-événement périodique (tous les jours à) sous-événements qui sont des concerts

  50. Les propriétés temporelles, i.e. : période d’accès et périodicité d’un événement 2013 2012 2011 2014 Constitution d’agenda pour les journalistes Ces occurrences ne sont pas dans le SGBD Modélisation Interrogation Abstraction en ajoutant une propriété temporelle sur l’événement Archivée En cours Expression en intension vs en extension ALERTES futures occurrences Tous les ans en juillet 07/2011, 07/2012, 07/2013, 07/2014

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