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Page 1: ERTMS Solutions - Semantic Railways Presentation October 2016

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The Fast Track to ERTMSGMS / ODASE in GMS

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• Presentation of ontologies

• Summary of POC objectives

• Presentation of POC

• Next steps discussion

Agenda

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Semantic Railways

New business line at ERTMS Solutions since 20/12/2015

One first customer = Siemens for INFRABEL ETCS2 maintenance system – Ontologies POC

Three pillars- ODASE: a proven-in-use software platform to deploy ontologies- A reusable existing railway ontology- A methodology: ontology-based software integration

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Ontology = Executable Business Model

• Formal– Machine processable

• Understandable by Business and IT experts– Consensual knowledge, shared by all stakeholders

• Explicit specification, using the vocabulary of the Business – Concept Person, Man, Woman, Organization, Country...– Properties Date of birth, Gender...– Axioms Man and Woman are disjoint concepts– Rules A young driver is a driver whose age is under 25

• Based on formal logic - Reasoning- If (X brother of Y) and (Y parent of Z) then (X uncle of Z)

• Independent of any implementation technology (COBOL, Java...)

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3 Dimensions, 3 standards

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Test, Explain, Change... Early

Mai

nstr

eam

ODASE

“What”

Defined

Tested

Explained

Understood

Validated

before programming

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The Tools & Platform to build Ontology-Centric Systems

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Case #1 – AVIVA

• Direct sales insurance, multi-channels (web, comparators, call center)• Trigger: extreme agility required by comparators• Ontology = products, bundles, rating, scoring, risk acceptance, dynamic UI • Digital transformation phase 1: keep what doesn't change (accounting)• Semantic integration with mainframe (IBM, COBOL, DB2, MQ)• Result: sales doubled in 2 years

Changes in 1 dayNot in 3 months

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Ontology = Business Definition

• Ontology = Comprehensive Model of Car Insuranceo 208 concepts (defining the vocabulary)o 598 concepts properties (attributes, relations)o 607 rules

‒ 70% = Business definition‒ 30% = Integration (AS/400 legacy)

• Ontologistso Two COBOL programmers, trained in 8 weeks to become ontologistso Finding: easier to learn ontologies (logic, set theory) than Java (OOP)

Concise

Complete

Validated

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Metric (Railways Traffic Management example)

65 Rules87 Concepts

Dramatic impact in terms of cost, quality, flexibility and time

130 000 LOC(Forte)

4 623 LOC(Java)

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Summary of initial POC objectives

• Ontology expert service days – 20 days

• Scope- INPUT

o INFRABEL GMS 300 requirementso GMS data sources + data dictionnaryo INFRABEL top 3 user stories

- OUTPUTo Draft GMS ontology (OWL concepts + SWRL rules)o Live demonstration

• Executable example with user stories• Demonstration of root cause analysis• Demonstration of evolutivity: live rule change +

recalculation/effect• Demonstration of integration (e.g. SQL schema

generation to support Siemens GMS DB design)

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• Presentation of POC - architecture

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• Presentation of POC - metrics

• GMS Ontologyo 80 conceptso 90 propertieso 70 rules

• 35 business• 19 data integration, • 18 User Interface• (720 LOCS total)

• Plumbing LOCSo 1200 LOCS Javao 370 LOCS Javascripto 40 LOCS HTML

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• Presentation of POC – GSM OntologyTrack objects

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• Presentation of POC – GSM OntologyLog events

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• Presentation of POC – GSM OntologyMessages and alarms

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• Presentation of POC – GSM OntologyPeriods

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• Presentation of POC – visual overview

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Short term: 4 months – 1/6/2016 30/9/2016

User stories – implement the most relevant

• Un système d’alimentation électrique défaillant cause la perte de communication avec des objets d’interlocking comme des circuits de voie ou des aiguillages. On a d’un côté une alarme donnée par le système d’alimentation et de l’autre une alarme au niveau interlocking. Déduire que le problème est uniquement côté alimentation, supprimer l’alarme Interlocking

• Deux systèmes s’échangent des informations (e.g. des autorisations de blocage de sens), celui qui doit les recevoir ne les reçoit pas. En vérifiant le côté émetteur, on peut facilement voir si l’information est émise. Si elle est bien émise, on peut en conclure que l’information est perdue entre les deux.

• Un aiguillage subit des pertes de contrôle, si on a des informations sur le circuit de voie qui lui est lié (home track-circuit), on peut en déduire que le problème survient au passage d’un train ou non. Avec des informations sur le numéro de train, on peut en déduire si tous les trains posent le problème de dé-contrôle ou si ce sont seulement ceux qui font un certain tonnage ou une certaine longueur. L’information sur le train peut venir de l’EBP ou de l’A173.

• On mesure les temps d’occupation des circuits de voie. Un temps d’occupation trop court caractérise généralement un problème sauf si l’occupation est causée par un train court et rapide. Cette information peut être connue si on connait le numéro de train via l’EBP.

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Implemented user stories details

• Un système d’alimentation électrique défaillant cause la perte de communication avec des objets d’interlocking comme des circuits de voie ou des aiguillages. On a d’un côté une alarme donnée par le système d’alimentation et de l’autre une alarme au niveau interlocking. Déduire que le problème est uniquement côté alimentation, supprimer l’alarme Interlocking

• If an LX reports RA/Ra <> 0 then raise an alarm

• In IXL log, LX 15L44 sends a RA(15L44) at 09:15:02.310. This is translated into an alarm, displayed on the LX

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Implemented user stories details

• On mesure les temps d’occupation des circuits de voie. Un temps d’occupation trop court caractérise généralement un problème sauf si l’occupation est causée par un train court et rapide. Cette information peut être connue si on connait le numéro de train via l’EBP.

• If an LX is on alarm, and a TC nearby is occupied for more than a minute, link the alarms

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Implemented user stories details

• On mesure les temps d’occupation des circuits de voie. Un temps d’occupation trop court caractérise généralement un problème sauf si l’occupation est causée par un train court et rapide. Cette information peut être connue si on connait le numéro de train via l’EBP.

• US3 : LX occupied to long, links to neighbouring LX occupied too long (more than 2.5 mins)

• 7L44 and 6L44 are open for too long

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Implemented user stories details

• Un aiguillage subit des pertes de contrôle, si on a des informations sur le circuit de voie qui lui est lié (home track-circuit), on peut en déduire que le problème survient au passage d’un train ou non. Avec des informations sur le numéro de train, on peut en déduire si tous les trains posent le problème de dé-contrôle ou si ce sont seulement ceux qui font un certain tonnage ou une certaine longueur. L’information sur le train peut venir de l’EBP ou de l’A173.

• 05/18 A Track Circuit (V-511) is occupied for too long (2M6S). The train on that track section (S511) was the 7494

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Implemented user stories details

• Un système d’alimentation électrique défaillant cause la perte de communication avec des objets d’interlocking comme des circuits de voie ou des aiguillages. On a d’un côté une alarme donnée par le système d’alimentation et de l’autre une alarme au niveau interlocking. Déduire que le problème est uniquement côté alimentation, supprimer l’alarme Interlocking

• #power failure at 9:01 am on UM(23)• #which controls PN3 - causing an alarm on PN3• #and on TREADLE CVC(A3+A4)

NOTE: we had to inject a dummy power failure, as there were no power failure in source data

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Thank you for your attention!

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