Big Data in Large Scale Intelligent Smart City Installations

Abstract

This paper highlights how the domain of Smart Cities is often modeled by ontologies to create applications and services that are highly flexible, (re)configurable, and inter-operable. However, ontology repositories and their accompanying reasoning and rule languages face the disadvantage of bad runtime behavior, especially if the models grow large in size. We propose an architecture that uses tools and methods from the domain of Big Data processing in conjunction with an ontology repository and a rule engine to overcome potential performance bottlenecks that will occur in this scenario.

A general perspective of Big Data: applications, tools, challenges and trends

“…Khan et al [137] proposed an architecture for Cloud-based Big Data analytics focused towards the smart city use cases. In [141], authors proposed a system architecture for Smart City applications which employs ontology reasoning and distributed stream processing framework on the cloud.…”

Cidades Inteligentes: Tecnologias, Aplicações, Iniciativas e Desafios

“…Muitas ferramentas de Big Data já estão sendo usadas por iniciativas e plataformas de software para cidades inteligentes. Algumas dessas ferramentas são bancos de dados NoSQL (Khan et al 2013;Bain 2014) como o MongoDB e o HBase, ferramentas de processamento paralelo (Parkavi and Vetrivelan 2013;Takahashi et al 2012) como o Apache Hadoop e o Apache Spark, processadores de fluxos de dados em tempo real (Girtelschmid et al 2013) como o Apache Storm e ferramentas de visualização de dados (Khan et al 2013) como o RapidMiner.…”

“…O projeto austríaco Analysis on semantically structured data from smart buildings and smart grids propôs uma plataforma com o objetivo de processar fluxos de dados em tempo real em um ambiente de Computação em Nuvem para Cidades Inteligentes (Girtelschmid et al 2013). Para facilitar a integração entre diferentes aplicações e dispositivos da cidade, a plataforma utiliza um modelo semântico baseado em ontologias.…”

“…Diversas ferramentas são utilizadas para o processamento de dados em Cidades Inteligentes, como máquinas de inferência (normalmente associadas ao uso de ontologias), processadores de workflows (para executar aplicações nas quais os dados passam por diversos estágios de processamento, como no atendimento de saúde de um paciente, ou em uma solicitação à prefeitura) e ferramentas de Big Data para o processamento de grandes quantidades de dados. Esses componentes processam grandes conjuntos de dados com o propósito de analisar, verificar, agregar e filtrar os dados coletados da cidade (Girtelschmid et al 2013;Cheng et al 2015).…”

“…Alguns dos objetivos desse requisito são aumentar a tolerância a falhas, utilizar um servidor mais próximo a um usuário para atender sua requisição, decidir se um processamento será em tempo real ou em lote e adaptar dados de diferentes fontes para uma representação comum. Adaptação de dados, por exemplo, é bastante utilizada em plataformas que utilizam os conceitos de Internet das Coisas para adaptar o funcionamento das rede de sensores da cidade (Girtelschmid et al 2013;Privat et al 2014).…”