KR101053897B1 - 상황 정보 관리 시스템 및 방법과 상황 정보 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 상황 인지 시스템을 위한 확장된 온톨로지 모델을 이용한 시간적 상황 정보 관리 시스템은, 상황 인지를 위한 데이터를 입력받아 주어-특성-목적어-시간 정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델로 변경시켜 데이터베이스에 저장하는 상황 정보 저장 처리기와, 외부로부터 입력받은 질의 요청에 의거하여 데이터베이스를 검색하여 질의 결과 데이터를 출력하는 상황 정보 질의 처리기와, 데이터베이스에 임의의 변경 사항이 발생하는 경우에 상황 정보 이벤트를 발생시키는 상황 정보 이벤트 처리기와, 상황 정보 이벤트 발생 시 기 설정된 규칙 정보에 의거하여 규칙 처리 기능을 제공하는 상황 정보 규칙/추론 처리기를 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 상황인지 기반 시스템에 있어서 상황 정보가 빈번하게 추가와 변경이 빈번하고, 질의 및 규칙 처리가 많은 동적인 환경에 효율적인 시간적 상황 정보 관리할 수 있다
상황 정보, 모델, 이벤트, 상황 인지 시스템, 온톨로지, 시간

Description

상황 정보 관리 시스템 및 방법과 상황 정보 생성 방법{Temporal Context Information Modeling and Management Scheme Using Extended Ontology Model for Context-aware Systems}
본 발명은 상황인지 지능형 시스템의 상황 정보 모델링, 저장, 질의 및 규칙, 추론에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시간이 흐름에 따라 상황 정보의 변화를 표현하기 위한 상황 정보 생성 방법과, 이를 관리하기 위한 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
상황 인지 시스템은 사용자를 중심으로 현재 상황을 설명할 수 있는 다양한 데이터를 시스템에 입력하여 해당 상황에 따라 사용자가 적절한 작업을 수행하도록 능동적인 서비스를 제공하고, 동일한 작업을 수행하더라도 상황에 따라 최적의 방법으로 수행할 수 있도록 하는 시스템을 의미한다. 예를 들어, 여러 명의 사용자가 회의실에서 회의를 하고, 각자의 자리로 돌아가면 회의에서 사용했던 발표 자료 파일이 자동으로 수집되고, 관련 사용자들에게 이메일로 전송되는 상황 인지 응용 시스템을 생각할 수 있다. 각 사용자들이 한 개 이상의 이메일 주소를 갖고 있을 때, 사용자들의 위치에 따라서 접근이 더 용이한 주소로 혹은 단일/복수의 수신 주소로 발표 자료를 전송하기 위해 상황 인지 시스템을 적용할 수 있다. 같은 예의 확장으로서, 또 다른 상황 인지 서비스의 예로는 메일 서버의 POP 서비스를 이용하여 메일 클라이언트와 웹 기반 웹 서버를 동시에 사용하는 경우, 메일을 서버에서 클라이언트로 다운로드하면 메일 서버에서 원본을 삭제하여 사용자가 웹을 통해 메일을 확인할 수 없는 경우도 있는데, 이때 메일 클라이언트에서 관리하지 않는 계정의 웹 기반 메일 주소로 전송하도록 한다.
상기와 같은 예에서는 사용자의 활동으로 회의, 회의의 종료, 회의 자료, 참석자의 ID, 위치, 이메일 등의 상황 정보를 이용하고 있다.
한편, 상황 인지 시스템에서 상황에 대한 정보를 입력할 수 있는 모델과 해당 모델에 입각하여 상황 정보의 입력(추가)하고, 삭제 및 변경하며, 질의 및 규칙을 처리할 수 있도록 관리하는 기술을 제공하는데, 이를 상황 정보 모델링 및 관리 기술이라고 한다.
종래의 상황 정보 모델링 및 관리 기술은 Ad-hoc한 모델, 관계형 데이터베이스 모델, 온톨로지 모델 등을 주로 이용하였다.
Ad-hoc 상황 정보 모델링 및 관리 기법은 각 시스템의 필요에 따라 적절하게 상황 정보를 정의하고 관리하는 형태이다. 여기서 상황 모델은 아주 간단한 이름-값의 형태로 정의할 수도 있고, 복잡한 객체지향 모델을 따라 정의할 수도 있다. 이러한 Ad-hoc 상황 정보 모델을 사용하는 경우, 설계와 구현 및 사용 시 간편한 방법을 제공하기 때문에 개발 비용을 낮출 수 있는 장점이 있다. 또한 해당 응용 시스템에서 필요로 하는 기능에 집중하기 때문에 무게가 가볍고 최적화된 성능과 기능을 제공할 수 있는 장점이 있다.
관계형 데이터베이스 모델의 경우에는 상황 정보를 ER(Entity-Relation) 모델로 모델링하고, 대규모의 데이터를 저장 및 처리할 수 있다.
온톨로지 모델을 사용한 상황 정보 관리 방법은 온톨로지의 객체지향 모델링 방법과 FOL(First-Order Logic) 기반의 추론을 지원하기 때문에 상황 정보 모델링 및 관리에 많이 사용한다.
그러나, 이러한 상황정보 모델링 및 관리에 있어 현재적 상황정보만을 모델링하고 저장, 관리하기 때문에, 사용자에게 자연스럽고 자세한 상황정보를 모델링할 수 없고, 기계학습을 통한 사용자 맞춤형 상황인지 기술을 지원하지 못하는 등의 문제점이 있다.
상기에서 기술한 바와 같이 상황 정보 모델링에 있어서 시간적 모델링이 필요하다. 이를 위해 다음과 같은 몇 가지 시간적 상황 정보 모델링 방법이 있다. Ad-hoc한 시간적 상황 정보 모델링 방법, 온톨로지 기반의 Ad-hoc 시간적 상황 정보 모델링 방법, 마지막으로 시간적 온톨로지 기반의 상황 정보 모델링 방법이 있다.
Ad-hoc한 시간적 상황 정보 모델링 방법에는 Temporal Vector Space Model을 이용한 방법이 있다. 이 방법은 온톨로지를 사용하여 상황 정보를 모델링한 것과는 별도로 vector space model을 적용한 시간정보를 추가적으로 사용한다. 결국 시간정보를 위하여 ad-hoc하게 두 개의 서로 다른 모델을 사용한다.
온톨로지 기반의 Ad-hoc 시간적 상황 정보 모델링 방법을 이용한 경우는 CONON 시스템이 있다. 이 방법은 특정 상황 정보에 대해서 ad-hoc한 방법으로 시간정보를 추가하는 방법이다.
시간적 온톨로지 기반의 상황 정보 모델링 방법에는 CoBrA 시스템에서 사용한 SOUPA가 있다. 해당 방법은 Temporal RDF나 OWL-Time과 같은 시간적 온톨로지를 사용한 Time 온톨로지 클래스를 이용하여 Event와 같은 특정 클래스에 시간적 모델링을 하도록 설계하였다.
Ad-hoc 상황 정보 모델 및 관리 기법은 다른 응용과의 상호작용성이 없는 단점이 있을 뿐만 아니라 추가적인 기능이나 상황 정보의 추가나 변경이 어려운 단점이 있다. 관계형 데이터베이스 모델의 경우 상황 정보를 ER(entity-relation) 모델로 상황 정보를 모델링하고, 대규모의 데이터를 저장하고 처리할 수 있는 장점이 있으나 복잡한 추론이나 동적인 추론 규칙 관리를 할 수 없는 한계가 있다.
온톨로지 모델을 사용한 상황 정보 관리 방법은 현재 시점의 단편적인 상황 정보만 표현하기 때문에 과거 상황 정보를 사용하거나, 상황 정보 사이의 시간차나 순서를 이용하는 복잡한 시간적인 상황규칙을 지원할 수 없고, 상황 정보 이력을 사용한 학습을 지원할 수 없는 단점이 있다.
Ad-hoc한 시간적 상황 정보 모델링 방법은 지정된 일부의 상황정보에만 시간 정보를 표현하기 때문에, 상황 정보 모델 전체에 대하여 통일된 상황모델을 사용할 수도 없고, 시간적 상황 정보를 위한 질의 언어나 추론 규칙을 사용할 수도 없는 한계가 있다.
온톨로지 기반의 Ad-hoc 상황 정보 모델링 방법은 시간정보의 정의 방법이 한 번 정해지면 변경할 수 있는 유연성이 없으며, 시간정보가 더해진 상황 정보와 그 외의 상황 정보 사이의 시간적 관계 추론을 할 수도 없다. 상황 정보 모델 전체에 대하여 정해진 정형화된 표준 시간 질의나 추론의 기능도 사용할 수 없는 단점이 있다.
시간적 온톨로지 기반의 상황 정보 모델링 방법은 특정 클래스에 국한된 시간적 모델링만 가능하다는 점과 트리플 모델 기반의 재귀지정(reification) 방식을 사용하기 때문에 처리 비용과 저장 비용이 높다는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 현재시점의 단일 시간 상황 정보만을 관리하는 것이 아니라, 과거의 상황 정보를 포함하여 시간상 변화하는 상황 정보를 계속 저장하고 관리하여, 상황 정보의 시간적 처리를 위한 시스템과 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상황 인지 시스템을 위한 상황 정보 관리 시스템은, 상황 인지를 위한 데이터를 입력받아 주어-특성-목적어-시간 정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델로 변경시켜 데이터베이스에 저장하는 상황 정보 저장 처리기와, 외부로부터 입력받은 질의 요청에 의거하여 상기 데이터베이스를 검색하여 질의 결과 데이터를 출력하는 상황 정보 질의 처리기와, 상기 데이터베이스에 임의의 변경 사항이 발생하는 경우에 상황 정보 이벤트를 발생시키는 상황 정보 이벤트 처리기와, 상기 상황 정보 이벤트의 발생 시 기 설정된 규칙 정보에 의거하여 규칙 처리 기능을 제공하는 상황 정보 규칙/추론 처리기를 포함한다.
본 발명에 따른 상황 정보 관리 방법은, 주어-특성-목적어-시간 정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델이 저장된 데이터베이스를 관리하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법으로서, 외부로부터 새로운 상황 정보를 입력받는 단계와, 상기 새로운 상황 정보에 시간 정보가 포함된 경우 상기 새로운 상황 정보를 시간적 상황 정보 모델로 변환하는 단계와, 상기 시간적 상황 정보 모델에서 주어-특성 패턴과 상기 데이터베이스에 저장된 정보간의 비교를 통해 상기 주어-특성 패턴이 상기 데이터베이스에 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 상기 데이터베이스에 존재하지 않을 경우 상기 데이터베이스에 상기 시간적 상황 정보 모델을 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 상황 정보 관리 방법은, 주어-특성-목적어로 표현된 온톨로지 표현 모델에 시작 시각 및 끝 시각으로 이루어진 시간 정보를 추가시킨 시간적 상황 정보 모델이 저장된 데이터베이스를 관리하는 상황 정보 관리 장치의 상황 정보 관리 방법으로서, SELECT-FROM-WHERE-WHEN 구조의 질의 언어를 입력받는 단계와, 상기 질의 언어의 FROM 내 설정된 그룹 정보를 이용하여 데이터베이스에 저장 된 시간적 상황 정보 모델에 대한 검색 범위를 지정하는 단계와, 상기 질의 언어의 WHEN 내 설정된 정보를 이용하여 상기 데이터베이스에 저장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 시간적 범위를 지정하는 단계와, 상기 질의 언어의 WHERE 내 설정된 질의 조건 정보를 이용하여 상기 데이터베이스에 저장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 대상 범위를 지정하는 단계와, 상기 지정된 검색 범위, 시간적 범위 및 대상 범위에 부합되는 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에서 검색하는 단계와, 상기 질의 언어의 SELECT 내의 정보를 토대로 상기 검색된 시간적 상황 정보 모델을 처리하여 결과 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 상황 정보 관리 방법은, 주어-특성-목적어-시간정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델이 저장된 데이터베이스를 관리하며, 기 설정된 규칙 정보를 갖는 상황 정보 관리 장치에서의 상황 정보 관리 방법으로서, 상황 정보 이벤트가 발생되는지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 상기 상황 정보 이벤트가 발생되면, 상기 규칙 정보 내 조건 단위의 만족하는 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에서 검색하는 단계와, 상기 검색된 시간적 상황 정보 모델을 조합하여 조합 결과 데이터를 생성하는 단계와, 상기 조합 결과 데이터에 대해 상기 규칙 정보 내 시간적 관계를 만족한 규칙 결과 데이터를 생성하는 단계와, 상기 생성된 규칙 결과 데이터를 규칙의 결과로 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상황인지 기반 시스템에 있어서 상황 정보가 빈번하게 추가와 변 경이 빈번하고, 질의 및 규칙 처리가 많은 동적인 환경에 효율적인 시간적 상황 정보 관리할 수 있다. 특히 유비퀴터스 컴퓨팅 환경의 동적인 상황 정보 관리에 적합할 뿐만 아니라 트리플 기반의 온톨로지 모델보다 처리 비용과 저장 비용을 절감할 수 있기 때문에, 시간적 상황 정보를 효율적으로 저장할 수 있으며, 시간적 상황 정보의 추가/삭제/변경 등의 관리를 효율적으로 처리할 수 있고, 시간적 상황 정보의 질의 및 규칙 처리를 효율적이고 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 시간적 상황 정보를 효과적이고 용이하게 모델링할 수 있을 뿐만 아니라 더욱 자연스럽고 유연한 상황 정보 규칙을 정의할 수 있는 모델을 제공할 수 있다.
본 발명은 시간적 상황 정보의 저장/질의/규칙 처리를 지원하여 상황 정보의 학습을 가능하게 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 이용한 시간적 상황 정보 관리 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 시간적 상황 정보 관리 시스템은 시간적 상황 정보의 저장, 추가, 삭제, 수정 등의 관리 기능과 질의 및 규칙 처리 기능, 그리고 시간적 상황 정보 이벤트 처리 기능을 수행하는 시스템으로서, 상황 정보 저장 처리기(100), 상황 정보 수정/삭제 처리기(110), 상황 정보 질의 처리기(120), 상황 정보 규칙 추론 처리기(130), 데이터베이스(140), 상황 정보 이벤트 처리기(150)를 포함한다.
상황 정보 저장 처리기(100)는 시간적 상황 정보를 데이터베이스(140)에 저장하는 기능을 수행하는데, 즉 외부로부터 시간적 상황 정보 저장에 대한 요청을 받아 데이터베이스(140)에 저장한다. 또는 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)의 요청으로 규칙 및 추론의 결과로 새로운 시간적 상황 정보를 저장하기도 한다.
시간적 상황 정보는, 확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보 모델링 방법을 통해 생성되는데, 즉 일반적인 '주어-특성-목적어'의 트리플(triple) 모델에 시작시각(start time)과 끝시각(end time)을 추가한 '주어-특성-목적어-시작시각-끝시각'의 오원(五員: quintuple) 모델을 사용하여 시간적 상황 정보를 생성한다. 도 2a는 기존의 일반적인 트리플 기반의 상황정보 모델이며, 도 2b는 본 발명이 제시하는 확정된 온톨로지 기반의 상황정보 모델이다.
일반적인 트리플 기반의 온톨로지 모델을 이용하여 상황 정보를 모델링하면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 해당 대상은 주어로, 대상의 상황은 특성으로, 상황 정보의 값은 목적어로 표현한다. 예를 들어, '사용자1의 위치는 회의실1이다'는 상황 정보는 '사용자1-위치-회의실1'로 표현되는 것이다. 그러나, 이러한 단편적인 트리플 온톨로지는 '언제' 사용자1이 회의실1에 있(었)는가를 표현할 방법이 없다. 굳이 표현하려면 재귀지정(reification)을 이용하여 복잡하게 표현하는 방법을 사 용할 수 밖에 없다. 앞서 서술한 바와 같이 이와 같은 재귀지정 방법은 많은 저장 공간과 처리시간/비용을 요구한다.
이런 이유로, 본 발명에서 제시하는 시간적으로 확장된 오원 온톨로지 모델을 이용한 상황 정보 모델링은 기본적으로 '대상-상황-값'을 각각 '주어-특성-목적어'에 상응하여 정의하는 것에 해당 상황의 시작시각과 끝시각을 추가하여 '대상-상황-값-시작시각-끝시각'으로 모델링한다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바 그 방법에 따라서, '사용자1은 회의실1에 2008년 11월 11일 14:00부터 2008년 11월 11일 15:00까지 있었다'는 상황을 '사용자1-위치-회의실1-2008년11월11일14:00-2008년11월11일15:00'과 같이 표현하게 된다. 특히, 시간적으로 확장된 온톨로지를 이용한 시간적 상황 정보 모델의 도식적 표현은 여러 가지 모양으로 변형하여 표현이 가능하다. 상황 정보의 경우 시간적으로 계속 변하게 되는데, 이때의 모습을 도식적으로 표현하기 위해서는 시간에 따른 변화를 적절히 표현할 필요가 있다.
시간에 따른 변화를 적절히 표현하기 위한 첫 번째 방법은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 기본적으로 주어(subject)와 목적어(object)를 타원으로 표시하고, 주어(subject)에서 목적어(object)로의 방향으로 특성(property)을 화살표로 표시하고 화살표 위에 특성(property) 이름을 적게 되며, 특성(property) 아래에 시작시각(Start_Time)과 끝시각(End_Time)을 사각괄호 안으로 표시한다.
두 번째 방법은 시작시각과 끝시각이 상황 정보에 있어서 상황 정보 값인 목적어의 변화 시각을 나타내기 때문에, 상황 정보 값인 목적어가 변화함에 따라 시간 정보가 따라 변화하게 된다. 따라서, 목적어(Object)에 가까운 곳에 시간정보 를 표시하여 시간적 상황 정보 모델을 표현할 수 있는데, 즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 목적어 주위, 예컨대 세 부위에 시간정보를 표시하고 있다.
세 번째 방법은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 시간적 상황 정보 모델이 시간이 지남에 따라 변화하는 상황 정보 값인 새로운 목적어(O2)와 특성(property)을 나타낼 수 있기 때문에 주어를 기준으로 변경 전의 시간적 상황 정보 값인 목적어(O1)에 시간 정보(t3, t4)와 함께 새로운 목적어(O2)를 더할 수 있거나 동일한 주어와 특성에 대하여 목적어(상황 정보 값)만이 시간이 지남에 따라 변경하는 특성이 있기 때문에 동일한 주어와 특성에 목적어만 파선 화살표로 변화이력을 표시할 수도 있다. 즉, 도 3c에 도시된 바와 같이, 변경 전 목적어(O1)와 변경된 목적어(O2)를 파선화살표로 연결함과 더불어 변경된 목적어(O2)에 시간의 경과에 따른 시간 정보(t3, t4)를 표현한다.
네 번째 방법은, 시간 변경에 따라 계속하여 상황 정보 값인 목적어가 변화하는 경우, 시간정보를 표시한 목적어 사이에 파선화살표를 이용하여 변화 이력을 모두 표시할 수 있거나, 최종적인 상황 정보 값(목적어)만을 표시할 경우, 이전의 이력에 몇 개의 과거 상황 정보 값이 있는지 '+수'를 이용하여 축약 표시할 수 있거나, 생략을 이용하여 부분적인 축약 표시 방법을 이용할 수도 있다.
즉, 도 3d에 도시된 바와 같이, 시간 변경 순으로 각기 다른 시간 정보를 갖는 목적어(O1, O2, O3, O4, O5)를 순차적으로 연결하되, 최종 상황 정보 값인 최종 목적어(O5)와 주어를 특성이 표현된 화살표로 연결하여 시간적 상황 정보 모델을 생성하거나, 도 3e에 도시된 바와 같이, 최종 상황 정보 값인 최종 목적어(O5)와 주어를 특성이 표현된 화살표로 연결하며, 최종 목적어 외의 목적어 수, 예컨대 '+4'와 최종 목적어(O5)의 시간 정보(t9, t10)를 최종 목적어(O5)에 표현하여 시간적 상황 정보 모델을 생성하거나, 도 3f에 도시된 바와 같이, 최종 상황 정보 값인 최종 목적어(O5)와 주어를 특성이 표현된 화살표로 연결함과 더불어 최초 상황 정보 값인 최초 목적어(O5)와 최초 목적어(O1)를 화살표로 연결하며, 최종 및 최초 목적어(O5, O1) 외의 목적어 수, 예컨대 '+3'을 최종 목적어(O5)에 표현함과 더불어 최종 및 최초 목적어(O5, O1)의 시간 정보((t9, t10), (t1, t2))를 최종 및 최초 목적어(O5, O1)에 표현하여 시간적 상황 정보 모델을 생성할 수 있다.
상황 정보 저장 처리기(100)가 상기와 같은 시간적 상황 정보를 데이터베이스(140)에 저장하는 과정에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따라 시간적 상황 정보를 저장하는 과정을 도시한 흐름도이다.
확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보를 저장하는 과정은, 도 4에 도시된 바와 같이, 시간적 상황 정보 패턴 저장소에 저장하는 것이 주목적으로 한다.
상황 정보 저장 처리기(100)는 내부 혹은 외부로부터 새로운 데이터, 예컨대 새로운 상황 정보를 입력(S400)받는다. 이때, 새로운 시간적 상황 정보는 센서 정보일 수도 있고, 다른 시스템 모듈로부터 입력된 상황 정보일 수도 있다.
그런 다음, 상황 정보 저장 처리기(100)는 입력된 상황 정보가 시간 정보를 포함하고 있는지를 판단한다(S402).
S402의 판단 결과, 시간 정보를 포함하고 있는 경우 상황 정보 저장 처리 기(100)는 시간 정보와 상황 정보를 이용하여 시간적 상황 정보 모델로 변환(S404)하고, 그렇지 않으면, 장치 내부의 시간을 이용하여 시간 정보를 추가(S406)한 후, 추가된 시간 정보와 상황 정보를 이용하여 시간적 상황 정보 모델로 변환한다.
상황 정보 저장 처리기(100)는 상기와 같은 과정을 통해 변환된 시간적 상황 정보 모델의 '주어-특성' 패턴을 검사하여 해당 패턴이 데이터베이스(140)에 이미 존재하는지의 여부를 판단한다(S408). 상황정보 데이터베이스(140)는 '주어-특성'을 기준으로 각 오원 상황정보 데이터를 각각 별도의 상황 정보 패턴 저장소에 구분하여 저장한다. 예컨대, 상황 정보 데이터베이스(140)에는 'Light01-status'와 'Light01-temperature' 등의 상황 정보 패턴 저장소가 각각 존재한다. 이때, 'Light01-status-on-14:00-15:30'과 'Light01-status-off-15:30-NOW'는 'Light01-status' 상황 정보 패턴 저장소에 저장되고, 'Light01-temperature-40-14:00-15:30'과'Light01-temperature-17-15:30-NOW'는 'Light01-temperature'상황 정보 패턴 저장소에 저장된다.
S408의 판단 결과, 데이터베이스(140)에 존재하지 않을 경우 상황 정보 저장 처리기(100)는 변환된 시간적 상황 정보 모델을 저장하기 위한 상황 정보 패턴 저장소를 데이터베이스(140)에 생성(S410)한 후 생성된 상황 정보 패턴 저장소에 변환된 시간적 상황 정보 모델을 저장하고(S412), 데이터베이스(140)에 존재할 경우 신규 추가인지 기존 상황 정보의 업데이트인지를 판단한다(S414).
S414의 판단 결과, 시간적 상황 정보의 신규 추가인 경우 상황 정보 처리기(100)는 변환된 시간적 상황 정보 모델을 상황 정보 패턴 저장소에 저장하고, 기 존 상황 정보의 업데이트인 경우, 상황 정보 패턴 저장소에 저장된 현재 상황 정보의 끝시간을 현재 시간으로 지정하여 완결(S416)시킨 후 변환된 시간적 상황 정보 모델을 상황 정보 패턴 저장소에 저장한다.
상황 정보 수정/삭제 처리기(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 시간적 상황 정보의 추가/수정/삭제 등의 기능을 수행하는데, 즉 외부로부터 시간적 상황 정보 삭제/수정에 대한 요청을 받아 시간적 데이터베이스(140)의 상황 정보를 수정하거나 삭제한다. 상황 정보 저장 처리기(100)와 마찬가지로, 규칙/추론 처리기의 요청으로 규칙 및 추론의 결과로 시간적 상황 정보의 삭제 또는 수정으로 수행하기도 한다.
도 5는 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보를 추가/변경/삭제 등의 관리를 하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 확장된 온톨로지 기반의 시간적 상황 정보의 관리 기능을 처리하는 방법은 시간적 상황 정보의 관리를 위하여 추가(INSERT), 삭제(DELETE), 수정(UPDATE)을 처리하는 방법은 크게 각 관리 기능 명령을 판별하여 각 기능동작을 처리하는 과정이다.
해당 관리 기능 명령이 추가(INSERT)(S500)이면, 도 4에 도시된 바와 같은 시간적 상황 정보 저장 과정을 수행하도록 한다(S502). 추가가 아닌 경우, 삭제(DELETE) 또는 수정(UPDATE)이므로, 삭제와 수정을 위한 대상 시간적 상황 정보에 대한 패턴입력이 필요하므로, 해당 대상 시간적 상황 정보 패턴을 입력 받고(S504), 삭제나 수정에 대한 대상 시간적 상황 정보 패턴으로 대상 데이터를 데 이터베이스(140)에서 검색한다(S506).
관리 기능 명령이 삭제인 경우(S508), 이미 검색한 대상 시간적 상황 정보를 데이터베이스(140)에서 삭제한다(S510). 관리 기능 명령이 수정인 경우, 대상 시간적 상황 정보가 수정되어 결과적으로 갖게 될 상세를 입력하고(S512), 이 상세에 맞추어 대상 시간적 상황 정보를 수정하도록 한다(S514).
상황 정보 질의 처리기(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 시간적 상황 정보에 대한 질의를 수행하는데, 외부로부터 시간적 상황 정보에 대한 질의 요청을 받아 시간적 데이터베이스(140)의 상황 정보 데이터에 대하여 질의를 수행한다. 상황 정보 저장 처리기(100) 및 상황 정보 수정/삭제 처리기(110)와 마찬가지로, 규칙 내의 조건 검사를 위하여 규칙/추론 처리기가 요청하는 경우 해당 질의를 수행한다.
도 6은 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보를 질의를 처리하는 과정을 도시한 흐름도이다.
설명에 앞서 확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보에 대한 질의 처리 방법은 기본적으로 SELECT-FROM-WHERE 절의 구조를 갖는 질의 언어를 확장한 SELECT-FROM-WHERE-WHEN 구조를 기본으로 하는 질의 언어를 사용한다. 여기서, SELECT 절은 질의 결과로 도출되는 주어, 특징, 목적어, 시작시각, 끝시각 등을 지정할 수 있으며, 또한 함수나 표현식을 이용한 결과값을 만들어 이용할 수도 있다.
FROM 절은 namespace 등을 이용하여 시간적 상황 정보의 그룹을 지정할 수 있다.
WHERE 절은 시간적 상황 정보에 대한 질의 조건을 지정한다. 즉, 주어, 특징, 목적어, 시간정보 등에 대하여 특정값이나 값의 범위, 혹은 값의 조건 등을 지정하도록 한다.
WHEN 절은 질의에 대한 전체적인 시간조건을 지정하도록 한다. 즉, 지정된 시작시각부터 끝시각까지의 시간범위에 대해서 질의를 수행한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상황 정보 질의 처리기(120)는 시간적 상황 정보 질의로 지정된 시간적 상황 정보 질의 언어, 예컨대 SELECT-FROM-WHERE-WHEN 구조를 갖는 질의 언어가 입력(S600)되면, 해당 입력 질의를 분석한다(S602).
질의 분석을 통하여 질의 트리(query tree)를 구성하고 이를 이용하여 질의 최적화 등을 수행할 수 있다. 분석된 질의 정보를 이용하여 FROM 구문을 처리, 즉 상기 FROM 내 설정된 그룹 정보인 namespace 정보를 이용하여 데이터베이스(140)에 저장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 검색 범위를 지정한다(S604). 가장 먼저 FROM 구문을 처리하는 것은 해당 상황 정보에 대한 범위를 먼저 지정하여 대상이 되는 시간적 상황 정보 데이터의 수를 줄이게 되어 전체 질의 처리의 비용을 낮추기 위해서이다.
다음으로 WHEN 구문을 처리하여 전체 질의의 시간적 범위를 한정한다(S606). WHERE에서의 질의 조건을 처리하기 전에 수행함으로써, 질의 조건을 처리함에 있어 대상 범위를 한정하는 효과가 있다.
다음으로 WHERE 절의 조건 구문을 처리, 즉 WHERE 내 설정된 질의 조건 정보를 이용하여 데이터베이스(140)에 저장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 대상 범 위를 지정한다(S608).
이렇게 처리된 결과 시간적 상황 정보 데이터 집합에 대하여 마지막으로 SELECT 구문을 처리하여 결과 데이터를 생성한다(S610). 즉, 지정된 검색 범위, 시간적 범위 및 대상 범위에 부합되는 시간적 상황 정보 모델을 데이터베이스(140)에서 검색한 후 이를 SELECT 내의 정보를 토대로 검색된 시간적 상황 정보 모델을 처리하여 결과 데이터를 생성한다.
상황 인지 시스템에서 상황 정보 관리를 위해서는 규칙 처리 기능을 제공해야하는데, 규칙 처리 기능은 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)에 의해 제공된다.
상황 정보 규칙/추론 처리기(130)는 기 저장된 규칙 정보, 즉 규칙/추론 상세에 대한 해당 상황 조건이 만족하는지 검사하고 해당 결과를 처리한다. 규칙 및 추론에 대한 조건은 데이터베이스(140)의 내부에서 일어나게 된다. 이러한 상황 조건의 변화는 이벤트로 정의되어 시간적 상황 정보 이벤트 처리기(150)로 전달되기도 하고 해당 이벤트를 입력으로 받아 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)가 동작한다.
설명에 앞서, 주어진 상황에 반응하여 시스템이 동작하기 위해서는 상황 조건을 지정하고 지정한 상황에 어떠한 동작을 수행하는지에 대한 규칙 정보가 필요하며, 규칙정보를 처리하는 기능을 갖추어야 한다. 본 발명의 확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보에 대한 규칙을 처리하기 위해서 '조건->결과'의 구조를 갖는 규칙 정보를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 규칙 정보의 조건절은 시간적 상황 정보에 대한 패턴과 함수, 표현식 등으로 이루어진 참(true)/거짓(false) 의 Boolean 논리식으로 정의되며, 규칙 정보의 결과절은 복수의 시간적 상황 정보, 함수, 각종 이벤트 신호 등으로 정의될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 규칙 정보를 토대로 확장된 온톨로지를 사용한 시간적 상황 정보를 처리하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 시간적 상황 정보 규칙은 명시적 규칙 수행명령 뿐만 아니라, 시스템이 자동으로 처리해야하므로 상황 정보 이벤트가 시스템에서 발생(S700)하면 규칙 처리가 수행을 시작한다.
즉, 상황 정보 이벤트가 발생하면, 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)는 규칙 정보 내 조건 단위의 패턴이 만족하는지 검사(CUE: Condition Unit Evaluation)(S702)한 후 검사를 만족하는 각 패턴을 이용하여 모든 경우의 조합 결과 데이터를 생성하게 된다.
그런 다음, 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)는 생성된 조합 결과 데이터에 대해 규칙 정보 내 조건절 안에 조건 단위 간에 시간적 관계를 지정한 경우 이를 만족하는지 검사(TRE: Temporal Relation Evaluation)(S704)함으로써, 규칙 결과 데이터를 생성한다.
앞의 두 검사를 만족하는 각 패턴의 조합이 존재하면(S706), 규칙 결과 데이터인 해당 패턴 조합 각각에 대하여 규칙의 결과를 처리하며(S708), 두 검사(CUE와 TRE)를 모두 만족하는 시간적 상황 정보 패턴 조합이 하나도 없다면, 규칙의 결과를 수행하지 않는다.
상황 정보 이벤트 처리기(150)는 데이터베이스(140)에 특정한 변경사항이 발 생하는 경우에 시간적 상황 정보 관리 시스템 외부나 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)에 이벤트를 전달한다.
데이터베이스(140)는 각기 다른 시간적 상황 정보 모델이 저장되는 다수의 상황 정보 패턴 저장소로 구성되며, 시간적 상황 정보에서 주어-특성 패턴을 기준으로 생성된 상황 정보 패턴 저장소에 시간적 상황 정보를 저장한다.
상황 정보 이벤트 처리기(150)는 데이터베이스(140)에 특정한 변경 사항이 발생하는 경우에 상황 정보 관리 시스템 외부 또는 상황 정보 규칙/추론 처리기(130)에 이벤트를 제공한다.
지금까지 본 발명의 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 상황인지 시스템을 위한 확장된 온톨로지 모델을 이용한 시간적 상황 정보 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2a는 기존의 온톨로지 모델을 도시한 도면이며,
도 2b는 본 발명에 따른 시간적으로 확장된 온톨로지 모델을 도시한 도면이며,
도 3a 내지 도 3f는 발명에 따른 상황인지 시스템을 위한 확장된 온톨로지 모델을 이용한 시간적 상황 정보 모델링을 도시한 도면이며,
도 4는 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 이용한 시간적 상황 정보를 저장하는 과정을 도시한 흐름도이며,
도 5는 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 이용한 시간적 상황 정보를 추가/변경/삭제하는 과정을 도시한 흐름도이며,
도 6은 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 이용한 시간적 상황 정보에 대한 질의를 처리하는 과정을 도시한 흐름도이며,
도 7은 본 발명에 따른 확장된 온톨로지를 이용한 시간적 상황 정보에 대한 규칙 처리하는 과정을 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 상황 정보 저장 처리기 110 : 상황 정보 수정/삭제 처리기
120 : 상황 정보 질의 처리기 130 : 상황 정보 규칙/추론 처리기
140 : 데이터베이스 150 : 상황 정보 이벤트 처리기

Claims (19)

  1. 상황 인지를 위한 데이터를 입력받아 주어-특성-목적어-시간 정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델로 변경시켜 데이터베이스에 저장하는 상황 정보 저장 처리기와,
    외부로부터 입력받은 질의 요청에 의거하여 상기 데이터베이스를 검색하여 질의 결과 데이터를 출력하는 상황 정보 질의 처리기와,
    상기 데이터베이스에 임의의 변경 사항이 발생하는 경우에 상황 정보 이벤트를 발생시키는 상황 정보 이벤트 처리기와,
    상기 상황 정보 이벤트 발생 시 기 설정된 규칙 정보에 의거하여 규칙 처리 기능을 제공하는 상황 정보 규칙/추론 처리기
    를 포함하는 상황 정보 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 관리 시스템은,
    상기 데이터베이스에 저장된 시간적 상황 정보 모델을 추가, 삭제 또는 수정하기 위한 상황 정보 수정/삭제 처리기
    를 더 포함하는 상황 정보 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 질의 요청은, SELECT-FROM-WHERE-WHEN 구조를 갖는 질의 언어를 이용하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상황 정보 질의 처리기는,
    상기 FROM 내 설정된 그룹 정보를 이용하여 검색 범위를 설정하고, 상기 WHEN 내 설정된 정보를 이용하여 시간적 범위를 지정하며, 상기 WHERE 내 설정된 질의 조건 정보를 이용하여 대상 범위를 지정한 후 상기 지정된 검색 범위, 시간적 범위 및 대상 범위에 부합되는 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에서 검색한 후 상기 SELECT 내의 정보를 토대로 상기 검색된 시간적 상황 정보 모델을 처리하여 상기 질의 결과 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    주어-특성-목적어로 표현된 온톨로지 표현 모델에 시작 시각 및 끝 시각으로 이루어진 상기 시간 정보를 추가시켜 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    주어와 목적어를 타원으로 표시하고, 상기 주어에서 목적어로의 방향으로 특성을 화살표로 표시하고, 상기 화살표 위에 상기 특성에 이름을 표현하며, 상기 화살표 아래에 상기 시간 정보를 표현하여 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    목적어를 표현하는 타원의 주위에 상기 시간 정보를 표현하되, 적어도 둘 이상의 상기 타원의 각 부위에 상기 시간 정보를 표현하여 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    시간 변경에 따라 목적어와 특성이 변경되는 경우 상기 변경된 목적어, 특성 및 상기 시간 변경에 따른 시간 정보를 상기 주어를 기준으로 부가시켜 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    동일한 주어와 특성에 대하여 목적어만이 시간이 경과함에 따라 변경되는 경우 상기 목적어와 상기 변경된 목적어를 화살표로 연결함과 더불어 상기 변경된 목적어에 상기 시간의 경과에 따른 시간 정보를 표현하여 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    시간 변경에 따라 변경되는 적어도 둘 이상의 목적어가 존재하는 경우 상기 시간 변경 순으로 상기 목적어들을 순차적으로 연결하되, 최종 상황 정보 값인 최종 목적어와 주어를 특성이 표현된 화살표로 연결하여 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    시간 변경에 따라 변경되는 적어도 둘 이상의 목적어가 존재하는 경우 최종 상황 정보 값을 표현하는 최종 목적어와 주어를 특성이 표현된 화살표로 연결하며, 상기 최종 목적어 외의 목적어 수와 상기 최종 목적어의 시간 정보를 상기 최종 목적어에 표현하여 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 정보 저장 처리기는,
    시간 변경에 따라 변경되는 적어도 둘 이상의 목적어가 존재하는 경우 최종 상황 정보 값을 표현하는 최종 목적어와 주어를 특성이 표현된 화살표로 연결하고, 최초 상황 정보 값을 표현하는 최초 목적어와 상기 최종 목적어를 화살표로 연결하며, 상기 최종 및 최초 목적어 외의 목적어 수를 상기 최종 목적에 표현함과 더불어 상기 최종 및 최초 목적어의 시간 정보를 상기 최종 및 최초 목적어에 표현하여 상기 시간적 상황 정보 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템.
  13. 주어-특성-목적어-시간 정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델이 저장된 데이터베이스를 관리하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법으로서,
    외부로부터 새로운 상황 정보를 입력받는 단계와,
    상기 새로운 상황 정보에 시간 정보가 포함된 경우 상기 새로운 상황 정보를 시간적 상황 정보 모델로 변환하는 단계와,
    상기 시간적 상황 정보 모델에서 주어-특성 패턴과 상기 데이터베이스에 저장된 정보간의 비교를 통해 상기 주어-특성 패턴이 상기 데이터베이스에 존재하는지를 판단하는 단계와,
    상기 판단 결과, 상기 데이터베이스에 존재하지 않을 경우 상기 데이터베이스에 상기 시간적 상황 정보 모델을 저장하는 단계
    를 포함하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상황 정보 관리 방법은,
    상기 새로운 상황 정보에 시간 정보가 없는 경우 상기 상황 정보 관리 시스템 내 시간을 이용하여 시간 정보를 추출하는 단계와,
    상기 추출된 시간 정보에 상기 새로운 상황 정보를 추가하여 시간적 상황 정보 모델로 변환하는 단계
    를 더 포함하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 데이터베이스에 저장하는 단계는,
    상기 판단 결과, 상기 데이터베이스에 존재하는 경우 상기 시간적 상황 정보 모델이 신규 추가인지 업데이트인지를 판단하는 단계와,
    상기 신규 추가인 경우 상기 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에 저장하는 단계와,
    상기 업데이트인 경우 상기 주어-특성 패턴이 동일한 시간적 상황 정보 모델의 시간 정보를 완결시킨 후 상기 변환된 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에 저장하는 단계
    를 포함하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상황 정보 관리 방법은, 상기 주어-특성 패턴이 동일한 시간적 상황 정보 모델의 시간 정보에서 끝 시간을 상기 변환된 시간적 상황 정보 모델의 시간 정보로 완결시키는 것을 특징으로 하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 상황 정보 관리 방법은,
    외부의 요청에 따라 상기 데이터베이스에 저장된 시간적 상황 정보 모델을 삭제 또는 수정하는 단계
    를 더 포함하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
  18. 주어-특성-목적어로 표현된 온톨로지 표현 모델에 시작 시각 및 끝 시각으로 이루어진 시간 정보를 추가시킨 시간적 상황 정보 모델이 저장된 데이터베이스를 관리하는 상황 정보 관리 장치의 상황 정보 관리 방법으로서,
    SELECT-FROM-WHERE-WHEN 구조의 질의 언어를 입력받는 단계와,
    상기 질의 언어의 FROM 내 설정된 그룹 정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 검색 범위를 지정하는 단계와,
    상기 질의 언어의 WHEN 내 설정된 정보를 이용하여 상기 데이터베이스에 저 장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 시간적 범위를 지정하는 단계와,
    상기 질의 언어의 WHERE 내 설정된 질의 조건 정보를 이용하여 상기 데이터베이스에 저장된 시간적 상황 정보 모델에 대한 대상 범위를 지정하는 단계와,
    상기 지정된 검색 범위, 시간적 범위 및 대상 범위에 부합되는 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에서 검색하는 단계와,
    상기 질의 언어의 SELECT 내의 정보를 토대로 상기 검색된 시간적 상황 정보 모델을 처리하여 결과 데이터를 생성하는 단계
    를 포함하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
  19. 주어-특성-목적어-시간정보로 이루어진 시간적 상황 정보 모델이 저장된 데이터베이스를 관리하며, 기 설정된 규칙 정보를 갖는 상황 정보 관리 장치에서의 상황 정보 관리 방법으로서,
    상황 정보 이벤트가 발생되는지를 판단하는 단계와,
    상기 판단 결과, 상기 상황 정보 이벤트가 발생되면, 상기 규칙 정보 내 조건 단위의 만족하는 시간적 상황 정보 모델을 상기 데이터베이스에서 검색하는 단계와,
    상기 검색된 시간적 상황 정보 모델을 조합하여 조합 결과 데이터를 생성하는 단계와,
    상기 조합 결과 데이터에 대해 상기 규칙 정보 내 시간적 관계를 만족한 규칙 결과 데이터를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 규칙 결과 데이터를 규칙의 결과로 처리하는 단계
    를 포함하는 상황 정보 관리 시스템의 상황 정보 관리 방법.
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