🔗 Tích hợp Linked Open Data trong UIP

Một trong những điểm đặc biệt của UIP là việc tích hợp Linked Open Data (LOD) - công nghệ cho phép dữ liệu giao thông được liên kết và chia sẻ theo chuẩn quốc tế.

🎯 Tại sao Linked Open Data?

Vấn đề với dữ liệu truyền thống

┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐
│  Camera DB  │    │ Weather DB  │    │  AQI DB     │
│  (MongoDB)  │    │   (API)     │    │  (External) │
└──────┬──────┘    └──────┬──────┘    └──────┬──────┘
       │                  │                  │
       ▼                  ▼                  ▼
   Isolated          Isolated           Isolated
    Data              Data               Data

Vấn đề:

• ❌ Dữ liệu phân tán, không liên kết
• ❌ Khó truy vấn cross-domain
• ❌ Không có ngữ nghĩa (semantic)
• ❌ Khó tích hợp với hệ thống khác

Giải pháp LOD

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                  Linked Data Cloud                   │
│                                                      │
│   TrafficCamera ──→ observes ──→ TrafficFlow        │
│        │                             │               │
│        ▼                             ▼               │
│   locatedIn ──→ District ←── hasWeather ←── Weather │
│        │                                             │
│        ▼                                             │
│   near ──→ AirQualityStation                        │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

Lợi ích:

• ✅ Dữ liệu liên kết semantic
• ✅ Truy vấn SPARQL mạnh mẽ
• ✅ Interoperable với global datasets
• ✅ Machine-readable & discoverable

🏗️ Kiến trúc LOD trong UIP

Technology Stack

Component	Technology	Purpose
Data Model	NGSI-LD	Context Information
Ontology	SOSA/SSN	Sensor Semantics
Triple Store	Apache Jena Fuseki	RDF Storage
Query	SPARQL 1.1	Data Retrieval
Serialization	JSON-LD, Turtle, RDF/XML	Data Exchange

Data Flow

graph TD
    A[Raw Camera Data] --> B[NGSI-LD Transformer]
    B --> C[SOSA/SSN Mapper]
    C --> D[RDF Generator]
    D --> E[Fuseki Triple Store]
    E --> F[SPARQL Endpoint]
    F --> G[Content Negotiation]
    G --> H[JSON-LD / Turtle / RDF-XML]

📊 NGSI-LD Implementation

Traffic Camera Entity

{
  "@context": [
    "https://uri.etsi.org/ngsi-ld/v1/ngsi-ld-core-context.jsonld",
    {
      "TrafficCamera": "https://uip.hcm.gov.vn/ontology#TrafficCamera",
      "vehicleCount": "https://uip.hcm.gov.vn/ontology#vehicleCount",
      "congestionLevel": "https://uip.hcm.gov.vn/ontology#congestionLevel"
    }
  ],
  "id": "urn:ngsi-ld:TrafficCamera:CAM001",
  "type": "TrafficCamera",
  "name": {
    "type": "Property",
    "value": "Camera Nguyễn Huệ - Lê Lợi"
  },
  "location": {
    "type": "GeoProperty",
    "value": {
      "type": "Point",
      "coordinates": [106.7004, 10.7731]
    }
  },
  "vehicleCount": {
    "type": "Property",
    "value": 156,
    "observedAt": "2025-11-22T08:30:00Z",
    "unitCode": "vehicles"
  },
  "congestionLevel": {
    "type": "Property",
    "value": "high",
    "observedAt": "2025-11-22T08:30:00Z"
  },
  "refDistrict": {
    "type": "Relationship",
    "object": "urn:ngsi-ld:District:D1"
  }
}

🔬 SOSA/SSN Ontology Mapping

Sensor Observation Pattern

@prefix sosa: <http://www.w3.org/ns/sosa/> .
@prefix ssn: <http://www.w3.org/ns/ssn/> .
@prefix uip: <https://uip.hcm.gov.vn/ontology#> .
@prefix geo: <http://www.w3.org/2003/01/geo/wgs84_pos#> .

# Camera as Sensor
uip:CAM001 a sosa:Sensor ;
    rdfs:label "Camera Nguyễn Huệ - Lê Lợi"@vi ;
    sosa:observes uip:VehicleCountProperty ;
    sosa:isHostedBy uip:TrafficPole001 ;
    geo:lat 10.7731 ;
    geo:long 106.7004 .

# Observation
uip:OBS001 a sosa:Observation ;
    sosa:madeBySensor uip:CAM001 ;
    sosa:observedProperty uip:VehicleCountProperty ;
    sosa:hasSimpleResult 156 ;
    sosa:resultTime "2025-11-22T08:30:00Z"^^xsd:dateTime ;
    sosa:hasFeatureOfInterest uip:RoadSegment001 .

# Observable Property
uip:VehicleCountProperty a sosa:ObservableProperty ;
    rdfs:label "Vehicle Count"@en ;
    rdfs:label "Số lượng phương tiện"@vi .

🔍 SPARQL Queries

Query 1: Tìm cameras có ùn tắc cao

PREFIX uip: <https://uip.hcm.gov.vn/ontology#>
PREFIX ngsi-ld: <https://uri.etsi.org/ngsi-ld/>

SELECT ?camera ?name ?vehicleCount ?location
WHERE {
  ?camera a uip:TrafficCamera ;
          uip:name ?name ;
          uip:vehicleCount ?vehicleCount ;
          uip:congestionLevel "high" ;
          geo:location ?location .
  
  FILTER (?vehicleCount > 100)
}
ORDER BY DESC(?vehicleCount)
LIMIT 10

Query 2: Correlation thời tiết - giao thông

PREFIX uip: <https://uip.hcm.gov.vn/ontology#>
PREFIX sosa: <http://www.w3.org/ns/sosa/>

SELECT ?district ?avgVehicles ?weather ?aqi
WHERE {
  ?camera a uip:TrafficCamera ;
          uip:refDistrict ?district .
  
  ?obs sosa:madeBySensor ?camera ;
       sosa:hasSimpleResult ?vehicles ;
       sosa:resultTime ?time .
  
  ?weather uip:affectsDistrict ?district ;
           uip:condition ?weatherCondition .
  
  ?aqiStation uip:inDistrict ?district ;
              uip:aqiValue ?aqi .
}
GROUP BY ?district
HAVING (AVG(?vehicles) AS ?avgVehicles)

🔗 External Dataset Linkage

UIP liên kết với các datasets bên ngoài:

# Linking to DBpedia
uip:District1 owl:sameAs dbpedia:District_1,_Ho_Chi_Minh_City .

# Linking to GeoNames
uip:HCMC owl:sameAs geonames:1566083 .

# Linking to Wikidata
uip:District1 owl:sameAs wd:Q2477810 .

📈 Performance Optimization

Indexing Strategy

# Fuseki configuration
fuseki_config = {
    "tdb2": {
        "location": "/data/fuseki/uip-dataset",
        "unionDefaultGraph": True
    },
    "inference": {
        "reasoner": "OWL_MEM_MICRO_RULE_INF"
    },
    "text_index": {
        "analyzer": "standard",
        "fields": ["rdfs:label", "uip:name"]
    }
}

Query Caching

from functools import lru_cache

@lru_cache(maxsize=1000)
def cached_sparql_query(query_hash: str) -> dict:
    """Cache SPARQL query results"""
    return execute_sparql(query)

📊 Statistics

Metric	Value
Total Triples	5M+
Named Graphs	12
SPARQL queries/day	10K+
Avg query time	45ms
External links	3 datasets

🎓 Key Takeaways

1. LOD không khó - Với NGSI-LD, bạn có thể bắt đầu với JSON
2. Ontology matters - SOSA/SSN cung cấp semantics rõ ràng
3. SPARQL is powerful - Truy vấn phức tạp dễ dàng
4. Interoperability - Liên kết với global knowledge graphs

🔜 Next Steps

• Integrate với DBpedia endpoints
• Add OWL reasoning
• GraphQL wrapper cho SPARQL
• Federated queries

---

Bạn muốn tìm hiểu thêm về LOD? Xem documentation của chúng tôi!

Nguyễn Việt Hoàng - Full-Stack Developer @ UIP Team