Generating Relation Algebras for Qualitative Spatial Reasoning

Basic relationships between certain regions of space are formulated in natural language in everyday situations. For example, a customer specifies the outline of his future home to the architect by indicating which rooms should be close to each other. Qualitative spatial reasoning as an area of artificial intelligence tries to develop a theory of space based on similar notions. In formal ontology and in ontological computer science, mereotopology is a first-order theory, embodying mereological and topological concepts, of the relations among wholes, parts, parts of parts, and the boundaries between parts. We shall introduce abstract relation algebras and present their structural properties as well as their connection to algebras of binary relations. This will be followed by details of the expressiveness of algebras of relations for region based models. Mereotopology has been the main basis for most region based theories of space. Since its earliest inception many theories have been proposed for mereotopology in artificial intelligence among which Region Connection Calculus is most prominent. The expressiveness of the region connection calculus in relational logic is far greater than its original eight base relations might suggest. In the thesis we formulate ways to automatically generate representable relation algebras using spatial data based on region connection calculus. The generation of new algebras is a two pronged approach involving splitting of existing relations to form new algebras and refinement of such newly generated algebras. We present an implementation of a system for automating aforementioned steps and provide an effective and convenient interface to define new spatial relations and generate representable relational algebras

Repräsentation und Vergleich des Kontrollflusses von BPEL Prozessmodellen mit temporalen Aktivitätszustandsnetzwerken

Die Business Process Execution Language (BPEL) ist ein Standard zur Modellierung von automatisierten Geschäftsprozessen. Das Verhalten eines Geschäftsprozesses kann mit BPEL unterschiedlich modelliert werden, da verschiedene graphbasierte und sequenzielle strukturierende Aktivitäten verwendbar sind. Die Äquivalenz der Traces unterschiedlicher Modellierungen eines Geschäftsprozesses sind nicht direkt in einem BPEL Modell nachweisbar. Konzepte wie Behavioural Profiles oder die Validierung von Geschäftsprozess-Konsolidierungen sind auf eine Repräsentation eines BPEL Modells angewiesen, mit dem die verschiedenen Traces einer Ausführung von zwei BPEL Prozessen verglichen werden können. Diese Arbeit beschreibt ein Konzept zur Repräsentation von BPEL Prozessen durch ein temporalen Aktivitätenzustandsnetzwerk, das mit einem Punkt Algebra Netzwerk modelliert wird. In einem Punkt Algebra Netzwerk werden die Startzeitpunkte der Zustände aller Aktivitäten modelliert und alle Zeitpunkte in Relation gesetzt. Zum Vergleich der Traces der Basisaktivitäten von zwei BPEL Prozessen, die aus dem temporalen Aktivitätenzustandsnetzwerk eines BPEL Prozesses ermittelt werden, beschreibt diese Arbeit einen Algorithmus. Die Transformation von BPEL Modellen in ein temporales Aktivitätenzustandsnetzwerk und die Funktonalität des Vergleiches der Traces wurde als eine JAVA Anwendung realisiert, die auch in bestehende Projekte eingebunden werden kann.The Business Process Execution Language (BPEL) is a standard to model automated business processes. A business process behaviour can be modelled with BPEL by different alternatives, because BPEL provides graph-based and sequence-based structured activities. The equivalence of the execution traces of different models of a business process can’t prove on a BPEL model. Concepts like behavioural profiles or the validation of a business process consolidation are depended on a representation of a BPEL model which provides an equivalence analysis of execution traces. This thesis describes a concept to represent BPEL models by a temporal activity state network. This network is realized with time point algebra. The starting time point of all activity states of all activities and the relations between the time points are modelled by a time point algebra network. This thesis describes an algorithm to compare the basic activity execution traces of two BPEL processes, extracted of a temporal activity state network. The functionality to transform BPEL processes and compare execution traces is implemented by an JAVA application, that can be used by existing projects