Binnen het project Digital Twins as a Common Good (DTa-CoGo) hebben we meegewerkt aan een praktijkcase voor European Data Spaces. Samen met gemeenten en modelbouwers onderzochten we hoe Data Spaces in de praktijk kunnen worden toegepast binnen een Open Urban Platform. Het doel was om veilig, schaalbaar en transparant datasets én berekeningen te delen.
Schaalbaar en overdraagbaar
Meer informatie over DT-aCoGo: https://www.ds4sscc.eu/dtacogo
Het Tygron Platform biedt uitgebreide mogelijkheden voor data-uitwisseling. Binnen dit project wilden we een stap verder gaan door Tygron als rekenmodule beschikbaar te maken, zodat externe partijen berekeningen kunnen uitvoeren zonder kennis van de interne werking van het platform. De nadruk lag op de hittestressmodule, een steeds relevanter thema voor klimaatbestendige stedelijke ontwikkeling.
Meer informatie over Tygron’s hittestress rekenmodule:
https://support.tygron.com/wiki/Heat_Stress_Module
Samen met de rekenmodellen van DAT.mobility voor verkeer en Rana voor stedelijke wateroverlast kunnen de aangesloten gemeenten (Rotterdam, Den Bosch en Tampere) met eigen data een volledige Digital Twin opbouwen. Een gespecialiseerde interface, ontwikkeld door The People Group, brengt modellen en data samen in één gebruiksvriendelijke omgeving.
Het doel is niet alleen deze applicatie, maar vooral een reproduceerbare werkwijze die ook door andere steden, modelaanbieders en app-ontwikkelaars kan worden toegepast.
De uitdaging
Het Tygron Platform beschikt over een krachtige API, maar die sluit nauw aan op de interne architectuur. Om deze effectief te gebruiken is specifieke kennis van het platform nodig. De uitdaging was daarom om de rekenkracht van Tygron eenvoudig toegankelijk te maken voor externe applicaties.
Als basis gebruikten we de bestaande open-source Tygron WebApp, waarmee gebruikers Digital Twins kunnen aanmaken, rekenmodellen uitvoeren en resultaten bekijken. Omdat deze WebApp was ontworpen voor menselijke gebruikers, was voor DTa-CoGo een gestandaardiseerde API nodig.
OGC API Processes
Voor de implementatie is gekozen voor de OGC API Processes-standaard, mede op basis van eerdere ervaringen en kennis vanuit Geonovum. Deze standaard beschrijft hoe processen worden aangeboden, gestart, gevolgd en hoe resultaten beschikbaar worden gesteld, zowel synchroon als asynchroon.
Hiermee konden externe applicaties processen op een gestandaardiseerde manier aanroepen én langlopende berekeningen veilig op de achtergrond uitvoeren.
Meer informatie over de OGC API Processes standaard: https://ogcapi.ogc.org/processes/
Nieuwe API-architectuur
In plaats van de bestaande gebruikersinterface via een API aan te sturen, is gekozen voor een nieuwe architectuur waarin zowel de gebruikersinterface als externe applicaties dezelfde API gebruiken. Hierdoor blijft functionaliteit beter afgeschermd en sluit de architectuur aan bij het ontwerpprincipe van Tygron: alles wat via de interface kan, moet ook via een API beschikbaar zijn.
Betere prestaties zonder veiligheidsrisico's
Tijdens het project bleek dat de oorspronkelijke verwerking van berekeningen onvoldoende schaalde wanneer aanvragen indirect vanuit andere applicaties kwamen.
Daarom is de verwerking slimmer ingericht. Authenticatiefouten worden direct opgevangen met een tijdelijke lock, zodat herhaalde mislukte aanvragen geen blokkades veroorzaken. Daarnaast worden opeenvolgende processtappen zoveel mogelijk direct uitgevoerd totdat een wachttijd noodzakelijk is. Hierdoor is de totale verwerkingstijd van een job aanzienlijk verkort.
Authenticatie en contexts
Ook de authenticatie vroeg om een nieuwe aanpak. Een gedeelde account zou ertoe leiden dat organisaties elkaars projecten en resultaten konden zien, terwijl individuele Tygron-accounts nieuwe beheer- en beveiligingsvraagstukken introduceerden.
Daarom is gekozen voor de implementatie van contexts. Externe partijen authenticeren zich met een eigen token richting de WebApp. Elke context beschikt vervolgens over een eigen configuratie en Tygron-credentials. Hierdoor blijven organisaties gescheiden, worden jobs per context beheerd en ontstaat een goede basis voor toekomstig gebruikers- en toegangsbeheer.
Bewuste keuzes in de implementatie
Hoewel de API gebaseerd is op de OGC API Processes-standaard, zijn binnen het project alleen de noodzakelijke onderdelen geïmplementeerd. Externe applicaties kunnen processen ontdekken, jobs starten, de voortgang volgen en resultaten ophalen.
Tests door zowel de ontwikkelende partner als andere technische partners leverden waardevolle feedback op. Uitbreidingen zoals uitgebreidere schema's, extra documentatie en een verdere scheiding van authenticatie staan op de roadmap, maar vielen buiten de scope van dit project.
Resultaat
De applicatie is inmiddels live voor de betrokken organisaties. De door The People Group ontwikkelde applicatie kan via het Open Urban Platform automatisch de hittestressmodule van het Tygron Platform aanroepen en resultaten aan eindgebruikers presenteren.
De ontwikkelde aanpak is bovendien reproduceerbaar. Andere gemeenten, modelaanbieders en applicatieontwikkelaars kunnen dezelfde gestandaardiseerde functionaliteit gebruiken.
Daarnaast zijn de meeste verbeteringen inmiddels opgenomen in de kern van de WebApp, waardoor ook toekomstige toepassingen profiteren van betere prestaties en uitbreidbaarheid.
Zelf aan de slag
Wil je zelf aan de slag met de WebApp, de API-tussenlaag of de DTa-CoGo-implementatie? De code is beschikbaar op de Tygron GitHub onder een MIT-licentie:
https://github.com/Tygron/php-tygron-webapp
De functionaliteit voor DTa-CoGo is beschikbaar als een meegeleverde sample.
