enea, casaccia 23 ottobre 2003 i sistemi di supporto alle decisoni dalla gestione delle crisi e...

ENEA, Casaccia23 Ottobre 2003

I Sistemi di Supporto alle Decisoni dalla gestione delle crisi e delle emergenze industriali a quelle di tipo informatico

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PresentazionePresentazione

Tecnologie e Strumenti DSSTecnologie e Strumenti DSS

Nella Gestione dei Processi IndustrialiNella Gestione dei Processi Industriali

Marco BoeroSofteco Sismat SpA, Genova



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Softeco Sismat SpASofteco Sismat SpA

• Soluzioni e Sistemi

Realizzazione di progetti “mission-critical”

Industrial Solutions & ServicesIndustrial Solutions & Services

Soluzioni integrate per IT center

Information Technology ServicesInformation Technology Services

UtilitiesUtilities : Prodotti e soluzioni per Aziende MultiUtility

Infomobility – Soluzioni per la mobilità integrataInfomobility – Soluzioni per la mobilità integrata

Soluzioni per il Trading di Energia Elettrica e GasSoluzioni per il Trading di Energia Elettrica e Gas



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DSS: lDSS: l’Esperienza Softeco’Esperienza Softeco

• Sviluppo di soluzionisoluzioni e componenticomponenti DSS in architetture di – Supervisione & Controillo– Gestione Workflow– Assessment & Action Planning

• Differenti aree e settori applicativisettori applicativi

– Supervisione e Controllo di processi industriali• manifatturiero, petrolchimico, …

– Supervisione e Gestione di grandi Utilities• Reti di distribuzione elettrica• Reti di telecomunicazione

– Gestione delle reti di trasporto

• traffico, trasporto pubblico, merci

– Ambiente• gestione delle risorse idriche



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DSS: DSS: Tecnologie e StrumentiTecnologie e Strumenti

• Content / Knowledge Modelling– Metodologie/tool OO (eg UML, …)– Semantic Modelling (ontologies)– Procedural Knowledge (eg rule-based)

• Tool di analisi e valutazione– GIS (eg MapInfo, Arcview, Geomedia, …)– Simulazione (traffico, reti telco, …)

• Planning e decision making– Metodologie knowledge-based (eg rule-based)– Ottimizzazione (modelli specifici; eg route planning)– Architetture Multi-Agente

(eg JACK, JADE, soluzioni custom Java-based)

• Collaboration, Workflow Management– Architetture Web-Based (J2EE, JINI, ASP, Portal Servers, …)– Architetture Peer-to-Peer (eg JAXTA, PeerWare)– WorkFlow Mgmt (eg ZOPE)

• Comunicazione / Localizzazione– GSM, GPRS, Wi-Fi (IEEE 802.11)– GPS

Sistemi Stand-aloneSistemi Stand-alone

Sistemi DistribuitiSistemi Distribuiti

Mobilita’Mobilita’



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Esempio 1 : interazione Operatore - SistemaEsempio 1 : interazione Operatore - Sistema

• AAMI - Auto-Adaptive Multimedia Interfaces: strumenti di supporto all’interazione “auto-adattativa”– molteplici canali e media

per il rendering dell’informazione

– stato del processo

– operatore

– tipo di informazione

• Middleware e framework riusabili– integrazione in ambienti SCADA e di S&C Processo

• Caso applicativo– AAMI in ambiente di gestione di reti di distribuzione elettrica

– Cliente: ELSAG Bailey

dati, testi, immagini, voce, ...

normale, perturbato, crisi, emergenza, …

• allarmi• misure• comandi• …

task, attivita’, preferenze, …

allarmi, misure, comandi, …



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• Mapping flessibile tra informazione e modalita’ di rendering: – Migliore adattamento possibile dell’interfaccia allo stato corrente

(task/stato/operatore). – Filtraggio dell’informazione rispetto a urgenza e condizioni dell’operatore– Garanzia che i parametri di presentazione (forma, posizione, modalita’)

siano adeguati al tipo di informazione e al contesto.

un flusso fisico di dati,

molti flussi logici …

Sistema di Sistema di GestioneGestione

GUIGUI

mapping flessibiledei flussi di dati

sulle risorsedi rendering

Risorse diRendering

Interfaccia di Rendering

(GUI)

Sis

tem

a S

&C

middlewaremiddlewaremiddlewareStati del sistema Stati dell’operatore

un flusso fisico di dati,

molti flussi logici …

Sistema di Sistema di GestioneGestione

GUIGUI

mapping flessibiledei flussi di dati

sulle risorsedi rendering

Risorse diRendering

Interfaccia di Rendering

(GUI)

Sis

tem

a S

&C

middlewaremiddlewaremiddlewareStati del sistema Stati dell’operatore



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• AAMI Adaptation Matrix

Operatorresponse

Normal

Delayed(relativeto expectedresponses)

Erratic(occasionallywrong display commands)

Disorganised(constantlywrong displaycommends)

Process state

Normal

(2) Inattentive.Accentuatepresentation

(specific)

(3) ConfusedLoss of controlGo to overviewpresentation

Process state

Disturbed, high info rate

Check with Operator

(4) Overloaded.Filter information,simplifypresentation

(5) Overloaded.

Simplify displays,remove information(6) Severe loss

of controlAlert Domain Specialists

Process state

Disturbedlow info rate

Check with Operator

(7) “Frozen”.Repeat recent inform.Try alternaterepresentation

(8) Partial loss ofcomprehension.

Switch modality

(9) Complete loss ofcomprehension

Go one level up,

Alert other Assistance

(1) Inattentive:Accentuatepresentation

OK , no action



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• Architettura Multi-Agente– Task di “adattamento” distribuiti

tra diversi Agenti

• Process Model Agent

• Operator Agent

• Media Agent

• Cognitive Resolver /Media Allocator Agent

• Presentation Agent

– Collaborazione tra agenti per adattare al meglio il rendering dell’ informazione al contesto operativo

ProcessModelAgent

RenderingInterface

PresentationAgent

MediaAgent[Array]

RenderingProcessSupervision

& ControlSystem

Information Stream

Human FactorsRules DB

OperatorAgent

Cognitive Resolver /Media Allocator

Agent



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Esempio 2 : Gestione distribuita delle Emergenze nel Esempio 2 : Gestione distribuita delle Emergenze nel TrafficoTraffico

• Coordinamento dei piani di intervento – es. incidenti, blocchi della circolazione, …

• Applicazione su aree territoriali vaste– molteplici Centri di Monitoraggio & Supervisione

• Modello di decisione e coordinamento– centralizzato/gerarchico vs. distribuito/eterarchico

• Caso applicativo– Nodo autostradale di Francoforte– 4 Centri interessati:

– HLSV (Road Authority della Regione Assia)– Citta’ di Francoforte– Autorita’ dei Trasporti della Regione Rhein-

Main– FRAPORT (Aeroporto di Francoforte)

– Cliente: HLSV



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• Un modello distribuito – “negoziazione” on-line delle strategie di attivazione/disattivazione dei

piani di intervento– Interazione e collaborazione Peer-to-PeerPeer-to-Peer

• Tutti i “nodi” decisionali ISM hanno identica architettura e funzionalita’



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• Strategie di intervento: esempio• Name and ID:

Stra_1; 001,

• Problem: Congestion on A66 between A and B,

• Trigger: (Detector AB > treshold,

• Deactivation conditions = false



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Remote ISM Nodes


• Architettura di un Nodo ISM

DBManager

DBManager

DBM-Editor

Traffic &Mobility

DataWharehouse

Traffic &Mobility

DataWharehouse

ScenarioAnalysisSystem

ScenarioAnalysisSystem

ScASyGUI

Traffic Control System

Traffic Control System

StrategyManager

StrategyManager

ISM Server

(Communication,Negotiation)

ISM Server

(Communication,Negotiation)

Online ISM GUI

ClientClient

ClientClient

ClientClient



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• Interfaccia dell’OperatoreFRAPORT



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Esempio 3: Collaborazione e Mobilita’Esempio 3: Collaborazione e Mobilita’

• Supporto alla Collaborazione e Teamwork

• Squadre mobili sul territorio– Virtual Teams, Nomadic Teams, …

• Infrastruttura condivisa accessibile “anywhere, anytime”– comunicazione, contenuti e servizi

• Modelli di collaborazione e interazione– centralizzati vs. peer-to-peer



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Mobile Peer

Global Virtual Content Space

Global Virtual Workspace

MemberSpace

SharedContents / Knowledge

SharedService


SharedService Shared

Service

SharedContents / Knowledge Shared

ServiceShared

Contents / Knowledge


Mobile Peer

Mobile Peer

Mobile Peer

Static Peer

Virtual Community Space

ResourceSpace

ResourceSpace

ResourceSpace

Community Cabinet

• Un’architetturaP2PP2P per il supportoalla collaborazione



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Architettura di un Peer

• Livello 1: P2P Comm. Middleware– publish/subscribe– ricerca/recupero contenuti– meta-dati, repository distribuito– accesso, autenticazione, sicurezza

• Livello 2: Teamwork Services– user / virtual community mgmt.– Team management– condivisione/gestione dei contenuti– supporto e gestione del workflow

• Livello 3: User Interaction Services– mobile, web– registrazione dinamica dei servizi– adattamento dinamico al tipo di terminale

Co

mm

un

icat

ion

leve

lA

dva

nce

dco

mm

un

icat

ion

Dis

trib

ute

d k

no

wle

dg

em

anag

emen

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eam

wo

rkAp

pli

cati

on

leve

l

Communication Channel

Information Collection Services

InformationAnalysisServices

Store &Secure

Services

Workflow Management

Services

TeamworkAssistants

User Interface Services

Enabling Technologies

Enabling Services

Enable interaction

P2P Communication MiddlewareP2P Communication Middleware

User Interface Services

Level 1Level 1

Level 2Level 2

Level 3Level 3



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• Diverse soluzioni architetturali

CommunicationInfrastructure

(wired, wireless)

CommunicationInfrastructure

(wired, wireless)

BackbonePeer

mobilepeer

...

Backbone Peer cabinet

serverCommunity

cabinetserver

lightweightmobile peer

Communitycabinetserver

Communitycabinetserver

Architettura Ibrida, infrastruttura telco


mobile peer


mobile peerwith cabinet

MANET: connettivita’ ad-hoc(eg Wi-Fi, Bluetooth, …)

mobile peer

staticpeerstatic

peer

mobilepeer



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ConclusioniConclusioni

• Applicazione di metdologie / soluzioni / componenti DSS in ambito industriale– Attualita’ della “domanda”

• crescita della complessita’ nelle applicazioni e infrastrutture da governare

– Un approccio “prervasivo”• componenti embedded in un’architettura complessiva

• Offerta tecnologica– Ampia

• metodologie, strumenti; in alcuni casi, prodotti

– Affidabilita’ e sostenibilita’ delle soluzioni

• Evoluzione verso sistemi sempre piu’ distribuiti– Modelli organizzativi e decisionali– Accessibilita’ “anywhere, anytime”– Mobilita’

enea, casaccia 23 ottobre 2003 i sistemi di supporto alle decisoni dalla gestione delle crisi e...

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