Non lasciare soli i lavoratori negli ambienti difficili
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Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici Non lasciare soli i lavoratori negli ambienti difficili Patrizia Agnello INAIL Dipartimento Innovazione Tecnologica Roberto Setola Università CAMPUS Bio-Medico di Roma ROMA 11 Novembre 2019 Sensoristica ambientale ed indossabile per la sicurezza degli operatori in ambienti industriali, anche senza copertura di rete.
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Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici
Non lasciare soli i lavoratori negli
ambienti difficili
Patrizia Agnello INAIL Dipartimento Innovazione Tecnologica
Roberto Setola Università CAMPUS Bio-Medico di Roma
ROMA 11 Novembre 2019
Sensoristica ambientale ed indossabile per la sicurezzadegli operatori in ambienti industriali, anche senzacopertura di rete.
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Sommario
Introduzione Aumentare la consapevolezza del rischio attuale e fornire uno strumento per rilevare situazioni anomale
Obiettivi Soluzione flessibile che non richiede una infrastruttura e che rispetti la privacy del lavoratore
Metodi Utilizzo «customizzato» del protocollo BLE per creare una rete mesh dinamica
Risultati Sviluppata una verticalizzazione in grado di rilevare situazioni anomale nell’ambiente e legate al comportamento dell’operatore
Conclusioni Il sistema può contribuire a migliorare la sicurezzadel lavoratore
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Scenario applicativo
• Misurare parametri ambientali rilevanti (CO2, Temperatura, ecc.).
• Misurare parametri connessi con lo stato fisico dell’operatore.
• Identificare situazioni anomale e/o di pericolo dandone evidenza all’operatore e alla sala controllo.
• Fornire strumenti per assistenza lavoratore in situazione di emergenza (localizzazione, cicalino, etc.).
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IoT
amb
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Check about the condition of the worker/environment
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Nostra soluzione Integrare sensoristica indossabile con sensoristica ambientale senza necessità
di creare una infrastruttura di comunicazione
Uso di un dispositivo mobile che faccia da collettore dei segnali provenienti dai sensori indossabili e che sia in grado di dialogare con i sensori nell’ambiente
Sistema modulare ed adattabile. Le modalità di comportamento dei sensori ambientali sono legati alla presenza di operatori
Massima salvaguardia dei diritti dei lavoratori: Informazioni in primo luogo per il lavoratore in-the-field (solo in situazioni di emergenza i dati vengono trasmessi al centro di supervisione). I dati puntuali cancellati quando si esce dall’area di interesse (a meno che non sia successo un incidente) e vengono conservati solo i dati aggregati
Kick off Meeting 5
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CONTESTO TECNOLOGICO: Industrial Internet of Things (IIoT)
INDUSTRY
4.0IIoT
TECHNOLOGIES
ADVANTAGES
• Facile realizzazione di WSNs
• Possibilità di integrazione di
dispositivi eterogenei grazie
all’utilizzo di protocolli standard di
comunicazione
• Basso consumo energetico (Low
battery usage)
• Limitata necessità di cablaggi
APPLICATIONS
• Product Smart Monitoring
• Product Tracking (production and delivery)
• Smart Inventory and stocking cost reduction
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PROJECT GUIDELINES
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Project Core:
• Situation awareness tool
Additional Utilities:
• User Activity recognition
• Activity Detailed reports
• Localization
• Privacy
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IMPLEMENAZIONE DELLA SOLUZIONE
• Sfruttando la tecnologia IIoT nel progetto Smart-Bench è stato
realizzato un framework per stimare il wellness del lavoratore /
ispettore durante le sue attività quotidiane.
• Il sistema è in grado di fornire una stima del livello di pericolo
(hazard level estimation) per i lavoratori al fine di prevenire
incidenti e gestire in modo più efficiente situazioni di emergenza.
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THE WORKER AS A WSN COMPONENT.
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IN FIELD NETWORK
Human Node (HN)
Consiste in una serie di sensori utili per identificare l'attività del lavoratore /
ispettore in caso di emergenza. Ogni lavoratore è dotato di uno di questi dispositivi.
Rugged Tablet
Il tablet rugged si comporta come un bridge di rete «asincrono»
consentendo lo scambio di dati della rete BLE con la sala di controllo.
Recupera i dati dai nodi HN e EN, li elabora evidenziando le situazioni
anomale e prepara i file di registro sulla missione dell'operatore
HN
Environmental Node (EN)
È un dispositivo intelligente dotato di più sensori in grado di comunicare i dati
ambientali tramite BLE. Di solito è associato a macchine o distribuito in posizioni
strategiche nell'ambiente.
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ENVIRONMENTAL & HUMAN NODES
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USER EQUIPMENT
HN
EN
EN
EN
• Human Node (waist mounted)
• Rugged Tablet
Data collector
Network Bridge
Prepares JSON Log
Notification of anomalies e early
warning messages all’operatore
• Activity recognition algorithm
• Notification di anomalies nei segni vitali dell’operatore e
relativi ai parametri ambientali (State Estimation module)
• Indoor Localization
• Automatic mission report
• Critical Information Sharing service
Principali servizi Android in background :
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ACTIVITY RECOGNITION MODULE
Activity Recognition Module: Questo modulo stimare l'attività dell'operatore. Grazie a un algoritmo
basato su soglia (Decision Three Algorithm), è in grado di identificare le azioni dell'operatore.
L’algoritmo è in grado di stimare l’azione in corso con una finestra temporale di 2 secondi
• Accellerometro
• Giroscopio
• Magnetometro
• Cadere
• Camminare,
• Correre
• Sdraiarsi
• Stare fermo
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RILEVAZIONE ATTIVITÁ UTENTE
1400 RIGHE DI CODICE+LIBRERIE STM
RILEVAMENTO DI 5 DIVERSE ATTIVITA+ 2 WARNING PER ATTIVITA ANOMALE
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STATE ESTIMATION MODULE
Sfruttando le misure provenienti dagli EN e l’attività indentificata dal Activity
Identification Module questo modulo indentifica «potenziali» situazioni di
pericolo e ne dà contezza all’operatore
Qualora l’operatore non «resetti» (azione attiva) entro una determinata
finestra temporale il «potenziale» allarme diventa effettivo ed il sistema
provvede ad attivare un allarme sonoro, scrivere l’informazione di emergenza
sugli EN presenti e, in presenza di connessioni dati, invia un messaggio di
allert alla sala di controllo con la posizione dell’operatore)
STATE ESTIMATION MODULE
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Problematiche implementative
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Il protocollo BLE ha il vantaggio di essere infrastructureless e di consumare poca energia. Ma ha il limite di una copertura dell’orine della decina di metri e, soprattutto, che non possono essere connessi contemporaneamente più di 7 dispositivi BLE contemporaneamente.
Per superare queste limitazioni, come evidenziato all’inizio della presentazione, si è «customizzato» il protocollo BLE per renderlo funzionale alle esigenze del progetto.
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FIELD COMMUNICATION MODULE.
• EN operano come buffer distribuiti all’interno dei
quali vengono memorizzate le informazioni su
allarmi
• HN gestisce un sofistica meccanismo di round
Robin (nel caso EN>5) per superare il limite del BLE
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Indoor Localization
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EN1
EN2EN3
EN4
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Rispetto dei diritti dei lavoratori
Soluzioni come quella illustrata trovano, in alcune situazioni, una opposizione da parte dei lavoratori che tendono a vedere in questi sistemi strumenti che violano i loro diritti potendosi, sebbene solo in linea ipotetica, configurare come strumenti per il controllo da remoto del lavoratore.
La soluzione che è stata sviluppata previene questo tipo di obiezione avendo posto fin dall’analisi dei requisiti, il problema della salvaguardia dei diritti dei lavoratori come elemento cardine
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Privacy
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• In situazioni di normalità tutte le informazioni acquisite dal HN e EN sono memorizzate esclusivamente all’interno del dispositivo in dotazione all’operatore
• Al termine della missione, qualora non si sia verificato nessun allarme, tutte le informazioni sono automaticamente cancellate dal dispositivo (vengono conservate solo alcune informazioni aggregate)
• Solo in caso di allarme, le informazioni relative all’allarme sono scritte nei nodi EN e quelle presenti nel dispositivo conservate per le necessità future
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Grazie per l’attenzione
• Patrizia Agnello [email protected]
• Roberto Setola [email protected]
