Progetto CRESCO SP III.5Progetto CRESCO SP III.5

Attività Univ. CAMPUS6 luglio 2007

Attività in essereAttività in essere

• Studio dello stato dell’arte (predisposizione di un DB e di un titolario di classificazione)

• Definizione di un modello ad “entità” per l’analisi di sistemi complessi ed interdipendenti– Implementazione stand-alone su PC

– Implementazione stand-alone su GRID ENEA

– Implementazione “integrata” all’interno del framework progettuale

• Analisi di un caso di studio

Stato dell’arte e titolario di classificazioneStato dell’arte e titolario di classificazione

• Si sta costruendo un archivio di articoli scientifici (ed altra documentazione) relativi al problema delle modellistica/analisi delle interdipendenze e delle CIP/CIIP

• Sviluppo di un applicativo per la ricerca sull’archivio

• Predisposizione di un titolario di classificazione

Titolario di Classificazione

Ver. 1 14 giugno 2007

1. Government documentation 1.1. Counties

1.1.1. United States 1.1.1.1. Official documentation 1.1.1.2. Other documentation

1.1.2. Italy 1.1.2.1. Official documentation 1.1.2.2. Other documentation

1.1.3. Australia

1.1.4. Canada

1.1.5. Germany

1.1.6. The Netherlands

1.1.7. Sweden

1.1.8. Switzerland

1.1.9. UK

1.2. International Organization

1.2.1. Europea Union

Qualora ci fosse qualcuno che volesse contribuire al popolamento del DB mi contatti

ModellisticaModellistica

Noi siamo qui

Modello Entità - Risorse Modello Entità - Risorse

Nel nostro modello ogni infrastruttura è descritta in termini dei suoi macro-componenti andando a valutare come la assenza (o la ridotta presenza) delle diverse risorse e/o la presenza i guasti induce inoperabilità nel sistema.

Definizione modelliDefinizione modelli

Per ciascuna infrastruttura, con l’ausilio di interviste con esperti dello specifico dominio, si è proceduto a definire un modello d’insieme della singola infrastruttura, dei suoi macro-componenti e delle loro molteplici interdipendenze

Entity’s DynamicEntity’s Dynamic

# p types of Resources OL

#r types of Outputs

#q types of external induced failures

Faults (#s types)

#l types of propagated failures

Presence of buffer

Presence of resilience elements

CISIACISIAProcesso di modellazione delle infrastrutture

Per modellare un’infrastruttura si procede nel seguente modo:

•Step 0 -Analisi di insieme dell’infrastruttura e sua caratterizzazione rispetto all’area oggetto di analisi. Si individuano, inoltre, le “entità” che costituiscono l’infrastruttura

•Step 1 –Individuazione delle diverse classi di entità. Per ciascuna classe di entità occorre procedere alla determinazione di:

•Risorse necessarie•Risorse prodotte•Guasti che può ricevere dall’esterno•Guasti che può inviare all’esterno•Guasti che possono generarsi all’interno

Step 2 – Caratterizzazione del modello input-output di ciascuna classe di macro-entità. Si definiscono le funzioni che determinano l’evoluzione dello stato interno ai flussi di risorse e guasti

Preparati una serie di questionari

Sede SGU

GTWA

(Gateway di accesso)

Reti wireless/dati

Reti fonia

#320

#650

SGU

(Stadio di Gruppo Urbano)

#650

D-SLAM GbE

D-SLAM

IPBTS UMTS

BTS UMTS

BTS GSM

E1

Centrale intermed

iaRame E1

BSC2MBit

Decadi 1 e 4

Rame

Rame, linea AP

OLO

Fonia

Punti di accesso SGT

Estensione del PoP BBN

#66

Reti metro/OPB/BBN

FEEDER10GBit

/s

Rete METROD-

SLAM GBe

OLO

Business

OLO

Business

Rete OPB

Pop OPB

Pop OPB

BBN

Pop BBN

STM-1

STM-1

#24

#36

Modello fisico Rete TLC wirelessModello fisico Rete TLC wireless

EntitàEntità

Entità/Classe Descrizione Risorse (Input)

Produzione (Output)

Guasti ricevibili dall’esterno

Guasti interni Guasti trasmettibili all’esterno

Centrale elettrica Centrale per la produzione di energia elettrica. Nota: È stato necessario, stante le peculiarità delle singole centrali considerare modelli specifici per ciascun tipo di centrale. Si riportano a tal fine alcune sintettiche descrizione delle principali centrali che insistono nell’area ogetto dell’indagine

-) combustibile (gas naturale,olio combustibile, carbone, etc)

-) combustibile per avviamento -) acqua per raffreddamento e

condensazione -) energia elettica per ausiliari -) materiali di consumo -) attività di manutenzione -) pesonale

-) energia elettrica -) contributo ala regolazione della frequenza di rete -) contributo alla regolazione della tensione di rete

-) Disguidi elettrici -) sovra o sottofrequenza di rete -) Informatici -) sabotaggi -) geografici (sismi, ecc.)

-) esplosione apparecchiature ciclo acqua-vapore -) esplosione stazione metano -) incendio serbatoi combustibili -) incendi trasformatori e turbine

-) Incendi -) Inquinamento ambientale -) disturbi/oscillazioni frequenza di rete

Per ciascuna entità si sono individuate:

- Risorse di cui necessita (Input)

- Risorse che produce (Output)

- Guasti che può ricevere, generare e trasmettere

Risorse (Input)

-) combustibile (gas naturale,olio combustibile, carbone, etc)-) combustibile per avviamento-) acqua per raffreddamento e condensazione-) energia elettica per ausiliari-) materiali di consumo-) attività di manutenzione-) pesonale

Esempio “centrale elettrica”Esempio “centrale elettrica”

Dipendenza da risorsa “acqua” Risorsa

disponibile al 100%

90% 80% 70%

Capacità operativa residua (%)

100% 100% 5% 0%

0

20

40

60

80

100

120

100 90 80 70

% disponibilità Risorsa

% d

i rid

uzi

on

e O

L

A seconda delle diverse percentuali di risorsa disponibile, quanto deve durare la carenza di questa per indurre un guasto di tipo Rotture e guasti ai macchinari e/o altri componenti dell’impianto. ?

Specificare se possibile cosa si intende per 'lieve', 'moderato' e 'grave' nella colonna sottostante.

Indicare il tempo secondo la scala preferita (sec, min, ore,..)

Risorsa disponibile allo 0%

50%

Guasto Lieve 8 ore 24 ore Guasto Moderato 12 ore 48 ore Guasto Grave 24 ore 90 ore

La carenza di una risorsa può anche ingenerare un guasto, o amplificare altri fenomeni

Definizione delle interazioni

Dopo aver ottenuto i modelli delle entità, si definiscono le matrici di adiacenza sia tra gli elementi della stessa infrastruttura che tra elementi afferenti a infrastrutture differenti

Le matrici di adiacenza fanno riferimento in genere a due tipi di interconnessioni:

• Link di tipo funzionale , che rappresentano la dipendenza materiale e diretta di un’entità dalle risorse prodotte da un’altra. In genere questo tipo di relazioni sono ben note.

• Link di propagazione dei guasti, che rappresentano i percorsi attraverso i quali si possono propagare i guasti. Questi link in genere,al contrario dei link funzionali, non sono frutto di scelte progettuali, né sono completamente noti.

RelazioniRelazioni

Le interconnessioni tra le entità sono codificate attraverso

matrici di incidenza pesate

(ognuna delle quali descrive uno specifica tipologia di

interazione - l’insieme delle entità vicine rispetto a un

particolare concetto di prossimità)

A ciascun arco sono associati dei pesi, e δ, che rappresentano l’attenuazione e il ritardo che le grandezze subiscono attraversando il link.

Prossimità geografica.

,δ

Prossimità cyber.

Numeri fuzzyNumeri fuzzy

La precisione del dato è legata all’ampiezza dell’intervallo caratterizzato da un grado di appartenenza > 0 (il supporto)

4

1.0

2.8 5.2 4

1.0

3.8 4.3

è meno precisa di

…mentre l’affidabilità (o la credibilità) del dato è proporzionale al massimo grado di appartenenza adottato

42.8 5.2

La misura è più affidabile di

La misura

42.8 5.2

1.0

0.6

Definizione modelli (3)Definizione modelli (3)

Infrastrutture analizzate (con diverso grado di dettaglio)

• Infrastruttura elettrica• Infrastruttura TLC wired • Infrastruttura TLC wireless (UMD)• Infrastruttura Tele-controllo elettrico• Infrastruttura TLC GSM-R (ferrovia)• Infrastruttura aeroportuale• Infrastruttura portuale • Infrastruttura ferroviaria • Infrastruttura autostradale

Definizione modelli (4)Definizione modelli (4)

Complessivamente si sono svolte interviste con 12 esperti per un totale di 80 ore di interviste.

Si sono raccolti • 37 schemi funzionali• 35 schede di primo livello• 111 schede di secondo livello• Implementazione in C++ (~ 50.000 righe di

codice)

Accoppiamento rete elettrica-TLC, esempioAccoppiamento rete elettrica-TLC, esempio

Sala controllo

Stazione controllata

Entità ‘Rete TLC’

Router

Cavo

Cavo

Router

Rete elettrica

TLC

Controllo

Traffico per controllo (generico)

QoS da A a B

A B

C

D

E

F

G

Livello logico

Livello fisico

Operative

LevelO.L.

O.L.

O.L.

Topologia della rete TLC

E

D

FG

H