Ufficio Studi ENEA Ing. Carlo Tricoli Ufficio Studi ENEA EFFICIENZA ENERGETICA E FONTI RINNOVBILI.
SISTEMI INFORMATICI DI SUPPORTO ALLE DECISIONI PER LA GESTIONE DELLE EMERGENZE: ESPERIENZA ENEA E LE...
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SISTEMI INFORMATICI DI SUPPORTO ALLE DECISIONI PER
LA GESTIONE DELLE EMERGENZE:ESPERIENZA ENEA E LE NUOVE
SFIDE
Sandro BolognaENEA-CAMO
Seminario CAMO – 28.10.2003
SISTEMI EMERGENZA CIVILE
SISTEMI EMERGENZA INDUSTRIALE
PROTEZIONI FISICHE
SISTEMI DI ALLARME E DIINTERVENTO MANUALE
SISTEMI DI CONTROLLO E DI SUPERVISIONE
BUONA PROGETTAZIONE
SISTEMI DI INTERVENTO AUTOMATICO
TIPICHE BARRIERE DI PROTEZIONE
USATE NELL’INDUSTRIA DI
PROCESSO E INFRASTRUTTURE
CHE COMPORTANO RISCHI PER L’UOMO E PER L’AMBIENTE.
LE BARRIERE DI PROTEZIONE SONO
MOSTRATE NELL’ORDINE DI ATTIVAZIONE AL
PRESENTARSI DI UNA CONDIZIONE INCIDENTALE
• Livelli di Propagazione dell’EmergenzaLivelli di Propagazione dell’Emergenza• Livelli di Propagazione dell’EmergenzaLivelli di Propagazione dell’Emergenza
Impianto Provincia Regione Stato
1 2 3 4
Problemi - Vincoli legislativi - Comunicazione
decisionali - Piani di emergenza - Disponibilità dei mezzi
- Domini di competenza - Cooperazione
• Livelli d’intervento ENEA Livelli d’intervento ENEA • Livelli d’intervento ENEA Livelli d’intervento ENEA
Analisi del problema e modellizzazione della conoscenza
Sviluppo di prototipi per il Supporto Decisionale Attivo
con tecnologie di Intelligenza Artificiale
• Livelli Decisionali di Gestione delle EmergenzeLivelli Decisionali di Gestione delle Emergenze• Livelli Decisionali di Gestione delle EmergenzeLivelli Decisionali di Gestione delle Emergenze
Sala di Centro Centro Centro Nazionale
Controllo Provinciale Regionale Protezione Civile
Preparazione
MitigazionePredizione
Emergenza
Ricostruzione
RipristinoIntervento
Valutazioneconseguenze
Gestionedell’emergenza
Prevenzionedell’emergenza
Gestione del rischio Gestione della crisi
Ciclo di gestione dell’emergenza
Esperienze ENEA nello sviluppo di Sistemi di Addestramento e Supporto Decisionale
Simulatore di Addestramento
Sistema Intelligente di Supporto alle Decisioni e e alle Procedure di Intervento
Fattore umano
Problema: Riduzione degli Errori Umani
Dominio di Emergenza
Soluzione: Sistemi intelligenti per l’addestramento ed il supporto decisionale
Organizzazione
Gestione delle Emergenze
Flussi di informazioni tra i centri decisionali
Dati Impianto Dati Territoriali Dati Regionali Dati Nazionali
Gestione Impianto Centro tecnico di supporto
Centro di emergenza regionale
Centro Nazionale Protezione civile
Sistema Intelligente di Supporto alle Decisioni in caso di incidente
INTELLIGENTDECISIONSUPPORTSYSTEM
IDSS
Collegamento alla rete informativa Gestori delle Emergenze
Monitoraggio Continuo
MIND
Compiti
Monitoraggio Continuo
Azioni
Valutazione della situazione & Supporto Decisionale Basati su:Informazione: Stato del Dominio dell’Emergenza, Conoscenza: regole, procedure, istruzioni,Preferenze: criteri di rischio, di ruolo, di gestione risorse,...
Sensori & Attuatori
TIPICO SCENARIO EMERGENZA
Risorse gestioneemergenza
Decisori “sul campo” Infrastrutturadi
comunicazione
Decisori “remoti”
Decisori “sul campo”
Infrastrutturadi
comunicazione
Decisori “remoti”
Team di addestramento
Data loggingsupervisore
SCENARIOSIMULATO
Progetto MUSTER
Ruolo B
Addestramento Cooperativo• Modelli VR del dominio dell’emergenza• Scenari di intervento• Strategie di gestione--------------------------------------------• Modelli del ruolo degli agenti• Modelli cooperativi---------------------------------------------• Strategie di addestramento
Trainee 1 Trainee 2
VR Engineer
Riconoscimento degli errori e spiegazione
Comunicazione
Assenza di comunicazione
TutorProgetto MUSTER
Addestrandi Supervisore
Modellidi Simulazione
Propagazioneincendio
Dispersionenubi tossiche
Variazionimeteo
SCENARIO DOMINIO DB CENTRALE LOG / REPLAY
Eventi
Risorse
Aree a rischio
Sito
- dominio- risorse- eventi
MUSTER Kernel
Progetto MUSTER
Stazione del SupervisoreStazione del Supervisore
Vista logica sullo scenarioVista fisica sullo scenario
Vista del Responsabile risorse Vista del Responsabile pontile
StazioniStazioni
degli degli AddestrandiAddestrandi
Connessione in rete
Progetto MUSTER
Deposito di Ferrera
Progetto GEO
Strumento Antincendio
Lo strumento utilizza simulatori di irraggiamento termico, e valuta il consumo di risorse
antincendio nel tempo.
Progetto GEO
Base di Dati Relazionale
Scenari Incidentali
Proceduredi
Emergenza
Banca Dati
Sostanze
Personale Reperibile
Cartografia Elettronica
Deposito e Linee
Dati Strutturali
di Impianto
Risorse
Antincendio
Sistema di supporto alla Gestione Emergenza
Scelta dellaProcedura
Simulazionedell’evento
Configurazione dello Scenario
Progettazione e
modifica Procedure
Esecuzione simulata
della Procedura
Pannello Strumenti Operativi
Allarme Telefono Avviso
Prodotti Antincendio Personale
Modelli Numerici di Irraggiamento e
Spandimento
Regole qualitative per la gestionedelle risorse antincendio
Algoritmi di ottimizzazione della evacuazione dei prodotti di rischio
Funzioni Previsionali (What-If) e di Supporto Attivo
Basate sulla Logia Fuzzy Basati sulle tecniche evolutive
Connessione automatica ai dati di processo
Progetto GEO
Progetto CIPRODS
ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI SUPPORTO ALLE DECISIONI
Che cosa succede
Che cosa succederà opotrebbe succedere
Che cosa fare
DATABASES GEOGRAFICI
EVENTO CONSEGUENZE
Modulo Modulo DecisionaleDecisionale
Modulo Modulo PredittivoPredittivo
Modulo Modulo DiagnosticoDiagnostico
Databases diSostanze Tossiche e
Industrie a rischio
Algoritmi diAnalisi delle conseguenze
Procedure diintervento
AzioniAzioniSintomiSintomi
Progetto CIPRODS
LE NUOVE SFIDE
Progetto SAFEGUARDThree Layers Model for the Electrical Infrastructure
Progetto SAFEGUARDThree Layers Model for the Electrical Infrastructure
Electrical ComponentsElectrical Componentsgenerators, transformers, breakers,generators, transformers, breakers,
connecting cables etcconnecting cables etc
Control and supervisory hardware/software components
(Scada/EMS systems)
Electrical Power OperatorsIndependent System Operator
for electricity planning and transmission
Intra-dependency
National Electrical Power Transmission Infrastructure
Telecomunication Infrastructure
Oil/Gas Transport System Infrastructure
Foreign Electrical Transmission Infrastructure
Inter-dependency
National Control Centre
Regional CC1
Regional CC2
Regional CC3
Regional CC8
Remote Terminal Units
SOURCE GRTN
AnomalySensor 1
Wrapper 2Logger 2Logger 1 Actuator Actuator
Correlation Correlation Actions
AnomalySensor 2
Wrapper 1
Management Actions
Human Interface
Local Control
Regional Control
National Control
Physical Physical
LayerLayer
MULTI-LAYER NETWORK MANAGEMENT
Progetto SAFEGUARD SELF-HEALING ARCHITECTURE
Cyber Layer of Electricity NetworkHome LCCIs
Topology agent
Negotiation agent
MMI agent
Other LCCIsForeign Electricity
NetworksTelecommunication
Networks -------------------
Correlation agent
Action agent
Low
-level ag
en
tsH
igh
-level ag
en
ts
Diagnostiswrappers
Intrusion Detection wrappers
Anomaly detector agents
Actuators
Safeguard agent Architecture for Large Complex Critical Infrastructures (LCCIs)
Commands and information Information only
Local nodesprotection
Network global protection
LE NUOVE SFIDE
Copy rights: High-Intelligence & Decision Research Group, CAMO, ENEA, http://erg4146.casaccia.enea.it Author: Adam Maria Gadomski, 8/10/2003
Technological Grid
Human Errors
Organisation
In Multi-grid Large Complex Critical System/ Infrastructure (LCCI)
Human component
Production/Transmission /Control componentof Physical &Technological Layers
Artificial Highly-Autonomous (Intelligent Agent) component
Human Errors & Socio-Cognitive Engineering Applications
Human Factors
Human Errors
Social Consequences
contributes to the Vulnerability Analysis and to the Improvement of Robustness of Large Complex Critical Systems (Humans-Technology Systems).
SOCIO-COGNITIVE ENGINEERING
Key Intervention Domains
• Users Modelling and Simulation
• Organization Structures and Decision-Making Modelling and Simulation
• Assessment of Social Risk and Impacts
• Intrusions and Mismanagement
Development of
Autonomous Artificial Intelligent Organizations Embedded in Complex Software Systems
Copy rights: High-Intelligence & Decision Research Group, CAMO,ENEA, http://erg4146.casaccia.enea.it Adam M. Gadomski, 7/10/2003
Fonte: Corriere della Sera 30.09.03
LE NUOVE SFIDE
WaterWaterBanking andBanking and
FinanceFinance
TransportationTransportationInternetInternetCoreCore
InternetInternetCoreCore
TelecommunicationsTelecommunicationsGovernmentGovernment
ServicesServices
Emergency Emergency ServicesServices
ElectriElectricc
The World is a Network of Networks…
Any Geographical Area, Any Network, Any Functional Area Is a Place of Vulnerability
27
LE NUOVE SFIDE
Oil and GasOil and Gas
La nuova sfida dei Sistemi di Sistemi
SOS
Interdependent LCCIs Level
System of Systems Level
Individual LCCI Level
Energy Tele-comunic.
Banking & F..
VHSServices
Trans- portation
Repair Crews
Private Microwave
Network
Generating Plant
Transmission Substation
Distribution Substation
Commercial Loads Industrial Loads
Control Center
Public Networks
DELAY
Compressor Station
City Gate
Natural Gas Storage Facilities
Gas Pipeline
Types of failures:
• Cascading
• Escalating
• Common corridor
Example of Interdependencies Among Physical and Cyber Assets Within the Energy Industry
Office of Critical Infrastructure ProtectionSource
Topology ModelTopology Modelnodes and arcs in the netnodes and arcs in the net
State Machine Modelprocesses and arcs in the netprocesses and arcs in the net
Electrical Modelgenerators, transformers, breakers,generators, transformers, breakers,connecting cables etcconnecting cables etc
National Electrical Power Transmission Infrastructure
Telecomunication Infrastructure
Oil/Gas Transport System Infrastructure
Foreign Electrical Transmission Infrastructure
Interdependency ModelInterdependency Modelall the links with the other netsall the links with the other nets
FaMoS – Fast Modelling and Simulation Environment for Critical Infrastructure Analysis.