SISTEMI INFORMATICI DI SUPPORTO ALLE DECISIONI PER LA GESTIONE DELLE EMERGENZE:

1. SISTEMI INFORMATICI DI SUPPORTO ALLE DECISIONI PER LA GESTIONE DELLE EMERGENZE: ESPERIENZA ENEA E LE NUOVE SFIDE Sandro Bologna ENEA-CAMO bologna@casaccia.enea.it Seminario CAMO – 28.10.2003

2. SISTEMI EMERGENZA CIVILE SISTEMI EMERGENZA INDUSTRIALE PROTEZIONI FISICHE SISTEMI DI INTERVENTO AUTOMATICO SISTEMI DI ALLARME E DI INTERVENTO MANUALE SISTEMI DI CONTROLLO E DI SUPERVISIONE BUONA PROGETTAZIONE 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

3. 1 • Livelli di Propagazione dell’Emergenza 4 2 3 Impianto Provincia Regione Stato • Livelli Decisionali di Gestione delle Emergenze Sala di Centro Centro Centro Nazionale Controllo Provinciale Regionale Protezione Civile Problemi - Vincoli legislativi - Comunicazione decisionali - Piani di emergenza - Disponibilità dei mezzi - Domini di competenza - Cooperazione • Livelli d’intervento ENEA Analisi del problema e modellizzazione della conoscenza Sviluppo di prototipi per il Supporto Decisionale Attivo con tecnologie di Intelligenza Artificiale

4. Ciclo di gestione dell’emergenza Esperienze ENEA nello sviluppo di Sistemi di Addestramento e Supporto Decisionale Predizione Mitigazione Gestione del rischio Gestione della crisi Preparazione Prevenzione dell’emergenza Emergenza Simulatore di Addestramento Gestione dell’emergenza Valutazione conseguenze Ricostruzione Sistema Intelligente di Supporto alle Decisioni e e alle Procedure di Intervento Ripristino Intervento

5. Gestione delle Emergenze Fattore umano Organizzazione Dominio di Emergenza Problema: Riduzione degli Errori Umani Soluzione: Sistemi intelligenti per l’addestramento ed il supporto decisionale

6. Flussi di informazioni tra i centri decisionali Dati Territoriali Dati Impianto Dati Regionali Dati Nazionali Centro di emergenza regionale Gestione Impianto Centro tecnico di supporto Centro Nazionale Protezione civile

7. MIND Sistema Intelligente di Supporto alle Decisioni in caso di incidente 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,... IDSS Monitoraggio Continuo INTELLIGENT DECISIONSUPPORTSYSTEM Azioni Compiti Monitoraggio Continuo Sensori & Attuatori Collegamento alla rete informativa Gestori delle Emergenze

8. TIPICO SCENARIO EMERGENZA Decisori “remoti” Risorse gestione emergenza Decisori “sul campo” Infrastruttura di comunicazione

9. Progetto MUSTER Decisori “remoti” Data logging supervisore SCENARIOSIMULATO Team di addestramento Infrastruttura di comunicazione Decisori “sul campo”

10. Addestramento Cooperativo • Modelli VR del dominio dell’emergenza • Scenari di intervento • Strategie di gestione • -------------------------------------------- • Modelli del ruolo degli agenti • Modelli cooperativi • --------------------------------------------- • Strategie di addestramento Progetto MUSTER Tutor Riconoscimento degli errori e spiegazione Comunicazione VR Engineer Ruolo B Assenza di comunicazione Trainee 2 Trainee 1

11. Progetto MUSTER Modelli di Simulazione Propagazione incendio Dispersione nubi tossiche Variazioni meteo MUSTER Kernel Eventi Risorse Aree a rischio Sito - dominio - risorse - eventi SCENARIO DOMINIO DB CENTRALE LOG / REPLAY Supervisore Addestrandi

12. Progetto MUSTER Stazione del Supervisore Vista fisica sullo scenario Vista logica sullo scenario Connessione in rete Vista del Responsabile risorse Vista del Responsabile pontile Stazioni degli Addestrandi

13. Deposito di Ferrera Progetto GEO

14. Strumento Antincendio Lo strumento utilizza simulatori di irraggiamento termico, e valuta il consumo di risorse antincendio nel tempo. Progetto GEO

15. Sistema di supporto alla Gestione Emergenza Esecuzione simulata della Procedura Scelta della Procedura Simulazione dell’evento Configurazione dello Scenario Progettazione e modifica Procedure Progetto GEO Funzioni Previsionali (What-If) e di Supporto Attivo Algoritmi di ottimizzazione della evacuazione dei prodotti di rischio Modelli Numerici di Irraggiamento e Spandimento Regole qualitative per la gestione delle risorse antincendio Basate sulla Logia Fuzzy Basati sulle tecniche evolutive Pannello Strumenti Operativi Telefono Allarme Avviso Prodotti Antincendio Personale Base di Dati Relazionale Connessione automatica ai dati di processo Procedure di Emergenza Dati Strutturali di Impianto Cartografia Elettronica Deposito e Linee Banca Dati Sostanze Scenari Incidentali Personale Reperibile Risorse Antincendio

16. Progetto CIPRODS

17. Progetto CIPRODS Databases di Sostanze Tossiche e Industrie a rischio Algoritmi di Analisi delle conseguenze Procedure di intervento EVENTO CONSEGUENZE Modulo Decisionale Azioni Modulo Diagnostico Modulo Predittivo Sintomi DATABASES GEOGRAFICI Che cosa succede Che cosa succederà o potrebbe succedere Che cosa fare ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI SUPPORTO ALLE DECISIONI

18. LE NUOVE SFIDE

19. Electrical Power Operators Independent System Operator for electricity planning and transmission Foreign Electrical Transmission Infrastructure Intra-dependency Inter-dependency Control and supervisory hardware/software components (Scada/EMS systems) Electrical Components generators, transformers, breakers, connecting cables etc Telecomunication Infrastructure National Electrical Power Transmission Infrastructure Oil/Gas Transport System Infrastructure Progetto SAFEGUARD Three Layers Model for the Electrical Infrastructure

20. Remote Terminal Units Regional CC3 Regional CC1 Regional CC8 Regional CC2 National Control Centre SOURCE GRTN

21. Human Interface Actions Correlation Correlation Actions Wrapper 2 Physical Layer Wrapper 1 Anomaly Sensor 2 Anomaly Sensor 1 Logger 1 Logger 2 Actuator Actuator MULTI-LAYER NETWORK MANAGEMENT National Control Management Regional Control Local Control

22. Other LCCIs Foreign Electricity Networks Telecommunication Networks ------------------- Safeguard agent Architecture for Large Complex Critical Infrastructures (LCCIs) High-level agents Negotiation agent MMI agent Correlation agent Action agent Topology agent Low-level agents Diagnostiswrappers Intrusion Detection wrappers Anomaly detector agents Actuators Cyber Layer of Electricity Network Home LCCIs Commands and information Information only Progetto SAFEGUARD SELF-HEALING ARCHITECTURE Network global protection Local nodes protection

23. LE NUOVE SFIDE

24. In Multi-grid Large Complex Critical System/ Infrastructure (LCCI) Human component Artificial Highly-Autonomous (Intelligent Agent) component Human Errors Production/Transmission/Control component of Physical &Technological Layers Organisation Technological Grid Copy rights: High-Intelligence & Decision Research Group, CAMO, ENEA, http://erg4146.casaccia.enea.itAuthor: Adam Maria Gadomski, 8/10/2003 Human Errors &Socio-Cognitive Engineering Applications

25. 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.itAdam M. Gadomski, 7/10/2003 Human Factors Human Errors Social Consequences SOCIO-COGNITIVE ENGINEERING contributes to the Vulnerability Analysis and to the Improvement of Robustness of Large Complex Critical Systems(Humans-Technology Systems).

26. LE NUOVE SFIDE Fonte: Corriere della Sera 30.09.03

27. LE NUOVE SFIDE The World is a Network of Networks… Any Geographical Area, Any Network, Any Functional Area Is a Place of Vulnerability Oil and Gas Electric Banking and Finance Water Internet Core Transportation Government Services Telecommunications Emergency Services 27

28. La nuova sfida dei Sistemi di Sistemi System of Systems Level SOS Energy Tele- Interdependent LCCIs Level comunic. Services VHS Trans- Banking & F.. portation Individual LCCI Level

29. Gas Pipeline Control Center Generating Plant Public Networks Transmission Substation Compressor Station Private Microwave Network Distribution Substation • Types of failures: • Cascading • Escalating • Common corridor City Gate Repair Crews Natural Gas Storage Facilities Industrial Loads Commercial Loads Example of Interdependencies Among Physical and Cyber Assets Within the Energy Industry DELAY Source Office of Critical Infrastructure Protection

30. FaMoS – Fast Modelling and Simulation Environment for Critical Infrastructure Analysis. Interdependency Model all the links with the other nets Foreign Electrical Transmission Infrastructure Electrical Model generators, transformers, breakers, connecting cables etc State Machine Model processes and arcs in the net Telecomunication Infrastructure Topology Model nodes and arcs in the net National Electrical Power Transmission Infrastructure Oil/Gas Transport System Infrastructure