System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję bezprzewodowych sieci niespójnych dr inż. Radosław Schoeneich, dr inż. Piotr Pałka Instytut Telekomunikacji, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Warszawska 20 luty 2013 r. Zarządzanie Energią i Teleinformatyka 13 R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 1 / 9
Sytuacje kryzysowe w energetyce Przyczyny katastrof: Zagrożenia naturalne działania sił przyrody Zagrożenia cywilizacyjne związane z działalnością człowieka Awarie w sektorze energetycznym: Niesamowicie poważne wyzwanie dla ratowników Brak lub niedostatek komunikacji (z ofiarami, między oddziałami ratowniczymi) Utrudnienia komunikacyjne powody: Zniszczenia infrastruktury telekomunikacyjnej Trudny teren Wysoka temperatura Promieniowanie jonizujące R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 2 / 9
Awarie w energetyce Elektrownie atomowe: Three Miles Island, USA (1979 r.) 5/7 w skali INES awaria z zagrożeniem poza obiektem Czernobyl, ZSRR (1986 r.) 7/7 w skali INES wielka awaria Fukushima, Japonia (2011 r.) 7/7 w skali INES wielka awaria Kopalnie: Pierwsza (udokumentowana) zawalenie szybu złoty osioł (1565 r.), 59 Co kilka lat na terenie Polski (co najmniej 5 ) Wybuch metanu w KWK Wujek Ruch Śląsk (2009 r.) 20 Przepompownie gazu: Wybuch, pożar Reynosa, Meksyk (2012 r.) 26 R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 3 / 9
Rozwiązania TETRA (Kowalewski i Kowalczyk, 2004) System dedykowany dla organów administracji rządowej i terenowej, służb bezpieczeństwa, ratownictwa Transmisja głosu i danych Konieczność korzystania z publicznej infrastruktury Komunikacja wojewódzkich central zarządzania kryzysowego (Bieńkowska et al., 2011) publiczna, przewodowa infrastruktura telekomunikacyjna System scentralizowany, hierarchiczny, możliwe czasowe rozspójnienie GMDSS (Korcz, 2008) Światowy morski system łączności alarmowej i bezpieczeństwa Oparty o łączność satelitarną i ultrakrótkofalową Możliwy do zastosowania na otwartej przestrzeni R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 4 / 9
Rozwiązania Komunikacja radiowa? Komunikacja między różnymi grupami ratowników (policja, straż pożarna, ratownicy medyczni,...) zawodzi (Manoj i Baker, 2007) Słabe punkty bieżących rozwiązań Korzystanie z publicznej infrastruktury Wymaganie jej spójności Jedno z rozwiązań: Bezprzewodowa sieć ad-hoc o strukturze niespójnej (delay and disruptive tollerant network - DTN) (Fall, 2004), (Spyropoulos i inni, 2005, 2007), (Balasubramanian i inni, 2007),... R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 5 / 9
Proponowane rozwiązanie Koncepcja bezprzewodowej sieci o strukturze niespójnej (DTN): Sieć może być niespójna może istnieć wiele spójnych podsieci; Struktura sieci jest dynamiczna węzły są mobilne; Mobilne węzły mogą przenosić wiadomości pomiędzy podsieciami Paradygmat store-carry-forward (Fall, 2004): Pakiety danych są składowane w pamięci węzła Są przenoszone i przekazywane innym węzłom; Zadanie przenoszenia jest realizowane przez węzły muły/nośniki (ferries, mules) Paradygmat umożliwia propagowanie wiadomości między węzłami fizycznie odseparowanymi od siebie R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 6 / 9
Założenia Bezprzewodowe medium komunikacji nie ogranicza to mobilności ratowników Nieograniczona mobilność urządzeń ratownicy poruszają się po miejscu awarii Dobrowolność kooperacji w tworzeniu sieci każde urządzenie może dołączać się do / rezygnować z komunikacji R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 7 / 9
Protokoły routingu w sieciach DTN Zadania: warstwa sieci modelu OSI RM Zapewnienie komunikacji Minimalizacja jej kosztów (energetycznych, czasowych) Rozwiązanie: wybór odpowiednich węzłów nośników R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 8 / 9
Podsumowanie Przedstawiono koncepcję bezprzewodowego systemu komunikacji opartego o koncepcję bezprzewodowych sieci o strukturze niespójnej System ten jest dedykowany do obsługi zdarzeń kryzysowych tam, gdzie dostęp do infrastruktury publicznej jest utrudniony, bądź niemożliwy (kopalnie, tunele,...) Dalsze prace - prototyp, implementacja Jedno z podejść: Realizacja systemu opartego na zastosowaniu smartfonów, korzystających z technologii Wi-Fi Prototyp nie został jeszcze zrealizowany R. Schoeneich, P. Pałka (IT, IAiIS PW) System komunikacji dedykowany do sytuacji kryzysowych oparty o koncepcję 20-22 luty bezprzewodowych 2013 r., ZET 13sieci niespójny 9 / 9