Il Progetto REFIRE. Prof. Roberto Setola. Università Campus Bio-Medico di Roma

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1 Sicurezza Partecipata in Sanità: l esperienza del progetto europeo REFIRE Roma, 7 Maggio 2014 Il Progetto REFIRE Prof. Roberto Setola Università Campus Bio-Medico di Roma

2 Complex System Systems & Security Lab Partnerships Publications: Main European and and Collaborations: Italian Projects: Head of the Lab Project Manager Post Doc PhD. Student PhD. Student PhD. Student 09/05/2014 Roberto Setola 2 2

3 Coserity Lab 09/05/2014 Roberto Setola 3 3

4 Coserity Lab Ongoing EU Projects Past EU Projects 09/05/2014 Roberto Setola 4 4

5 With the financial support of the Prevention, Preparedness and Consequence Management of Terrorism and other Security-related Risks Programme European Commission - Directorate-General Home Affairs 09/05/2014 Roberto Setola 5 5

6 SLO Security Liaison Officer Discerning the Skills, Roles and Responsibilities for an Emerging Position within Critical Infrastructure Protection With the financial support of the Prevention, Preparedness and Consequence Management of Terrorism and other Security-related Risks Programme European Commission - Directorate-General Home Affairs 09/05/2014 Roberto Setola 6 6

7 CIPRNet Use vulnerability matrices to perform a refined assessment of potential Harm Scenario CI Operators DSS operator Elaboration of CI response on "system of systems models Civil Simulator Protection and 09/05/2014 Local 7 Authorities Roberto Setola 7

8 Master in Homeland Security 09/05/2014 Roberto Setola 8 8

9 Reference implementation of interoperable indoor location & communication systems for First Responders With the financial support of the Prevention, Preparedness and Consequence Management of Terrorism and other Security-related Risks Programme European Commission - Directorate-General Home Affairs 09/05/2014 Roberto Setola 9 9

10 Localizzazione indoor I sistemi per la localizzazione in ambienti chiusi stanno per diffondersi ampiamente (es. Google ) Importanti per attività di first responding Aumentano la sicurezza e migliorano il coordinamento del team Rendono più efficace e veloce l intervento Riducono il rischio di disorientamento Ma non soddisfano i più stringenti requisiti dei soccorritori: disponibili dalle prime fasi in tutti gli edifici ed in particolare nelle infrastrutture critiche edifici di grandi dimensioni (ospedali ) ambienti ipogei (gallerie ) 09/05/2014 Roberto Setola 10 10

11 Infrastrutture di localizzazione Può essere basata su: infrastruttura preinstallata (pre installed system) rete di sensori posizionati al momento dell intervento (deployable system) Perimetrale Interna all area di esplorazione La localizzazione può essere o meno basata su nodi che fungono da ancore (Anchor based), e utilizzare o meno la misura della distanza (Rangebased) 09/05/2014 Roberto Setola 11 11

12 Tecniche di localizzazione indoor Triangolazione Problemi di imprecisione dovuti al rumore e alle propagazioni per cammini multipli Navigazione La dinamica del sistema è utilizzata per predire la traiettoria Le misure di posizione possono essere utilizzate per raffinare le stime A D B C 09/05/2014 Roberto Setola 12 12

13 Numerosi progetti di ricerca hanno affrontato il tema: FIRE Project PeLoTe Project LIFEnet project EUROPCOM Project WPI Precise Personnel Location System LIAISON Project RESCUE Project A oggi non esistono soluzioni off theshelf funzionanti per la localizzazione dei soccorritori: con la navigazione inerziale senza periodiche correzioni i sistemi tendono più o meno rapidamente ad un drift non accettabile con i sistemi preinstallati, i costi di installazione e manutenzione dei sistemi non rendono credibile una copertura pervasiva dei 14 milioni di edifici italiani per non elevarci subito a livello Europeo... Stato dell arte 09/05/2014 Roberto Setola 13 13

14 REFIRE 09/05/2014 Roberto Setola 14 14

15 REFIRE: Pre Installed Location Devices (PILD) I PILD costituiscono l ossatura del sistema, sono preinstallati negli edifici e ambienti a rischio I tag RFID UHF sono integrati nei dispositivi di sicurezza degli edifici: apparecchi di illuminazione di emergenza, sistemi antincendio. Il costo della infrastruttura, così ottimizzata si riduce notevolmente 09/05/2014 Roberto Setola 15 15

16 REFIRE: funzionamento Una volta installati, i PILD, quando sono interrogati, forniscono ai reader la propria posizione, insieme ad altre eventuali informazioni supplementari (mappe, informazioni sui pericoli oggettivi dell ambiente, ) Le modalità di servizio di REFIRE si articolano su 5 diversi livelli di implementazione, via via più complessi L open standard su cui è basato il progetto garantisce la possibilità a tutti i costruttori di dispositivi di sicurezza di fornire PILD conformi La standardizzazione del protocollo garantisce un livello minimo di servizio obbligatorio, non escludendo prestazioni aggiuntive 09/05/2014 Roberto Setola 16 16

17 Level 0 RFID Tag Level 0 PILDs Lat: Long: H: 12,87 m Reader Lat: Long: Lat: Long: GSM/UMTS Sistema di localizzazione Centro di controllo 09/05/2014 Roberto Setola 17 17

18 Level 0 RFID Tag Localizzazione conosciuta solo quando il Reader illumina un Tag Qualora più Tag sono illuminati contemporaneamente è possibile ridurre l incertezza 09/05/2014 Roberto Setola 18 18

19 Level 1 IMU+RFID Tag Level 1 Reader PILDs Lat: Long: H: 12,87 m. Lat: Long: Lat: Long: Lat: Long: GSM/UMTS Centro di controllo 09/05/2014 Roberto Setola 19 19

20 Level 1 IMU RFID Tag Localizzazione stimata sulla base dei sensori inerziali Stima corretta quando il Reader illumina un Tag Qualora più Tag sono illuminati contemporaneamente è possibile ridurre l incertezza 09/05/2014 Roberto Setola 20 20

21 REFIRE: level 2 PILDs Calibration + Maps + Hazard info Soccorritore Local Control Center Coordinator La localizzazione avviene come al livello 1 In aggiunta al livello 1, i PILD forniscono al soccorritore informazioni ulteriori: mappe dei locali prememorizzate nei PILD che consentono una migliore presentazione della posizione del soccorritore presso il Control center rischi specifici dell ambiente come ad esempio presenza di sostanze pericolose (prememorizzati nei PILD) 09/05/2014 Roberto Setola 21 21

22 REFIRE: level 3 PILD s Calibration + Maps + Hazard info Soccorritore System s info Local Control Center Coordinator La localizzazione avviene come al livello 1 In aggiunta ai livelli precedenti, i PILD sono interconnessi tra loro con una rete dati wireless consente loro di scambiare informazioni I PILDs possono eventualmente fornire al control center informazioni aggiuntive quali il numero di reader (e quindi di soccorritori) attualmente impegnati nel sistema 09/05/2014 Roberto Setola 22 22

23 REFIRE: level 4 PILD s Calibration + Maps + Hazard info Soccorritore Communication info DSSS 2.4GHz Local Control Center Coordinator La localizzazione avviene come al livello 1 In aggiunta ai livelli precedenti, i PILD sono interconnessi tra loro con una rete dati wireless che, in questo caso consente anche il trasporto all esterno dell edificio delle informazioni elaborate dai mobile terminal Il sistema può utilizzare una struttura di comunicazione dedicata, basata su dispositivi di sicurezza indoor, ciascuno dotato di alimentazione autonoma a batteria; il funzionamento è garantito anche in caso di forte danneggiamento dell edificio 09/05/2014 Roberto Setola 23 23

24 Pre Installed Location Devices (PILD) 09/05/2014 Roberto Setola 24 24

25 REFIRE: la lampada di emergenza come PILD L integrazione del PILD in un dispositivo di sicurezza che è già previsto in modo pervasivo all interno degli edifici è una soluzione ottimale: Gli apparecchi di illuminazione di emergenza sono presenti ovunque negli edifici pubblici (almeno uno per ogni locale, lungo tutte le vie di accesso) Le regole di posizionamento delle lampade di emergenza seguono criteri di illuminotecnica e dovendo garantire una illuminazione omogenea degli ambienti garantiscono già una distribuzione omogenea dei dispositivi nell edificio Gli apparecchi di emergenza sono posizionati in alto negli ambienti e nei corridoi, collocazione ideale per il buon funzionamento dei tag RFID UHF 09/05/2014 Roberto Setola 25 25

26 REFIRE: il tag integrato L implementazione industriale prevede l integrazione del tag nell apparecchio di illuminazione e la ottimizzazione delle prestazioni radioelettriche L antenna è progettata in modo da ottenere un diagramma di radiazione con massima sensibilità «avanti» e minima sensibilità «indietro» Il prodotto è costruito per l installazione a parete a circa 2m di altezza Il reader deve leggere ogni tag all interno di un singolo locale, senza possibilmente vedere lo stesso tag da locali adiacenti 09/05/2014 Roberto Setola 26 26

27 La lampada di emergenza Antenna RFID Circuito elettronico lampada di emergenza Batterie 09/05/2014 Roberto Setola 27 27

28 RFID test 09/05/2014 Roberto Setola 28 28

29 Informazioni nel PILD 09/05/2014 Roberto Setola 29 29

30 PILD / Calibration Message first CNVVF proposal Localisation Building / Room Structure Risks Resources Activity / Use Localisation : Lat, Lon, Alt, Accuracy/range, Centroid Structure: Building (structure, ecc), Room (floor, type (corridor, ), area, volume) Activity : IT, Fire Safety classification, logic location (if hospital, ward ) Risks: CBRN, substances type and quantities Resources: Escape routes, Fire estinguishers, Fire hoses 30

31 Fix part Fix part partition ID REFIRE GEO COORD TAG CLASS ACCURACY DATE COUNTRY CODE Country code standard ISO alpha 2 two letter country codes that represent countries, dependent territories and special areas of geographical interest. Now: 249 Countries coded 09/05/2014 Roberto Setola 31 31

32 374 bits available Activity + hazard and resources + lamp classification Lamp classification Variable part ACTIVITY HAZARD AND RESOURCES LAMP CLASSIFICATION FREE TEXT Construction classification (building, highway tunnel, ) Depending on construction different encoding BUILDING Field decimal example bits binary example comments IS ABOVE/ UNDERGROUND? IS MEZZANINE FLOOR? above ground 1 0 normal floor 1 0 0=above ground 1=below ground 0=normal floor 1=mezzanine floor FLOOR range (0 127 ) ROOM range (0 1023) LAMP range (0 240) TOTAL 27 TUNNEL Field decimal example bits binary example comments KILOMETER metres=57,1 km range( ) =0 65,535Km increasing 0=increasing numbering kilometers DIRECTION OF TRAVEL numbering kilometers direction 1=decreasing numbering kilometers direction 1 0 direction LAMP range (0 240) TOTAL 25 09/05/2014 Roberto Setola 32 32

33 Conclusioni Un nuovo tipo di lampade di emergenza capaci di dire ai soccorritori dove si trovano non una soluzione commerciale specifica ma una piattaforma standard aperta ed a basso costo che può essere sfruttata da qualsiasi sistema conforme allo standard per correggere gli errori di posizione accumulati 09/05/2014 Roberto Setola 33 33

34 Conclusioni La piattaforma REFIRE può essere sfruttata anche da servizi commerciali ma è importante partire subito prima che soluzioni proprietarie e incompatibili tra loro saturino il mercato impedendo per gli anni a venire che la localizzazione indoor sia disponibile per migliorare il soccorso e la sicurezza dei soccorritori 09/05/2014 Roberto Setola 34 34

35 Coserity Lab Roberto Setola (Associated Professor) Gabriele Oliva (Post Doc) Maria Carla De Maggio (Project Manager) Francesca De Cillis, Estefania Etcheves Miciolino, Claudio Romani, Leda Montoni (PhD Students) Greg Fink (Staff Member) Marco Tesei (Junior Researcher) 09/05/2014 Roberto Setola 35 35

36 09/05/

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