• Nem Talált Eredményt

A Z INTELLIGENS RENDSZEREK ÉS A KRITIKUSINFRASTRUKTÚRÁK VÉDELMÉNEK KAPCSOLATA

In document Óbudai Egyetem (Pldal 36-41)

2. A TECHNOLÓGIA ÉS A KUTATÁSOK JELENLEGI ÁLLÁSA, KUTATÁSOM HELYE A VILÁGBAN

2.3. A Z INTELLIGENS RENDSZEREK ÉS A KRITIKUSINFRASTRUKTÚRÁK VÉDELMÉNEK KAPCSOLATA

Alapvető feltevésem, hogy ha egy kritikus infrastruktúrát képező rendszert intelligens elemekkel egészítünk ki vagy építünk fel, akkor annak rugalmasságából és egyéb ebben a fejezetben bemutatott tulajdonságaiból (lásd.: A kritikus infrastruktúra elemek rugalmasságát meghatározó összetevők és változók táblázata és azok általános ábrázolása.) adódóan megfelelő önvédelmi mechanizmusokkal rendelkező rendszert hozhatunk létre, ami pedig a kritikus infrastruktúra védelmét támogatja és segíti elő. (Azaz a kritikus infrastruktúra védelem egyik módja lehet az infrastruktúra és a hozzáadott intelligens elemekkel való intelligens infrastruktúra létrehozása.) Az intelligens rendszerek meghatározó funkciója az önvédelem és az adaptáció. Egy rendszer akkor adaptív, ha rugalmasan képes viselkedni az őt érő hatások kapcsán és a hatások ellenére működése eredeti céljainak megfelelően alakul (lásd.: A kritikus infrastruktúra rugalmassági ciklusa.)

Hogyan értelmezhető a rugalmasság fogalma?

Az UKCIP43 szerint egy nemzet akkor rugalmas, ha „fenntartható módon kezeli az erőforrásokat, megbízható infrastruktúrát üzemeltet, ami a természet és az ember által okozott fenyegetések leküzdésének képességét biztosítja a polgárok számára.”[118]

Jovanović A. szerint a modern társadalmak rugalmassága, ellenállóképessége a kritikus infrastruktúrájuk ellenálló képességétől függ. [119] Ugyancsak Jovanović A. fogalmaz úgy, hogy az infrastruktúra rugalmasságának vagy ellenálló képességének jelentése – beleértve akár a működés folyamán megjelenő lehetséges káros események előrejelzésének lehetőségét is – az, hogy az infrastruktúra működésének vagy egyes funkcionalitásának megzavarására, lehetetlenné tételére való felkészülés, hatásai elleni ellenállás, az okozott kár helyreállítása, illetve a zavarokhoz való működésben való alkalmazkodást foglalja magába. [119]

Az európai „SmartResilience: Indicators for Smart Critical Infrastructures” projekt keretében meghatározásra kerültek azok az indikátorok, amelyek legfőképpen jellemzik a rugalmas okos infrastruktúrát. [120] [121] [122] Ilyen például a rugalmassági mátrixban meghatározottak is.

[123] Kutatásaim szerint nem csak a rugalmaság, ellenálló képesség44 jellemezheti a rendszer működését.

Mi az antifragilitás? „A törékeny (fragile) fogalom ellentéte nem a robusztus (robustus), hanem az antifragilis (antifragile), magyarázza Taleb.” [124] „Antifragilis, aki még profitál is az őt érő negatív hatásokból.” [125] Rugalmasságot megközelíthetjük abból a szempontból is,

43 UK Climate Impacts Programme

44 Resilience

mellyel a természetes összetett rendszerek a kockázatot és a bizonytalanságot kezelik ezzel megteremtve egy természetes ellenállóképességet, rugalmasságot. Az ellenállóképesség, a rugalmasság megértésével és fejlesztésével a kockázat és bizonytalanság csökkentésével foglalkozom rendszertervezés területén. A természetben több példát találunk antifragilis (anti-törékeny) rendszerekre45, amelyek képesek alkalmazkodni a kezdetektől nem azonosított fenyegetésekhez. Vagyis az ökoszitémában egy aktív, reagálni képes résztvevőként működnek.

Az élő rendszerek differenciáltak és elosztottak. Amennyiben az infrastruktúra rendszerek konstrukciójakor betervezzük a természeti rendszerekhez hasonlatos működést, akkor feltételezhetően a különféle fenyegetések esetén biztosítható a rendszer megfelelő rugalmassága a fenyegetésekkel szemben. Példának okáért egy olyan közlekedési rendszer, ahol több alternatív útvonal áll rendelkezésre két csomópont összekapcsolására, és ezek az útvonalak egymástól függetlenül kezelhetők, szintén egy bizonyos mértékű rugalmasságot ad a rendszernek a működése során. [126] Egy rendszer rugalmasságát, ellenálló képességének mértékét a rendszer rendelkezésre állásának, megbízhatóságának, biztonságának, bizalmasságának, integritásának és karbantarthatóságának kombinációja fejezi ki. [127]

2.3.1. ábra. Magasszintű áttekintése a rugalmasság ontológiának46 [127]

A komplex mérnöki rendszerek kapcsán a University of Sheffield kutatói a következő területeket sorolják a komplex mérnöki rendszerek tervezéséhez: A berendezések meghibásodásának és következményének előrejelzése a kritikus infrastruktúra rendszerekben.

Továbbá, a kockázati regiszter kidolgozása heurisztikus adatok alapján, amellyel a szisztematikus ellenállóképesség fejleszthető. Valamint az egymástól függő rendszerek rugalmasságának javítása a komplex rendszerek bonyolultsága és fragilitása (törékenysége) közötti összefüggések feltérképezése stb. [128]

Mi a rugalmasság, a robusztusság és az antifragilitás közötti különbségek műszaki rendszerek esetében?

45 Anti-fragile systems

46

Azokat a rendszereket, amelyek külső veszélyek (vagy stresszhatások) hatására viselkedésük során romlanak, törékeny rendszereknek nevezzük. A robusztus rendszerek bizonyos veszélyekkel szembeni toleranciát mutatnak egy előre meghatározott szintre koncentráltan, és a teljesítményükben nem változnak erre vonatkozólag. Ha a veszély nagysága meghaladja ezt a szintet, a rendszer teljesítménye gyorsan romlik.

A robusztus rendszer példája egy olyan épület, amelyet úgy terveztek, hogy ellenálljon egy adott nagyságrendű földrengésnek. A rugalmas rendszereket a veszélyek befolyásolják, de zavaró esemény hatásának a kimaradás után visszatérnek a normál teljesítményhez. (lásd.: IBM antifragilis intelligens rendszer)

2.3.2. ábra. Műveletek sorozata a különféle intelligens rendszer modellek [129]

A robusztus és rugalmas rendszereket széles körben tanulmányozták annak érdekében, hogy az intelligens rendszerek megbirkózzanak a veszélyekkel, ilyen rendszerekben azonban a teljesítmény a legjobb esetben megtartja eredeti viselkedését. [130]

2.3.3. ábra. Rendszer modell: az IBM antifragilis intelligens rendszert MAPE-K47 architektúrája [129] [131]

Az antifragilis intelligens rendszert és annak tervezését az IBM által kifejlesztett rendszer modell automatikus számítási architekturális felépítése látható a 2.3.3. ábrán. [129] [131] Ez az

47 Monitor, Analyse, Planning and Execution - Knowledge

architektúra önkonfigurációra, öngyógyításra, önoptimalizálásra, önvédelemre is alkalmas. Az automata rendszer monitorozza és a gyűjtött adatok alapján szimptómát állít fel, amelyet elemez, majd létrehoz egy változtatási kérelmet a tervezéshez és a tudásbázis alapján egy változtatási tervet készít, majd azt végrehajtja. Így az érzékelt veszélyek hatását működésére vonatkozóan csökkenti. Amennyiben egy ilyen struktúrát alkalmazunk a kritikus infrastruktúra rendszerek elemeinek létrehozáshoz, akkor a bemutatott várható működést tapasztalhatjuk.

2.3.4. ábra. A kritikus infrastruktúra rugalmassági ciklusa [132]

Technikai (műszaki) és fizikai rugalmasság Szervezeti ellenálló képesség A rendszerelemek robusztussága: A rendszerelemek

helyreállíthatósága:

Alkalmazkodóképesség:

válságra való felkészültség anyagi erőforrások kockázatkezelés

redundancia pénzügyi források innovációs folyamatok

észlelési képesség emberi erőforrások oktatási és fejlesztési folyamatok reagálóképesség helyreállítási folyamatok

fizikai ellenállás

2.3.1. táblázat. A kritikus infrastruktúra elemek rugalmasságát meghatározó összetevők és változók. Műszaki és szervezeti aspektusból. [132]

2.3.5. ábra. A műszaki rugalmasságot meghatározó összetevők és változók általános ábrázolása [132]

Tehát a biztonság növelésének eszköze az intelligens infrastruktúra. Az intelligens infrastruktúra fogalma még nem kiforrott dolog a műszaki terminológiában. Keverednek az értelmezések ’okos’48 illetve ’intelligens’ fogalmak tekintetében is. Úgy fogalmazhatjuk meg, hogy mi is az az intelligens infrastruktúra, hogy egy olyan integrált rendszer, amely a teljes városi és városok közötti hagyományos infrastruktúrát magában foglalja és azokról (érzékelők útján) adatokat gyűjt, és az adatok kiértékelésével segíti az üzemben tartás hatékonyságát, biztonságát. Optimalizálja és fenntartja a város működését, segíti a környezetvédelmi törekvéseket. Ez a rendszer a gyűjtött adatok alapján képes arra, hogy a balesetek megelőzésében segítséget nyújtson az ember számára. Ez a tulajdonság a rendszerben lévő hibák időelőtti feltárásával valósulhat meg, amely a rendszerről gyűjtött és elemzett Big Data49 kiértékelésén alapszik. Illetve a rendszerben rejlő ’tanulóképesség’ folytán felismerhet olyan sémákat, amelyek a rendellenes működés felé vezetnek. Az intelligens infrastruktúra alapja az okos városnak. Az intelligens infrastruktúra nem csak a települések belsejére korlátozódik. Ez a rendszer kapcsolja össze a különböző okos városokat is. A Siemens mérnökei úgy képzelik el az intelligens infrastruktúrát, mint a vezetőnélküli vasút, a teljesen automatizált épületek és az okos energiahálózatok összességét. Értve ez alatt az okos városokban megtalálható intelligens közlekedési rendszereket, intelligens épületeket és intelligens infrastrukturális hálózatokat.

Ennél magasabb fokú intelligenciával bíró rendszert is említenek. Ez már a teljesen integrált intelligens infrastruktúra, amely már integrált valós idejű optimalizálásra és esemény menedzsmentre is képes valamennyi infrastruktúrát érintően. [133]

Cambridge-ben némiképpen másképp képzelik el a smart infrastruktúrának nevezett rendszert: IoT50 és a Big Data, az Épületinformációs Modellezés (Building Information Modellig), a beágyazott érzékelő hálózattokat és a magas minőségű gyártási technológia (HVM51) összességéről mondják mindezt. Okos város, okos energiahálózatok, intelligens közlekedési rendszerek eddig a felsorolásban lévő elemeket különálló, egyedi megoldásoknak gondoltuk. Ha fel is merült az, hogy az okos városban integrált módon működjenek az egyes infrastruktúrális elemek az sem volt teljes mértékben formalizált együttműködési megoldás. Az intelligens infrastruktúra fogalmának bevetetésével viszont ez a probléma megoldódik. Az intelligens infrastruktúra létrehozásához a környezetünkbe telepített érzékelő hálózatok, a rendszerek közötti kommunikáció, a különböző rendszerstruktúrák aktív együttműködése során jöhet létre. A rendszerben rejlő lehetőségek maximális kiaknázása a gyűjtött adatok elemzése segítségével és az világunkat leíró tudásreprezentációs módszerek alkalmazásával a műszaki

48 smart

49 nagy adat

50 dolgok, tárgyak internete

51 High Value Manufacturing

rendszer biztonsága tovább növelhető azáltal, hogy az emberi faktor szerepét csökkentjük. A világon és a vasúti környezetben is számos lehetőség adódik a rendszerbiztonság növelésére a különféle technológiák (Big Data, ágensek, szakértői rendszerek, ontológiák52, mesterséges intelligencia) integrált alkalmazásával.

Az okos infrastruktúra meghatározása: az okos rendszer olyan visszacsatolási ciklust használ, amely bizonyítékot szolgáltat a megalapozott döntéshozatalhoz. A rendszer figyeli, méri, elemzi, kommunikálja és cselekedik az érzékelők útján szerzett információk alapján.

Segíti az emberi szereplőt a döntések meghozatalában. Ilyenek a forgalmi rendszerek, amelyek észlelik a torlódásokat és a járművezetőket tájékoztatja. [134]

In document Óbudai Egyetem (Pldal 36-41)