Tema Nr.1 - Dezvoltarea unui sistem multiagent aplicat in protectia mediului

Sistem prototip dezvoltat: SMAPA - Sistem multiagent pentru monitorizarea, diagnoza si controlul poluarii apei potabile

Autor: Dr. mat. Constantin Camil NICHITA

Sisteme de monitorizare si control (solutia sistemelor multiagent)

Sistemele de monitorizare si control al parametrilor analizati in protectia mediului sunt sisteme informatice clasice care nu au in general o componenta de timp real. Problemele rezolvate de aceste sisteme sunt complexe si ele nu pot fi rezolvate de obicei de un singur sistem, centralizat.

Solutia originala propusa de programul postdoctoral este de a modela sistemul de monitorizare si control sub forma unui sistem multiagent, a carui caracteristica principala este aceea de a fi un sistem distribuit. Sistemele multiagent se bazeaza pe tehnologia agentilor inteligenti. Un agent inteligent este o entitate autonoma care percepe si actioneaza intr-un anumit mediu de lucru dinamic si necunoscut. El se poate adapta la mediu si poate comunica cu alti agenti. Un sistem multiagent este alcatuit din mai multi agenti inteligenti (eventual, distribuiti geografic) care coopereaza in vederea realizarii unui scop comun. La ora actuala, sistemele multiagent reprezinta cea mai buna solutie pentru rezolvarea problemelor distribuite. Principalele metodologii destinate dezvoltarii sistemelor multiagent sunt: Gaia, Tropos, Prometheus, SADDE, ADELFE, MaSE. O problema importanta care trebuie rezolvata intr-un sistem multiagent este coordonarea eficienta a agentilor. Exista o serie de metode de coordonare care sunt eficiente in anumite aplicatii. Programul postdoctoral propune o tema de cercetare care va dezvolta mecanisme eficiente de coordonare in cadrul aplicatiei considerate, monitorizare si control in protectia mediului. Concluzia studiului documentar efectuat este aceea ca nu exista la ora actuala o aplicare a sistemelor multiagent in domeniul protectiei mediului, nici la nivel national, nici la nivel international.

Tema de cercetare: studiul aplicarii sistemelor multiagent in protectia mediului (modelarea multiagent a sistemelor de monitorizare si control)

Activitati principale: documentare avansata, proiectarea si implementarea sistemului multiagent, testarea sistemului prototip

Elemente originale vizate:

proiectarea si implementarea arhitecturii sistemului multiagent de monitorizare si control al poluarii mediului;

proiectarea si implementarea unui mecanism eficient de coordonare a agentilor din sistemul proiectat.

Sistemul prototip SMAPA

SMAPA - Sistem multiagent pentru monitorizarea, diagnoza si controlul poluarii apei potabile

Aplicatie sistem prototip: poluarea apei potabile

Elemente originale:

proiectarea si implementarea arhitecturii sistemului multiagent de monitorizare si control al poluarii apei potabile;

proiectarea si implementarea unui mecanism eficient de coordonare a agentilor din sistemul proiectat.

Descriere: Pentru producerea si distribuirea de apa potabila in conditii de siguranta pentru sanatatea consumatorilor, sunt necesare tehnologii de control si monitorizare care sa fie rapide, eficiente si cu siguranta mare in functionare. In cadrul proiectului a fost proiectat sistemul SMAPA(Sistem Multi-Agent pentru controlul Poluarii Apei). Solutia originala propusa de programul postdoctoral este aceea de a modela sistemul de monitorizare si control sub forma unui sistem multiagent. Arhitectura sistemului descrie agentii autonomi definiti si clasificati dupa functionalitatea lor in agenti de monitorizare, de control, de rationare si de administrare a bazelor de date. Systemul are doua nivele de actiune, locala si globala. La nivelul local, in cadrul unei statii de monitorizare, au loc operatiile automate de monitorizare online, inregistrare si preprocesare date, precum si un numar limitat de procese decizionale(taransmitere de avertizari si alerte, masuri de prima urgenta ca de exemplu, in cazul unei contaminari masive intreruperea alimentarii cu apa de la sursa contaminata). La nivel global are loc coordonarea statiilor de monitorizare prin intermediul unei statii supervizoare. Coordonarea agentilor are loc in mod autonom, scopul statiei supervizoare fiind doar acela de a coordona actiunea sistemului cu institutiile publice abilitate si raspunzatoare de sanatatea populatiei civile: ANAR(Administra?ia Na?ional? Apele Romāne), SGA(Servicii de Gospodarire a Apelor)-uri, ESZ(Exploatari Sisteme Zonale)-uri, directiile de sanatate publica locale si centrale, precum si agentii locale si de stat(dispeceratul pentru situatii de urgenta, prefectura, primaria, agentii de mediu, etc.).

Caracteristici: se utilizeaza softul ZEUS pentru generarea de sisteme multiagenti in Java cu metodologia aferenta. Tehnologia care urmeaza a fi folosita se bazeaza pe senzori de ultima generatie de tipul UV-Vis spectometru, de la S-CAN, Austria. Spectometrul poate inregistra urmatorii parametri: turbiditate, carbon organic(TOC, DOC), azot, benzen, pH, conductivitate, ORP, NH4, DO, redox, dar si presiune, temperatura si debit. Marimea instrumentului denumit "spectro::lyserTM " este de 500/44mm si cantareste 1,1Kg. Nu contine parti mobile si este construit sa functioneze fara a fi scos din apa. Principiul de functionare consta in emiterea de fascicule UV de catre o lampa XENON de mare energie, direct catre lichid. Designul cu 2 fascicule optice permite masuratori fara abatere dealungul mai multor luni. Dioda Zeiss 256 la capatul opus monitorizeaza tot spectrul(de la UV la visibile) si cu ajutorul tehnicilor de algoritmi chemometrici avansati, care ruleaza pe minicomputerul inglobat, poate cuantifica cele mai mici variatii de poluanti. Poate fi utilizat pentru a monitoriza si controla etape in procesul de tratare ca de exemplu oxidarea cu ozon, filtrarea cu carbon activ sau cu nisip.

Aplicatii:

Monitorizarea si optimizarea proceselor de tratare a apei in statiile de epurare a apei (denitrificare, oxidarea cu ozon, filtrarea cu carbon activ sau cu nisip)

Monitorizarea sistemului de distributie al apei din reteaua publica

Monotorizarea apei la sursa(in baraje/ lacuri de acumulare/surse de adancime...)

Monitorizarea calitatii apei la consumator/punctul de folosire

Experimente efectuate:

Potentiali beneficiari ai sistemului:

Agentiile pentru Protectia Mediului

Directii de Ape ale Administratiei Nationale Apele Romane

Automatizarea si dispecerizarea sistemelor hidrotehnice existente: campuri de pompe, statii de pompare, statii de epurare, rezervoare

Conducerea si dispecerizarea sistemelor de aductiune, transport si distributie a apei

Scop educational: Institutiile de invatamant superior: specializarile din domeniul ingineriei mediului

Stadiul de implementare a sistemului: in curs de finalizare

Pentru detalii apasati aici

<< Inapoi la lista de teme

Copyright © 2007 Mihaela Oprea. Toate drepturile rezervate.