The Architecture of a Mobile Emergency Plan Deployment System

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1 The Architecture of a Mobile Emergency Plan Deployment System Fábio Meira de O. Dias, Marcelo Tílio M. Carvalho TecGraf PUC-Rio

2 Tópicos Introdução Planos de emergência Linguagem de definição de planos Modelo de execução Arquitetura Screenshots Conclusão

3 Introdução Sistemas de gerência de workflow combinados com gerência de dados geográficos Aplicações de workgroup em GIS Aplicações de controle de emergência Monitorar execução de planos de emergência Ajudar no acesso a recursos de documentação Plano de emergência Coleção estruturada de ações Ações possivelmente associadas a recursos e documentação Aplicação de controle de emergência Planos de ação sofisticados Acesso fácil a dados geográficos Controle sobre recursos alocados Baseado em sistema de gerência de workflow com suporte a aplicações de workgroup em GIS sujeitas à desconexão XPAE: linguagem de definição de plano de emergência

4 Planos de emergência descrições de cenário: imagem associada à classe de cenários cenário = (tipo de costa, tipo de óleo) lista de planos disponíveis tabela de decisão

5 Linguagem XPAE XML: fácil edição, armazenamento, processamento e exportação/importação de planos Linguagem de definição de workflow Linguagem de definição de planos de emergência Baseada na experiência do Possui elementos para: Definir subplanos Definir classes de cenários (georeferenciados) Estruturar ações Hyperlink de ações e outras partes do plano, a objetos e documentos (em banco de dados, por exemplo) Ajudar a reduzir a redundância dos planos Promover reuso e melhor estruturação

6 Linguagem Alguns elementos da linguagem XPAE: Grupo Elementos Relacionado a planos plano, chame Relacionado a cenários Relacionado a variáveis tipo_de_cenário, cenário, classe_de_cenário, método variável, valor, domínio Relacionado a controle e execução de ações Relacionado ao repositório faça, pergunte, agrupe, teste, repita, classifique, associe usuário, permissão, recurso, inclua

7 Exemplo <! declaração de um plano interno --> <plano nome= Identificação da emergência" saída="c_região" persistente= true" independente= true"> <parâmetro tipo="georeferenciado" nome="c_região"/> <corpo> <agrupe tipo="paralelo" descrição= Identificação da emergência"> <faça descrição= Recebimento da denúncia"> <associe tipo="formulário" bd_id="458"/> </faça> <faça descrição= Parar operações /> <pergunte descrição= Onde ocorreu o acidente?" parâmetro="c_região"/> <faça descrição= Enviar observador ao local para confirmação"/> </agrupe> </corpo> </plano>

8 Exemplo <classe_de_cenários tipo="acidente" parâmetro="c_acidente"> <caracterização> <pergunte descrição= Qual a instalação atingida? parâmetro="c_instalação"/> <pergunte descrição= Qual o tipo do acidente? parâmetro="c_tipo"/> </caracterização> <combate> </combate> <condição><eq esq="c_tipo" dir="explosão"></condição> <faça descrição= Interromper operações na instalação"/> <faça descrição= Acionar brigada de incêndio"/> <combate> </combate> <condição> <e> <eq esq="c_tipo" dir= derramamento"> </e> <eq esq="c_instalação" dir="pier principal"> </condição> <faça descrição= Colocar barreiras de contenção ao longo do pier"/>... </classe_de_cenários>

9 Modelo conceitual 0..* 1 1 Grupo 1..* 1..* 1 Atividade Paralelo Seqüencial Ação Iterativo 1 1 Condicional 1 Pergunta 1 1 Expressão 1 1..* Variável 1 0..* 0..* 1 Plano 1..* 1 0..* Recursos Cenário 1 0..*

10 Modelo de execução Objetivo da modelagem da definição dos planos Facilitar a distribuição de tarefas Incentivar autonomia dos participantes Prever a possibilidade de desconexões durante a execução Ter semântica clara e bem definida Estrutura hierárquica plano composto por atividades e subplanos Unidade de distribuição (sub)planos Cada (sub)plano tem conjunto de dados associados (contexto) determinam o fluxo de controle da execução distribuídos junto com o (sub)plano

11 Modelo de execução Modelo utilizado para implementação redes de Petri Vantagens semântica clara e bem definida ferramentas de análise e verificação expressividade propriedades bem conhecidas

12 Modelo de execução Grafo dirigido bipartido em que vértices são lugares (places) ou transições (transitions) Element Place Transition Sink Source Workflow Task AutomaticTask

13 Modelo de execução Quando um processo é iniciado, a instância do sistema em que isso ocorre fica responsável pela execução do plano correspondente até o fim Subplanos prontos para execução podem ser delegados a outras instâncias Delegação pode ocorrer recursivamente Instâncias devem necessariamente ser sincronizadas ao término de cada execução

14 Modelo de execução Cada instância controla um ou mais processos associados a um plano Subplanos podem ser delegados recursivamente Instâncias delegadas em unidades móveis estão mais sujeitas a desconexões excessivamente longas Para impedir travamento da execução, é feita uma promessa em relação ao tempo de duração de cada delegação Quando prazo se esgota, subplano torna-se novamente disponível Prazo pode ser renovado periodicamente

15 Modelo de execução Em alguns casos, pode fazer sentido a delegação a mais de uma instância simultaneamente Na implementação atual, o primeiro a terminar com sucesso dá prosseguimento à execução Dependendo do caso, outras estratégias podem fazer mais sentido: esperar término de todos exigir quorum mínimo

16 Aplicação Subplano Implicitamente georeferenciado se o cenário correspondente é georeferenciado: Representação georeferenciada da execução global do plano, baseada em cenários Útil para ajudar a visualizar o estado corrente da execução, a localização das equipes e de outros recursos

17 Descoberta Para poder delegar, é preciso saber que outras instâncias estão acessíveis Soluções comuns: algum tipo de registro conhecido é consultado cada um espalha o que sabe (gossiping) é estabelecido um protocolo de anúncio Exemplos: Jini, SLP, UPnP, etc.

18 Descoberta Solução adotada: estabelecido um protocolo de multicast Mensagens são enviadas para endereço IP e porta conhecidos Envio de pedido de identificação (Requester) M1(UDP) Pedido recebido (PacketListener) Resposta recebida (StreamListener) Envio de resposta com referência (AckSender) M2 (TCP) M3 (TCP) Envio de resposta com referência (AckSender) Resposta recebida (StreamListener) Instância A Instância B

19 Descoberta Cada referência obtida possui um timeout associado Se o prazo esgotar, a referência é descartada Cada instância possui um mecanismo de monitoramento para verificar se instâncias conhecidas ainda estão acessíveis Aplicação: Serviço de localização que permite a uma instância do sistema identificar a localização geográfica de instâncias móveis operando simultaneamente

20 Eventos Permitem registro de interesse em determinadas ocorrências por parte de ferramentas heterogêneas (groupware, conferência, etc.) Notificação de eventos ocorridos em objetos remotos não é trivial Entrega de eventos locais: ordenada rápida previsível confiável

21 Eventos Event broker gerencia registros e notificações de eventos notificações feitas via interface padrão permite implementação de diferentes níveis de garantia de notificação permite uso de intermediários para interceptar, filtrar, armazenar notificações registros são válidos por um prazo determinado sujeito à renovação Alguns eventos úteis Início/término de atividade Atualização de variáveis de contexto (Des)conexão de instâncias Localização geográfica de eventos, recursos, etc.

22 Replicação Conjunto de dados declarados na definição do plano Durante a execução, dados são alterados de acordo com as atividades feitas Além de registrar os resultados do processo, os dados servem para determinar o fluxo de controle da execução

23 Replicação Estratégia adotada: otimista: cada instância pode alterar os dados durante a execução de um subplano a ela delegado ao término de cada execução, é preciso reintegrar as alterações no contexto original Modelo de consistência relaxado permite a ocorrência de inconsistências, adotando um método para convergência habitualmente utilizado em aplicações para computação móvel

24 Replicação Reintegração dos dados exige verificação de possíveis conflitos Identificação de conflitos feita automaticamente Resolução de conflitos pode ser automática ou exigir intervenção manual Detecção de conflitos sintáticos apenas Apenas consistência interna é mantida: atualizações em vários objetos não necessariamente aplicadas atomicamente

25 Aplicação Resolução de conflitos com operadores geográficos Plano de emergência para derramamento de petróleo em área costeira Instância de origem delega vários subplanos de limpeza compartilhando variável de área Resolução de conflitos seria fazer união de todas as áreas limpas pelas diferentes equipes

26 Screenshots

27 Conclusão Sistema de combate a emergências Sistema de gerência de workflow com suporte à desconexão Infraestrutrura para aplicações móveis de workgroup em GIS Modelo de execução capaz de lidar com outras linguagens de definição de workflow

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