Facoltà di Ingegneria Corso di Studi in Ingegneria delle Telecomunicazioni tesi di laurea relatore Ch.mo Prof. Domenico Cotroneo Correlatore Ing. Luigi

Facoltà di IngegneriaCorso di Studi in Ingegneria delle Telecomunicazioni

tesi di laurea

relatore

Ch.mo Prof. Domenico Cotroneo

Correlatore

Ing. Luigi Battaglia

Ing. Gabriella Carrozza

candidato

Angelo Davide Fragliasso

Matr. 887/216

Progettazione ed implementazione di un sistema di supporto al ramp management basato su architettura multiagente

Anno Accademico 2008/2009


Single European Sky ATM Reserch (SESAR) Program:Single European Sky ATM Reserch (SESAR) Program:

Evoluzione dei sistemi di comunicazione inEvoluzione dei sistemi di comunicazione in ambito aeroportuale (es. Airport WiMax).ambito aeroportuale (es. Airport WiMax). Evoluzione del contesto aeroportuale nell’ottica del Evoluzione del contesto aeroportuale nell’ottica del Collaborative Decision Making (CDM)Collaborative Decision Making (CDM)

Progetto aziendale sulla security aeroportualeProgetto aziendale sulla security aeroportualeL.297L.297

ContestoContesto


Motivazioni e problematicheMotivazioni e problematiche

Sistemi di supporto alla gestione delle operazioni di Sistemi di supporto alla gestione delle operazioni di rampa in ambiente aeroportualerampa in ambiente aeroportuale

Ad es. de-icing, traino e accompagnamento aeromobiliAd es. de-icing, traino e accompagnamento aeromobili

Numerosi attori, eterogenei e mobili sul territorioNumerosi attori, eterogenei e mobili sul territorioNecessità di efficiente assegnazione dei task e di supporto alle Necessità di efficiente assegnazione dei task e di supporto alle decisionidecisioni

Mancanza di sistemi automatici per la gestione completa delle Mancanza di sistemi automatici per la gestione completa delle operazioni di rampa.operazioni di rampa.

Requisiti non completamente specificatiRequisiti non completamente specificati


Progettazione di un sistema per la gestione Progettazione di un sistema per la gestione delle operazioni di rampadelle operazioni di rampa

Identificazione e specifica dei requisitiIdentificazione e specifica dei requisiti

Sistema flessibile e scalabileSistema flessibile e scalabile

Adatto ad essere utilizzato in ambienti mobiliAdatto ad essere utilizzato in ambienti mobili

Attivazione delle procedure in modo automaticoAttivazione delle procedure in modo automatico

Implementazione di un prototipoImplementazione di un prototipoApplicazione user-friendly per l’operatore aeroportualeApplicazione user-friendly per l’operatore aeroportuale

Realizzazione di alcune operazioni fondamentali.Realizzazione di alcune operazioni fondamentali.De-icingDe-icing

Accompagnamento in prova motoriAccompagnamento in prova motori

……. .

Obiettivi Obiettivi


Esempio di operazione di rampaEsempio di operazione di rampaAccompagnamento in prova motoriAccompagnamento in prova motori

La compagnia aerea richiede l’accompagnamento in prova motori.La compagnia aerea richiede l’accompagnamento in prova motori. Il coordinamento di scalo attiva la procedura richiesta.Il coordinamento di scalo attiva la procedura richiesta. I diversi attori di handling (push back, follow me, tecnici,etc.) I diversi attori di handling (push back, follow me, tecnici,etc.) sono allertati.sono allertati. Ogni attore dispone di uno specifico mezzo mobile ed è coordinato Ogni attore dispone di uno specifico mezzo mobile ed è coordinato dal ramp manager (RM) (via radio).dal ramp manager (RM) (via radio). Ogni attore svolge specifici task. Ogni attore svolge specifici task. Il RM controlla che la procedura complessiva sia svolta correttamente.Il RM controlla che la procedura complessiva sia svolta correttamente.


Analisi di documentazione di scalo per l’individuazione di attori e responsabilità.Analisi di documentazione di scalo per l’individuazione di attori e responsabilità. Norme di scalo aeroporto di Malpensa.Norme di scalo aeroporto di Malpensa.

Tre attori principali per: Tre attori principali per: fornire un supporto alla gestione efornire un supporto alla gestione e all’attuazione delle procedureall’attuazione delle procedure

Principali attori coinvoltiPrincipali attori coinvolti

Duty managerDuty manager: comprende entità presenti : comprende entità presenti nella torre di controllo dell’aeroporto ed è nella torre di controllo dell’aeroporto ed è responsabile del ramp Management.responsabile del ramp Management.

Operatori aeroportualiOperatori aeroportuali: mezzi di rampa a : mezzi di rampa a disposizione del duty manager per disposizione del duty manager per effettuare procedure di handling.effettuare procedure di handling.

BDVBDV: gestisce ed immagazzina una serie : gestisce ed immagazzina una serie di informazioni, scalo di origine orari di di informazioni, scalo di origine orari di arrivo, tipo aeromobile ed altre.arrivo, tipo aeromobile ed altre.

Rete

Operatoriaeroportuali

Attivazione procedura

Assegnazione task

Duty Manager

BDV


Caratteristiche:

Autonomo: ha il controllo del suo stato interno e sulle sue azioni.Autonomo: ha il controllo del suo stato interno e sulle sue azioni. Sociale: coopera con gli altri agenti per compiere tasks.Sociale: coopera con gli altri agenti per compiere tasks. Reattivo: percepisce l’ambiente circostante e risponde ai suoi cambiamenti.Reattivo: percepisce l’ambiente circostante e risponde ai suoi cambiamenti. Proattivo: può esibire un comportamento di tipo “goal directed”.Proattivo: può esibire un comportamento di tipo “goal directed”. Mobile: può migrare attraverso i nodi della rete.Mobile: può migrare attraverso i nodi della rete.

Approccio: sistemi multiagenteApproccio: sistemi multiagente

Agente:Agente:Entità software presente in un ambienteEntità software presente in un ambientevario ed eterogeneo, capace di poter agire vario ed eterogeneo, capace di poter agire in modo in modo autonomoautonomo in quest’ambiente in in quest’ambiente in modo da poter portare a termine gli modo da poter portare a termine gli obiettiviobiettivi per i quali è stato progettato. per i quali è stato progettato.

Sistema multiagente:Sistema multiagente:Sistema costituito da un insieme di Sistema costituito da un insieme di agenti che cooperano ai fini del agenti che cooperano ai fini del raggiungimento di un raggiungimento di un obiettivo comune.obiettivo comune.


JADE ( “Java Agent Development Framework” ): sviluppato daJADE ( “Java Agent Development Framework” ): sviluppato daTILab S.P.A. in collaborazione con l’Università di Parma.TILab S.P.A. in collaborazione con l’Università di Parma.

Caratteristiche: Caratteristiche: Basato su java.Basato su java. Supporto a run-time con interfaccia RMA. Supporto a run-time con interfaccia RMA. FIPA-compliant.FIPA-compliant. Open Source ( licenza LGPL ).Open Source ( licenza LGPL ). Supporta lo scambio dati JMS, HTTP.Supporta lo scambio dati JMS, HTTP. Supporto in ambiente mobile: Leap-add on.Supporto in ambiente mobile: Leap-add on. Non richiede particolari requisiti hardware e software.Non richiede particolari requisiti hardware e software.

Framework utilizzatoFramework utilizzato


Architettura di JADEArchitettura di JADE

Servizi utilizzati per la realizzazione del prototipo:Servizi utilizzati per la realizzazione del prototipo:

Piattaforma fault tolerant.Piattaforma fault tolerant. Accesso con autenticazione.Accesso con autenticazione. Implementazione di un meccanismo Implementazione di un meccanismo di tipo publish/subscribe.di tipo publish/subscribe. Sviluppo in ambiente mobile.Sviluppo in ambiente mobile.


Realizzato in java.Realizzato in java. Ogni elemento dell’architettura rappresenta un agente.Ogni elemento dell’architettura rappresenta un agente. Vengono sviluppate interfacce per ciascun agente, tramite le quali è Vengono sviluppate interfacce per ciascun agente, tramite le quali è

possibile visualizzare la procedure da attivare e le informazioni necessarie.possibile visualizzare la procedure da attivare e le informazioni necessarie.

Progettazione ed implementazione prototipoProgettazione ed implementazione prototipo

Procedure: invio messaggiProcedure: invio messaggi relativi alla procedurarelativi alla procedura

Stato mezzi: stato dei mezziStato mezzi: stato dei mezzi connessi al sistemaconnessi al sistema

Interfaccia del duty manager:Interfaccia del duty manager:


Prova motori: Sequence diagram Prova motori: Sequence diagram


Esempio attivazione di una proceduraEsempio attivazione di una procedura

TecniciTecnici

Duty managerDuty manager Follow meFollow me

Push backPush back


Esempio attivazione di una proceduraEsempio attivazione di una procedura

Il duty manager visualizza lo svolgimento della proceduraIl duty manager visualizza lo svolgimento della procedura

Lo stato dei mezzi connessi alla piattaformaLo stato dei mezzi connessi alla piattaforma

Un operatore può decidere se accettare di effettuare la procedura oppure noUn operatore può decidere se accettare di effettuare la procedura oppure no


Attivazione procedura con PDAAttivazione procedura con PDA

Considerazioni: Considerazioni:

Viene evitato l’eccessivo consumo di risorse grazie alla Viene evitato l’eccessivo consumo di risorse grazie alla

modalità split container ed ai behaviour eseguiti all’internomodalità split container ed ai behaviour eseguiti all’interno

di un unico thread java.di un unico thread java.

La connessione tra il front end ed il back end risulta molto La connessione tra il front end ed il back end risulta molto

stabile ma in caso di caduta di uno dei due nodi stabile ma in caso di caduta di uno dei due nodi

la riconnessione è molto rapida. la riconnessione è molto rapida.

Per la simulazione in ambiente wireless è stato utilizzato:Per la simulazione in ambiente wireless è stato utilizzato: La rete del DISLa rete del DIS Un palmare HPIpaq di proprietà del DIS.Un palmare HPIpaq di proprietà del DIS. Un laptop Un laptop


Il prototipo realizzato rispecchia i requisiti di Il prototipo realizzato rispecchia i requisiti di progetto di un sistema autonomo e viene incontro progetto di un sistema autonomo e viene incontro alle esigenze dell’ambiente mobile.alle esigenze dell’ambiente mobile.

Sviluppi futuri:Sviluppi futuri:

Test su più nodi e validazione del prototipo.Test su più nodi e validazione del prototipo. Deployment reale e simulato su reti a larga scalaDeployment reale e simulato su reti a larga scala

Implementazione di tutte le procedure di ramp Implementazione di tutte le procedure di ramp management.management.

Conclusioni e sviluppi futuriConclusioni e sviluppi futuri

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