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CROSS-Fire
Cooperação de Recursos Online para Suporte a Simulações de Fogos florestais (CROSS-Fire): uma Plataforma em Grid para Integrar Serviços Web Geo-referenciados para Gestão em Tempo Real
Outros participantes: Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial, Instituto Politécnico de Bragança, Instituto Politécnico do Cávado e do Ave
Investigador responsável: Alberto José Gonçalves Carvalho Proença
Duração: 2007 a 2010
Financiamento: 170.000 €
As actividades da Protecção Civil (CP) envolvem a população, uma grande diversidade de instituições públicas e privadas e exigem um conjunto de recursos. Nas situações de emergência, toda esta diversidade de actores tem que trabalhar de uma forma concertada, num cenário tipicamente desfavorável, durante toda a situação existente, tirando partido dos recursos disponíveis. Esta coordenação flexível de pessoas, instituições e recursos perfaz o conceito de Organização Virtual (VO), que emerge da computação grid. Este conceito aplica-se concretamente a um caso típico de actuação da CP, que são os fogos florestais. Estes requerem a permanente avaliação do risco, para suportar a tomada de decisões, que permitem articular todo o dispositivo ao serviço da CP. Essa avaliação tem que ser permanente (muito próxima do tempo real), com base em dados recolhidos no campo ou por detecção remota e com heurísticas ou simulações da evolução.
Decorrem alguns projectos europeus que abordam a gestão do risco, de uma forma integrada, suportados em redes transnacionais. O projecto CYCLOPS (iniciado em 2006), inspirado no esforço do GMES (promovido pela comissão europeia), adoptou a plataforma EGEE para suportar os procedimentos da CP. Neste projecto, pretende-se refinar ainda mais a plataforma EGEE, atendendo às necessidades específicas da CP. Este refinamento exige o acompanhamento e avaliação de muitas situações reais, e obriga à participação dos centros de investigação nesta avaliação. O acompanhamento e suporte à tomada de decisões que tenham a ver com o combate aos fogos florestais é um excelente candidato para tirar partido dos serviços grid em Portugal, sobre a plataforma EGEE.
Esta proposta visa, concretamente, complementar projectos nacionais e europeus, desenvolvendo várias actividades de I&D em computação em grid, demonstrando a sua aplicabilidade a uma área de actuação concreta da CP que é a tomada de decisões no combate aos fogos florestais, envolvendo uma panóplia de instituições e recursos.
As actividades a desenvolver neste projecto visam:
i) Ampliar e afinar os modelos e os algoritmos de simulação de fogos florestais, já utilizados no FireStation
ii) Adaptar técnicas de visualização adequadas e desenvolver ferramentas que explorem os dados resultantes da simulação
iii) Desenvolver uma estrutura habilitada à computação grid para poder executar aplicações interactivas multi-paradigma
iv) Desenvolver uma teia de Web Processing Services (WPS) que, por composição, resolvam os cenários típicos da CP
v) Disponibilizar, ocultando a complexidade da grid, uma solução modular na web que faça o acompanhamento das situações de emergência
vi) Avaliar as tomadas de decisão propostas pelo sistema, em situações reais de fogos florestais, junto dos comandos operacionais nacionais e distritais (CNOS/CDOS).
O FireStation segue um modelo matemático para simular a propagação de fogos florestais e o comportamento do vento, junto à superfície. As funcionalidades e a adequação deste programa serão melhoradas, para suportar áreas maiores, modelos da realidade mais detalhados, e o comportamento do fumo, entre outras. Será ainda adoptada uma estrutura modular, com vista à optimização do desempenho, acesso a fontes repartidas de dados e visualização distribuída.
Um ambiente genérico de grid, G-RocMeu, será desenvolvido para complementar os actuais trabalhos de I&D, tirando partido dos serviços web a desenvolver, das interfaces múltiplas e das APIs fornecidas pelo EGEE/gLite para a execução de aplicações interactivas.
Para demonstrar a validade desta aproximação, o FireStation será explorado sobre esta grid, tirando partido de toda a informação recolhida de múltiplas fontes, e permitindo sofisticadas formas de visualização distribuídas. Esta demonstração pressupõe a resolução de desafios de I&D muito pertinentes, relacionados com computação de elevado desempenho, armazenamento em grid, problemas de interoperacionalidade semântica, processamento distribuído de informação geográfica, políticas de QoS e de segurança, entre outras.
A arquitectura modular de serviços web seguirá as linhas orientadoras do consórcio OpenGis, integrando uma diversidade de dados e serviços disponibilizados por instituições diversas, desde cartografia até sensores e actuadores remotos acessíveis via RF.
Uma interface modular na web com grande capacidade de visualização – recorrendo ao ambiente GridSphere – permitirá um acesso integrado a todas as ferramentas de apoio à decisão no combate aos incêndios florestais, tornado transparente toda a complexidade da simulação executada sobre uma grid, e todos os acessos e manipulação de dados (locais ou remotos) necessários para alimentarem a simulação pretendida.
A modularidade desta interface, baseada em portlets, permite enriquecê-la com novas funcionalidades.
Todo este suporte começará por ser disponibilizado em duas universidades (Minho e Coimbra) para validação nos centros de decisão nacional (CNOS em Lisboa) e distrital (CDOS de Coimbra), onde se coordenam as acções de combate a incêndios florestais.
