Internetul obiectelor (IoT) în situații critice de urgență, dezastre naturale. și domeniul militar

Internetul obiectelor (IoT) transformă fără îndoială modul în care organizațiile comunică și organizează afacerile de zi cu zi și procedurile industriale. Adoptarea sa s-a dovedit bine potrivită pentru sectoarele care gestionează un număr mare de active și coordonează procese complexe și distribuite.

Internetul obiectelor (IoT) este un sistem distribuit pentru a crea valoare din date. Permite obiectelor fizice eterogene să partajeze informații și să coordoneze deciziile. Impactul IoT în sectorul comercial are ca rezultat îmbunătățiri semnificative ale eficienței, productivității, profitabilității, luării deciziilor și eficacității. IoT transformă modul în care produsele și serviciile sunt dezvoltate și distribuite și cum sunt gestionate și întreținute infrastructurile. De asemenea, redefinește interacțiunea dintre oameni și mașini. De la monitorizarea energiei într-o fabrică până la urmărirea lanțurilor de aprovizionare, IoT optimizează performanța echipamentului și sporește siguranța lucrătorilor. Până în prezent, a permis o monitorizare și coordonare mai eficiente a producției, lanțurilor de aprovizionare, sistemelor de transport, asistenței medicale, infrastructurii, securității, operațiunilor și automatizării industriale, printre alte sectoare și procese.

Se estimează că impactul economic potențial al IoT va fi de la 3,9 trilioane de dolari la 11,1 trilioane de dolari pe an până în 2025. În general, IoT ar permite automatizarea a tot ceea ce ne înconjoară. Proliferarea dispozitivelor și aplicațiile sale este ilustrată în Figura 1.

Figura 1. Proliferarea dispozitivelor și aplicațiilor în Internetul lucrurilor (IoT).

În total, într-un an vor exista în jur de 28 de miliarde de dispozitive conectate, cu peste 13,2 miliarde de dispozitive care utilizează Comunicații M2M.

În prezent, sectorul industrial și de afaceri conduce adoptarea IoT. Companiile vor cheltui 3 miliarde de dolari în ecosistemul IoT, în timp ce clienții vor investi până la 900 de milioane de dolari. Pe de altă parte, se estimează că sectorul public va crește semnificativ adoptarea și va cheltui până la 2,1 miliarde de dolari și va instala 7,7 miliarde de dispozitive, fiind al doilea cel mai mare adoptator de ecosisteme IoT, în special în zone precum orașele inteligente, energia management și transport.

IoT reprezintă convergența mai multor domenii interdisciplinare: rețele, hardware încorporat, spectru radio, computere mobile, tehnologii de comunicare, arhitecturi software, tehnologii de detectare, eficiență energetică, managementul informațiilor și analiza datelor. Creșterea rapidă a IoT este condusă de patru progrese cheie în tehnologiile digitale. Primul este costul în scădere și miniaturizarea microelectronicilor din ce în ce mai puternice, cum ar fi traductoare (senzori și actuatoare), unități de procesare (de exemplu, microcontrolere, microprocesoare, SOC (System-on-a-chip), FPGA (Field-Programmable Gate Array). ), și receptoare. Al doilea factor este ritmul rapid și extinderea conectivității fără fir. Al treilea este extinderea stocării datelor și a capacității de procesare a sistemelor de calcul. În cele din urmă, al patrulea este apariția aplicațiilor software și a analizelor inovatoare, inclusiv progrese în tehnicile de învățare automată pentru procesarea datelor mari. Aceste patru drivere sunt prezente în straturile stivei de tehnologie IoT. De exemplu, IoT poate include traductoare care colectează date despre condițiile fizice și de mediu. Aceste dispozitive transmit date prin cablu sau fără fir. rețeaua de comunicații către servere și computere care stochează și procesează date utilizând aplicații software și analize.Cunoștințele obținute din analiză pot fi utilizate pentru detectarea defecțiunilor, controlul, predicția, monitorizarea și optimizarea proceselor și sistemelor.

Tehnologiile IoT au potențialul de a crește eficiența tactică, eficacitatea, siguranța și de a oferi economii imense de costuri pe termen lung. Aceste tehnologii pot ajuta armata și primii respondenți să facă publicitate unei lumi moderne în care adversarii se află în scenarii suburbane mai sofisticate și complexe (orașe inteligente), în timp ce bugetele se micșorează.

Organizațiile de apărare și siguranță publică (PS) joacă un rol critic în societate, asigurând securitatea națională și reacționând la evenimentele de urgență și dezastrele catastrofale. În loc de PS, unii autori folosesc termenul Public Protection Disaster Relief (PPDR) comunicații radio, definit în Rezoluția ITU-R 646 (WRC-12) ca o combinație a două domenii cheie în răspunsul în caz de urgență:

• Comunicații radio de protecție publică (PP): comunicații utilizate de agențiile și organizațiile responsabile cu menținerea ordinii, protecția vieții și a proprietății și situațiile de urgență.
• Comunicații radio de ajutor în caz de dezastru (DR): comunicații utilizate de agenții și organizații care se confruntă cu o perturbare gravă a funcționării societății, care reprezintă o amenințare semnificativă și larg răspândită la adresa vieții umane, sănătății, proprietății sau mediului, indiferent dacă este cauzată de accident, natură sau om. activitate și dacă acestea au loc brusc sau ca urmare a unor procese complexe, pe termen lung.

În zilele noastre, provocarea managementului crizelor constă în reducerea impactului și a prejudiciului asupra persoanelor și activelor. Această sarcină necesită un set de capabilități indicate anterior de organismele de standardizare europene TETRA, TCCA și ETSI și proiectul american APCO-25, care include managementul resurselor și lanțului de aprovizionare, acces la o mai mare varietate de informații si comunicații sigure. Militarii și primul răspuns ar trebui să poată face schimb de informații în timp util pentru a coordona eforturile de ajutor și pentru a dezvolta conștientizarea situației. Ghidul SAFECOM pentru exercițiul financiar 2016 oferă o privire de ansamblu asupra sistemelor de comunicații de urgență și a standardelor tehnice. Capacitățile de comunicație trebuie furnizate în medii foarte dificile, în care infrastructurile critice sunt adesea degradate sau distruse. În plus, catastrofele, dezastrele naturale sau alte situații de urgență sunt de obicei evenimente neplanificate, care provoacă condiții de panică în populația civilă și afectează resursele existente. În dezastrele naturale de amploare, pot fi implicate multe organizații PS diferite (organizații militare, grupuri de voluntari, organizații neguvernamentale și alte organizații locale și naționale). În același timp, infrastructura și resursele de comunicații comerciale trebuie să fie și ele funcționale pentru a alerta și a comunica cu populația civilă. În plus, cerințele specifice de securitate, inclusiv protecția comunicațiilor și a informațiilor, pot, de asemenea, exacerba lipsa de interoperabilitate. Partajarea diferitelor tipuri de date este necesară pentru a stabili și menține un tablou operațional comun (COP) între agenții și între personalul de teren și comandamentul central.

De obicei, primii care răspund includ ofițeri de poliție, pompieri, polițiști de frontieră, polițiști de coastă, personal medical de urgență, organizații neguvernamentale (ONG-uri) și alte organizații printre primele aflate pe scena unei situații critice. Aceste organizații pot asigura una sau mai multe dintre funcțiile descrise mai sus. Relațiile dintre ele pot depinde de legislația națională sau de context. Tabelul 1 oferă o imagine de ansamblu a principalelor funcții și a potențialelor relații dintre agenții diferitelor organizații PS.

Tabelul 1. Agenți de siguranță publică (PS).

Agenți PS	Descriere
Poliție	Aplicarea legii și protecția cetățenilor: menținerea liniștii și securizarea zonelor volatile, prevenirea și investigarea infracțiunilor, reținerea persoanelor suspectate/condamnate pentru infracțiuni contra legii penale. Medii urbane/rurale, evenimente majore și zone de graniță.
Pompieri	Aplicarea legii, protecția mediului, căutare și salvare. Cu variații de la o țară la alta, domeniile principale de responsabilitate includ: stingerea incendiilor în structuri și siguranța la incendiu, stingerea incendiilor pe teren sălbatic, salvarea vieților prin căutare și salvare, prestarea de servicii umanitare, gestionarea materialelor periculoase, protecția mediului, salvarea și salvarea. controlul daunelor, managementul siguranței în cadrul unui cordon interior și decontaminare în masă. Medii urbane/rurale, porturi și aeroporturi.
Vama	Agenții naționale de securitate care efectuează controlul frontierelor terestre împotriva activităților criminale și controlul imigrației ilegale. Ei pot fi, de asemenea, implicați în gestionarea dezastrelor la nivel transnațional. Medii rurale și zone de securitate de frontieră (frontiera verde).
Frontiera	Aplicarea legii, protecția mediului, căutare și salvare (pe mare și pe alte căi navigabile), protecția apelor de coastă, interdicție penală, imigrație ilegală, dezastre și asistență umanitară în zonele de operare. Ei pot fi, de asemenea, implicați în gestionarea dezastrelor transnaționale (de exemplu, cutremur, inundații). Zone de frontieră (frontiera albastră) și porturi.
Medici	Serviciile medicale de urgență oferă îngrijiri critice cetățenilor bolnavi și răniți, precum și capacitatea de a transfera oamenii într-un mediu sigur și controlat. Toate scenariile.
Circușație	Agenția de poliție responsabilă cu aplicarea legii și protecția căilor de transport rutier. Medii urbane/rurale.
Calea ferată	Agenție de poliție specializată responsabilă cu protecția și aplicarea legii transportului rutier. Medii urbane/rurale.
Paznici	Aplicarea legii, prevenirea criminalității, monitorizarea persoanelor și a mărfurilor care intră într-o țară. Zone de frontieră.
Aeroporturi	Aplicarea legii, protejează aeroporturile, pasagerii și aeronavele de criminalitate. Medii urbane/rurale.
Militari	Este organizația responsabilă pentru politica națională de apărare și protecția securității naționale. De asemenea, poate sprijini organizațiile PS în cazul unui dezastru național mare, acte teroriste, evenimente majore, servicii medicale de căutare și salvare sau de urgență. Toate scenariile.

În ultimii ani, au fost publicate unele lucrări de cercetare axate pe evoluția organizațiilor PS. Unele dintre aceste articole au un interes deosebit în provocările de a evolua arhitectura rețelei LTE către 5G pentru a susține rețele PS emergente. În ceea ce privește IoT, există mai multe lucrări publicate care acoperă diferite aspecte ale tehnologiei IoT aplicate apărării și PS. De exemplu, Chudzikiewicz et al. propun o metodă de detectare a erorilor care se bazează pe o rețea partiționată în clustere pentru domeniul militar. Yushi și colab. introduce o arhitectură layer și revizuiește unele moduri de aplicație. Acestea includ, de asemenea, exemplul unei aplicații de control al armelor. Butun și colab. propun o autentificare ușoară, centrată pe cloud, pe mai multe niveluri ca abordare de serviciu care abordează constrângerile de scalabilitate și de timp pentru dispozitivele IoT din jurul respondenților PS.

Sursa: Paula Fraga-Lamas, Tiago M. Fernandez-Carames, Manuel Suarez-Albela, Luis Castedo and Miguel Gonzalez-Lopez (2016) A Review on Internet of Things for Defense and Public Safety, în Sensors 2016, 16, 1644; doi:10.3390/s16101644, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare © 2023 Nicolae Sfetcu