tesi di laurea Progettazione ed implementazione di un sistema di supporto al ramp management basato su architettura multiagente Anno Accademico 2008/2009 relatore Ch.mo Prof. Domenico Cotroneo Correlatore Ing. Luigi Battaglia Ing. Gabriella Carrozza candidato Angelo Davide Fragliasso Matr. 887/216

Contesto Single European Sky ATM Reserch (SESAR) Program: Evoluzione dei sistemi di comunicazione in ambito aeroportuale (es. Airport WiMax). Evoluzione del contesto aeroportuale nell’ottica del Collaborative Decision Making (CDM) Progetto aziendale sulla security aeroportuale L.297 2

Motivazioni e problematiche Sistemi di supporto alla gestione delle operazioni di rampa in ambiente aeroportuale Ad es. de-icing, traino e accompagnamento aeromobili Numerosi attori, eterogenei e mobili sul territorio Necessità di efficiente assegnazione dei task e di supporto alle decisioni Mancanza di sistemi automatici per la gestione completa delle operazioni di rampa. Requisiti non completamente specificati

Progettazione di un sistema per la gestione delle operazioni di rampa Obiettivi Progettazione di un sistema per la gestione delle operazioni di rampa Identificazione e specifica dei requisiti Sistema flessibile e scalabile Adatto ad essere utilizzato in ambienti mobili Attivazione delle procedure in modo automatico Implementazione di un prototipo Applicazione user-friendly per l’operatore aeroportuale Realizzazione di alcune operazioni fondamentali. De-icing Accompagnamento in prova motori ….

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

Principali attori coinvolti Analisi di documentazione di scalo per l’individuazione di attori e responsabilità. Norme di scalo aeroporto di Malpensa. Tre attori principali per: fornire un supporto alla gestione e all’attuazione delle procedure BDV Duty manager: comprende entità presenti nella torre di controllo dell’aeroporto ed è responsabile del ramp Management. Operatori aeroportuali: mezzi di rampa a disposizione del duty manager per effettuare procedure di handling. BDV: gestisce ed immagazzina una serie di informazioni, scalo di origine orari di arrivo, tipo aeromobile ed altre. Attivazione procedura Operatori aeroportuali Assegnazione task Duty Manager

Approccio: sistemi multiagente Caratteristiche: Autonomo: ha il controllo del suo stato interno e sulle sue azioni. Sociale: coopera con gli altri agenti per compiere tasks. Reattivo: percepisce l’ambiente circostante e risponde ai suoi cambiamenti. Proattivo: può esibire un comportamento di tipo “goal directed”. Mobile: può migrare attraverso i nodi della rete. Agente: Entità software presente in un ambiente vario ed eterogeneo, capace di poter agire in modo autonomo in quest’ambiente in modo da poter portare a termine gli obiettivi per i quali è stato progettato. Sistema multiagente: Sistema costituito da un insieme di agenti che cooperano ai fini del raggiungimento di un obiettivo comune. 7

Framework utilizzato JADE ( “Java Agent Development Framework” ): sviluppato da TILab S.P.A. in collaborazione con l’Università di Parma. Caratteristiche: Basato su java. Supporto a run-time con interfaccia RMA. FIPA-compliant. Open Source ( licenza LGPL ). Supporta lo scambio dati JMS, HTTP. Supporto in ambiente mobile: Leap-add on. Non richiede particolari requisiti hardware e software.

Architettura di JADE Servizi utilizzati per la realizzazione del prototipo: Piattaforma fault tolerant. Accesso con autenticazione. Implementazione di un meccanismo di tipo publish/subscribe. Sviluppo in ambiente mobile.

Progettazione ed implementazione prototipo Realizzato in java. Ogni elemento dell’architettura rappresenta un agente. Vengono sviluppate interfacce per ciascun agente, tramite le quali è possibile visualizzare la procedure da attivare e le informazioni necessarie. Interfaccia del duty manager: Procedure: invio messaggi relativi alla procedura Stato mezzi: stato dei mezzi connessi al sistema

Prova motori: Sequence diagram

Esempio attivazione di una procedura Push back Duty manager Follow me Tecnici

Esempio attivazione di una procedura Il duty manager visualizza lo svolgimento della procedura Lo stato dei mezzi connessi alla piattaforma Un operatore può decidere se accettare di effettuare la procedura oppure no

Attivazione procedura con PDA Per la simulazione in ambiente wireless è stato utilizzato: La rete del DIS Un palmare HPIpaq di proprietà del DIS. Un laptop Considerazioni: Viene evitato l’eccessivo consumo di risorse grazie alla modalità split container ed ai behaviour eseguiti all’interno di un unico thread java. La connessione tra il front end ed il back end risulta molto stabile ma in caso di caduta di uno dei due nodi la riconnessione è molto rapida.

Conclusioni e sviluppi futuri Il prototipo realizzato rispecchia i requisiti di progetto di un sistema autonomo e viene incontro alle esigenze dell’ambiente mobile. Sviluppi futuri: Test su più nodi e validazione del prototipo. Deployment reale e simulato su reti a larga scala Implementazione di tutte le procedure di ramp management.