Uma planta gen´erica ´e um modelo que define o comportamento global de um SES. Os SMCAPs podem monitorar o comportamento de v´arios SESs ao mesmo tempo. A planta ´e dita gen´erica porque um mesmo modelo de planta pode ser utilizado por SESs distintos, desde que eles possuam o mesmo n´umero de zonas de prote¸c˜ao (SOUSA et al., 2009b). Seguindo com a defini¸c˜ao, uma planta gen´erica ´e modelada por um autˆomato finito determin´ıstico G = (Σ,Q,δ,q0,F), onde: Σ representa o alfabeto de entrada aceito
fun¸c˜ao de transi¸c˜ao de estados; q0representa o estado inicial da planta; e F representa o
conjunto de estados finais.
Cada central de alarme Cn (equa¸c˜ao 3.2) ´e representada por uma planta gen´erica Gn
independente. O exemplo da figura 3.3 ilustra o modelo de uma planta G3 para uma
central de alarmes C3. Este modelo ´e o mesmo empregado para qualquer SES com uma
central de alarmes com 3 zonas de prote¸c˜ao. A modelagem ser´a detalhada seguindo a explica¸c˜ao deste exemplo.
Figura 3.3: Modelo de uma planta gen´erica G3.
Cada planta gen´erica Gn possui um alfabeto de entrada Σ comum. O alfabeto para
uma planta G3 ´e dado por Σ= {a1,a2,a3,f1,f2,f3,e}. Um alfabeto de entrada para uma
planta Gn´e dado por:
Σ= {a1, ...,an,f1, ...,fn,e} (3.3)
onde, ai e fi representam respectivamente a abertura e o fechamento de uma zona i (com
i= 1 a n), e n representa o n´umero de zonas de prote¸c˜ao. O s´ımbolo e representa o evento de todas as transi¸c˜oes que levam ao estado de erro. No exemplo da figura 3.3, o estado de erro de uma planta G3´e identificado por q8. Durante o monitoramento, os a’s e f ’s devem
ser mapeados do campo Q de uma mensagem em Contact ID, e j mapeado do campo CCC da mesma mensagem (se¸c˜ao 3.1.3). O s´ımbolo e tamb´em ´e mapeado dos campos Q
e CCC sempre que alguma anomalia ´e detectada no sistema. Nem todas as mensagens do Contact ID influenciam mudan¸cas de estado na planta. Algumas mensagens s˜ao apenas reportagens sobre altera¸c˜oes no sistema (p. ex.: mudan¸cas na programa¸c˜ao da central), que devem ser exibidas e armazenadas pelo SMCAP. Apenas as mensagens de interesse, que influenciam mudan¸cas de estado na planta, devem ser mapeadas para o alfabeto de entrada (SOUSA et al., 2009b). O n´umero de s´ımbolos de um alfabeto de entrada Σ ´e dado por:
|Σ| = 2n + 1 (3.4)
onde, |Σ| representa o total de s´ımbolos do alfabetoΣ, e n o n´umero de zonas de prote¸c˜ao. O conjunto de estados Q ´e um conjunto finito e pr´e-definido de estados, ou seja, todos os estados de Q s˜ao conhecidos. Cada estado da planta deve representar a vis˜ao geral do sistema em um dado momento, informando quais zonas de prote¸c˜ao est˜ao abertas ou fechadas. Esta defini¸c˜ao est´a relacionada com a representa¸c˜ao formal das centrais de alarme (equa¸c˜ao 3.2). O conjunto Q tamb´em inclui um estado de erro, que indica a ocorrˆencia de anomalias detectadas pelo sistema. Estas anomalias podem ser resultado de falhas na comunica¸c˜ao, interven¸c˜ao humana, e defeitos nos sensores ou na pr´opria central. Portanto, normalmente representam problemas pouco frequentes de acontecer, que podem ser previstos mas n˜ao podem ser tratados pelo sistema sem interven¸c˜ao externa (p. ex.: resetar um SES ou reparar um link de comunica¸c˜ao). A tabela 3.1 mostra a defini¸c˜ao do conjunto de estados para o exemplo da figura 3.3.
Tabela 3.1: Conjunto de estado de uma planta G3.
Q z1 z2 z3 q0 0 0 0 q1 0 0 1 q2 0 1 0 ... ... ... ... q7 1 1 1 q8 Erro
Cada linha da tabela define um estado (de q0 a q8), e cada estado representa a vis˜ao
para uma planta gen´erica Gn´e dado por:
ω = 2n+ 1 (3.5)
onde, ω representa o total de estados da planta, e n o n´umero de zonas de prote¸c˜ao. A exemplo da figura 3.3, uma planta gen´erica G3 possui 9 estados.
Os SMCAPs analisados apenas exibem mensagens de alarme sem apresentar uma vis˜ao geral do sistema. A abordagem proposta valoriza essa informa¸c˜ao, pois acredita- se ser essencial ao processo de tomada de decis˜ao para classificar perfis de ocorrˆencia distintos. No entanto, o estado de erro representa um estado de po¸co (desconhecido), onde n˜ao ´e mais poss´ıvel afirmar a situa¸c˜ao atual das zonas de um SES. Atingido este estado, o SMCAP volta a operar da forma tradicional, ou seja, apenas exibindo as mensagens de alarme para o operador do sistema. A tomada de decis˜ao n˜ao pode mais ser analisada com base na planta, j´a que algumas anomalias podem significar o n˜ao recebimento de mensagens de alarme. Este ´e um problema comum para todos os tipos de SMCAPs, que est˜ao dependentes do perfeito funcionamento dos meios de comunica¸c˜ao e dos SESs.
A fun¸c˜ao de transi¸c˜ao δ permite a transi¸c˜ao de estados no autˆomato em fun¸c˜ao da ocorrˆencia de eventos. O valor da fun¸c˜aoδ ´e um elemento de Q. Ela usa como argumento o estado atual e um s´ımbolo para definir o pr´oximo estado da planta (δ : Q×Σ→ Q). Esse tipo de autˆomato ´e dito determin´ıstico porque a partir de cada estado, um evento leva a um ´unico (e conhecido) estado de chegada. De fato, a modelagem baseada em AFDs se identifica com os SESs, pois nestes n˜ao ocorre o envio simultˆaneo de mensagens de alarme. De acordo com o funcionamento das centrais de alarme (se¸c˜ao 2.3.2) e do protocolo Contact ID (se¸c˜ao 2.3.4), qualquer zona de prote¸c˜ao aberta s´o pode ser reaberta se antes for fechada, e qualquer zona fechada s´o pode ser novamente fechada se antes for aberta. Qualquer comportamento fora deste padr˜ao leva ao estado de erro. Assim, define-se que para cada estado normal (conhecido) existe uma transi¸c˜ao que leva ao estado de erro (desconhecido) e a cada nova transi¸c˜ao entre estados normais uma ´unica zona de prote¸c˜ao deve ser alternada. Logo, a fun¸c˜ao de transi¸c˜aoδ ´e parcial, pois n˜ao existe a necessidade
de defini-la para todos os elementos de Σ a cada estado de Q, ou seja, n˜ao ocorrem transi¸c˜oes que alternam duas ou mais zonas de prote¸c˜ao ao mesmo tempo. O n´umero de transi¸c˜oes de uma planta gen´erica Gn ´e dado por:
π= n2n+ 2n (3.6)
onde,π representa o total de transi¸c˜oes e n representa o n´umero de zonas de prote¸c˜ao. A exemplo da figura 3.3, uma planta gen´erica G3 possui 32 transi¸c˜oes.
Quando uma central de alarme precisa ser ativada (armada), todas as zonas de pro- te¸c˜ao devem estar f echadas, caso contr´ario ela permanecer´a desativada (se¸c˜ao 3.1.4). Define-se que o estado inicial q0, de uma planta gen´erica Gn, deve representar o estado de
ativa¸c˜ao de um SES. Logo, o estado q0 representa a condi¸c˜ao normal de funcionamento
do sistema, e qualquer outro estado da planta representa uma condi¸c˜ao de alarme ou de erro. A ativa¸c˜ao e desativa¸c˜ao de um SES n˜ao ´e modelada na planta, pois depende de interven¸c˜ao externa e dos meios de comunica¸c˜ao utilizados no monitoramento. Portanto, ´e tarefa do sistema sincronizar o carregamento das plantas de acordo com a ativa¸c˜ao do SES, que neste trabalho ´e resolvido na se¸c˜ao 4.1.2.
Nesta modelagem, define-se que o conjunto de estados finais F ´e um conjunto vazio (F = {}). Considerando a evolu¸c˜ao sequencial de um SES como um SED (CURY, 2001), o comportamento l´ogico de uma planta pode ser associado segundo duas linguagens, a linguagem gerada L(Gn) e a linguagem marcada Lm(Gn), tal que Lm(Gn) ⊆ L(Gn) ⊆Σ∗. A
linguagem L(Gn) representa todas as cadeias que podem ser seguidas pela planta a partir
do estado inicial. E a linguagem Lm(Gn) representa todas as cadeias que a partir do estado
inicial chegam a um estado marcado, representando uma tarefa conclu´ıda. Entretanto, os objetivos desta modelagem foram fundados em necessidades para o desenvolvimento de um SMCAP com recursos de apoio `a tomada de decis˜ao. Assim, a marca¸c˜ao de estados foi desconsiderada, j´a que o principal objetivo ´e observar a sequˆencia de eventos na ordem em que ocorrem, e n˜ao a conclus˜ao de tarefas.
m´atica das empresas de vigilˆancia est´a associada `a falhas no sistema e a falta de uma ferramenta para auxiliar nos processos de decis˜ao (se¸c˜ao 1.1). Assim, para que o SMCAP possa disponibilizar informa¸c˜oes para comportar uma ferramenta de apoio `a tomada de decis˜ao, a defini¸c˜ao da planta gen´erica foi estendida sem a necessidade de alterar seu mo- delo original. Assim, a exemplo da M´aquina de Mealy (CASSANDRAS; LAFORTUNE, 1999), associada `as transi¸c˜oes foi inclu´ıda uma palavra de sa´ıda, que ´e gerada sempre a cada evolu¸c˜ao da planta. Desta forma, durante a transi¸c˜ao de estados o sistema ir´a chamar uma fun¸c˜ao que se encarregar´a de analisar a informa¸c˜ao de sa´ıda, atendendo as necessidades do processo de apoio `a tomada de decis˜ao.