Plattform

ResKriVer – eine Plattform für resiliente Versorgungsnetze

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Ausfallsichere Kommunikation im Krisenfall

Durch die direkte Kommunikation zwischen Knoten des ResKriVer-Netzwerks wird die Abhängigkeit von zentralen Servern und Diensten im Krisenfall reduziert, sodass der Ausfall von Teilen der Infrastruktur teilweise kompensiert werden kann. Durch die Replikation von Daten werden die Datensicherheit und -verfügbarkeit erhöht.

Peer2Peer-Netzwerk

Peer-to-Peer Architekturen und Frameworks werden in unterschiedlichen Anwendungssystemen zur verteilten Speicherung und Abruf von Informationen genutzt. Größter Vorteil ist ihre einfache Skalierbarkeit durch Hinzunahme zusätzlicher Server. Eine unternehmensübergreifende Nutzung dieser Architekturen zur Verwaltung sensibler Unternehmensinformationen erfordert deren Erweiterung, um bekannte IT-Sicherheitsmechanismen (wie z.B. Public-Key-Encryption, Distributed-Ledger-Technologien, SOLID).

Notfallnetze im Blackout-Fall

Um im Fall eines Blackouts die Kommunikation zwischen Krisenstäben, Einsatzkräften und der Bevölkerung aufrecht erhalten zu können, soll eine Infrastruktur für die ausfallsichere Kommunikation aufgebaut werden. Diese beinhaltet ein unabhängiges, batterie- und notstromversorgtes Drahtlosnetzwerk, über welches Nachrichten und Informationen übertragen werden können. Diese Knoten können von Teilnehmern der ResKriVer-Plattform stationär eingerichtet oder für den mobilen Einsatz in Form einer tragbaren Einheit eingesetzt werden.

Künstliche Intelligenz
Supply Chain Simulation

Um das Verhalten von Lieferketten in verschiedenen Szenarien vorherzusagen, setzen wir das Supply Chain Simulation Tool OTD NETWORK ein. Mit steigender Komplexität der Lieferketten und einem hohen Detailgrad innerhalb der Simulation wächst der Rechenaufwand für Simulationen stark an. Um die Reaktionszeiten im Krisenfall reduzieren zu können, sollen mit Hilfe der Simulationsergebnisse KI-Surrogat-Modelle erzeugt werden, welche angenäherte Simulationsergebnisse in kurzer Zeit liefern können, um so die Bewertung von Lösungsansätzen erheblich zu beschleunigen.

Supply Chain Optimization

Moderne komplexe Lieferketten sind selbst für Lieferkettenexperten oft nicht mehr vollständig in Bezug auf ihr Verhalten zu durchblicken und die Seiteneffekte von vermeintlich guten Änderungen sind nicht immer abzusehen. Mit Hilfe einer KI-basierten Supply Chain Optimization sollen automatisch Verbesserungs- und Lösungsansätze für den Einsatz im Krisenfall sowie zur Krisenprävention erzeugt werden. Diese Vorschläge werden dabei direkt mit Hilfe von Surrogatmodellen und/oder vollständigen Lieferkettensimulationen auf ihre Effektivität überprüft.

Social Media Monitoring (Condat)

Da immer mehr Nutzer in Soziale Netzwerke wie Twitter, Facebook, LinkedIn oder Instagram sowie Blogs und Foren zeitnah viele Beiträge und Meinungen zu aktuellen Themen einstellen, bieten sich diese für ein Monitoring in Krisensituationen an. Dies ermöglicht die Erkennung von neu hochkommenden Problemen, Meinungen, Themen wie auch das Einschätzen von Stimmungen und Risiken in den verschiedenen Gruppen der Bevölkerung. Für dieses Monitoring wird in ResKriVer ein zyklisches Auslesen von Web Inhalten realisiert, bei dem adhoc auftretende Themen und Trends identifiziert werden und oft neu entstehende Begriffe und Redewendungen (wie z.B. Quarantänebrecher, Coronaspeck) zu berücksichtigen sind. Dazu sind kurzfristig neue Problemstellungen zu lösen, für die keine etablierten Referenzen und Quellen vorliegen. Zudem sind neue Methoden zu entwickeln um die besten verfügbaren Social Media Beiträge zu finden und zu klassifizieren.

Validierung von Online-Inhalten (Condat)

Für Medien, TV und Presse ist Glaubwürdigkeit ein essentielles Anliegen, da die Verbreitung korrekter und unverfälschter Informationen die Grundlage ihrer Reputation bilden und notwendige Voraussetzung sind, um Kunden zu gewinnen und langfristig zu binden. In Krisensituationen ist besondere Sorgfalt erforderlich, da in einer angespannten Situation leichtfertig oder vorschnell falsche Information weiter gegeben werden könnte. Wenn es sich dabei sogar um Sicherheits- oder Gesundheits-relevante Daten handelt, könnte die Glaubwürdigkeit einer Quelle langfristig beeinträchtigt werden. Die Validierung erfolgt in ResKriVer auf Grundlage der W3C Credibility Signals unter Nutzung externer Ressourcen über Quellen (z.B. Social-Media- oder Web Accounts von Personen oder Organisationen). Hierzu werden für Krisensituationen geeignete Methoden verwendet: i) die Nutzung relevanter Fact Checking Ressourcen zur Identifikation von Fakten, ii) NLP um Auffälligkeiten oder Sentiments bzgl. Texten zu erkennen und iii) KI Verfahren für die Klassifikation, Ordnen und Visualisierung.

Ausfallsichere, unverfälschbare Kommunikation (Condat)

Verteilte Register auf Basis von Blockchains sind für RKV insofern relevant, da damit kurzfristig neu gebildete Gruppen von Nutzern Daten sicher austauschen können, die transparent und resilient gegenüber teil- und zeitweisen Ausfällen von Servern und Kommunikation sind. Blockchains werden in den letzten Jahren intensiv diskutiert, da sie auch die Basis für digitale Währungen wie Bitcoins bilden. Für die ausfallsichere, unverfälschbare Kommunikation wird in ResKriVer eine Anpassung, Erweiterung und Konfiguration vorhandener Frameworks für sichere Register erforderlich. Für die dynamisch variablen Anforderungen und Sicherheitsaspekte werden u.A. Smart Contracts und eigene Token benötigt. Mit der Verwendung der Blockchain Technologie kann ein autonomes, sich selbst steuerndes, resilientes und ausfallsicheres P2P-Netzwerk geschaffen werden, bei dem jeder Nutzer und Dienst einen eigenständigen Knoten darstellt. Dieser ist gleichzeitig verschlüsselt und „trustful“. Dabei können nicht nur die Daten, sondern auch andere ResKriVer Dienste blockchain-enabled werden, d.h. ausfallsicher und verteilt ablaufen.

Validierung von Online-Inhalten (Condat)

Für Medien, TV und Presse ist Glaubwürdigkeit ein essentielles Anliegen, da die Verbreitung korrekter und unverfälschter Informationen die Grundlage ihrer Reputation bilden und notwendige Voraussetzung sind, um Kunden zu gewinnen und langfristig zu binden. In Krisensituationen ist besondere Sorgfalt erforderlich, da in einer angespannten Situation leichtfertig oder vorschnell falsche Information weiter gegeben werden könnte. Wenn es sich dabei sogar um Sicherheits- oder Gesundheits-relevante Daten handelt, könnte die Glaubwürdigkeit einer Quelle langfristig beeinträchtigt werden. Die Validierung erfolgt in ResKriVer auf Grundlage der W3C Credibility Signals unter Nutzung externer Ressourcen über Quellen (z.B. Social-Media- oder Web Accounts von Personen oder Organisationen). Hierzu werden für Krisensituationen geeignete Methoden verwendet: i) die Nutzung relevanter Fact Checking Ressourcen zur Identifikation von Fakten, ii) NLP um Auffälligkeiten oder Sentiments bzgl. Texten zu erkennen und iii) KI Verfahren für die Klassifikation, Ordnen und Visualisierung.

Technologien

Ontologien und Knowledge-Graphen werden im Rahmen von ResKriVer für die semantische Modellierung von Anwendungsbereichen, deren Terminologien und als verbindendes Element zwischen Lieferketten-beschreibung, ihrer Analyse und Simulation verwendet. Für die Modellierung der Ontologien von Anwendungsbereichen und -situationen wird ein bereits entwickelter, repräsentationsformat-unabhängiger, einfach zu bedienender Thesaurus-Editor angepasst.

Mit Hilfe von Enterprise Knowledge Graphs werden innerhalb der ResKriVer-Architektur verschiedene Werkzeuge für die Wissensexploration, für semantische Datenintegration, für die Datenvalidierung sowie für die Entwicklung von Ontologien zur Verfügung gestellt. Für die Ableitung und den Export von Simulationsmodellen aus dem semantischen Modell des Knowledge Graphs werden Schnittstellen zu OTD NETWORK entwickelt.

Die Simulationsumgebung Order-to-Delivery-Network (OTD NETWORK) ist eine ereignisdiskrete Simulation zur Abbildung von Supply Chains. OTD NETWORK umfasst die Planung und den Materialfluss einer Supply Chain vom Auftragseingang über die Produktion bis zur Auslieferung an die Kunden. Umfassende Planungsprozesse werden im Detail abgebildet und bewerten die Lieferkette nach Kosten, Leistung und ökologischen Parametern. Für Schwachstellen- und Engpassanalysen wird OTD NETWORK adaptiert.

Natural Language Processing (NLP) wird zur Auswertung der Inhalte in sozialen Netzwerken wie Twitter oder Facebook und anderer großer Mengen unstrukturierter Daten eingesetzt. Es ermöglicht das Monitoring konkreter krisenspezifischer Themen, eine gezielte Suche, das Erkennen neuer Trends, der sicheren Kommunikation über verteilte Register und die Validierung der Glaubwürdigkeit von Quellen und Inhalten. Im Vorhaben dienen diese Funktionen der schnellen Erkennung neu aufkommender Engpässe oder Probleme und der Erfassung damit verbundener Stimmungswechsel in der Bevölkerung.

Das KomRe-Netz ist als selbsterhaltendes Kommunikationssystem für den Einsatz in Krisen- und Katastrophenfällen ausgelegt und funktioniert auch bei einem Blackout. Es soll im Vorhaben als Notfallkommunikationsebene für die Krisenkommunikation und zur Datenübertragung für die ResKriVer-Plattform genutzt werden. Das KomRe-Netz bietet der Berliner Feuerwehr und den Berliner Wasserbetrieben seit 2012 eine autarke, ausfallgeschützte Kommunikationslösung für Krisenfälle.

Das Kat-L-System soll in Berlin an 36 öffentlichen Gebäuden, ausgewählten Feuerwachen und Krankenhäusern ein Informations- und Kommunikationssystem für die Bevölkerung in Krisen- und Katastrophenfällen bieten. Dabei wird ein unabhängiges ausfallgeschütztes Krisen-Kommunikationssystem genutzt, welches eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Endpunkten ermöglicht. Diese Endpunkte können sowohl als Datenquelle für die Erstellung von Lagebildern als auch als Anzeigemedium für Daten und Informationen genutzt werden.