PRECINCT imec

PRECINCT

Onderzoek naar het gebruik van digital twins voor het beheer van kritieke infrastructuren.  

Dit project krijgt steun van het Europese Horizon 2020-programma.

Het Horizon 2020-project PRECINCT (Preparedness and Resilience Enforcement for Critical INfrastructure Cascading Cyberphysical Threats) wil, via een gemeenschappelijk platform, belanghebbenden  van verweven kritieke nooddiensten en infrastructuren zoals elektriciteitsnetten, verkeersinfrastructuren, en informatie- en communicatiesystemen verenigen. Het doel? De veiligheid en veerkracht gezamenlijk en efficiënt beheren. En dat door data, kritieke infrastructuurbeschermingsmodellen en verwante nieuwe veerkrachtdiensten te delen – ingekapseld in digital twins.
Het programma ging eind 2021 van start en zal twee jaar duren. 

Ook in Europa worden kritieke infrastructuren almaar meer bedreigd door cyberfysieke aanvallen, natuurrampen en hybride bedreigingen, waaronder nepnieuws. Onderzoek en nieuwe oplossingen zijn momenteel vooral gericht op de bescherming van afzonderlijke kritieke infrastructuren. Maar de onderlinge verbanden tussen kritieke infrastructuurvoorzieningen zijn complexer geworden. En de follow-up van de gevolgen van cascade-effecten en het mogelijk maken van snel herstel worden steeds relevanter, wat de uitdaging nog groter maakt. 

Alomvattende en installatiespecifieke benaderingen  

Het PRECINCT-project streeft naar een modelgedreven en samenwerkingsgericht beheersplatform voor cyberfysieke beveiliging en veerkracht. 

Kritieke-infrastructuuractoren hebben nl. dringend behoefte aan ondersteuning en hulp bij het bedenken van grensverleggende instrumenten om afhankelijke kritieke-infrastructuurinstallaties, fabrieken en bijbehorende complexe systemen aan te pakken. 

Via geavanceerde beveiligingstechnieken onderzoekt PRECINCT hoe private en overheidsactoren op het gebied van kritieke infrastructuur met installatiespecifieke benaderingen, installaties futureproof onderling kunnen worden verbonden en beveiligd. Om dit doel te bereiken, zal het project op een veelzijdige manier te werk gaan: 

 

  • Inzicht: om een fundamenteler inzicht te krijgen in onderling afhankelijke kritieke infrastructuren, maakt PRECINCT gebruik van SOTA-modelleringstechnieken. Het doel is om de huidige en toekomstige risico’s nauwkeurig te onderscheiden in een verscheidenheid aan omstandigheden en configuraties die onderhevig zijn aan meerdere gevaren. 
     

  • Verbetering: digital twins helpen om de nauwkeurigheid en automatisering bij de identificatie, remediëring en eliminatie van bedreigingen te verbeteren. Op die manier kunnen de bovengenoemde modellen verder worden ontwikkeld tot meer gedetailleerde modellen binnen de context van specifieke gevaren. De toepassing van digital twins voor het beheer van meerdere risico's leidt tot een circulair proces van anticiperen, voorkomen en beschermen van gebeurtenissen, tijdig reageren tijdens gebeurtenissen en herstellen en bijleren na gebeurtenissen.  

  • Onderhoudend: het modelleren van de onderlinge afhankelijkheid van kritieke infrastructuren om zo potentiële cascade-effecten vast te stellen, te voorspellen of te simuleren, geeft beperkingen bij het vaststellen van kwetsbaarheden in complexe en onderling afhankelijke contexten van kritieke-infrastructuurdreigingen. Het project hanteert daarom een innovatieve aanpak door gebruik te maken van 'serious games' als middel om het collectieve streven naar betere beveiliging te motiveren en te stimuleren. Dit geldt specifiek voor het opsporen van kwetsbaarheden. Een belangrijk onderdeel van het gameplay-dashboard zal de opname zijn van een realtime weerbaarheidsscore via het gebruik van bovengenoemd modelleringskader. 

Het PRECINCT-ecosysteemplatform zal belanghebbenden van onderling afhankelijke kritieke infrastructuren en noodhulpdiensten met elkaar in contact brengen om samen de beveiliging en veerkracht te beheren door gebruik te maken van digitale tweelingen, serious games en AI-technologieën. Zo kunnen specifieke installaties beter beschermd worden tegen kwetsbaarheden die het gevolg zijn van onderlinge afhankelijkheden en cascade-effecten.  
 
De valideringsscenario's zijn gebaseerd op vier Europese grootschalige proeftuinen, die zich op verschillende bedreigingen richten en een verschillende impact hebben op kritieke infrastructuren: 

 

  • Stad Antwerpen: focus op overstroming, opwarming van de aarde, kritieke waterinfrastructuur, kritieke transportinfrastructuur 
  • Stad Ljubljana: focus op bomaanslag, cyberaanval, DDoS, kritieke energie-infrastructuur, kritieke telecommunicatie-infrastructuur, kritieke vervoerinfrastructuur 
  • Stad Athene: cyberaanvallen, terrorisme en aardbevingen, kritieke transportinfrastructuur 
  • Stad Bologna: cyberfysieke aanvallen, nepnieuws, kritieke vervoerinfrastructuur, kritieke telecommunicatie-infrastructuur 

Voorts zijn er drie demonstratiemodellen van overdraagbaarheid, die tegen het einde van het project zullen uitmonden in gebruiksklare instrumenten. Dankzij meer automatisering en nauwkeurigheid bij het beheer van beveiliging en veerkracht zullen de kosten dalen en de efficiëntie van het beheer van kritieke infrastructuren toenemen. De belangrijkste maatschappelijke voordelen zijn: 
 

  • Betere algemene, fysieke beveiliging  
  • Veiligheidsniveaus  
  • Gegevensbescherming voor persoonlijke en organisatorische informatie 

De overdraagbaarheidsdemonstratieprojecten zijn gevestigd in: 
 

  • Luxemburg (energie, telecommunicatie) 
  • Dublin (transport, energie) 
  • Uruguay (water, energie, telecommunicatie) 

Use case: proeftuin stad Antwerpen 

De proeftuin in Antwerpen draagt zijn steentje bij aan de modellen voor referentiekaders binnen PRECINCT, om vervolgens een kaart op te stellen met onderlinge afhankelijkheden tussen kritieke infrastructuren in Antwerpen. Hierbij maken we gebruik van de Multidisciplinaire Operationele Noodcommandopost (CP-OPS). De CP-OPS coördineert het optreden tussen de verschillende hulpdiensten en bereidt situatierapporten voor, waarbij ze de betrokken autoriteiten zal informeren over het evenement en vervolgens de autoriteiten adviseren. De CP-OPS zal het gebruik van serious games organiseren om dreigingsscenario's te specificeren. Die zullen dienen om nieuwe processen voor informatie-uitwisseling tussen de belangrijkste kritieke-infrastructuuroperatoren te specificeren. 

De focus binnen de use case van Living Lab Antwerpen ligt op overstromingen en de desastreuze gevolgen van de opwarming van de aarde, met cascade-effecten op de kritieke water- en verkeersinfrastructuur. Zo heeft Antwerpen steeds meer te maken met een toenemend aantal overstromingen als gevolg van hevige regenval. 

Binnen het PRECINCT-project is imec medeverantwoordelijk voor het digital-twinplatform. Dit platform is ontworpen om gebruik te maken van beschikbare tools en technologieën met de focus op interoperabiliteit. De belangrijkste doelstelling van de digital twin van de proeftuin in Antwerpen is het onderling verbinden van de water- en transportinfrastructuren ter ondersteuning van de besluitvorming door de politie- en nooddiensten van Antwerpen.  
Meer bepaald om: 
 

  • Kritieke-infrastructuuroperatoren en het coördinatiecentrum te alarmeren om zo de operationele respons te verbeteren en de veerkracht te verhogen. 
  • ‘What-if’-scenario's en hun impact op de cascade-effecten en veerkracht te modelleren. 

Dit project krijgt steun van de [Europese Onderzoeksraad (ERC) in het kader van het onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon 2020 van de Europese Unie] [Euratom-programma voor onderzoek en opleiding 2019-2020] onder subsidieovereenkomst nr. 101021668. 

Wil je meer weten?   

Bezoek de website van het project (enkel beschikbaar in het Engels).