Integração de dados e informações de ocorrências dos Corpos de Bombeiros Militares do Brasil: uma proposta para estabelecer interoperabilidade semântica.

Abstract

Para promover a melhoria contínua das atividades dos Corpos de Bombeiros Militares do Brasil, sejam elas de prevenção, fiscalização ou resposta a emergências, é utilizado um framework denominado Ciclo Operacional de Bombeiros, composto por cinco fases: preventiva, estrutural, combate, investigativa e estratégica. Durante as fases do ciclo, o conhecimento é criado pela transformação de dados e informações das ocorrências atendidas em conhecimento aplicável, necessitando de interoperabilidade semântica entre sistemas heterogêneos das 27 corporações do país. No entanto, a heterogeneidade semântica dos dados e informações impede essa transformação, impactando negativamente todo o ciclo de melhoria contínua. Buscando solucionar essa problemática, esta dissertação investiga como os Corpos de Bombeiros Militares do Brasil podem integrar dados e informações sobre as ocorrências atendidas para promover uma melhoria contínua em suas atividades. O objetivo principal do trabalho é desenvolver uma abordagem para integração de dados e informações sobre ocorrências atendidas pelos Corpos de Bombeiros Militares no Brasil, visando melhorar a comunicação e a interoperabilidade entre diferentes corporações. A pesquisa adota uma abordagem tecnológica pragmática, fundamentada no Design Science Research (DSR). O conhecimento sobre o domínio da atuação operacional dos corpos de bombeiros foi adquirido através de pesquisa bibliográfica e documental, além de entrevistas informais com especialistas. De maneira similar, um levantamento bibliográfico foi realizado para identificar o estado da arte na integração de dados, destacando as tecnologias e ferramentas emergentes disponíveis, bem como os desafios enfrentados. Entre as ferramentas analisadas, a ontologia, como artefato de representação do conhecimento, foi escolhida como base conceitual para promover a interoperabilidade semântica de dados. Os resultados do trabalho incluem a proposição da Rede de Ontologias para o Processo de Atendimento de Ocorrências do Corpo de Bombeiros Militares (OCOB-ON). Para especificar a rede, foram utilizados o Guia Metodológico 101 e a Methontology. Uma das ontologias da rede, a Ontologia das Naturezas de Ocorrência (ONAT), foi desenvolvida e implementada utilizando as ferramentas OntoKEM e Protégé. A implementação da ONAT foi validada por meio da instanciação de ocorrências reais e pela realização de consultas SPARQL, demonstrando que a ontologia é aplicável e consistente em cenários reais da atuação operacional dos corpos de bombeiros militares. Também foi realizada por especialistas uma Avaliação da ONAT, com a utilização do método Delphi, que confirmou a clareza, coerência e completude da ontologia. Além disso, foi realizada a manutenção da ontologia a partir do feedback dos especialistas, perfazendo todo o ciclo de desenvolvimento proposto. Embora a avaliação plena da OCOB-ON exije o desenvolvimento das demais ontologias da rede e a integração com outras tecnologias de banco de dados, este estudo demonstrou a capacidade do uso de ontologias para obtenção de consenso e formalismo sobre os conceitos de um domínio. As futuras pesquisas podem focar no desenvolvimento das demais ontologias da rede e na aplicação de tecnologias emergentes para aprimorar a análise de dados e a previsão de tendências.

Abstract: To promote the continuous improvement of activities of the Military Fire Departments in Brazil, whether in prevention, inspection, or emergency response, a framework called the Operational Firefighter Cycle is used. This cycle consists of five phases: preventive, structural, combat, investigative, and strategic. During the phases of the cycle, knowledge is created through the transformation of data and information from attended incidents into applicable knowledge, requiring semantic interoperability between heterogeneous systems of the 27 fire departments across the country. However, semantic heterogeneity of data and information prevents this transformation, negatively impacting the entire continuous improvement cycle. Seeking to solve this problem, this dissertation investigates how the Military Fire Departments of Brazil can integrate data and information about attended incidents to promote continuous improvement in their activities. The main objective of this work is to develop an approach for the integration of data and information on incidents attended by the Military Fire Departments in Brazil, aiming to improve communication and interoperability between different fire departments. The research adopts a pragmatic technological approach, grounded in Design Science Research (DSR). Knowledge about the operational domain of fire departments was acquired through bibliographic and documentary research, as well as informal interviews with experts. Similarly, a bibliographic review was conducted to identify the state of the art in data integration, highlighting the emerging technologies and tools available, as well as the challenges faced. Among the tools analyzed, the ontology, as a knowledge representation artifact, was chosen as the conceptual basis to promote semantic data interoperability. The results of the work include the proposal of the Network of Ontologies for the Incident Response Process of the Military Fire Departments (OCOB-ON). To specify the network, the Methodological Guide 101 and Methontology were used. One of the network's ontologies, the Ontology of Nature of Occurrences (ONAT), was developed and implemented using the OntoKEM and Protégé tools. The implementation of ONAT was validated through the instantiation of real incidents and the execution of SPARQL queries, demonstrating that the ontology is applicable and consistent in real-world operational scenarios of the military fire departments. Additionally, ONAT was evaluated by experts using the Delphi method, which confirmed the clarity, coherence, and completeness of the ontology. Moreover, ontology maintenance was carried out based on expert feedback, completing the entire proposed development cycle. Although the full evaluation of OCOB-ON requires the development of other ontologies in the network and integration with other database technologies, this study demonstrated the ability to use ontologies to achieve consensus and formalism regarding domain concepts. Future research may focus on the development of the remaining ontologies in the network and the application of emerging technologies to enhance data analysis and trend prediction.