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ROADIDEA Fog Pilot

Descrizione del Fog Pilot di ARPAV

Le attività di ARPAV - FOG PILOT

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Premessa

Nel quadro di attività del Progetto ROADIDEA, ARPAV ha presentato un programma per la realizzazione di un sistema di monitoraggio della visibilità in tempo reale sulla pianura del Veneto. Le attività di ARPAV sono state quindi inserite tra i Progetti Pilota nell'ambito di ROADIDEA, col nome di ARPAV FOG PILOT.

Tra il giugno 2007 e il maggio 2010 ARPAV - Centro Meteorologico di Teolo ha realizzato il sistema di monitoraggio descritto nei seguenti paragrafi.

Finalità del Sistema Sperimentale

Gli obiettivi che si intendono perseguire mediante questo sistema pilota sono:
• predisporre l’installazione di sensori specifici per la misura e/o la stima della visibilità;
• identificare parametri connessi al fenomeno della nebbia e raccoglierne record temporali;
• combinare opportunamente i dati raccolti sulla base della qualità relativa dell’informazione da essi portata;
• generare dei prodotti che diano informazioni sulla visibilità a varie categorie di potenziali utenti;
• testare l’efficienza dei vari canali di divulgazione di tali sistemi;
• avere un riscontro sull’affidabilità ed effettiva utilità del prodotto, come percepita da parte dei possibili utenti.

ARPAV quale attore principale per la realizzazione di questo sistema sperimentale ha concentrato gran parte degli sforzi nelle seguenti attività: istallazione di dieci sensori di visibilità, individuazione di un criterio ottimale per combinare vari tipi di informazioni relativi alla visibilità stessa, la realizzazione del prodotto finale. Il passo successivo, ovvero la divulgazione del prodotto, si inserisce all’interno della successiva fase sperimentale più che in quella operativa.

L’obiettivo primario è quello di ottimizzare l’operatività di questo sistema in modo da rispondere all’esigenza dei potenziali utenti di conoscere in tempo reale le condizioni di visibilità; un’informazione di questo tipo può infatti contribuire nella scelta di vie preferenziali di percorrenza e, prima ancora, costituire una discriminante nella fase di programmazione e organizzazione degli spostamenti.

A titolo d’esempio si riportano di seguito alcune soluzioni versatili ed efficienti che possono rendere il viaggio ed il trasporto di cose più efficienti e sicuri, in risposta ad avverse condizioni di visibilità:
• Modifica dell’itinerario in vista di nebbia densa. Per utenti professionali, una semplice deviazione può significare un risparmio in termini di tempo e una riduzione del rischio di incorrere in qualche sinistro.
• Temporanea interruzione del viaggio finché le condizioni di visibilità ne consentano la ripresa in sicurezza. Per gli autotrasportatori che sono soggetti all’obbligo di pause e riposi sistematici, ciò potrebbe consentire di ottimizzare l’organizzazione degli spostamenti.
• Modifica del sistema di trasporto. Gli utenti privati possono decidere di utilizzare il trasporto pubblico e quindi viaggiare in treno invece che in auto; possono altresì rimandare il viaggio o comunque modificarne l’itinerario.

Contesto e Motivazioni

La presenza di nebbia è un fenomeno relativamente frequente in alcuni periodi dell’anno sulla pianura padana, e rappresenta un annoso problema specie in riferimento al traffico stradale. Il monitoraggio della nebbia si è dimostrato negli anni particolarmente ostico in quanto tale fenomeno è intrinsecamente caratterizzato da una grande variabilità spaziale. In più, una stima quantitativa della riduzione di visibilità, un dato che porta con se un’informazione prettamente puntiforme, disponibile solo per pochissimi siti dal momento che la strumentazione necessaria non fa parte dell’equipaggiamento standard delle centraline di monitoraggio meteorologico superficiali.

Bozza del sistema sperimentale

Per dare una prima chiara visione d’insieme del sistema sperimentale si può suddividerlo in tre fasi (figura 1):

1. Produzione (production layer);
2. Diffusione (dissemination layer);
3. Utilizzo (end user layer).

Stadio Produttivo (Production layer)
La prima fase, o fase produttiva, consiste nella selezione e raccolta dei dati connessi al fenomeno nebbia, e la definizione di opportuni criteri che ne consentano l’integrazione e la concertazione. Un punto importante è rappresentato dal processamento di una serie di misure di visibilità al suolo e dalla relativa associazione con le osservazioni da satellite. Dal momento che la misura della visibilità non rientra tra i parametri convenzionalmente rilevati dalle stazioni meteorologiche automatiche, ARPAV, come prima attività del progetto ROADIDEA, ha provveduto all’acquisto e all’istallazione di una rete di dieci sensori, detti visibilimetri.

Le principali sorgenti di dati comprendono:
• Rete di visibilimetri;
• SatelliteMeteosat-9;
• Profilatori verticali di vento e temperatura (radiometri e sodar);
• Parametri meteorologici superficiali di routine.
Nel proseguo del progetto, ARPAV si riserverà di valutare la possibilità di trarre beneficio da altre sorgenti quali:
• web cams;
• Osservazioni in tempo reale da parte degli utenti.


Diffusione (Dissemination layer)
Questa fase potrebbe sfruttare principalmente i seguenti canali di diffusione:

• Sito web di ARPAV: accessibile a tutti gli utenti provvisti di connessione internet, costituirebbe un potente mezzo per divulgare le informazioni sulle condizioni di visibilità in tempo reale. Oltretutto, se si tiene presente che in Italia (e più in generale in Europa) si sta assistendo al potenziamento della connessione wireless (senza fili), questo canale potrebbe raggiungere livelli di efficienza anche maggiori di quanto preventivato.

• Telefoni cellulari: a richiesta degli interessati, ARPAV potrebbe rendere visibile il prodotto sui cellulari, quindi , previa opportuna referenziazione geografica, direttamente “on the road”. Questa possibilità è per il momento solo in fase propositiva in quanto non rientra ancora tra i servizi sviluppati da ARPAV, ma potrebbe essere testata almeno da un punto di vista tecnico con una selezione di utenti.


Utilizzo (End user layer)
I potenziali utenti di questo tipo di servizio possono essere individuati tra le più diverse categorie, dai gestori della rete viaria al singolo privato, dai professionisti del trasporto e della mobilità alle istituzioni. La consultazione può avvenire sia in una fase di programmazione degli spostamenti, e quindi nelle abitazioni private e negli uffici, sia direttamente “on the road”, allo scopo di scegliere in tempo reale tra itinerari alternativi. Nel primo caso per ottenere informazioni sulla visibilità l’accesso ad internet rappresenterebbe l’opzione più ovvia ed esaustiva, nel caso “on the road” risulterebbe sicuramente più efficiente un servizio di messaggistica telefonica (MMS) o WAP.

Tra le varie categorie di potenziali utenti elencati in precedenza, i gestori della rete stradale potrebbero risultare tra i più interessati ad un sistema di monitoraggio ed allerta nebbia; al momento sono stati coinvolti nel progetto una serie di società tra cui i principali gestori delle rete stradale ed autostradale della regione veneto, i gestori della manutenzione della rete viaria, i gestori del trasporto pubblico urbano ed extraurbano, le Ferrovie dello Stato – Trenitalia e la Protezione Civile

Valore innovativo del sistema

L’obiettivo fondamentale del sistema di allerta nebbia è quello di rendere disponibili delle informazioni spaziali che diano una chiara rappresentazione di condizioni a ridotta visibilità. L’utilità sostanziale legata alla disponibilità di questo tipo di informazione coinvolge diversi ambiti applicativi, e la componente innovativa consiste nell’inserire la stima della visibilità nei processi decisionali che possono portare ad una serie di benefici quali:

• benefici diretti, economici o in termini di benessere, ai singoli utenti della strada, che, se preventivamente allertati in caso di scarsa visibilità, possono decidere di moderare opportunamente la velocità, scegliere mezzi di trasporto alternativi (ad es. il treno), modificare l’itinerario del viaggio o posticipare la partenza; ciò si risolverebbe in una riduzione del flusso di traffico e del rischio di incidenti;
• benefici economici per utenti la cui professione è legata al traffico veicolare, i quali possono trarre vantaggio dalle informazioni di scarsa visibilità nella fase di programmazione degli spostamenti, minimizzando le perdite dovute ad eventuali congestioni del traffico conseguenti a rallentamenti o sinistri;
• benefici sociali in quanto una maggior consapevolezza del pericolo può contribuire a ridurre il rischio di incidenti;
• maggiore conoscenza delle dinamiche del traffico ottenuta accoppiando modelli che descrivono le condizioni di visibilità al suolo a quelli relativi al deflusso veicolare. L’inserimento della componente visibilità negli algoritmi di stima dei tempi di percorrenza, ad esempio, potrebbe rappresentare un elemento innovativo nell’ambito delle modellizzazioni del traffico veicolare. Ciò necessiterebbe comunque la conoscenza a piori della relazione tra visibilità e flusso del traffico; a tal proposito, ARPAV non intende entrare nel dettaglio della questione ma solo evidenziarne le potenzialità;
• un modello del traffico che tenga conto delle condizioni di visibilità faciliterebbe la stima del tempo addizionale di permanenza nel traffico e dei costi aggiuntivi conseguenti ai ritardi ; a tal fine sarebbe necessario conoscere con discreta precisione il costo associato al ritardo, specifico per ogni tipologia di utente.

Un’ulteriore caratteristica innovativa del sistema è quella di raccogliere e combinare informazioni di origine sostanzialmente diversa come rilevamenti da satellite, misure dirette di visibilità (mediante sensori specifici detti visibilimetri), parametri meteorologici standard, ma anche stime della visibilità ottenute con l’ausilio di web cam o grazie all’osservazione di persone in loco. Questo tipo di “architettura aperta” del modello facilita eventuali implementazioni future quali potrebbero risultare dall’aggiunta di nuove sorgenti di dati. Per fare qualche esempio, in accordo con i principi del progetto Roadidea, in futuro si potrebbe trarre vantaggio da:

• utilizzo dei dati concernenti l’uso dei fari antinebbia provenienti da vicoli CAN-BUS (indicatori di scarsa visibilità);
• automobili dotate di sensori di visibilità; qualora tali dati diventassero disponibili contribuirebbero in maniera sostanziale al miglioramento dell’informazione spaziale, proprio laddove sarebbe di particolare utilità;
• sulla base della relazione tra visibilità e velocità, anche un’informazione sul deflusso del traffico potrebbe rappresentare un’informazione utile per stabilire l’eventuale presenza di condizioni a visibilità ridotta.
Questo tipo di informazioni potrebbero diventare realmente accessibili ed essere sfruttati al meglio solo qualora venissero risolti alcuni problemi legati all’organizzazione e alla trasmissioni dei dati. Sfortunatamente è molto improbabile che ciò si verifichi durante il tempo di vita del progetto Roadidea e quindi non ci sarà modo di sperimentarlo all’interno del sistema in oggetto.

Una sfida per l’innovazione

Lo scopo finale è sviluppare un sistema di monitoraggio spaziale sulla presenza di nebbia nel territorio di competenza, combinando in maniera originale osservazioni a terra e immagini da satellite, e sviluppare dei prodotti che possano essere distribuiti a diverse categorie di utenti, da identificare anche in merito alle diverse necessità.
Tali prodotti di monitoraggio devono rispondere a requisiti di chiarezza e facilità di comprensione ed essere adatti alla trasmissione attraverso internet o terminali mobili (cellulari).

Un aspetto importante relativo al contributo in termini di innovazione e di effettivo impiego del sistema di allerta nebbia consiste nel riuscire ad identificare e possibilmente stimare in modo quantitativo il reale beneficio apportato agli utenti. A tal fine ARPAV ha organizzato una serie di incontri con gli utenti, il primo si è tenuto all’inizio di Luglio 2009, il prossimo è in fase di organizzazione ed è previsto per il 2010.

Possibilità di utilizzo del servizio

In riferimento a quanto esposto, potrebbe essere realizzato un semplice servizio di allerta nebbia ad uso pubblico (o gratuito) predisposto alla diffusione verso il maggior numero di utenti sia privati che professionisti o le utenze istituzionali. I principali obiettivi sarebbero:

• rendere gli utenti consapevoli del servizio;
• ridurre il rischio di incidenti e di costi sociali e incrementare la sicurezza sulle strade;
• ridurre/minimizzare le perdite economiche e i disagi temporali conseguenti alla congestione del traffico;
• ottimizzare gli interventi da parte degli utenti appartenenti alla classe istituzionale in caso di incidenti gravi e quindi ridurre i tempi di interruzione del traffico.

Dati necessari e fonti disponibili

Le informazioni necessarie alla realizzazione di sistemi di monitoraggio della nebbia sono:

• dati da una rete di visibilimetri superficiali;
• immagini da satellite;
• dati registrati dalla rete di stazioni meteorologiche dell’ARPAV (temperatura, umidità, radiazione solare ecc.).
Le fonti di dati che potrebbero costituire motivo di interesse in vista di un ulteriore sviluppo del modello sono:
• record storici degli eventi di nebbia osservati sulla regione Veneto (es. numero e distribuzione di giorni di nebbia in un anno e frequenza stagionale del fenomeno);
• parametri tecnici della rete stradale regionale (es. lunghezza e forma della rete viaria, numero di incroci);
• dati di traffico (es. volumi, numero di veicoli pesanti e distribuzione della velocità);
• dati relativi agli incidenti stradali nelle rete viaria interessata dal progetto (numero e distribuzione dei sinistri verificatisi a causa della nebbia negli ultimi 5 anni).
Il prodotto finale atteso consiste in un sistema di allerta di nebbia e nebbia densa a livello regionale. Le misure dirette di visibilità e le informazioni da satellite sono fornite da ARPAV.

Partner locali

I principali partner locali presi in considerazione sono le agenzie stradali e altre utenze di alto livello. Questo tipo di collaborazioni sono importanti per avere dei feedback relativi al prodotto.

Partner ROADIDEA

E' attiva la seguente collaborazione:

• VTT per la valutazione;
• RODS per l’analisi di studi, materiali ed informazioni disponiblili in letteratura, concernenti la realizzazione o la progettazione di sistemi di allerta nebbia nel mondo e l’esame della situazione in Ungheria (analisi dettagliata dei problemi di sicurezza veicolare associati a condizioni di nebbia o scarsa visibilità sulla base delle informazioni contenute nel Database Ungherese dei Sinistri e i bollettini del Servizio Meteorologico Ungherese; valutazione della fruibilità dell’idea nella rete viaria ungherese).

Attività e prospettive

• istallazione di una rete di visibilimetri (10 strumenti nella pianura veneta): realizzata;
• acquisizione e visualizzazione in tempo reale dai dati di visibilità: realizzata;
• gestione dei dati da satellite e di monitoraggio al suolo in un database comune: realizzata;
• sviluppo e sperimentazione di algoritmi e metodi per la combinazione di informazioni a terra e da satellite: realizzata;
• valutazione dei criteri d’allerta; realizzata;
• meeting per la presentazione del prodotto agli utenti, identificazione delle necessità e dei benefici attesi dagli utenti stessi, discussione di un questionario per avere una visione del sistema dal punto di vista dell’utenza
• sviluppo di un prodotto facile da comprendere e fruibile dall’utenza: in sperimentazione;
• valutazione dei canali di distribuzione.

 

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ultima modifica 11/10/2010 17:11