Railways Meteo Security System

Analisi multisensoriale per la previsione e geo-localizzazione di eventi precipitativi intensi in Calabria finalizzata alla prevenzione e mitigazione del rischio lungo la rete ferroviaria della direzione territoriale di Reggio Calabria (RAMSES)

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Background

Negli ultimi anni, a seguito di eventi meteorici brevi ed intensi, lungo la linea ferroviaria del Dipartimento di Reggio Calabria, si sono verificate una serie di interruzioni in corrispondenza di attraversamenti di fossi e torrenti drenanti bacini di superfice inferiore ai 3-4 km2. In base alle attuali procedure per la mitigazione del rischio in RFI, in caso di “allerta rosso” emanato dalla Protezione Civile è prevista la dislocazione di personale lungo la linea ferroviaria in corrispondenza dell’area interessata. Tale tipo di sistema risulta particolarmente oneroso, in quanto le allerte possono interessare tratti di binario estesi anche centinaia di chilometri. Una localizzazione accurata e tempestiva delle maggiori criticità che possono verificarsi lungo la linea ferroviaria a causa di precipitazioni intense consentirebbe di ottimizzare la gestione delle risorse da impiegare nelle attività di ispezione, riducendo l’estensione dei tratti da controllare e i tempi necessari per i sopralluoghi.

Scopo

Il progetto di ricerca, di natura sperimentale, ha avuto come obiettivi principali la messa a punto di strumenti di mitigazione del rischio geo-idrologico lungo la rete ferroviaria della Direzione Territoriale di Reggio C., con particolare attenzione ai bacini di piccole e piccolissime dimensioni (> 0.75 kmq). Le principali attività sono state finalizzate a:

  • individuare il campo delle precipitazioni al tempo t=0 per calcolare mediante radar gli afflussi sui bacini, e quindi le portate in corrispondenza degli attraversamenti;
  • realizzare un nowcasting (il più veritiero possibile) a t=30-60 minuti, per anticipare probabili condizioni di criticità;
  • per alcuni scenari idrologici prefissati, stimare i probabili effetti al suolo degli eventi

Metodi

Per il raggiungimento degli obiettivi, sono stati realizzati una serie di applicativi finalizzati alla:

  • Costruzione del campo delle precipitazione mediante radar o in sua assenza mediante pluviometri, tools NCW-SAF basati su Meteosat e parametri atmosferici desunti da modelli previsionali ECMWF, satelliti microonde.
  • Nowcasting a 30/60 minuti sulla base dei volumi radar elaborati mediante software TITAN.
  • Modello previsionale a 3 ore mediante modello LapsWRF
  • Modello previsionale LAM a 24 ore basato su previsiore RAMS.
  • Modelli afflussi/deflussi in tempo reale
  • Modello regionale per la localizzazione probabilistica di soil slip. Il modello si basa su una piattaforma morfometrica LIDAR 2×2, modello di umidità del suolo in tempo reale, massime precipitazioni areale per intervalli variabili da 30’ a 48 ore, litologia, uso del suolo.

Prodotti

Per il raggiungimento degli obiettivi è stata realizzata una complessa piattaforma informatica costituita da:

  • sistemi di interfaccia con i dati esterni
  • DB relazionali per la gestione di tutte le informazioni
  • modelli per la elaborazioni di: dati radar, umidità del suolo, suscettibilità dinamica, afflussi/deflussi, previsione meteo a 3 /24 ore.
  • Applicazioni Flow-2D, automi cellulari per la modellazione statica di debris-flow
  • Modelli per la stima delle precipitazioni da satelliti a microonde, meteosat
  • I risultati di tutte le elaborazioni del sistema per la notifica degli allarmi sono divulgati mediante

Conclusioni

La prima fase esplorativa del progetto si è conclusa il 31 dicembre 2017. Nel corso dell’ultimo anno, le prestazioni del sistema sono state valutate attraverso la ricostruzione di numerosi eventi alluvionali occorsi nel 2015/16.

I risultati sono stati incoraggianti, il sistema ha anticipato di 15/30 minuti l’accadimento di eventi critici per il binario che hanno causato interruzioni ferroviarie.   Alcune criticità sono state riscontrate nell’analisi dei dati radar, specie nell’area di Reggio Calabria periferica.