Attività

Sintesi del progetto

Il progetto RAFAEL parte da sviluppi tecnologici realizzati negli ultimi anni e ha l’obiettivo di integrarli, con tecnologie sviluppate ad hoc, all’interno di una piattaforma, il Sistema di Supporto alle Decisioni (DSS) CIPCast, che diventerà la piattaforma di riferimento per fornire servizi alle imprese ed alla P.A. attraverso il costituendo Consorzio EISAC.IT che ne effettuerà il deployment operativo in Italia.
CIPCast è un DSS avanzato per la predizione dell’occorrenza e dell’impatto di eventi naturali o antropici sulle Infrastrutture Critiche e sugli operatori di servizi essenziali: oltre che predire la probabilità di danneggiamento dei singoli elementi, CIPCast valuta anche l’impatto sui servizi e le conseguenze sulla popolazione e sul sistema industriale. Oltre ad acquisire dati real-time fornendo un sistema operativo 24/7 di previsione, CIPCast puo generare scenari sintetici (terremoti, precipitazioni intense, azioni terroristiche o dolose) e valutare le perturbazioni indotte.
CIPCast è attualmente focalizzato sulla Regione Lazio. RAFAEL espanderà il suo utilizzo alle aree del Sud Italia maggiormente esposte a pericoli di naturali o antropici in modo da estendere progressivamente le funzionalità di CIPCast a tutto il territorio nazionale.
Attraverso RAFAEL si vuole anche arricchire la piattaforma CIPCast con ulteriori funzionalità derivanti da tecnologie disponibili (e da sviluppare) nel partenariato, che andranno a migliorarne le attuali capacità:

• analisi dati da remote sensing (SAR e multispettrali);
• sviluppo sensori ambientali (radon, CO2, NOx e gas tossici);
• analisi da sensori sismici e geodinamici (per strade, ferrovie, etc.), integrati con dati SAR;
• sviluppo sensori batteriologici;
• sviluppo e integrazione di sensori sulle reti per avere accesso a dati “funzionali”;
• sviluppo di nuovi strumenti per l’Emergency Management (basati su Augmented Reality e per il trasferimento delle informazioni sul/dal campo).

RAFAEL realizzerà 4 Pilot Cases in aree distinte:

• città di Napoli e area vesuviana;
• città di Catania e di Messina;
• città di Bari;
• area di possibile installazione del Deposito Nazionale della SOGIN SpA.

Le funzionalità di CIPCast verranno estese per includere i servizi essenziali e le reti (elettriche, acqua, gas, telecomunicazioni, strade e ferrovie) evidenziandone le dipendenze funzionali in modo da costruire un primo sistema di Previsioni Operative del Rischio sul “sistema dei sistemi” integrati tra loro.

Finalità

La Sicurezza del territorio e degli asset (tecnologici, industriali, strategici) in esso contenuti è ai primi posti delle Agende dei singoli Stati Membri (MS) della EU. La forma più avanzata di protezione verso tutti questi sistemi non è tanto il rendere tali sistemi invulnerabili quanto piuttosto migliorarne la “Resilienza” (i.e. la loro capacità di rispondere efficacemente a qualunque perturbazione ne riduca il funzionamento e di ripristinare il più rapidamente possibili situazioni di equilibrio che soddisfino le esigenze dei cittadini). Molte e differenti sono le minacce perturbative ai sistemi tecnologici e alle Infrastrutture Critiche (IC) che erogano Servizi Essenziali per i cittadini:

• i cambiamenti climatici in corso e la correlata intensificazione di molti tra gli eventi naturali che colpiscono il territorio (siccità, flash floods, caldo eccessivo), oltre che eventi endemici (i.e. terremoti, frane);
• le mutate condizioni socio-politiche che impongono un ulteriore aumento di protezione degli asset, sia per salvaguardarne la normale funzionalità e continuità di servizio, sia in relazione a possibili situazioni avverse in grado di minacciarne l’integrità e quindi la funzionalità;
• l’estrema interconnessione funzionale e geografica delle IC. E noto come il sistema delle IC sia fortemente interconnesso (ogni IC dipende da molte altre) e fortemente non-locale (perturbazioni su una rete possono propagarsi su larghe aree geografiche anche in tempi molto ridotti).

Per questi motivi, l’unica vera forma di protezione può essere realizzata solo attraverso lo sviluppo di sistemi di analisi che comprendano allo stesso tempo tutte le IC e, tenendo conto delle loro dipendenze, operino nei confronti di tutti i possibili tipi di pericoli (“all hazards”) e su tutte le scale geografiche. Tali sistemi devono operare non solo nella fase di “reazione” alla perturbazione, ma anche (in maniera “proattiva” e prioritariamente) nei “tempi di pace”, per assicurare prevenzione e adeguati stati di preparedness quando una perturbazione venga prevista e identificata nelle sue caratteristiche (localizzazione, intensità).

In questo quadro, l’obiettivo prioritario di RAFAEL è proseguire l’opera di costruzione nel Paese di un sistema di analisi e previsione del rischio rivolto alla protezione delle IC e degli asset strategici nazionali, rivolto al supporto degli Operatori delle IC (operanti spesso in regime di concessione pubblica) e delle Istituzioni Pubbliche preposte alla salvaguardia dei cittadini e degli asset.

Questa azione è sinergica e legata ad una corrispondente azione, in corso di svolgimento su scala europea, che vede molti MS attivi nel creare analoghe funzionalità di Analisi e Previsione del Rischio per le proprie IC nell’ambito di una strategia comune che vedrà, a regime, la realizzazione di una costellazione di Centri di Servizio nazionali integrati e federati in una apposita Agenzia Europea (EISAC, European Infrastructure Simulation and Analysis Centre).

Anche l’Italia si è avviato a strutturare la propria strategia in accordo con quella Europea.

Nell’ambito di questo obiettivo di grande portata, RAFAEL si propone una doppia finalità:

• da un lato sviluppare ulteriormente una piattaforma tecnologica (CIPCast) progettata e realizzata nel quadro di collaborazioni internazionali sul tema della Protezione delle IC in modo da poterne consentire l’applicazione industriale;
• dall’altro portare sul mercato le funzionalità di tale piattaforma (e quella di ulteriori tecnologie) attraverso la creazione del Centro nazionale della costellazione EISAC (il centro EISAC.IT). Esso avrà la forma di un Consorzio Pubblico e utilizzerà le funzionalità delle varie applicazioni che costituiscono la piattaforma CIPCast per fornire Servizi alla P.A., agli Operatori delle IC e a tutti gli attori delle politiche di Security del Paese, come primo passo nazionale nella strategia Europea sopra identificata.

CIPCast è un DSS di nuova concezione che implementa un approccio olistico (i.e. opera su tutte le infrastrutture, considerandole inoltre con le relative inter-dipendenze funzionali) e continuativa (i.e. che agisce sia sui “tempi di pace” che su quelli a valle di una perturbazione), fornendo strumenti unici ed insostituibili per la gestione ordinaria e straordinaria delle IC.

Ulteriori obiettivi di RAFAEL riguardano l’estensione delle attuali funzionalità di CIPCast, attraverso lo sviluppo di sensori ad hoc (nuovi sensori che intercettano una esplicita richiesta degli Operatori, in cerca di sistemi di protezione anche per nuove minacce) e l’utilizzo di dati la cui disponibilità è in continua crescita (dati satellitari, sia di natura interferometrica che multispettrale) che consentiranno una maggiore attività di analisi e di previsione in aree ad alto rischio e/o ad alta densità di IC.

Coerenza con le agende strategiche europee e nazionali

La Protezione delle Infrastrutture Critiche (CIP, Critical Infrastructure Protection) è al centro dell’Agenda Europea e Internazionale da ormai molti anni. Dati recenti (2016) mostrano una tendenza all’aumento del numero dei disastri che colpiscono le IC e che inoltre hanno costi elevati in termini di vittime e danni materiali durante il corso degli ultimi 50 anni.

I costi e il numero delle vittime sono anch’essi in numero crescente. L’Europa, malgrado gli sforzi e la struttura tecnologica avanzata delle tecnologie dislocate, continua a mostrare dati negativi e fortemente impattanti con il GDP. Tali eventi, quindi sono in grado di produrre danni molto ingenti e drenare importanti risorse finanziarie. L’utilizzo di migliori strumenti per favorire la preparedness e, quindi, la conseguente riduzione dei danni globali (soprattutto in termini di vittime umane oltre che di costi risparmiati) è una strategia che non può né deve essere tralasciata.

L’EU ha da tempo individuato una propria linea di intervento. Essa ha inizialmente (Direttiva 2008/114/CE) individuato la rilevanza della protezione a livello trans-nazionale di una serie di asset infrastrutturali (denominate ECI, European Critical Infrastructure), Direttiva recepita successivamente in Italia attraverso il D.Lgs 65/2011.

L’Italia si è dotata di una serie di “premesse” legislative e di identificazioni di entità responsabili alla CIP.

“…. Il Decreto Legislativo affida al Nucleo interministeriale situazione e pianificazione (NISP), istituito con decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 25 maggio 2010, le funzioni specificate nel D. Lgs. per l’individuazione e la designazione delle ICE Per tali fini il NISP è integrato dai rappresentanti del Ministero dello sviluppo economico, per il settore energia, del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti ed enti vigilati, per il settore trasporti. Il Decreto Legislativo individua una ‘struttura responsabile’, cui sono affidate, per il supporto al NISP, le attività tecniche e scientifiche riguardanti l’individuazione delle ICE e per ogni altra attività connessa, nonché per i rapporti con la Commissione europea e con le analoghe strutture degli altri Stati membri della EU. Il DPCM di organizzazione dell’Ufficio del Consigliere Militare della Presidenza del Consiglio dei Ministri del 22 dicembre 2010 istituisce la Segreteria per le infrastrutture critiche (SIC) presso il medesimo Ufficio. La Segreteria cura il coordinamento interministeriale delle attività nazionali, anche in ambito internazionale, e delle attività tecniche e scientifiche per l’individuazione e la designazione delle infrastrutture critiche nazionali ed europee e concorre al coordinamento per la loro protezione….” (cfr. P. Avantini, SIC Presidenza del Consiglio dei Ministri).

Ancorché identificata sul piano giuridico-istituzionale, il problema della CIP è ancora lungi dall’essere funzionalmente risolto. Non esiste ancora in Italia (e analogamente negli altri Paesi della EU) una struttura operativa funzionale in grado di assolvere al problema di supportare la Pubblica Amministrazione e gli Operatori ad effettuare una efficace opera di prevenzione e di protezione delle Infrastrutture dagli impatti derivanti da calamità naturali e da altri eventi in grado di danneggiarli e di ridurre la continuità dei Servizi che, singolarmente e complessivamente, esse erogano ai cittadini.

A seguito di una lunga storia di preparazione di strumenti e di sviluppo di un “atteggiamento” differente nei confronti della CIP, la EU ha identificato nella ERNCIP (European Reference Network for Critical Infrastructure Protection) il riferimento per le azioni di CIP a livello comunitario e dei singoli MS. ERNCIP segue gli sviluppi effettuati sul piano tecnologico (in particolare quelli risultanti dai progetti Europei) e attraverso i propri Thematic Groups sollecita e incrementa il livello di attenzione verso i problemi legati alla CIP, indirizzando lo sviluppo di nuove tecnologie.

È proprio in linea con le indicazioni della EU che il progetto EU FP7 CIPRNet ha realizzato una serie di tecnologie innovative per le CIP ed, in particolare, identificato una road map per la realizzazione di Centri Nazionali per le azioni della CIP, Centri da equipaggiare con i migliori e più avanzati strumenti provenienti dai progetti Europei, da federare successivamente all’interno di una costituenda Agenzia Europea EISAC (European Infrastructure Simulation and Analysis Centre) che, analogamente al NISAC in US, sia in grado di coadiuvare la PA e le imprese operatrici del settore per migliorare l’efficacia delle strategie di CIP, in ambito nazionale ed Europeo. Da CIPRNet (www.ciprnet.eu) provengono alcuni dei risultati che il progetto RAFAEL continuerà a sviluppare e a portare sul “mercato” dei servizi per le CIP.

Le azioni di RAFAEL opereranno, quindi, nel settore: dell’analisi del rischio, la sua previsione e la fornitura al sistema Paese di valutazioni operative sullo stato del rischio degli Elementi (le IC) che rivestono un ruolo fondamentale nella gestione delle crisi ma possono essere anche dei grandi creatori di vulnus al Paese e alla Società.

La struttura del sistema EISAC.IT che verrà appositamente creato per il deployment (operativo e industriale) dei risultati del progetto va nella direzione della creazione di una vera e propria Infrastruttura di Ricerca (altro punto cardine del PNR 2015-2020): un Centro Operativo nel quale vengono forniti servizi (24/7) ad interlocutori pubblici e privati, unitamente ad una notevole quantità di dati e a strumenti di analisi(simulatori di terremoti, piattaforma per valutare la Resilienza di IC, applicazioni per stress test etc.), per condurre studi e ricerche non altrimenti eseguibili su dati rilevanti e ricchi di particolari contenuti.

Obiettivi e attività previste

OR1: Customizzazione del sistema CIPCast sulle aree del Centro-Sud Italia

– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile

OR2: Sistema avanzato di previsione degli Hazards

– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– GEO-K Srl
– Himet Srl
– Università degli Studi de L’AQUILA
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia

OR3: Realizzazione di nuove tecnologie di sensori

– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Consorzio C.R.E.O. Centro Ricerche Elettro-Ottiche
– NUVAP Srl
– Tointech Srl
– G&A Engineering Srl
– Ylichron Srl
– Università degli Studi di FERRARA
– GORI S.p.A.

OR4: Infrastrutture Critiche: sistemi elettrici e per il trasporto dell’acqua

– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale
– e-distribuzione SpA
– GORI S.p.A.
– MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia
– Politecnico di BARI (MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia)

OR5: Infrastrutture Critiche: strade e reti per la mobilità

– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– ANAS SpA

OR6: Sviluppo del sistema ICT per il trasferimento e il processing dell’informazione

– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Himet Srl
– Università degli Studi de L’AQUILA
– Telecom Italia SpA

OR7: Validazione e test dei sistemi e realizzazione dei Test Case

– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Telecom Italia SpA
– ANAS SpA
– e-distribuzione SpA
– GORI S.p.A.
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia
– MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia
– Politecnico di BARI (MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia)

OR8: Diffusione dell’informazione e industrializzazione dei risultati tecnici conseguiti

– Università “Campus Bio-Medico” di ROMA
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Università degli Studi de L’AQUILA
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale

Obiettivo finale del progetto

Il principale obiettivo del progetto RAFAEL è contribuire alla realizzazione di un Sistema Nazionale per il supporto agli Operatori delle Infrastrutture Critiche e alla Pubblica Amministrazione preposta alla Protezione delle Infrastrutture e degli asset.

Il progetto RAFAEL ha tre obiettivi prioritari:

1. portare a maturità ed estendere le funzionalità operative di uno strumento, un Decision Support System denominato CIPCast, frutto di anni di lavoro e di investimenti (sia nazionali che EU) che costituisce un sistema (in questo momento unico nel suo genere) per l’Analisi e la previsione del Rischio sulle Infrastrutture Critiche, nella loro forma di sistemi interdipendenti. CIPCast, nelle sue varie versioni operative, è sia in grado di effettuare previsioni di situazioni di crisi, sia di valutare (in modalità what-if) l’impatto sui servizi delle Infrastrutture di scenari sintetici (sia indotti da eventi naturali simulati, sia da attacchi deliberati alle infrastrutture stesse). In sintesi, dunque, aumento delle funzionalità attraverso sviluppo di nuove tecnologie (sensori, analisi di dati satellitari utilizzando architetture di analisi dati in Cloud, integrazione di nuove forme di analisi meteo-climatiche integrando dati da radar con dati da remote sensing) ed una estensione della sua portata operativa dalla (attuale) Regione Lazio a tutto il Sud Italia (in particolare Abruzzo, Puglia, Campania, Basilicata e Calabria).
2. Lo sviluppo di una serie di nuove tecnologie che, al di là della loro valenza “per se”, completeranno la dotazione tecnologica del sistema CIPCast. Il sistema, infatti, acquisisce dati da campo attraverso la sensoristica (pubblica o privata) disponibile. Nuovi sensori verranno sviluppati in RAFAEL sia per il monitoraggio ambientale, sia per il monitoraggio delle Infrastrutture (smart metering per le reti elettriche, sensori per testare eventuale sviluppo di sostanza tossiche nelle reti idriche etc.). A questi nuovi prodotti tecnologici, verranno anche affiancati nuovi servizi basati sull’analisi di dati (sia da sensori da terra, sia da remote sensing, attraverso l’analisi di dati satellitari) che consentiranno, insieme, di fornire un “awareness” realistico, affidabile, accurato, globale delle Infrastrutture controllate e di tutto il territorio entro cui tali Infrastrutture sono integrate.
3. Lo sviluppo industriale di questo prodotto, capace di erogare una gran quantità di servizi (agli Operatori delle Infrastrutture, alla Pubblica Amministratore e ad altri stakeholders nel settore della sicurezza degli assets) attraverso il Consorzio EISAC.IT che ENEA e INGV si accingono a creare.

È possibile individuare sin da ora una serie di Servizi che potranno essere erogati ai suddetti utenti finali:

1. analisi del rischio e previsione operativa di danneggiamenti attesi sulle Infrastrutture da eventi naturali (piogge abbondanti, frane, fulminazioni, esondazioni etc.), anche a valle della detection di terremoti (il sistema CIP Cast può valutare il livello di danneggiamento di grandi aree del Paese, strutture e infrastrutture, dopo pochi minuti l’identificazione delle caratteristiche del sisma);
2. valutazione dei Piani Operativi di Emergenza sulla base di strumenti di simulazione quantitativa degli scenari di crisi, per conto del sistema di Protezione Civile;
3. identificazione delle infrastrutture in grado di indurre una maggiore vulnerabilità sistemica, attraverso l’effettuazione di stress-test simulati su intere aree geografiche (distretti, città, Regioni) e la identificazione degli asset sui quali incrementare la sorveglianza ed il controllo;
4. avere accesso, in tempo reale, ad una Base di Dati contenente dati di numerose tipologie, tutte riunite all’interno di un unico DataBase. La fornitura di tali dati anche al personale che lavora sul campo, attraverso device mobili (smartphone, tablets) consentirà una gestione piu’ efficace delle Emergenze e le gestione delle Crisi.

OBIETTIVI REALIZZATIVI (OR) E ATTIVITÀ 

OBIETTIVO REALIZZATIVO OR1: Customizzazione del sistema CIPCast sulle aree del Centro-Sud Italia.

Soggetti coinvolti:
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile.

Localizzazione:
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede di Roma, Roma (Roma)
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Casaccia, Roma (Roma)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Il progetto RAFAEL vuole, da un lato, estendere le attuali funzionalità di CIPCast nelle aree del Centro Sud del Paese e, dall’altro, implementare nuovi strumenti di analisi e di simulazione allo scopo di migliorare ulteriormente lo strumento, migliorandone la predittività.

L’OR1 raggruppa tutte le attività che verranno svolte nel Progetto per implementare in CIPCast le nuove tecnologie e per customizzare il suo raggio di azione in alcune aree particolarmente significativa delle Regioni del Centro-Sud.

Per il conseguimento degli obiettivi dell’OR1 sono previste le seguenti linee di attività:

A1.1: Customizzazione del sistema CIPCast nelle aree del Sud attraverso acquisizione dati IC, loro dipendenze funzionali

Integrazione dei dati delle IC e altri strati informativi attraverso l’acquisizione ed integrazione dei dati territoriali (edifici e zone censuarie, microzonazione sismica e di altri strati informativi, statici e dinamico-previsionali). In tutte queste aree, prioritaria sarà anche l’acquisizione dei dati per costruire le mappe di mappe di dipendenza funzionale delle IC.

Nel progetto verranno particolarmente analizzati ed acquisiti i dati delle seguenti aree:

Aree nelle quali verranno svolti i Test Cases

• città di Napoli, area Vesuviana e Flegrea
• città di Bari (relativamente alla rete elettrica e di telecomunicazione)
• città di Catania e Messina (relativamente alla rete elettrica e di telecomunicazione).

Area del Deposito Nazionale.

Verrà identificata una area dello stesso tipo di quella che verrà identificata come Deposito Nazionale dalla SOGIN SpA e costruito il sistema del servizio di analisi del rischio che potrà essere successivamente replicato sull’area del Deposito Nazionale allorché questa verrà identificata.

Inoltre in questa Attività verranno:

• acquisiti dati da stazioni di rilevamento pubbliche (centraline meteo, centraline idrologiche, previsioni e nowcasting) e integrati nel sistema CIPCast.
• implementato, in particolare nell’area di Napoli e di Bari, il Simulatore delle Procedure di Riconfigurazione della Rete Elettrica di Distribuzione, per effettuare valutazioni della Resilienza delle reti.
• integrati i dati del sistema elettrico, resi disponibili dall’OR4, i dati del sistema stradale derivanti dalle attività dell’OR5.

 A1.2: Integrazione di nuove funzionalità operative nel sistema CIPCast

• Integrazione di dati e analisi dati da remote sensing (da OR2).
• Integrazione di dati e risultati dai modelli idrologici (da OR2).
• Integrazione previsioni meteo e nowcasting nelle aree del Centro Sud (da OR2)
• Integrazione dati nuovi sensori a valle della loro installazione e test nelle aree prescelte (da OR3).

A1.3: Sviluppo di un DataBase con crawling da big data

• Individuazione delle interdipendenze tra i diversi settori e le diverse infrastrutture che insistono nei territori analizzati.
• Acquisizione dei dati provenienti dalle reti di sensori in forma grezza o parzialmente elaborata per definire lo stato globale del sistema e migliorare le capacità di previsione del rischio.
• Analisi “big data” di tutti i dati provenienti dalle reti di sensori e dalle infrastrutture per estrarre conoscenza sul sistema e relazioni nascoste tra le diverse grandezze.
• Individuazione delle vulnerabilità e delle debolezze olistiche (cioè non imputabili ad una singola infrastruttura) e definizione di politiche di gestione del “sistema di sistemi” finalizzate all’aumento della resilienza sistemica.

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

Il sistema CIPCast è uno dei sistemi piu avanzati in Europa per la gestione di grandi quantità di strati informativi territoriali e la loro utilizzazione all’interno di applicazioni software avanzate per l’analisi di impatto sulle IC e per la definizione di strategie di mitigazione e recovery.

Il sistema, a partire da dati esterni (sensori da stazioni di rilevamento pubbliche, previsioni meteo e di nowcasting, dati di terremoto etc.) li elabora e costruisce uno “scenario”, contenente gli eventi attesi, la loro intensità, fornendo una mappa temporale di probabilità di eventi in continuo aggiornamento.

A partire dallo “scenario”, CIPCast produce, sulla base della conoscenza della posizione geografica degli elementi delle IC in un dato territorio, uno “scenario di danneggiamento” atteso, valutando per ciascun elemento delle IC, il loro possibile livello di danneggiamento in funzione del tipo di evento previsto (e della sua intensità).

OR1 sarà finalizzato al raggiungimento di due obiettivi prioritari:

• la customizzazione del sistema CIPCast attraverso l’acquisizione dei dati necessari alla identificazione degli asset delle IC, della loro dipendenze funzionali, al fine di disporre dei dati completi delle IC oggetto del sistema di analisi del rischio.
• l’integrazione di nuove funzionalità operative nel workflow di CIPCast, funzionalità costituite dalla integrazione di tecniche di Remote Sensing per l’analisi del territorio.

Per quanto riguarda il punto (1), l’OR1 prevedrà:

• l’acquisizione degli applicativi CIPCast-OP, -ES e RecSIM
• l’acquisizione dei dati GIS (shapefile) dei dati relativi alle reti elettriche (MT) nelle aree pilota definite per il test e la validazione del sistema. Naturalmente sarà possibile inserire anche altri dati di IC in altre aree non comprese nei Pilot Cases qualora vi fossero municipalità interessate ad integrare i loro dati nella piattaforma CIPCast.
• l’acquisizione di ulteriori dati territoriali delle aree interessate (dati ISTAT, mappe di vulnerabilità, carte litologiche, micro-zonazioni sismiche (se disponibili) etc.

Per quanto riguarda il punto (2) l’apporto del partner INGV e di alcune delle aziende del partenariato, consentiranno di acquisire dati di base delle aree in analisi. Verranno integrati dati derivanti da tecniche di remote sensing, come i prodotti ottenuti con metodi SAR multi-temporali e mappe tematiche ottenute da immagini satellitari multispettrali, per le aree che verranno riconosciute (dai vari Operatori coinvolti nel progetto) come critiche e/o strategiche (in funzione della densità di asset presenti nonché della loro rilevanza strategica e centralità per lo sviluppo di una rete di monitoraggio strumentale). Oltre all’acquisizione di dati, verranno definite le applicazioni da sviluppare per le analisi che tali dati dovranno fornire.

In particolare, saranno sviluppati strumenti per lo studio delle instabilità dinamiche locali e per le analisi di:

1. prodotti interferometrici SAR, per caratterizzare la geodinamica di aree a rischio geologico ed individuare strutture ed asset con necessità di valutazioni periodiche di stabilità strutturale;
2. immagini multispettrali per la valutazione del “soil moisture” in aree specifiche.

INGV fornirà supporto per la definizione dei requisiti necessari per l’integrazione dei dati e dei prodotti ottenuti in OR2 per la caratterizzazione del rischio sismico, vulcanico e idro-geomorfologico, quali prodotti da telerilevamento satellitare, indagini geofisiche, misure da sensori sismici e geochimici.

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR2: Sistema avanzato di previsione degli Hazards

Soggetti coinvolti:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico  sostenibile
– GEO-K Srl
– Himet Srl
– Università degli Studi de L’Aquila
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia

Localizzazione:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Casaccia, Roma (Roma)
– GEO-K Srl, Roma (Roma)
– Himet Srl, L’Aquila (L’Aquila)
– Università degli Studi de L’Aquila
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede di Roma, Roma (Roma)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede di Rende, Rende (Cosenza)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede di Palermo, Palermo (Palermo)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede Irpinia, Grottaminarda (Avellino)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Osservatorio Vesuviano, Napoli (Napoli)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Scopo dell’OR è la messa a sistema di tecniche, sensori, trasduttori avanzati e indagini di misura da integrare nella piattaforma CIPCast per realizzare un sistema di Analisi Operativa del Rischio connesso ad attività sismica, vulcanica, geomorfologica, geochimica, idro-meteo-climatica e sanitaria. Le seguenti attività saranno eseguite a supporto/integrazione di quanto definito in OR3, OR4, OR5, OR7.

A2.1 Telerilevamento satellitare SAR

• Generazione di prodotti satellitari DInSAR multi-temporali (mappe di velocità e serie temporali di deformazione) per lo studio di processi deformativi connessi all’analisi del rischio sismico, vulcanico e geomorfologico; si installeranno riflettori radar attivi per ottenere target SAR stabili utili all’elaborazione/validazione dei prodotti satellitari;
• Generazione, da Reti Neurali, di mappe di umidità del suolo per analisi di frane e aree alluvionate.

 A2.2 Telerilevamento satellitare multispettrale

• Generazione di prodotti satellitari multispettrali (VIS-IR-TIR) per la mappatura di hot-spot termici (incendi, colate laviche, fumarole) e nubi vulcaniche (SO2 e cenere) per la mitigazione del rischio vulcanico e da incendi.
• Campagne di misura con sensori prossimali (camere termiche, spettro-radiometri, Micro- FTIR) per validare i prodotti satellitari.
• Analisi multi-temporale con Reti Neurali e dati VHR di proprietà termiche e uso del suolo in aree limitrofe a IC, per valutare elementi di vulnerabilità associati ai rischi.
• Caratterizzazione di ceneri vulcaniche da misure radar meteo;
• Analisi multiscala del territorio (erosioni, dissesti idrogeologici); da dati tele rilevati eterogenei.

 A2.3 Monitoraggio GNSS

• Analisi di movimenti crostali da dati GNSS, a supporto/validazione di indagini SAR
• Realizzazione di una infrastruttura per ospitare una rete mobile sismica e GNSS in prossimità di IC, per integrare la rete di monitoraggio INGV in caso di eventi e sequenze sismiche.

A2.4 Monitoraggio sismico

Installazione di una rete di accelerometri a basso costo, velocimetri a banda larga e sensori strutturali (FBG), per:

• stima di amplificazioni sismiche locali e mappa di scuotimento del suolo.
• monitoraggio dinamico e diagnostica dello stato di degrado/sicurezza di IC.

L’attività supporterà sistemi di early warning e mitigazione del rischio sismico, per ottimizzare gli interventi in funzione del livello di danno atteso.

A2.5 Monitoraggio Geochimico

• Analisi di parametri geochimici e idrogeologici (livello freatico, pH, potenziale redox, temperatura, C.E. in acque sotterranee, pressione barometrica, umidità, CO2, CH4, He e Rn) per studio di anomalie connesse a stress tettonico-deformativi su strutture sismogenetiche.
• Installazione di sensori multi-parametrici per monitoraggio di acque superficiali e sotterranee per rilevamento di anomalie geochimiche transienti.
• Test di sensori commerciali di nuova generazione e confronto con misure classiche, per definire accuratezza, precisione e limiti di funzionamento.

Il monitoraggio di CO2, VOC e Rn, oltre a dare una caratterizzazione sismica/geochimica delle aree, consentiranno di definire strategie di monitoraggio a lungo termine.

A2.6 Analisi geomorfologica

• Generazione di mappe di pericolosità alle colate rapide, relative ad aree di innesco e di runout, a diversi scenari climatici.
• Stima d’intensità delle colate rapide in termine di volumi, massa e velocità di materiale mobilizzato.
• Identificazione di soglie di innesco per piovosità e contenuto d’acqua del suolo.

A2.7 Analisi rischi meteo-dipendenti

• Upgrade del modello di previsione meteo WRF per poter assimilare dati telerilevati.
• Implementazione del modello idrologico CHyM sulle aree pilota.
• Nowcasting di eventi meteo estremi da dati MSG con algoritmo WICRA e con sistema a Reti Neurali.
• Monitoraggio e nowcasting di grandine da dati di radar meteo;
• Implementazione del modello CHYMERE per valutare e prevedere la qualità dell’aria su aree specifiche.

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

A2.1

• Elaborazione dati Sentinel-1 e COSMO-SkyMed con tecniche InSAR multitemporali (SBAS/IPTA) per la stima di mappe di velocità e serie temporali di deformazione del suolo con software COTS.
• Interpretazione dei prodotti InSAR per analisi dei processi deformativi.
• Generazione di mappe di umidità e di aree alluvionate tramite software specifici di Reti Neurali sviluppati in-house.

 A2.2

• Elaborazione di dati multi-spettrali Landast-8/Sentinel-2 con classificatori COTS e software in-house basati su Reti Neurali e deep learning, per mappare aree esposte a rischio sismico, vulcanico e incendi.
• Analisi di proprietà termiche e uso del suolo in aree limitrofe a IC, da dati satellitari multispettrali, reti neurali e modelli atmosferici, per mappare hotspot termici e caratterizzare nubi vulcaniche con algoritmi in-house.
• Indagini in situ con sensori prossimali già disponibili e radar meteo per validare le misure satellitari.
• Analisi delle erosioni e dissesti idrogeologici da dati telerilevati eterogenei

 A2.3

• Mappa di spostamento del suolo da serie temporali di dati GPS, per analisi dei processi di deformazione nelle aree limitrofe alle IC. I dati, elaborati mediante software COTS già disponibili, saranno forniti in forma vettoriale e utilizzati anche a supporto e validazione dei prodotti SAR.
• Installazione di nuove stazioni GPS
• Realizzazione di una rete mobile sismica, per integrare la rete esistente INGV in caso di eventi sismici in condizioni di emergenza/malfunzionamento delle reti esistenti

A2.4

• Indagini sismiche per stima della risposta sismica locale e stato di vulnerabilità delle IC analizzando il comportamento statico e dinamico.
• Installazione di una rete di sensori MEMS e sensori strutturali in fibra ottica FBG per verifica di sicurezza strutturale e valutazione dell’impatto di forti terremoti (pre e post evento). I parametri di picco e integrali estratti dalle forme d’onda saranno combinati con analisi di pericolosità sismica, per realizzare mappe di scuotimento. Si prevede l’integrazione di strumentazione e software già disponibili per acquisire ed elaborare i dati.

A2.5

• Caratterizzazione delle strutture sismo-genetiche nei siti pilota
• Analisi flussi e monitoraggio di degassamento naturale
• Monitoraggio geochimico di acque sotterranee
• Realizzazione di una camera di prove-tarature-certificazioni per i sensori
• Sviluppo a scala industriale dei prototipi di rete a basso costo ed elevata qualità
• Ottimizzazione dei sensori a basso costo dalla NUVAP per il controllo qualità dell’aria indoor integrando misure di gas realizzate da altri sensori.

A2.6

• Sviluppo di progetto GIS con layer informativi dei parametri di pericolosità
• Analisi di serie storiche di precipitazioni cumulate e rapporto intensità/durata per identificare soglie d’innesco pluviometriche
• Integrazione delle stime di umidità da SAR con misure da sensori in situ presso punti di snodo di IC
• Produzione di carte di pericolosità all’innesco basate su approcci euristico, empirico e deterministico
• Modellazione fisica e numerica di colate rapide per l’identificazione delle soglie d’innesco per umidità del suolo
• Sviluppo di mappe di pericolosità all’accumulo basate su curve di propagazione sito-specifiche

A2.7

• Adattamento di software in-house già applicati in ambiti analoghi e COTS già disponibili per elaborare e fornire dati da integrare nelle analisi di rischio
• Modelli di previsione meteo-idrologica e di qualità dell’aria a scala locale, ottenuti combinando i modelli WRF, CHyM e CHYMERE già sviluppati dal CETEMPS per prodotti di monitoraggio, nowcasting e previsione
• Upgrade algoritmi radar-based di rilevazione e nowcasting delle fulminazioni
• Sviluppo algoritmo WICRA per la combinazione di dati MSG e misure radar meteo
• Software in-house e COTS per mappe di precipitazione, nowcasting e tracking da dati MSG
• Ingegnerizzazione implementazione operativa dei prodotti

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR3: Realizzazione di nuove tecnologie di sensori

Soggetti coinvolti:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Consorzio C.R.E.O. Centro Ricerche Elettro-Ottiche
– NUVAP Srl
– Tointech Srl
– G&A Engineering Srl
– Ylichron Srl
– Università degli Studi di FERRARA
– GORI S.p.A.

Localizzazione:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Bologna, Bologna (Bologna)
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Frascati, Frascati (Roma)
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Portici, Portici (Napoli)
– Consorzio C.R.E.O. Centro Ricerche Elettro-Ottiche – Consorzio C.R.E.O. Centro Ricerche – Elettro-Ottiche, L’Aquila (L’Aquila)
– NUVAP Srl – NUVAP Srl, Cascina (Pisa)
– Tointech Srl – Sede Operativa Valenzano, Valenzano (Bari)
– G&A Engineering Srl – G&A Engineering Srl, Oricola (L’Aquila)
– Ylichron Srl – Sede Operativa Abruzzo, Lanciano (Chieti)
– Università degli Studi di FERRARA – Università degli Studi di FERRARA, Ferrara (Ferrara)
– GORI S.p.A. – Sede Legale e Amministrativa, Ercolano (Napoli)
– GORI S.p.A. – Sede Operativa Pomigliano, Pomigliano d’Arco (Napoli)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Le attività di OR3 realizzeranno nuovi sensori da integrare nella piattaforma CIPCast per creare un sistema di previsione, simulazione e mitigazione del rischio in settori inerenti il monitoraggio della matrice aria, acqua, suolo da inserire nelle IC utilizzate negli OR2, OR4 e OR5.

 Sono previste le seguenti attività:

A3.1: Sensore biologico

• Il sensore sarà in grado di valutare scenari di cambiamenti naturali dovuti a fenomeni di eutrofizzazione (alghe, spore, pesticidi, tossine/essudati) utilizzando tecniche combinate fisiche e biologiche quali i supporti strutturati per la separazione di componenti per l’analisi di miscele (elettroforesi capillare), l’analisi Raman (tramite supporti SERS funzionalizzati con peptidi) e la fluorescenza laser indotta. Sarà sviluppata anche un’elettronica per il controllo remoto ed invio dei dati alla piattaforma CIPCast.

A3.2: Sensori chimici portatili

• CREO svilupperà due sensori elettro-ottici per analisi sul campo di contaminanti in acqua e in aria. Il primo sensore, basato su Quartz Enhanced Photoacoustic Spectroscopy (QEPAS), analizzerà campioni d’acqua dopo trattamento di clorazione, e determinerà semi-quantitativamente la presenza di trialometani(TMH). Il secondo sensore, progettato per montaggio a parete e basato su spettroscopia IR di assorbimento in fibra cava (HF-IRAS), rileverà la presenza di sostanze tossiche rilasciate accidentalmente o intenzionalmente nei condotti di aerazione di IC. Si comporrà di due moduli per pre-concentrazione/focalizzazione dei vapori e per analisi HF-IRAS.

A3.3: Sensori chimici pervasivi

• ENEA svilupperà sistemi pervasivi per il monitoraggio in mobilità di inquinanti rilevanti in aria (e.g. NO2, CO, O3, PM) che potrebbero essere influenzati da eventi critici dolosi, accidentali e/o dovuti a problematiche di infrastrutture connesse (e.g. viabilità). Ad essi accoppierà modelli di spazializzazione e fusione dei dati rilevati. In cooperazione con GORI integrerà nodi sensoriali di derivazione IoT per il sensing pervasivo di parametri quali/quantitativi delle acque che si affidano a reti di nuova generazione per la trasmissione del dato.

A3.4: Sensori per gas radioattivi e tossici

Tointech effettuerà una calibrazione di gas radioattivi e tossici attraverso l’utilizzo di una camera radon. Le condizioni riprodotte nelle camere radon permetteranno la calibrazione degli strumenti di misura dei gas radioattivi e tossici migliorandone l’accuratezza.

A3.5: Sensori sismici

• I nuovi sensori di monitoraggio sviluppati in questo OR saranno integrati con i sensori adoperati e testati in OR2, rispettivamente riflettori radar attivi per la calibrazione/validazione di prodotti satellitari SAR e sensori MEMS (accelerometri e/o velocimetri a basso costo) per il monitoraggio della risposta sismica locale e lo studio del comportamento dinamico di IC. Tali sensori, opportunamente validati rispetto a tecniche/sensori convenzionali di misura, saranno installati in aree pilota definite in OR7, ad integrazione e supporto dei sensori sviluppati in OR3.

A3.6: Sensori di umidità del suolo in fibra ottica

• ENEA svilupperà sensori basati su tecnologia in fibra ottica Fiber Bragg Grating funzionalizzati per misure di umidità del suolo. I sensori prevedono installazione in configurazione di array in bore hole con monitoraggio su più quote, per applicazione in attività OR2 (integrazione stime umidità da SAR). Il sensore viene sviluppato funzionalizzando sensori FBG su fibra nuda, mediante deposizione di coating igroscopico reversibile. Per la specifica attività si prevede funzionalizzazione con composti di Agar (igroscopico) e polimeri (aggreganti).

A3.7: Nuove tecnologie per l’Emergency Management

• Verranno sviluppati nuovi strumenti per consentire, agli operatori delle Emergenze (VVF, Protezione Civile, etc.) nuovi strumenti in grado di portare sul campo le informazioni presenti nella Crisis Room e, allo stesso, tempo, rifornirli continuamente di dati dal campo.

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

Il sensore biologico sarà sviluppato utilizzando componenti elettro-ottici (laser e supporti strutturati) implementando la spettroscopia Raman e quella a fluorescenza indotta. I supporti SERS verranno funzionalizzati con opportuni liganti, mentre verranno acquisite bande di fluorescenza specifiche.

Esperienza pregressa è stata acquisita nell’ambito del progetto RAMBO su batteri e spore di Bacillus spp.

Il primo sensore chimico portatile, basato su Quartz Enhanced Photoacoustic Spectroscopy (QEPAS), analizzerà campioni d’acqua dopo trattamento di clorazione, e determinerà semi-quantitativamente la presenza di trialometani (TMH), sostanze carcinogeniche e epato-tossiche che derivano dalla reazione del cloro con i composti organici presenti in soluzione. Si comporrà di tre moduli per campionamento vapori da spazio di testa, separazione gas cromatografica veloce (FAST-GC) e analisi QEPAS. Avrà le dimensioni di una valigetta e consentirà di eseguire sul posto analisi che allo stato attuale vengono eseguite solo con strumentazione da laboratorio. Il secondo sensore chimico portatile, basato su spettroscopia IR di assorbimento in fibra cava (HF-IRAS), si comporrà di due moduli per pre-concentrazione/focalizzazione dei vapori e per analisi HF-IRAS. Gli schemi generali di sensing GC-QEPAS e HF-IRAS sono stati già studiati da CREO nell’ambito di progetti precedenti.

Per quanto riguarda i sensori di umidità del suolo in fibra ottica, ENEA dispone di conoscenze specialistiche, maturate per lo sviluppo di sensori FBG funzionalizzati mediante deposizione di coating metallici e plastici.

Tointech effettuerà una calibrazione di gas radioattivi e tossici attraverso l’utilizzo di una camera radon già esistenti che verrà trasferita nella sua sede di Bari. La camera è dotata di un sistema di controllo dell’aria che permette di monitorare i parametri termo-igrometrici e studiare controllare le concentrazioni dei gas oggetto di indagine.

Per ciò che concerne le tecnologie per l’Emergency Management, attualmente gli operatori delle Emergenze in molti casi hanno una carenza di dati disponibili sul campo dell’intervento: attraverso applicazioni realizzate su device mobili (tablet, smart glasses) in modalità “Augmented Reality”, molti degli strati informativi presenti sul sistema di coordinamento CIPCast potranno essere forniti immediatamente sul campo.

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR4: Infrastrutture Critiche: sistemi elettrici e per il trasporto dell’acqua

 Soggetti coinvolti:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale
– e-distribuzione SpA
– GORI S.p.A.
– MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia
– Politecnico di BARI (MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia)

Localizzazione:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Portici, Portici (Napoli)
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Roma,
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Napoli,
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Università Salerno
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Università della Calabria, Rende (Cosenza)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione Campania, Napoli (Napoli)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione Puglia e Basilicata, Bari (Bari)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione della Sicilia, Palermo (Palermo)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione Calabria, Catanzaro (Catanzaro)
– GORI S.p.A. – Sede Legale e Amministrativa, Ercolano (Napoli)
– GORI S.p.A. – Sede Operativa Pomigliano, Pomigliano d’Arco (Napoli)
– e-distribuzione SpA – Sede Centrale, Roma (Roma)
– MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia
– Distretto Meccatronico Regionale della Puglia SCARL, Valenzano (Bari)
– Politecnico di BARI (MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia)
– Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Dell’informazione – DEI, Bari (Bari)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Scopo delle attività di OR4 è definire metodi e scenari di vulnerabilità e resilienza delle reti elettriche e delle reti di distribuzione idrica, sulla base anche della loro interdipendenza, a seguito di eventi naturali o intenzionali critici, da integrare nella piattaforma CIPCast.

L’incremento della resilienza delle reti elettriche e quindi delle reti interdipendenti si vuole raggiungere attraverso lo sviluppo di strategie di gestione ed ottimizzazione che consentano di agire in maniera specifica sulle risorse critiche di rete così da consentire la valutazione di interventi mirati.

Oltre alla resilienza agli eventi metereologici, si valuterà l’impatto di sismi di diversa intensità sulle infrastrutture e componenti della rete di e-distribuzione.

Per le reti elettriche, l’OR comprenderà le seguenti attività.

A4.1: Smart metering e sensori sulle reti elettriche

• Saranno investigate tecniche avanzate di misura e monitoraggio per reti in situazioni critiche e definite architetture IoT innovative per reti di sensori orientate ad interoperabilità e sicurezza
• Saranno installati da e- distribuzione sensori low-cost, (OR2 e OR3) nelle CS di alcuni test case (OR7), supportando la progettazione dei kit, che assicurino la loro compatibilità con l’ambiente della CS, e l’infrastruttura di acquisizione centralizzata dei dati.
• Saranno analizzati i dati raccolti da sensori di e-distribuzione per il rilievo dell’inquinamento armonico e flussi di potenza attivi e reattivi nell’anno e correlati con i parametri meteorologici in particolare con le ondate di calore.

A4.2: Analisi delle condizioni di criticità e resilienza delle reti elettriche

• Sarà eseguita un’analisi del sistema elettrico: categorizzazione, interdipendenza ed eventuale georeferenziazione dei componenti
• Saranno definiti opportuni indici di valutazione della resilienza delle reti elettriche.
• Saranno sviluppate tecniche decisionali per determinare le azioni ottimali per ridurre il livello di rischio e vulnerabilità o aumentare la resilienza, e uno strumento di supporto alle decisioni per la scelta del piano ottimale di risposta all’emergenza e di ripristino post- evento critico. Per le reti di trasporto delle acque, l’OR intende valutare, nell’ottica del rischio idropotabile, la vulnerabilità e la resilienza delle reti acquedottistiche rispetto agli stati di fallanza delle reti elettrica e/o di telecontrollo, quantificandone gli impatti sul servizio idrico erogato. In particolare, nel contesto tecnologico delle SDWN, sarà modellata l’interdipendenza tra le reti acquedottistica, elettrica e di telecontrollo valutando, in generale, gli elementi di connessione tra queste e quindi le performance ottimali della rete acquedottistica in funzione delle caratteristiche e disponibilità delle reti elettrica e di telecontrollo in situazioni di criticità.

A4.3: Modellazione della interdipendenza tra reti idriche, elettriche e di telecontrollo

• Sarà sviluppata una metodologia basata su modellistica idraulica, ottimizzata in relazione a schemi ottimali, opportunamente definiti, di posizionamento dei sensori, e all’assimilazione del dato acquisito in continuo (OR3), che consentirà di definire scenari ottimali di simulazione idraulica degli acquedotti in funzione di scenari di funzionamento ordinario e critico delle reti elettrica e di telecontrollo. In particolare, in condizioni di funzionamento critico delle reti elettrica e/o di telecontrollo, verranno verificati i livelli di servizio della rete idrica, evidenziandone le aree dell’infrastruttura a rischio di criticità.

A4.4: Analisi della resilienza delle reti idriche

• Sarà definita una metodologia per la valutazione della resilienza e vulnerabilità degli acquedotti rispetto a scenari di funzionamento critico delle reti elettrica e di telecontrollo, quantificandone gli impatti sulla popolazione servita. Saranno sviluppati GIS plug-in a supporto di tutte le attività (OR6).

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

Riguardo alle attività sulle reti elettriche, il partneriato di progetto potrà contare sull’esperienza maturata dal Soggetto proponente MEDIS e dal suo SA associato Politecnico di Bari nella gestione, controllo e monitoraggio delle dinamiche di sistemi complessi. MEDIS si avvarrà delle competenze del gruppo di ricerca di Automatica del Decision and Control Laboratory nonche della collaborazione di altri eccellenti gruppi nell’area di interesse della proposta: Misure elettriche ed elettroniche; Telematics; Information Systems; Management Engineering.

Il partner E-distribuzione contribuirà al conseguimento degli obiettivi attraverso le sue infrastrutture nonché l’esperienza maturata dalla partecipazione al Gruppo di Lavoro “Tavolo Resilienza”, attivo presso l’AEEG che analizza e studia gli orientamenti dell’Autorità in materia di resilienza delle reti di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica. Nel documento 645/2017/R/EEL del 21/09/2017 sono riepilogate le iniziative già adottate e in corso e sintetizzato quanto emerso dall’analisi dei piani di lavoro sulla resilienza trasmessi all’Autorità dagli operatori di rete.

In sinergia con gli altri partner, le attività sulle reti elettriche, vedranno il coinvolgimento di ENEA CR Portici -Laboratorio DTE/FSN/FOSG, che opera nel settore delle smart grid, occupandosi di problematiche di integrazione di poli-generazione e microgenerazione distribuita nonché di sviluppo di strategie multi-obiettivo per la gestione di smart grid in presenza di generazione distribuita da FER.

L’esperienza maturata nella progettazione di logiche di controllo e algoritmi innovativi consentirà al laboratorio di collaborare agli obiettivi dell’OR.

Riguardo alle attività sulle reti idriche, il partenariato di progetto potrà contare sull’esperienza maturata dal CUEIM ed in particolare dai Soggetti proponenti Università della Calabria e Università degli Studi di Salerno. In particolare, il CUEIM si avvarrà delle competenze del Dipartimento di Ingegneria per l’Ambente e il Territorio e Ingegneria Chimica di UNICAL nella gestione sostenibile delle risorse idriche e nella modellistica idraulica a supporto di AMI, degli spin-off accademici CeSMMA presso il laboratorio GICA e KRATHIS che hanno sviluppato competenze nel campo delle AMI e della gestione e controllo dei sistemi acquedottistici in condizioni critiche di alimentazione.

Potrà contare sul Laboratorio di Idraulica Ambientale e Marittima del Dipartimento di Ingegneria Civile di UNISA che ha sviluppato competenze nel campo dell’idraulica ed idrologia delle infrastrutture urbane, della modellistica idraulica delle reti di distribuzione e della gestione sostenibile in ambito urbano delle risorse idriche.

Il partenariato di progetto potrà inoltre contare sulle competenze e l’esperienza di ENEA CR Portici- Laboratorio DTE/FSN/DIN nell’ambito dell’ottimizzazione del controllo e del monitoraggio pervasivo delle SWN. In particolare ha maturato esperienza nell’investigazione e sviluppo di metodi e sistemi informativi (GIS-based) innovativi per il monitoraggio pervasivo e il controllo della qualità delle acque potabili, attraverso l’utilizzo di piattaforme multi-modello, sistemi di sensor fusion, online anomaly detection, optimal sampling e data assimilation. I risultati di queste attività sono oggetto di brevetto (patent pending).

Il partenariato potrà contare su G.O.R.I. s.p.a. – Gestione Ottimale Risorse Idriche, ente gestore del servizio idrico integrato nei comuni ricadenti in ATO3- Territorio Sarnese Vesuviano e Penisola Sorrentina, della Regione Campania. GORI attualmente gestisce una rete idrica di circa 4.000 km con 90 fonti di captazione, 170 serbatoi, 95 sollevamenti e 224 km di adduttrici ed una rete fognaria di 2.200 km con 137 sollevamenti, 13 depuratori e 137 km di collettori. La rete acquedottistica di GORI supporterà come rete pilota le attività di progetto sulla valutazione della resilienza delle infrastrutture critiche.

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR5: Infrastrutture Critiche: strade e reti per la mobilità

 Soggetti coinvolti:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– ANAS SpA 

Localizzazione:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Casaccia, Roma (Roma)
– ANAS SpA – Coordinamento Territoriale Sicilia – Area Compartimentale Catania, Misterbianco (Catania)
– ANAS SpA – Direzione Ingegneria e Verifiche, Unità Ricerca e Sviluppo, Roma (Roma)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Le infrastrutture stradali risultano particolarmente esposte e spesso vulnerabili rispetto ai diversi fenomeni calamitosi. Le attività di questo OR sono orientate allo studio e realizzazione di strumenti avanzati di diagnostica e servizi innovativi atti a:

1. consolidare la sicurezza e la resilienza delle reti stradali a eventi potenzialmente critici;
2. agevolare e guidare, durante le fasi di gestione dell’emergenza, il processo decisionale.

A tale scopo saranno sviluppati metodi e strumenti per migliorare la conoscenza e la valutazione della vulnerabilità strutturale e funzionale delle infrastrutture stradali in funzione delle specificità fisico-costruttive e della tipologia, intensità e durata dell’evento calamitoso. Verranno integrati e condivisi dati e informazioni ottenuti con i metodi tradizionali di indagine, con la sensoristica più avanzata e, più in generale, con i moderni strumenti dell’ICT. Ciò consentirà di programmare interventi più idonei ed efficaci per garantire la sicurezza statica delle strutture, la programmazione della manutenzione ordinaria e straordinaria e per fronteggiare le situazioni di congestione e paralisi del traffico.
OR5 sarà diviso nelle seguenti attività:

A5.1 – Monitoraggio e analisi della vulnerabilità strutturale delle infrastrutture stradali

Questa attività è focalizzata sullo sviluppo di nuove tecniche e metodologie per ridurre la vulnerabilità strutturale delle arterie stradali critiche. Sarà definito un piano di monitoraggio per il rilievo dello stress dei manufatti, dello stato e la portanza del piano viabile, delle condizioni di stabilità dei terreni, avvalendosi di strumenti di misura, di nuove tecniche basate su misure satellitari e sensori. Verranno definite le funzioni di trasferimento tra le sollecitazioni indotte dal traffico e la risposta dinamica della infrastruttura stradale monitorata attraverso sensori optoelettronici, sismici ed accelerometrici. Ciò permetterà di creare nuovi strumenti di supporto alla manutenzione preventiva e alla gestione della struttura. Sarà, infine, progettato un sistema di primo intervento basato sull’utilizzo di sensori e dispositivi di allerta che ne interdicano l’accesso in prefissate condizioni di rischio.

A5.2 –Studio e progettazione delle procedure sperimentali e diagnostiche su elementi strutturali della rete stradale.

Si effettuerà lo studio e la progettazione delle procedure sperimentali relative alle prove in laboratorio di caratterizzazione antisismica di elementi strutturali e l’individuazione dei possibili interventi per incrementarne la resilienza. Verranno a tal fine individuati una galleria e un viadotto con elementi critici relativi alla sicurezza, rappresentativi per la sperimentazione su tavola vibrante per analizzare il comportamento di almeno un’infrastruttura e verranno individuati i possibili interventi per incrementarne la resilienza. Verranno definiti i requisiti e le specifiche dei sistemi automatici di monitoraggio e allerta tempestiva da implementare in situ, anche con tecniche innovative di intelligenza artificiale.

A5.3 – Valutazione della vulnerabilità funzionale delle reti stradali e gestione del traffico in situazioni di emergenza.

In questa attività saranno studiati approcci e tecniche per l’analisi della vulnerabilità funzionale della rete al fine di determinare le ripercussioni negative di eventi calamitosi sulla mobilità di passeggeri e merci, in termini di costi economici e sociali. Saranno studiati e sviluppati algoritmi e metodi per la stima di indicatori della vulnerabilità funzionale della rete viaria a partire dalle proprietà topologiche e dalla struttura della mobilità veicolare prevalente. Saranno predisposti modelli per la caratterizzazione spazio-temporale dei fenomeni di congestione indotti da eventi calamitosi e strumenti di ausilio agli operatori per la formulazione e la scelta dei piani di emergenza del traffico in relazione alla gravità e alla durata prevista del blocco della circolazione.

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

L’ENEA ha in passato effettuato gli studi e la sperimentazione per lo sviluppo di materiali e tecnologie per aumentare l’efficacia, la qualità e la durabilità degli interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria di infrastrutture stradali e ferroviari in c.a., c.a.p. e muratura, con particolare riferimento alle tecniche di miglioramento delle prestazioni antisismiche (progetto MITRAS, progetto RoMA, Progetto SIMMI). Le prove sismiche su tavole vibranti dell’ENEA hanno consentito di verificare le prestazioni strutturali e l’efficacia degli interventi di miglioramento sismico tramite sperimentazione su modelli in scala e su prototipi in scala reale, sviluppando altresi tecnologie per il monitoraggio in sito mediante sensori e metodologie innovativi.

L’ENEA, inoltre, in precedenti progetti di ricerca ha studiato e sviluppato metodologie e strumenti di analisi ed estrazione della conoscenza dei pattern di mobilità degli utenti e dello stato di funzionamento dei sistemi di trasporto. In particolare, ha partecipato al progetto SITI, implementando un sistema di supporto per gli operatori preposti alla gestione del traffico veicolare nell’area circostante ad un tunnel stradale compromesso da eventi incidentali, al progetto Pegasus finalizzato alla realizzazione di una piattaforma infotelematica per la gestione in tempo reale della mobilità urbana, e al progetto Roma con la realizzazione di un nuovo modello di gestione evoluta della mobilità per contesti di emergenza determinati da incidenti rilevanti o eventi critici.

Nell’ambito delle discipline scientifiche incluse in questo OR ANAS ha maturato esperienza sia nel campo dei sistemi intelligenti di rilevazione del traffico, sia nel campo dei sistemi di acquisizione e modellazione delle caratteristiche strutturali delle proprie infrastrutture. Si citano a questo proposito il progetto SMART (Sistemi di Monitoraggio Automatico per il Rilievo del Traffico), nel quale sono state sondate le caratteristiche prestazionali dei principali dispositivi di monitoraggio presenti sul mercato, il progetto SMART ROAD, dedicato allo sviluppo di innovativi sistemi ed impianti tecnologici su strada finalizzati alla riduzione dei consumi energetici, al miglioramento delle condizioni di sicurezza degli utenti e alla connettività strada veicolo; il progetto VERGILIUS, per la messa in opera di un sistema di controllo innovativo per la misura da remoto della velocità media e istantanea dei veicoli; la progettazione e realizzazione di una rete fissa di monitoraggio del traffico, costituita da oltre 1350 postazioni; la conduzione di indagini mirate all’acquisizione di informazioni sullo stato di conservazione e/o di ammaloramento di opere infrastrutturali al fine di valutarne il livello di sicurezza sismica in quattro aree geografiche distribuite sul territorio nazionale.

In questo OR verranno utilizzati i dati catastali delle infrastrutture, i dati di monitoraggio sismico e del traffico sistematicamente acquisiti dai sistemi di sorveglianza di ANAS. Tali dati saranno integrati con le informazioni specifiche sulla sismicità locale, sullo stress dei manufatti, sullo stato e la portanza del piano viabile, sulle condizioni del terreno circostante, nonche sull’entità e struttura del traffico veicolare nell’area di studio rilevate con strumenti di misura in alto rendimento in dotazione ad ANAS, ENEA e INGV e con nuova strumentazione resa operativa durante il progetto. Inoltre verranno acquisiti open data di traffico e big-data della mobilità provenienti da dispositivi mobili con localizzatore GPS, come smartphone, tablet e scatole nere a bordo dei veicoli, che permetteranno l’acquisizione capillare di importanti dati e informazioni per la ricostruzione e caratterizzazione dei profili di mobilità dei veicoli nell’area di riferimento.

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR6: Sviluppo del sistema ICT per il trasferimento e il processing dell’informazione

Soggetti coinvolti:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Himet Srl
– Università degli Studi de L’AQUILA
– Telecom Italia SpA

Localizzazione:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Portici, Portici (Napoli)
– Himet Srl – Himet Srl, L’Aquila (L’Aquila)
– Università degli Studi de L’AQUILA – Università degli Studi de L’AQUILA, L’Aquila (L’Aquila)
– Telecom Italia SpA – TIM – Catanzaro, Catanzaro (Catanzaro)
– Telecom Italia SpA – TIM – Tiriolo, Tiriolo (Catanzaro)
– Telecom Italia SpA – TIM – Cosenza, Cosenza (Cosenza)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

L’obiettivo realizzativo di area ICT mira ad integrare nella attività progettuale complessiva l’accesso a risorse e a metodologie informatiche specifiche che rendono possibile la realizzazione degli obiettivi progettuali nei casi in cui le esigenze di elaborazione siano determinanti al fine di raggiungere il livello di informazioni necessarie alla gestione di infrastrutture critiche migliorandone il grado di resilienza.

A tal fine in ogni caso applicativo è previsto un livello di integrazione con il sistema collettore centrale CIPCast.

Un ruolo importante al fine di garantire la tempestività delle informazioni fornite è anche la banda di connettività per l’accesso e la trasmissione dei dati tra i vari elementi della infrastruttura di elaborazione.

In tale quadro si identificano quattro attività principali:

A6.1: Utilizzo di infrastrutture e metodi HPC per integrare i dati da sensori con i risultati di codici di simulazione con importanti richieste di tempo macchina o memoria in modo tale da fornire risultati a scadenza temporale predeterminata oppure a gestire una mole di dati significativa, anche tramite banda di accesso significativa.

In questa tematica sono comprese le seguenti attività specifiche di Nowcasting (OR2) ed Elaborazione di dati satellitari (OR2) ed eventualmente la modellazione delle reti idriche (OR4) nel caso in cui l’estensione delle reti sia significativa. La gestione dei risultati di modellizzazione può giungere alla generazione di portali specifici per il settore applicativo.

Nel caso di Nowcasting, OR2 la previsione meteorologica ad area locale (LAM) prevede l’accesso a dati di modelli di circolazione generale che diventano l’input al LAM, che provvede alla risoluzione numerica delle equazioni che governano l’evoluzione della atmosfera a scale spaziali e temporali via via più risolte.

Ogni singolo caso di elaborazione LAM nelle diverse configurazioni prevede output dell’ordine si 100 GB.

La rapidità di risposta della catena elaborativa rende significativo l’utilizzo di risorse HPC importanti.  Nel caso della elaborazione di dati satellitari SAR (OR2) l’ammontare dei dati è significativo poiché si prevede l’analisi di un centinaio di immagini per ciascun caso pilota il cui processamento genera vari prodotti intermedi la cui taglia complessiva arriva nell’ordine dei TB. L’attività prevede l’installazione e la configurazione di software di processamento interferometrico SAR su HPC, per la generazione di prodotti InSAR multi-temporali, in supporto alle attività di OR2. A seguire il test e la verifica delle performance del sistema.

A6.2: Utilizzo di infrastrutture e tecnologie Cloud per la gestione dell’elaborazione dei dati da campo nel caso in cui sia richiesta la flessibilità e l’affidabilità tipica di infrastrutture Cloud distribuite.

Un caso applicativo è quello della gestione delle reti idriche (OR4) di dimensione contenuta e della realizzazione del relativo portale specifico. Nell’utilizzo delle tecnologie Cloud, facendo uso delle infrastrutture Cloud disponibili tra i partner progettuali si potranno anche sperimentare tecnologie di integrazione ed interoperatività cloud al fine di ottimizzare flessibilità operativa ed affidabilità.

A6.3: Sviluppo di una piattaforma per l’acquisizione in web crawling e la classificazione integralmente automatizzata in una base di dati relazionale delle notizie relative ai malfunzionamenti, guasti, manutenzioni, attacchi ed incidenti coinvolgenti le infrastrutture critiche.

A6.4: Utilizzo di infrastrutture e metodi di Big Data e Data Analytics per l’estrazione di informazioni di alto livello dall’insieme di dati raccolti a campo o generati da codici di modellizzazione. Tale attività potrà appoggiarsi su infrastrutture più specificatamente HPC o Cloud a seconda delle esigenze applicative in termine di richieste di risorse complessive. Anche i risultati di A6.3 potranno essere oggetto di questa attività.

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

Le attività dell’OR si possono dividere in alcune aree specifiche, quella del calcolo ad alte prestazioni HPC, quella delle tecnologie Cloud e infine quella delle metodologie Big-Data/Data Analytics. In tali campi il partenariato di progetto comprende il servizio ICT di ENEA e i servizi Telecom.

La divisione ICT di ENEA ha una lunga tradizione innanzitutto nel campo HPC ed in tale ambito ha a disposizione risorse di calcolo e storage significative a livello nazionale. Il centro ENEA di Portici è divenuto uno dei centri italiani HPC nel 2008 con CRESCO (Centro computazionale di RicErca sui Sistemi Complessi) creato nell’ambito della programmazione progettuale PON 2002-2006. I cluster di calcolo CRESCO, successivamente potenziati nel quadro del PON 2007-2013, vengono utilizzati per attività di Ricerca e Sviluppo in molti dei settori di punta dell’ENEA, quali le tematiche energetiche, la modellistica di atmosfera e mare, la bioinformatica, la struttura della materia, le infrastrutture critiche, il settore nucleare di fusione e fissione, i sistemi complessi. Su tali temi i cluster CRESCO nel loro complesso nel 2015 e2016 hanno fornito più di 40 milioni di ore core all’anno ai ricercatori e tecnologi ENEA e alle loro collaborazioni esterne (gli utenti esterni totalizzano circa 30% del tempo macchina). Nel 2015 l’ENEA e il CINECA, il maggior centro di supercalcolo nazionale, hanno siglato una convenzione, della durata di 5 anni, in cui l’ENEA riveste ufficialmente un ruolo di TIER_1 per le infrastrutture HPC e insieme al CINECA, che riveste il ruolo nazionale di TIER_0 per l’HPC, possono presentare progetti congiunti di Ricerca & Sviluppo e di realizzazione di infrastrutture HPC a valere su bandi nazionali ed europei.

Nello sviluppo di questa convenzione, l’ENEA sta installando presso il centro di calcolo CRESCO un nuovo sistema HPC: CRESCO6 dalla Potenza di picco di circa 700 TFlops basati sui nuovi processor Intel SkyLake a 24 cores. CRESCO6 è basato sulla nuova tecnologia di rete a bassa latenza OmniPath di Intel, capace di sostenere una banda di 100 Gbps. Nel campo delle tecnologie Cloud ENEA gestisce sistemi per un totale di piu di 500 macchine virtuali, gran parte in tecnologia VMWare ma anche in tecnologia OpenStack, sulla quale sono in corse prove di interoperabilità con l’infrastruttura Cloud di GARR. Attività più limitate sul fronte Big-Data and Data Analytics.

Per quanto concerne Telecom la struttura organizzativa che seguirà nello specifico il progetto, come riferimento professionale, sarà composto dal gruppo di lavoro di ricerca ubicato in Regione Calabria che ha esperienze di Ricerca e Sviluppo fatte nell’ambito del Distretto Ad Alta Tecnologia Domus (2014), di cui Telecom Italia è stato Capofila, finanziato dal MIUR a valere dal bando PON O3 in particolare in ambito sicurezza ed energia incluso la realizzazione di una piattaforma di Cloud Computing dedicata al dimostratore. Il gruppo di lavoro, nel presidio dei diversi processi responsabilizzati, si è avvale del contributo delle strutture interne di TIM di Competence Center, Progettazione ed Innovazione & Industry Relations, e Information Technolgy che presidiano l’innovazione attraverso l’analisi di nuove tecnologie e le attività di ingegnerizzazione delle offerte dei servizi di Telecom Italia. TIM S.p.A. è la principale società del Gruppo Telecom Italia, uno dei più importanti operatori di telecomunicazioni a livello mondiale, player strategico nel mercato ICT europeo e leader in Italia, dove costituisce uno dei principali gruppi industriali. TIM S.p.A. è il principale operatore del mercato delle telecomunicazioni italiano ed è attivo con consolidata leadership di mercato nell’ambito dei servizi di fonia e dati su rete fissa e mobile per clienti finali ed altri operatori.

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR7: Validazione e test dei sistemi e realizzazione dei Test Case

Soggetti coinvolti:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Telecom Italia SpA
– ANAS SpA
– e-distribuzione SpA
– GORI S.p.A.
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia
– MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia
– Politecnico di BARI (MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia).

Localizzazione:
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Casaccia, Roma (Roma)
– Telecom Italia SpA – TIM – Catanzaro, Catanzaro (Catanzaro)
– Telecom Italia SpA – TIM – Tiriolo, Tiriolo (Catanzaro)
– Telecom Italia SpA – TIM – Cosenza, Cosenza (Cosenza)
– ANAS SpA – Direzione Ingegneria e Verifiche, Unità Ricerca e Sviluppo, Roma (Roma)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione Campania, Napoli (Napoli)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione Puglia e Basilicata, Bari (Bari)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione della Sicilia, Palermo (Palermo)
– e-distribuzione SpA – Direzione e Distribuzione Calabria, Catanzaro (Catanzaro)
– e-distribuzione SpA – Direzione e e Distribuzione Lombardia, Milano (Milano)
– GORI S.p.A. – Sede Operativa Salerno, Scafati (Salerno)
– GORI S.p.A. – Sede Operativa Castellammare, Castellammare di Stabia (Napoli)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede di Rende, Rende (Cosenza)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede di Palermo, Palermo (Palermo)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Sede Irpinia, Grottaminarda (Avellino)
– Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia – Osservatorio Vesuviano, Napoli (Napoli)
– MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia
– Distretto Meccatronico Regionale della Puglia SCARL, Valenzano (Bari)
– Politecnico di BARI (MEDISDIH Soc. Cons. a.r.l. – Distretto Meccatronico Regionale e Digital Innovation Hub della Puglia) – Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Dell’informazione – DEI, Bari (Bari)

 Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Nell’ambito dell’OR7 verranno realizzati 4 test case (TC), con l’obiettivo di calibrare, validare e testare in maniera applicativa le metodologie e le tecniche sviluppate negli altri OR progettuali. In particolare, i test case previsti afferiscono alle seguenti aree:

TC1: area di Napoli e regione Flegrea.
Il sito pilota identificato è il sistema idrico di alimentazione del comune di Castellammare di Stabia (NA), caratterizzato da numerosi punti di interazione con la rete elettrica e da un sistema di telecontrollo già operativo. Sul percorso della rete verranno implementate le tecnologie sviluppate nell’ OR3 con particolare riferimento a sensoristica di derivazione IoT che sarà connessa al sistema di telecontrollo esistente, mediante sottosistemi di trasmissione innovativi (e.g. LoraWan), finalizzati all’aumento della resilienza. I parametri monitorati in maniera continua e pervasiva, unitamente alle relative serie storiche e ai dati strutturali della rete idrica saranno utilizzati per lo sviluppo e la calibrazione dei modelli idraulici sviluppati nell’OR4 al fine di costruire scenari predittivi della resilienza della rete idrica rispetto alle criticità delle reti interagenti (elettrico/telecomunicazioni).

TC2: area di Bari.
La città di Bari è stata sede del progetto Smart Grid RESNOVAE, finanziato dal Bando Programma Operativo Nazionale “Ricerca e Competitività” 2007-2013 per le regioni convergenza. Uno degli obiettivi realizzati è stato quello di ottenere modelli di monitoraggio e controllo evoluto della rete di distribuzione di bassa tensione. Inoltre, è stato realizzato il Centro di Ricerca e Competenza sulle smart grid, in cui vengono testati i prototipi di apparecchiature elettriche da inserire in rete attraverso un potente simulatore della elettrica MT e BT.

TC3: provincie di Catania e Messina.
Rappresentano un caso di test particolarmente significativo: in tale ambito saranno implementate, sperimentate e validate le tecniche di misura ed i modelli di valutazione della vulnerabilità fisica e funzionale della rete stradale, sviluppati in OR5. In particolare, il sito di test avrà come scenario la tangenziale di Catania, sulla quale ANAS ha in programma un importante piano di investimenti per l’inserimento nella rete delle “smart road”. In tale ottica, RAFAEL prevede l’installazione di una rete di sensori innovativi per il monitoraggio dello stato dell’infrastruttura e del traffico. Saranno messi a punto e sperimentati gli strumenti di valutazione della vulnerabilità, i sistemi di allerta e le strategie di gestione del traffico in situazioni di emergenza sviluppate nell’OR 5 anche attraverso l’applicazione di tecniche di ramp metering per interdire l’accesso dei veicoli ai tratti stradali congestionati o bloccati a causa di eventi calamitosi.

TC4: Sviluppo di un sistema di analisi del rischio operativo su un’area identificata come “modello di sito di Deposito Nazionale di materiale nucleare. Questa attività verrà svolta in collaborazione con la SOGIN SpA(che parteciperà come sub-contractor del partner ENEA), che fornirà le necessarie specifiche dell’area, le possibili vulnerabilità da evidenziare e controllare, le specifiche per la realizzazione di una interfaccia del sistema CIPCast che verrà customizzata al controllo di tale area. A completamento, verrà rilasciato il modello di service che verrà successivamente applicato al Monitoraggio del Rischio nel sito del Deposito Nazionale quando questo verrà identificato.

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

Le tecnologie sviluppate nel progetto e la loro integrazione nel sistema CIPCast saranno oggetto di una estesa serie di validazioni e test in alcune aree critiche del Centro Sud. Queste validazioni saranno effettuate con i seguenti scopi:

• Verificare la funzionalità delle tecnologie (in particolare quelle dispiegate sul campo);
• Iniziare a predisporre strumenti di analisi e previsione sui vari territori, che potranno successivamente essere impiegati, all’interno di una collaborazione con il Consorzio EISAC.IT che curerà la persistenza di questi servizi e ne curerà l’erogazione verso gli utenti finali;
• Acquisire informazioni sulle reti ed eseguire simulazioni in aree operative.

OBIETTIVO REALIZZATIVO: OR8: Diffusione dell’informazione e industrializzazione dei risultati tecnici conseguiti

Soggetti coinvolti:
– Università “Campus Bio-Medico” di ROMA
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
– Università degli Studi de L’AQUILA
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale

Localizzazione:
– Università “Campus Bio-Medico” di ROMA – Università “Campus Bio-Medico” di ROMA, Roma (Roma)
– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile – Centro Ricerche Casaccia, Roma (Roma)
– Università degli Studi de L’AQUILA – Università degli Studi de L’AQUILA, L’Aquila (L’Aquila)
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Roma, (Roma)
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Napoli, (Napoli)
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Università Salerno, Salerno (Salerno)
– CUEIM Consorzio Universitario di Economia Industriale e Manageriale – CUEIM – Università della Calabria, Rende (Cosenza)

Attività necessarie per la realizzazione dell’obiettivo

Le attività dell’OR8 mirano da un lato a far conoscere i servizi e le risorse sviluppate dal progetto RAFAEL e dall’altro a sensibilizzare e formare possibili utilizzatori, pubblici e privati, dei futuri servizi, utilizzando le competenze dei partners. Nel dettaglio, la dissemination si svolgerà attraverso le seguenti attività:

A8.1: Sito web, video promozionale, Social engagement

• Realizzazione del sito web e sua messa on-line
• Realizzazione di un video promozionale in grado di una panoramica delle soluzioni sviluppate all’interno di RAFAEL.

A8.2: Produzione di letteratura tecnico-scientifica

A8.3: Organizzazione di eventi per la diffusione dei risultati e delle strategie operative di EISAC.IT

• Realizzazione di vari Workshop e Realizzazione di un Evento conclusivo con illustrazione delle attività svolte e dei risultati conseguiti

A8.4: Attività di Formazione sulle problematiche multidisciplinari contenute nel progetto

• Progettazione del modulo formativa e del relativo materiale didattico. Per quanto riguarda le attività di exploitation esse si concentreranno sull’obiettivo di preparare la futura ingegnerizzazione dei servizi sviluppati nell’ambito del progetto RAFAEL e la loro commercializzazione verso soggetti pubblici e privati. Questo obiettivo si perseguirà mediante l’attuazione delle seguenti attività:

A8.5 Attività di sensibilizzazione dei potenziali utenti

• Utenti dei servizi sia pubblici che privati verranno contattati mediante incontri mirati ad illustrare funzionalità, elementi e servizi erogabili dal Centro Servizi. Gli incontri potranno articolarsi secondo varie modalità complementari e sinergiche: seminari, workshop, laboratori interattivi, meeting, roadshow. Questi incontri rappresenteranno preziose occasioni per lo stakeholder engagement, da cui ricavare feed-back informativi e sviluppare proattività nella direzione dell’affinamento dei servizi da erogare e nell’accrescimento del grado di efficacia degli stessi (almeno 15 incontri illustrativi).
• Definizione di un business model che supporti la istituzione di un Centro Servizi individuando le componenti di costo e di ricavo relativa alle diverse classi di servizi erogabili e definendo opportuni piani di sviluppo e crescita.

A8.6 Networking e internazionalizzazione dei risultati e delle attività

• Sviluppo e consolidamento di rapporti di interazione con realtà internazionali che erogano servizi analoghi a quelli previsti da RAFAEL. Ciò verrà attuato sia mediante adesione all’associazione internazionale2E!SAC che prendendo contatti con realtà locali quali, in Francia, l’Haute Comite Français pour la Defense Civile ed il CEA, il TNO in Olanda, il Fraunhofer Institute in Germania, organizzazioni che stanno portando avanti la realizzazione di sistemi similari a quelli previsti dal progetto RAFAEL nelle loro nazioni.

A8.7 Supporto alla costituzione e al Business Development di EISAC.IT

• definizione di un business model che supporti la istituzione di un Centro Servizi individuando le componenti di costo e di ricavo relativa alle diverse classi di servizi erogabili e definendo do opportuni piani di sviluppo e crescita.

Il team di progetto darà supporto ad ENEA e INGV nella set-up operativo dell’iniziativa EISAC.IT che sarà destinata a effettuare lo sviluppo e il deployment industriale di CIPCast e di tutte le tecnologie collegate (realizzate nel quadro del progetto RAFAEL).

Conoscenze, moduli, elementi componenti, risultati già disponibili o acquisibili

Nello svolgimento delle attività dell’OR8 si farà riferimento alle competenze ed esperienze dei vari partner.

Tra queste, nella prospettiva del marketing e del management, vi sono quelle dei docenti afferenti al dell’Università di Salerno (afferenti al CUEIM) che riguardano strategic marketing e communication, brand management, digital marketing and social media content, social media planning and monitoring.

Il partner UCBM gestisce da dieci anni il Master in Homeland Security che ha acquisito una sua consolidata autorevolezza a riprova della competenza acquisita nella formazione sui temi della sicurezza. Infine, UCBM ha acquisito specifiche competenze nell’organizzare moduli formativi sui temi propri del progetto RAFAEL avendo avuto la responsabilità delle attività di training nell’ambito del progetto europeo CIPRNet.

In questa ottica le attività di disseminazione della conoscenza si orienteranno lungo quattro direttrici:

• attività informativa delle azioni, finalità e risultati del progetto che sarà ottenuta attraverso la realizzazione di un sito web del progetto e dalla realizzazione di un video contenente una visione delle problematiche e delle soluzioni proposte dal sistema RAFAEL. Una analoga attività verrà implementata sulle maggiori piattaforme social in modo da raccogliere consenso e followers alle attività e agli sviluppi del Progetto, creando un’area di “citizen engagement” operando una azione di “mediazione” tra il settore delle IC, la P.A. e i cittadini;
• attività divulgativa dei risultati tecnici mediante la produzione di articoli scientifici da pubblicare su riviste internazionali di settore e/o presentare a conferenze e convegni. A tal riguardo si ipotizza di produrre nel corso delle attività di RAFAEL non meno di 12 lavori scientifici.
• attività di sensibilizzazione e condivisione delle potenzialità, degli strumenti e dei servizi prodotti da RAFAEL. L’attività di sensibilizzazione sarà rivolta innanzitutto a potenziali utilizzatori dei servizi e delle risorse sviluppate dal progetto RAFAEL: società di gestione dei servizi pubblici, enti locali, aziende che gestiscono reti e impianti vulnerabili, ecc. in grado di orientare e stimolare favorevolmente decisioni e comportamenti degli utilizzatori stessi. Riguarderà inoltre le grandi istituzioni, come Ministero Interno, Ministero Trasporti e Infrastrutture, Mistero Sviluppo Economico, Regioni, Provincie e altri Enti Locali, per porre in evidenza i servizi erogabili e ottenere l’accreditamento istituzionale. Tale attività si concretizzerà nella realizzazione di 3 eventi pubblici ciascuno dei quali avrà una sua specifica focalizzazione (tecnologie delle reti, influenza delle perturbazioni geodinamiche sulla stabilità degli asset, sintesi delle attività svolte e dei risultati conseguiti).
• attività di formazione rivolta agli operatori territoriali e a quelli industriali per fornire loro le competenze e le conoscenze necessarie per comprendere appieno gli strumenti operativi messi a disposizione da RAFAEL anche in ottica di creare una community di utilizzatori che possa collaborare alla creazione ed al consolidamento di un mercato di riferimento. Nello specifico verrà progettato uno specifico prodotto di formazione che consenta ai partecipanti di acquisire le necessarie competenze per operare con il sistema RAFAEL. A tal fine il prodotto formativo abbraccerà più ambiti che ricoprono gli aspetti connessi con la resilienza delle infrastrutture e del territorio, l’analisi del rischio, la modellistica e le tecnologie impiegate in RAFAEL inclusa la conoscenza delle diverse classi di sensori impiegati. Il corso verrà erogato all’interno del Master universitario di II livello in Homeland Security che si tiene annualmente presso l’Università Campus Biomedico di Roma. Alcune delle componenti monografiche saranno anche erogate all’interno dei corsi di studio degli altri Atenei presenti nel partenariato e quelli integrati nei due Consorzi (TERN e CUEIM).