Il monitoraggio per il controllo di aree instabili: esempi reali.
A seguito degli eventi franosi in Valtellina del luglio 1987, ISMES ha sviluppato e messo a punto un sistema di controllo e monitoraggio della stabilità dei versanti interessati da movimenti. In particolare ISMES ha implementato un sistema di monitoraggio idrogeologico nelle aree della Val Pola e della Valmalenco (Fig. A1). Negli anni successivi il controllo è stato esteso ad altre aree instabili in Valtellina e nell’adiacente Val Camonica. Sono attualmente sotto controllo una decina di dissesti.
L’organizzazione tecnica della struttura comprende un insieme di reti strumentali per il controllo degli aspetti climatici ed idrogeologici dei siti. I sensori sono posizionati in prossimità delle possibili aree d’innesco dei fenomeni gravitativi e sono collegati alle unità remote di acquisizione.
Tutti i dati acquisiti dalle reti di monitoraggio e controllo e dal personale addetto alle misure manuali periodiche convergono al Centro Operativo di Sondrio, inizialmente ubicato nella frazione di Mossini, e trasferito successivamente in città. L’ubicazione iniziale era prossima alla zona d’interesse ed assicurava anche il controllo visivo diretto della città di Sondrio e del torrente Mallero; inoltre detta posizione garantiva una sicura protezione dagli eventi naturali, dei quali assicurava il preannuncio e seguiva l’andamento nel tempo.
Il sistema di acquisizione dati, ubicato attualmente presso il Centro di Monitoraggio Geologico della Regione Lombardia (Sondrio), costituisce lo strumento attraverso il quale l’operatore addetto alla raccolta dei dati ed alla loro interpretazione accede a tutte le informazioni di base relative alle misure dei vari sensori installati, al fine di analizzare i trend delle misure e produrre i rapporti periodici di sintesi. Lo stesso sistema elabora automaticamente, sulla base dei dati raccolti e di procedure predefinite, l’evolversi di possibili situazioni di preallarme o allarme, comunicandolo all’operatore attraverso opportuni mezzi di segnalazione acustica e visiva. Il Centro ospita la quasi totalità della strumentazione di acquisizione dei dati e l’hardware di elaborazione degli stessi.
Negli anni passati, inoltre, era assicurato il supporto di un Centro Remoto, costituito presso la sede Enel.Hydro di Seriate, dal quale, mediante collegamento con linea telefonica, era possibile la visualizzazione e la stampa dei dati strumentali e delle loro elaborazioni e la verifica del software e delle procedure di trasmissione dei dati e degli elaborati.
L’architettura del sistema è impostata sulla stretta correlazione esistente tra il momento dell’acquisizione e l’interpretazione delle misure. Tale correlazione trova espressione nell’utilizzo di un modello ad elevato livello di automazione. Infatti, in relazione alla rapida analisi del dato acquisito ed al fornire una diagnosi veloce della situazione di rischio, è necessario avere la disponibilità di numerosi strumenti quali cartografia territoriale, grafici di trend evolutivi del fenomeno e tabelle.
Le procedure implementate in questo sistema non sono basate su un semplice controllo di superamento di soglie sui sensori, ma sul processamento automatico di modelli interpretativi e quindi di situazioni predefinite (scenari) in accordo alle quali l’allertamento e le soglie sono impostate. Il sistema è in grado di garantire le funzioni d’allertamento e controllo anche in caso d’incompletezza o incertezza delle misure. L’operatore ha, infatti, la possibilità di analizzare in dettaglio il processo deduttivo che il sistema implementa automaticamente.
A.1 Funzioni del sistema di monitoraggio
Raccolta dati
Il sistema di acquisizione dati periodicamente interroga in modo automatico i sistemi di monitoraggio idrometeorologico e geotecnico per raccogliere i più recenti dati acquisiti e per memorizzarli all’interno di un data base temporaneo. Il malfunzionamento di uno dei sistemi di monitoraggio provoca segnalazioni di anomalia sulla consolle di allertamento.
Archiviazione ed elaborazione dei dati
Tutte le misure ed i dati acquisiti automaticamente dalle
reti o manualmente sono archiviati in database dedicati.
Elaborazione delle procedure di allertamento
Ad ogni ciclo d’acquisizione, secondo le cadenze prefissate, i dati acquisiti e validati sono sottoposti al processamento delle procedure d’allertamento, elaborate in conformità a possibili scenari di rischio. Quando il sistema, sulla base delle regole definite e della natura dei dati acquisiti, evidenzia il verificarsi di una delle situazioni codificate di rischio, esso genera dei messaggi verso l’operatore e verso i sistemi di monitoraggio. Le situazioni d’allarme e di preallarme sono presentate sul video e segnalate all’operatore tramite l’attivazione dei moduli di segnalazione acustica e luminosa. Verso i sistemi di monitoraggio è invece attivata la richiesta d’invio più frequente dei dati fino al rientro della situazione di anomalia.
Interrogazione ed aggiornamento del data base
I dati memorizzati all’interno del database possono essere analizzati e visualizzati in forma grafica e numerica, l’operatore può interagire con il sistema tramite accessi selettivi protetti da password per ricercare, visualizzare ed eventualmente aggiornare i dati contenuti nel database.
Rappresentazione grafica su video monitor
Il sistema, utilizzando il video monitor, è in grado di svolgere le seguenti funzioni:
Visualizzazione
di una mappa topografica illustrante l’area oggetto di sorveglianza con
identificazione delle varie zone di cui l’area può pensarsi suddivisa e delle
postazioni di misura installate.
Visualizzazione,
in un’opportuna area dedicata del monitor, dei canali in stato di allertamento
o preallertamento.
Visualizzazione, in un’opportuna area dedicata del monitor, dello stato di funzionamento delle varie unità integrate nel sistema: unità periferiche, sistemi di acquisizione dati, computer ecc.
a) Visualizzazione delle mappe topografiche
In una finestra occupante la maggior parte del monitor è visualizzata una mappa topografica rappresentativa dell’area soggetta a sorveglianza; su tale mappa sono indicate le posizioni delle singole stazioni di misura.
L’area rappresentata è suddivisa in zone; all’operatore è data la possibilità di procedere alla visualizzazione ingrandita di una determinata zona realizzando così uno zoom.
Ciascuna zona è ulteriormente suddivisa in sottozone che l’operatore può visualizzare, singolarmente ingrandite, giungendo così al massimo dettaglio di rappresentazione consentito.
La denominazione di una certa zona compare sulle mappe in modo lampeggiante se almeno uno dei sensori interessanti la zona stessa si trova in stato di allertamento o preallertamento.
b) Visualizzazione stati di allertamento
In un riquadro del video sovrapposto a quello di fondo relativo alla mappa, sono visualizzati i messaggi relativi a situazioni di allertamento e preallertamento.
Le due condizioni sono mantenute distinte; per ciascuna di esse sono riportate le seguenti informazioni:
sigla canale;
data ed ora;
zona d’appartenenza;
zona allertata.
All’atto del verificarsi di una condizione di allertamento o preallertamento i messaggi relativi appaiono evidenziati (lampeggianti).
c) Visualizzazione stato delle periferiche
Il sistema periodicamente esegue delle opportune operazioni di test per verificare lo stato di tutti i suoi componenti, siano questi programmi, unità periferiche o sistemi di acquisizione.
In un’area di video opportuna sono visualizzati i messaggi relativi all’esito di tutte queste operazioni di test.
Backup automatico
Il sistema esegue periodicamente (ogni 24 ore) e senza intervento dell’operatore, il salvataggio automatico dei dati memorizzati nell’archivio temporaneo.
Collegamenti con un sistema centrale di elaborazione
Il sistema permette il trasferimento di tutti i dati raccolti ad un altro sistema di elaborazione in grado di mantenere la storia delle misure effettuate e fornire la restituzione grafica degli andamenti delle misure dei singoli sensori.
Il collegamento a questo sistema, localizzato presso il centro remoto di supporto tecnico (Enel.Hydro, Seriate), avviene attraverso il sistema di interrogazione locale che funge da transito fra i due sistemi per il trasferimento dei file di dati.
Stampe periodiche e creazione file riassuntivi
Il sistema fornisce in automatico, ad intervalli periodici prefissati, i rapporti delle misure; tali rapporti sono prodotti su stampante di sistema e memorizzati su file.
I dati periodicamente raccolti da tutti i sistemi di monitoraggio sono archiviati, oltre che nel database delle misure, anche in file di tipo sequenziale per una durata temporale prefissata. A tali file è possibile accedere da parte dei sistemi locali e remoti d’interrogazione per rielaborare, riaggregare, produrre rappresentazioni grafiche e numeriche delle misure acquisite.