Addressing the environmental impact of salt use on the roads

Indice degli argomenti trattati 1 Trento, 03/03/ Catena allarmistica real-time  Analisi teorica delle situazioni di possibile pericolo  Prime logiche di implementazione: allarmi e valutazione ex-ante delle necessità di trattamento  Risultati sperimentali inverno

TIS innovation park Catena allarmistica real-time 2 CasoCondizioniCasi particolari Pioggia / nevischio su strada gelata PT = 1 o PT = 3 RST < RST_frozenPrecipitationLimit Freezing rain (gelicidio): AT < AT_freezingRainLimit NevePT = 2 AT < t_air_snowAlarm RST < RST_snowAlarm Neve su strada gelata: RST < RST_coldRoadSnowLimit Neve con formazione brina: RST < RST_coldRoadSnowLimit RST  Tdew + Delta Legenda: PT = «Precipitation Type» RST = «Road Surface Temperature» AT = «Air Temperature» Tdew = «Dew Point» In caso di precipitazione Tdew + Delta Tdew Delta > 0 RST Trento, 03/03/2015Meeting Actions B NB: RST > RST_coldRoadSnowLimit

Catena allarmistica real-time 3 CasoCondizioniCasi particolari BrinaRST < RST_warning_limit RST < Tdew + Delta Brina con bassa visibilità RH > humidity_low_visibility_limit Forte formazione di brina RH* < RH  humidity_low_visibility_limit WS > WSc Legenda: RST = «Road Surface Temperature» AT = «Air Temperature» Tdew = «Dew Point» RH = «Relative Humidity WS = «Wind Speed» In assenza di precipitazione (1/3) Fonte: Norrman J. «Slipperiness on roads – an expert system classification». Met. Appl. 7, (2000) Trento, 03/03/2015

Catena allarmistica real-time 4 CasoCondizioniCasi particolari BrinaRST < RST_warning_limit RST < Tdew + Delta Rugiada seguita da brina RST (t-1) > RST_freezing_dew_limit RST (t-1) < Tdew (t-1) + Delta Legenda: RST = «Road Surface Temperature» AT = «Air Temperature» Tdew = «Dew Point» RH = «Relative Humidity WS = «Wind Speed» t: record corrente (intervallo di 10 minuti) In assenza di precipitazione (2/3) Trento, 03/03/2015

Catena allarmistica real-time 5 Trento, 03/03/2015 CasoCondizioniCasi particolari Strada non asciutta che ghiaccia RST < RST_warning_limit RSC > 1 and RSC < 4 Strada bagnata che ghiaccia RSC = 2 Neve riportata  PT = 2 in [t-D; t] Max AT in [t-D; t] < t_air_snow_drift_limit Max RH in [t-D; t] < humidity_snow_drift_limit WS > wind_snow_drift_limit Legenda: RST = «Road Surface Temperature» RSC = «Road Surface Condition» AT = «Air Temperature» RH = «Relative Humidity WS = «Wind Speed» In assenza di precipitazione (3/3)

Catena allarmistica real-time 6 Primi risultati sperimentali – configurazione iniziale parametri Trento, 03/03/2015 Soglie allarmi RST_frozenPrecipitationLimit = 0 [°C] RST_coldRoadSnowLimit = 0 [°C] t_air_freezing_rain = 0 [°C] RST_freezing_dew_limit = 0 [°C] Delta = 1 [°C] RST_warning_limit = 0 [°C] humidity_low_visibility_limit = 95% D = 12 [h] t_air_snow_drift_limit = 0 [°C] humidity_snow_drift_limit = 90% RST_snow_alarm = 2 [°C] t_air_snow_alarm = 2 [°C] wind_snow_drift_limit = 8 [m/s]

Catena allarmistica real-time 7 Logica di implementazione Record stazione t Se sì aumenta contatore corrispondente, altrimenti lo azzeri «Allarme» ? t+1 Contatore supera soglia di riferimento? Input trattamento corrispondente Trento, 03/03/2015

Catena allarmistica real-time 8 Logica di implementazione – trattamenti anti-ghiaccio Record stazione t Se sì aumenta contatore corrispondente, altrimenti lo azzeri «Allarme» ? t+1 Contatore supera soglia di riferimento? Input trattamento corrispondente counterIceAlarm = counterIceAlarm +  1 *AllarmePrecipStradaGelata + +  1 *AllarmeBrina +  1 *AllarmeBrinaForte +  1 *AllarmeRugiadaGelata +  1 *AllarmeStradaBagnataGelata counterIceAlarm > iceAlarmLimit Input trattamento anti-ghiaccio Se sono passate saltEffectivenessInterval ore dall’ultimo trattamento anti-ghiaccio effettivamente effettuato oppure se si é verificata una precipitazione ALARM altrimenti solo WARNING. Trento, 03/03/2015 E sono passate N revord dall’ultimo trattamento anti-ghiaccio suggerito (*)

Catena allarmistica real-time 9 Logica di implementazione – trattamenti anti-neve Record stazione t Se sì aumenta contatore corrispondente, altrimenti lo azzeri «Allarme» ? t+1 Contatore supera soglia di riferimento? Input trattamento corrispondente counterSnowAlarm = counterSnowAlarm +  2 *AllarmeNeve*PI + +  2 *AllarmeBrina +  2 *AllarmePrecipStradaGelata counterSnowAlarm > SnowAlarmLimit Input trattamento preventivo / rimozione neve E sono passate P ore dall’ultima operazione di rimozione neve e/o Q ore dall’ultimo trattamento anti- ghiaccio (incluso preventivo) (*) Trento, 03/03/2015

TIS innovation park Catena allarmistica real-time 10 Primi risultati sperimentali – configurazione iniziale parametri Trento, 03/03/2015 TrattamentoSoglie trattamenti [record]Tempo Prevento anti nevesnowAlarmLimit = 550 minuti AntighiaccioiceAlarmLimit = 660 minuti Freezing rainfreezingRainLimit = 110 minuti Preventivo anti neveQ = 7112 ore AntighiaccioN = 7112 ore Sgombero neveP = 173 ore AntighiacciosaltEffectivenessInterval = 4313 giorni Per quanto riguarda I coefficienti che conferiscono il peso degli alarmi associati ai singoli record (α, β, χ, etc.) nella fase di taratura del sistema si é deciso di dare sempre un peso unitario (1).

Catena allarmistica real-time 11 Primi risultati sperimentali – inverno 2014/2015 Trento, 03/03/2015 Stazioni singole Cadino Cantoniera Rocchetta

TIS innovation park Catena allarmistica real-time 12 Primi risultati sperimentali – inverno 2014/2015 Trento, 03/03/2015 Combinazione stazioni

TIS innovation park Catena allarmistica real-time 13 Primi risultati sperimentali – inverno 2014/2015 Trento, 03/03/2015 Combinazione stazioni – “ideale”

Catena allarmistica real-time 14 Trento, 03/03/2015 Prime considerazioni (1/3) Dopo aver effettuato dei test di sensitività ai parametri e calibrato i parametri sulla base di un analisi giornaliera dei dati pervenuti, dei trattamenti effettuati e della verità a terra il sistema ha raggiunto un soddisfacente grado di affidabilità. Una informazione molto importante di cui la nuova versione degli script tiene conto e che ha aggiunto un ulteriore grado di affidabilità riguarda l’integrazione dell’ultimo trattamento effettuato dai cantonieri. Da un punto di vista operativo, questi «allarmi» andrebbero integrati nel MDSS con informazioni quali l’ultimo istante in cui si è verificata una certa precipitazione e data, ora e tipologia dell’ultimo trattamento effettuato.

Catena allarmistica real-time 15 Trento, 03/03/2015 Prime considerazioni (2/3) Per quanto riguarda i trattamenti con nevicata in corso grazie ad alcuni accorgimenti sono stati migliorati alcuni aspetti mentre altri restano ancora complessi da gestire: –con l’introduzione anche della temperatura dell’aria e della strada come parametro da tenere in conto durante una nevicata l’identificazione dei trattamenti preventivi ha raggiunto un buon grado di affidabilità; –risulta invece ancora complessa l’identificazione dei trattamenti di rimozione neve in quanto, sulla base dei dati che abbiamo attualmente a disposizione, risulta complesso modellare l’accumulo di neve sul manto stradale.

Catena allarmistica real-time 16 Trento, 03/03/2015 Prime considerazioni (3/3) Per quanto riguarda i trattamenti antighiaccio combinando le analisi svolte su più stazioni (Cadino, Rocchetta e casa cantoniera) invece si osserva che: –nella prima parte della stagione (fino al 15 gennaio) si ha una buona corrispondenza tra trattamenti effettuati e previsti; –nella seconda parte di stagione si osservano più trattamenti stimati che effettuati e raramente coincidenti; –molto spesso si osserva che i trattamenti suggeriti e non effettuati sono legati a situazioni limite con temperature dell’aria e del manto stradale comprese tra 0 e -1ºC; –Assegnando una validità di 36 ore ad ogni trattamento antighiaccio vengono abbattuti notevolmente i trattamenti sovrastimati e concedendo in tale intervallo un uscita ispettiva si ottengono ottimi riscontri anche sulle uscite ispettive.

Catena allarmistica real-time 17 Trento, 03/03/2015 Prossimi passi A conclusione della stagione invernale si svolgerà un run sui dati di tutto l’inverno sulla base del quale verranno consolidati tutti i limiti fino ad ora stabiliti. La parte di allarmistica in real time dovrà essere implementata ed integrata all’interno della sezione della piattaforma dedicata all’allarmistica in real time in modo da essere pronta ad essere validata all’inizio della prossima stagione invernale.

TIS innovation park Free Software & Open Technologies Roberto Cavaliere & Stefano Seppi