Tecniche GIS applicate al monitoraggio ed alla manutenzione di infrastrutture ferroviarie, di...

UTMEA - Unità Tecnica Modellistica Energetica Ambientale

Tecniche GIS applicate al Tecniche GIS applicate al monitoraggio ed alla manutenzione di monitoraggio ed alla manutenzione di

infrastrutture ferroviarieinfrastrutture ferroviarie

Luigi Rossi, Maurizio Pollino, Andrea Danzi, A. Bruno Della Rocca

ENEA – Agenzia Nazionale per le Nuove tecnologie, l’Energia e lo sviluppo economico sostenibile Laboratorio Analisi e Osservazione del sistema Terra (UTMEA-TER)

Tecniche GIS applicate al monitoraggio ed alla manutenzione di infrastrutture ferroviarie

IntroduzioneIntroduzione

Il GIS è stato concepito nell’ottica di fornire un supporto alle attività di monitoraggio e di logistica del servizio manutenzione delle infrastrutture ferroviarie della Circumvesuviana.

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In particolare, è stata sfruttata la capacità del GIS di posizionare geograficamente le infrastrutture, unitamente a quella di effettuare delle analisi statistiche, al fine di: • analizzare le densità

di eventi e/o guasti all’interno di determinate aree territoriali;

• analizzare il rapporto causa-effetto tra le caratteristiche dell’area e gli eventi rilevati;

• indirizzare gli interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria


Il caso di studio: la Ferrovia Il caso di studio: la Ferrovia CircumvesuvianaCircumvesuviana

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Obiettivi:1. Ricostruzione numerica

aggiornata e con adeguato grado di completezza e di dettaglio geometrico del territorio intorno alla struttura ferroviaria di riferimento. Gli strati informativi utilizzati ed i risultati delle relative analisi sono organizzati in un DataBase geografico.

2. Analisi dell’interazione tra la fascia territoriale intorno alla struttura ferroviaria e la struttura stessa, in riferimento ad azioni selezionate di monitoraggio e di manutenzione. Integrazione dei dati provenienti dai verbali delle visite di controllo alle opere d'arte effettuate dai tecnici della Circumvesuviana e relativi alle infrastrutture di interesse.

Linea AperturaStato

attualeN. di

stazioniLung.

Tempo percorrenza

Trazione

Napoli - Sorrento 6 /11948 In uso 36 47 km68 min. (52 con

treni direttii) Elettrica

Napoli - Ottaviano - Sarno 28/12/1904 In uso 25 35 km 65 min. Elettrica

Napoli - Nola - Baiano 9 /7/1885 In uso 27 38 km59 min. (50 con

treni diretti) ElettricaNapoli - Scafati - Poggiomarino 28/12/1904 In uso 28 35 km 57 min. Elettrica

Napoli - San Giorgio 29/5/2001 In uso 11 12 km 21 min. Elettrica

Napoli - Pomigliano - Acerra 1/2/2005Temp. chiusa 1+3 - 28 min. Elettrica


Livelli di studio e di analisi Livelli di studio e di analisi

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1:25.000

“inquadramento generale”

Rappresentazione generale del territorio d’analisi.

E’ composta da:

• Carte Tecniche Provinciali 1:25000,

• Strati prioritari Intesa GIS (Limiti Amministrativi Provinciali e Comunali, Strade, Ferrovie, Idrografia)

• Altri tematismi territoriali (idrologia, geomorfologia, ecc.)


Livelli di studio e di analisi Livelli di studio e di analisi

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1:5.000

“dettaglio”:

Rappresentazione di specifiche porzioni del territorio individuate come aree di studio (siti dimostatori).

E’ composta da:

• Cartografia Tecnica Regionale 1:5000;

• Modello digitale del terreno (DTM) a risoluzione 5 m;

• Immagini Satellitari QuikBird (ris. 0,60 m) ortorettificate;

• Tematismi territoriali;

• Verbali di ispezione delle infrastrutture tecnologiche e civili;

• Eventi registrati sulla linea dai sensori sul campo.


Sistema di riferimento lineareSistema di riferimento lineare

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• LOCALIZZAZIONE DI PUNTI SU UNA LINEA • RIPARTIZIONE DELLA LINEA IN SEGMENTI OMOGENEI:

senza richiedere segmentazione fisica dell’arco o duplicazione;sovrapposizione alla struttura fisica del tracciato di una nuova topologia, definita in

maniera logica, senza la necessità di modificare i dati presenti nel DataBase (Segmentazione dinamica)

Grazie alla Segmentazione dinamica i dati relativi agli eventi registrati sul tracciato vengono associati ai singoli tratti del grafo che rappresenta l’intera rete.

In tal modo, nell’ambito del GIS sono stati implementati criteri di associazione tra eventi correlati per mettere in evidenza aspetti specifici ed analizzare l’interazione tra il territorio ed il tracciato ferroviario.


Interazione tra territorio e tracciatoInterazione tra territorio e tracciatoObiettivo: analisi dell’interazione reciproca tra la tratta ferroviaria ed il territorio circostante (con particolare riguardo alle aree densamente urbanizzate).

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Interazione tra territorio e tracciatoInterazione tra territorio e tracciato

La strutturatopologica fisica della polilinea è sostituita, da un punto di vista logico, da una nuova topologia.

Il GIS, in tal modo, gestisce una serie di segmenti di 1 km a cui sono associati i vari attributi.

Inserimento nel GIS dei “Verbali delle visite di controllo alle opere d'arte”

TABELLA DATI DEGLI EVENTI, IDENTIFICATI LUNGO LA PROGRASSIVA CHILOMETRICA

I dati relativi agli eventi registrati sul tracciato ed archiviati nei verbali cartacei, vengono associati ai singoli tratti del grafo che rappresentano l’intera rete.

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Interazione tra territorio e tracciatoInterazione tra territorio e tracciatoPER EVENTO PER PORZIONE DI TRATTA

Questa interrogazione risponde alla domanda “quanti e quali eventi si sono

verificati su una singola porzione di tratta?”.

In questo modo è possibile individuare e visualizzare le anomalie riscontrate sulla

tratta di interesse e discriminarle per entità e tipologia.

INTERROGAZIONI E SELEZIONI

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Interazione tra territorio e tracciatoInterazione tra territorio e tracciato

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Linea Napoli-Ottaviano-Sarno. Rappresentazione territoriale delle anomalie sul tracciato: esempio di localizzazione delle infiltrazioni d’acqua

Connessione tra i guasti non imputabili direttamente a difetti dei dispositivi e le caratteristiche del territorio stesso: certi tipi di problemi possono essere legati direttamente o indirettamente alla morfologia ed alle caratteristiche intrinseche del territorio in questioneEsempio: legame tra le anomalie sul tracciato dovute ad infiltrazioni d’acqua e le zone del territorio maggiormente “vulnerabili” a questo tipo di inconveniente.


Interazione tracciato - aree densamente Interazione tracciato - aree densamente urbanizzateurbanizzate

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Obiettivo:individuare le aree urbanizzate interessate da fenomeni dinamici connessi alle vibrazioni indotte dal passaggio dei convogli ferroviari o da problemi di tipo acustico, collegati ad una eccessiva vicinanza degli insediamenti abitati alla linea ferrata.


Analisi dell’influenza del rumore Analisi dell’influenza del rumore

E’ stata applicata una versione semplificata del modello matematico SCHALL03, con particolare attenzione all’attenuazione della propagazione del suono e tenendo conto dell’effetto della distanza, dell’interazione con il terreno, ecc….

Suddiviso il tracciato ferroviario in singoli tratti di lunghezza 100 m, è stato calcolato il livello di attenuazione per propagazione del rumore emesso dal centro di ogni singolo tratto (“punto di immissione”) per tutti i punti del territorio fino ad una distanza massima di 200 m dalla tratta stessa per cui si vuole valutare il livello sonoro.

L L l D D D D D Sr k m E k k r k s k L k BM k Korr k, , , , , , , ,. lg 19 2 10

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Il sistema diagnostico integratoIl sistema diagnostico integrato

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Il GIS acquisisce dati dal Centro di Controllo informazioni su eventi riguardanti guasti o malfunzionamenti di elementi e/o sottoimpianti della tratta, rilevati dalle unità diagnostiche dislocate sul campo e li memorizza nel GeoDatabase.

Gli Eventi rilevati vengono codificati in file testuali

WEB-GIS

Integrazione degli eventi registrati dai sensori sul campo

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