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Innovazione e tecnologia:
SMART TUNNEL
Ing. Luigi Carrarini
Responsabile Infrastrutturazione Tecnologica e
Impianti
DOCT di ANAS
L’Italia si fa strada
ExpoTunnel – Bologna 20 Ottobre 2016

WWW.STRADEANAS.IT 2
L’ANAS
1.200
Gallerie
800
Km
STRADE STATALI
E AUTOSTRADE
di cui 1.300 km
di autostrade
e raccordi
25.000 Km

WWW.STRADEANAS.IT 3
L’incremento degli standard di sicurezza all’interno delle gallerie stradali è uno dei principali
ambiti d’intervento che i gestori della rete stradale, ed in primis Anas, stanno affrontando
anche in base alle importanti direttive e normative emanate a livello europeo e nazionale.
Norme per la Sicurezza
3
Incendio
Monte
Bianco
24 Marzo
1999
Bozza linee
guida ANAS
2003
Direttiva
Europea
2004
Linee Guida ANAS
Dlgs 264/06
2006
Commissione
Dlgs 264/06
2007
Linee guida
ANAS
2009
Ispezioni Dlgs
264/06
2012
DM 14/09/2005
Illuminazione
2005
DPR 151/11
2011
Documentazione VVF
Revisione DM Illuminazione
2013
Nuova Norma
CEI
2015
30 Aprile
2019
Piani di
adeguamento delle
gallerie ANAS di
interesse nazionale
Obbligo
adeguamento
DLGS 264/06
tutte le gallerie
della rete TERN
Regola tecnica VVF

Antincendio
Impianti tecnologici in galleria
4
Illuminazione
Ventilazione
Telecontrollo
Impianti speciali
Dai mille a duemila punti di controllo per chilometro

WWW.STRADEANAS.IT 5
La conoscenza delle condizioni effettive di pericolo sulla strada,
consentono al gestore, di agire in modo tempestivo mirato ed efficace in
termini di prevenzione e di protezione, lasciando come rischio residuo i
soli eventi imprevedibili ed ingestibili.
Tempi di raccolta ed elaborazione delle informazioni che influenzano le
condizioni ed il livello di rischio di una struttura sono dell'ordine dei 15
minuti (condizioni di traffico e meteoclimatiche)
5
I tempi di intervento per la gestione dell'emergenza sono dell'ordine di
20-30 minuti (tempi di esodo, di arrivo dei servizi di soccorso)
Telecontrollo

 In una galleria stradale possono verificarsi un incendio ogni 5 anni per km di cui
uno su 6 può avere conseguenze catastrofiche;
 In una galleria stradale possono verificarsi un incidente ogni 2 mesi per km di cui
uno su 10 può avere conseguenze gravi;
 In una galleria stradale si verificano guasti agli impianti mediamente ogni 60 giorni;
 In una galleria stradale si verificano eventi anomali (meteo, veicoli fermi)
mediamente ogni 15 giorni;
 I tempi di variazione delle condizioni di esercizio è dell’ordine di 1 giorno;
 I tempi minimi di variazione del meteo sono dell’ordine di 15 minuti;
6 ExpoTunnel – Bologna 20 Ottobre 2016
Qualche numero

 I tempi dei variazione delle condizioni di traffico sono dell’ordine di 5 minuti;
 I tempi di percorrenza di una galleria sono dell’ordine di 1-2 minuti;
 I tempi di approccio ad una galleria sono dell’ordine di 10 s;
 Il tempo disponibile in galleria per auto-salvamento varia tra 10 e 20 minuti;
 Il tempo di arrivo dei servizi di soccorso varia tra 5 e 30 minuti;
Qualche numero

 Quali sono i prodromi di un incidente?
Traffico, meteo, periodo del giorno, stagione, illuminazione naturale, stato degli impianti di
prevenzione
 Come influiscono le concause?
La combinazione dei prodromi può portare più facilmente ad un incidente rispetto ai singoli
parametri. Vi sono parametri che da soli non portano a incidenti ma possono enfatizzare
alcune situazioni (es. Temperatura, concentrazione di polveri)
 Posso fare prevenzione anche nelle prime fasi della gestione dell’emergenza?
Attivando tempestivamente ed in modo mirato le procedure e comunicando agli utenti ed
ai servizi addetti posso evitare che l’evento evolva in situazioni catastrofiche. Es. Incidente
che non è ancora degenerato in incendio.
Prodromi concause e gestione

 Quali misure aggiuntive posso attivare?
Misure gestionali quali: limiti di velocità variabili, pattugliamento, servizi di intervento con
squadre aziendali, comunicazioni di allerta agli utenti, imposizione della distanza di
sicurezza.
 Quali vantaggi ha il gestore?
Può mantenere in esercizio la galleria anche in situazioni degradate in quanto ha il polso
della situazione e consoce il limite della propria struttura. Il limite della struttura è inoltre
innalzato per via dei sistemi di controllo pertanto può gestire meglio anche alcune
situazioni pericolose.
Prodromi concause e gestione

WWW.STRADEANAS.IT 10
Il valore aggiunto per la
sicurezza delle infrastrutture è
dato dalla natura delle
tecnologie installate, dai sensori
e da un efficiente sistema di
gestione, sia in esercizio
ordinario che durante le fasi di
emergenza.
Gestione Intelligente: Smart Tunnel

11
Sviluppare sistemi di gestione che
consentano di prevenire e
controllare le situazioni di pericolo
Monitorare costantemente ed a
distanza le condizioni operative
Lo Smart Tunnel permette di:
Sviluppare ed implementare
soluzioni che migliorino gli aspetti
gestionali e di sicurezza
Ottimizzare la manutenzione degli
impianti
Avere un sistema predittivo degli
eventi pericolosi

GESTIONE IMPIANTI IN
GALLERIA
Safety, energy management
MONITORAGGIO DELLA TRATTA
traffico e security
SISTEMA UNIFICATO DI VIDEOSORVEGLIANZA
E RILEVAZIONE INCIDENTI E TRAFFICO
SISTEMA UNIFICATO DI GESTIONE IMPIANTI PER
LA SICIREZZA ED IL RISPARMIO ENERGETICO
Cloud computing
Wireless Sensor Network
(WSN)
INTERNET OF THINGS
GESTIONE DELLA TRATTA:
Segnaletica variabile
Limiti di velocità
Misure di sicurezza gestionali
Manutenzione impianti

WWW.STRADEANAS.IT 13 ExpoTunnel – Bologna 20 Ottobre 201613
STIG
RMT
Big
Data
DSS
SISTEMI E SOFTWARE
DI GESTIONE
BANCA DATI
INFORMAZIONI
DECISION SUPPORT SISTEM

Sensoristica wireless sostenibile ridondante
e distribuita lungo la galleria
GATEWAY
Calcolo del
rischio
Sensori ambientali: meteo, velocità dell’aria, pressione, inquinamento, illuminazione
Sensori rilevazione incendi: fumo, temperatura, merci pericolose
Sensori traffico: velocità media, flusso, congestione
INTERNET OF THINGS – monitoraggio distribuito
14
Real Time
Middle Time
Long Time
Link

Punti di Forza
Sensori dispiegabili in numero elevato e caratterizzati da:
• Basso costo
• Dimensioni ridotte
• Alta integrabilità nei materiali e negli ambienti
• Facilità di installazione
• Auto-connessi al CLOUD tramite rete wireless a lunga portata (standard LoRa –
fino a 15 Km in campo libero e 2 Km in spazio urbano)
• Gateway logicamente disaccoppiati dai sensori, nessuna rete locale da gestire
INTERNET OF THINGS – Sensori
15

Punti di Forza
• Possibilità di valutare a distanza «lo stato di salute» della galleria, in tempo reale e
con grande risoluzione, grazie al numero di sensori dispiegati
• Visualizzazione grafica dei sensori su modello della struttura (visione complessiva e
immediata dello stato di salute)
• Possibilità di intervenire tempestivamente per far fronte ad anomalie, guasti e
situazioni critiche
• Stoccaggio pluridecennale dei dati e possibilità di effettuare analisi statistiche sui
modelli della struttura
INTERNET OF THINGS – Sensori
16

17 17 ExpoTunnel – Bologna 20 Ottobre 2016
Analisi di rischio statica
Analisi di rischio statica come strumento decisionale durante la fase progettuale

GESTIONE STATICA
Veicoli – Manutenzione -
Traffico – Meteo- Utenti
Prevenzione
Protezione
Gestione delle emergenze solo dopo l’avvenimento dell’evento critico e
per un limitato numero di scenari
Sistemi di protezione
e procedure fisse
Tempi dell’emergenza
1anno 1mese 1giorno 1h 1min 1 s 3 min 10 min 30min
Analisi di rischio statica
Analisi di rischio statica come strumento decisionale durante la fase progettuale
Scenari a elevata frequenza
e basse conseguenze
Scenari a bassa frequenza
e conseguenze medio-alte,
gestione difficile senza
informazioni
Scenario di riferimento

Analisi di rischio dinamica : in tempo reale
Prevenzione Protezione
Tempi dell’emergenza
1anno 1mese 1giorno 1h 1min 1 s 3 min 10 min 30min
Estensione della gestione del
rischio alla fase prodromica
Misure
gestionali
ad hoc
La gestione dinamica delle emergenze parte in maniera preventiva prima che accada l’evento critico
ed in maniera adattativa dopo l’accadimento per gestire gli scenari più rischiosi
Scenari a elevata frequenza
e basse conseguenze (non
necessitano di particolari
mezzi per la gestione e
comunque ridotti con
la prevenzione)
Scenari a bassissima frequenza
e elevate conseguenze
(rari- non gestibili)

Analisi di rischio dinamica
20
Sensori in
campo
Banca Dati
Feedback Esperienza
Informazioni
dalla rete
Elaborazione in
tempo reale
CALCOLO
DEL
RISCHIO
Accettabile
Pre-Allarme
Allarme
Traffico – Telecamere -Impianti
Meteo – Traffico - Incidenti

Eventi pericolosi considerati
- Incidente generico
- Incendio
- Incidente merci pericolose
21
Variabili di calcolo
- Flusso di traffico
- Caratteristiche geometriche galleria
- Efficienza dei sistemi
- Velocità di progetto
- Percentuale di veicoli pesanti
- Variazione del traffico
- Congestione
- Variazione delle condizioni meteo (vento-pioggia-nebbia)
- Variazione efficienza degli impianti
- Variazione della velocità di percorrenza media
- Distanza di sicurezza media (prima della galleria)
- Luminanza esterna
- Temperatura ed umidità dell’aria all’esterno ed in galleria
- Concentrazione dei prodotti della combustione-visibilità
CALCOLO DEL LIVELLO DI
SICUREZZA DELLA GALLERIA
su una scala normalizzata da 1 a 10

𝑷 𝒏 è la probabilità che si verifichi un incidente dopo n giorni che non ne avviene uno
𝒇 è il flusso di traffico
𝑽𝑷 è la percentuale di veicoli pesanti
𝑽 è la velocità media dei veicoli
𝑽 𝑷 è la velocità di progetto
𝝈 𝑽 è la deviazione standard rispetto alla velocità media dei veicoli
𝑫 è il fattore di manutenzione da definire in funzione delle condizioni di degrado degli impianti
𝑰 è il fattore di illuminazione da definire in funzione delle ore dell'anno
𝑴 è il fattore legato alle condizioni meteo
𝜺 𝒑 è l'efficacia dei sistemi di protezione
𝜺 𝒑𝒓 è l'efficacia dei sistemi di prevenzione
𝑵 è la magnitudo dell'evento espressa in potenziali vittime in funzione della tipologia di evento
𝒌 è una costante derivante dalla taratura del modello in funzione delle caratteristiche della galleria e dalla sua
risposta alle condizioni di emergenza.
22
𝑅 = 𝑃 𝑛 𝑘 𝑓3
𝑉𝑃 𝑀 + 𝐼 + 𝐷 𝜀 𝑝 𝜀 𝑝𝑟 𝑁𝜎 𝑉
2 𝑉
3600 𝑉𝑃
Per ogni galleria viene definito un valore del rischio, variabile su una scala da 1 a 10,
che fa riferimento allo stato attuale dall’infrastruttura.

Curva che mette in relazione il valore del rischio al flusso di traffico

Da una distribuzione del traffico nota si può calcolare il rischio istantaneo per
ciascuna ora del giorno, nonché il rischio cumulato sulla giornata o su un anno.

-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Indicedisicurezza
Flusso di traffico [veicoli/ora]
0,33
0,5
0,75
0,85
0,95
0,99
TOLLERABILE (MISURE GESTIONALI)
ACCETTABILE
NON ACCETTABILE
Efficienza
sistemi
RIFERIMENTO 1 ANNO
I grafici riportano l’indice di
sicurezza in funzione del volume
di traffico e dell’efficienza dei
sistemi di sicurezza
LIVELLO DI
SICUREZZA DELLA
GALLERIA
= media delle area
sottese alle curve

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Indicedisicurezza
Flusso di traffico [veicoli/ora]
0,33
0,5
0,75
0,85
0,95
0,99
TOLLERABILE (MISURE GESTIONALI)
ACCETTABILE
NON ACCETTABILE
Efficienza
sistemi
RIFERIMENTO 1 ORA
I grafici riportano l’indice di
sicurezza in funzione del volume
di traffico e dell’efficienza dei
sistemi di sicurezza
LIVELLO DI
SICUREZZA DELLA
GALLERIA
= media delle area
sottese alle curve

LIVELLO DI
SICUREZZA
VALORE DEL
RISCHIO
BASSO
Pre-allerta
ALTO-allerta
Scala dell’intensità del livello di sicurezza
29
Rischio
Livellodisicurezza

Monitoraggio Real time e Predittivo
Programmazione interventi a medio
o lungo termine
BASSO
Pre-allerta
ALTO-allerta
Scala dell’intensità del livello di sicurezza
30
Pronto intervento e misure urgenti
di mitigazione del rischio
Monitoraggio e MO galleria
GESTIONE DEL RISCHIO
Rischio
Livellodisicurezza

Quando il comportamento della
galleria in esercizio si discosta
da quello virtuale ed ideale
31
Aumenta l’indice di rischio /
Diminuisce il livello di sicurezza
Quando il livello di
rischio supera la
soglia tollerabile
(PRINCIPIO ALARP)
Tramite misure di
mitigazione dei rischi,
modifiche alle tempistiche
di manutenzione o con
misure di esercizio
(chiudere galleria)
Si può riportare il
valore del rischio al di
sotto del limite di
tollerabilità (ALARP)

L’analisi di rischio dinamica è un nuovo strumento che permette di :
1) definire il quadro di rischio/ livello di sicurezza di una galleria nelle condizioni di
esercizio
2) avere un quadro generale sullo stato di funzionamento dei sistemi impiantistici o la
presenza di eventuali guasti
3) programmare interventi di adeguamento o di manutenzione dell’opera o di pronto
intervento, quando si verifica il malfunzionamento degli impianti o si riduce l’indice
di sicurezza
4) valutare se il livello di sicurezza è accettabile (ALARP) o se è necessario introdurre
misure integrative per mitigare il rischio
32

 Nella gestione delle gallerie stradali le nuove tecnologie consentono di sfruttare al
massimo le dotazioni impiantistiche presenti incrementando il monitoraggio e
migliorando la gestione dei vari sistemi sia in esercizio sia in emergenza.
 Un maggior impegno è dedicato a trasferire l'esperienza dei tecnici nelle procedure di
gestione rendendole robuste ed efficaci rispetto alla realizzazione di procedure di
gestione rigide che funzionano bene solo in condizioni teoriche.
 Per fare ciò è necessario spostare l'attenzione sulle modalità di acquisizione,
elaborazione ed impiego dei dati acquisiti in campo, avendo a disposizione sistemi di
telecomunicazioni ed elaborazione rapidi ed affidabili.
Conclusioni

Ing. Luigi Carrarini
Tel. 0644464147
Cell. 3346448007
Email: L.carrarini@stradeanas.it
L’Italia si fa strada
A cura di : Ing. Alessia Fattorini
Ing. Daniela De Nigris

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