Un progetto per migliorare l’integrazione delle Sale Operative INGV

Il progetto Sale Operative Integrate e Rete di monitoraggio del futuro (S.O.I.R. monitoraggio del futuro) come primo obiettivo si è posto quello di migliorare l’integrazione del sistema di monitoraggio sismico, vulcanico e di allerta tsunami che, all’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, viene svolto presso le Sale Operative dell’Osservatorio Nazionale Terremoti di Roma, dell’Osservatorio Vesuviano di Napoli e dell’Osservatorio Etneo di Catania.

Il progetto, finanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca attraverso il Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR) con un cofinanziamento INGV, è stato approvato alla fine del 2017 e si è concluso il 31 dicembre 2020.

In questi anni le tre Sale Operative di Roma, di Catania e di Napoli sono state messe in stretto contatto e la “sorveglianza sismica integrata” è stato indubbiamente il risultato più ambizioso perseguito e raggiunto dal progetto; numerosi altri obiettivi hanno coinvolto tecnici, tecnologi, ricercatori e personale amministrativo di tutte le sezioni dell’INGV.

Il progetto è stato organizzato in 5 Work Packages (WP) più il WP0 Governance con i seguenti obiettivi scientifici e tecnologici:

• WP1 – Sviluppo delle Sale Operative Integrate;
• WP2 – Sviluppo della Rete Multi-parametrica;
• WP3 – Procedure automatiche per l’integrazione nelle Sale Operative di misure, modelli predittivi e prodotti di ricerca dell’INGV;
• WP4 – Formazione del personale delle Sale Operative;
• WP5 – Comunicazione dei prodotti delle Sale al pubblico.

WP1 – SVILUPPO DELLE SALE OPERATIVE INTEGRATE

Il WP1 ha avuto come obiettivo quello di migliorare infrastrutture e servizi per  arrivare ad avere  maggiore affidabilità  nei servizi di monitoraggio, sorveglianza e allerta sia nell’ambito delle attività vulcaniche e dei loro processi, che nell’ambito dei fenomeni legati alla sismicità del territorio nazionale.

Per far questo è stato necessario lo sviluppo della connettività tra le Sale Operative ed anche della connettività tra le altre sedi INGV che forniscono le procedure utili ai servizi.

È stato quindi messo in operatività un sistema di videoconferenza tra Sale per permettere ai turnisti delle 3 Sale INGV di comunicare tra loro e con i responsabili dei servizi.

È stato realizzato ed è tuttora in fase di ottimizzazione un sistema cloud basato su OpenStack i cui nodi principali della struttura sono distribuiti tra i CED delle sezioni di Roma, Napoli e Catania. Disporre di una infrastruttura distribuita in cloud permetterà, in caso di emergenza, di attivare procedure alternative e di disporre dei dati da un qualunque punto remoto che abbia un accesso alla rete senza che quel punto debba necessariamente avere un completo CED o tutti i dati necessari. Una tale architettura consentirà di garantire il funzionamento di servizi essenziali per ognuna delle Sale Operative, opportunamente individuati, garantendo la detezione di eventi sismici, la loro localizzazione, il calcolo della magnitudo e la comunicazione delle informazioni ai terzi preposti. In questi anni in ognuna delle tre Sale Operative sono stati sviluppati software e servizi tecnologicamente avanzati che potranno essere installati nel cloud e armonizzati tra loro.

WP2 – SVILUPPO DELLA RETE MULTI-PARAMETRICA

Il WP2 ha avuto come obiettivo quello di realizzare una rete multi-parametrica a scala nazionale caratterizzata dalla presenza, nello stesso luogo, di sensori di varia tipologia: velocimetro, accelerometro, GPS e rilevatore radon, alimentati e/o trasmessi in modo integrato.

Questo è avvenuto attraverso il potenziamento di stazioni permanenti già esistenti, realizzando siti multi-parametrici che rispondessero sia  agli obiettivi della rete a scala nazionale e che delle esigenze delle reti nelle aree vulcaniche. Si è realizzato così un incremento significativo della qualità e quantità di dati geofisici raccolti.

Le maggiori reti di monitoraggio permanenti dell’INGV, come per es. la Rete Sismica Nazionale (RSN) e la Rete Integrata Nazionale GNSS (RING), hanno rappresentato la base da cui il progetto è partito e dalla quale sono stati selezionati circa 40 siti divenuti multi-parametrici. A questo importante obiettivo, è stato affiancato un ulteriore proposito, quello di aumentare la solidità e l’affidabilità della trasmissione del dato prodotto tramite opere che garantissero una ridondanza nel sistema di alimentazione e, là dove possibile, il doppio vettore di trasmissione. Il progetto ha fatto sì che le varie reti INGV, compresa quella di recente sviluppo per il rilevamento del radon (Italian Radon mOnitoring Network – IRON), siano state viste nel loro insieme, come un’unica rete che risponde alla necessità di un campionamento multi-parametrico degli osservabili geofisici e geochimici. Questa elevata eterogeneità, dovuta principalmente alla integrazione di reti, tra loro molto diverse sia dal punto di vista tecnico che scientifico, presenta dei concreti vantaggi in termini di flessibilità e ricchezza dei dati prodotti.

WP3 – PROCEDURE AUTOMATICHE PER L’INTEGRAZIONE NELLE SALE OPERATIVE DI MISURE, MODELLI PREDITTIVI E PRODOTTI DI RICERCA DELL’INGV

Il principale obiettivo del WP3 è stato quello di sviluppare procedure automatiche per l’integrazione nelle Sale Operative di dati, misure, modelli predittivi e prodotti di ricerca dell’INGV.

Alle attività di questo WP hanno partecipano tutte le sedi INGV distribuite sul territorio italiano che, ognuna con la sua specificità, ha sviluppato ed ingegnerizzato procedure automatiche:

• per la visualizzazione nelle Sale Operative di dati e misure geochimiche, ionosferiche, geomagnetiche, telerilevate da satellite (SAR e ottico), multi-parametriche da fondale marino, space weather.
• per rendere fruibili ai responsabili delle sale di monitoraggio sismico e vulcanico, i prodotti ottenuti utilizzando modelli predittivi, sviluppati a partire da dati sismici, geochimici, geodetici, telerilevati da satellite (SAR e ottico) e multi parametrici

L’elevata eterogeneità di competenze scientifiche e tecniche ha permesso lo sviluppo di procedure e prodotti di particolare pregio, che porterà dei vantaggi nell’immediato futuro, sia per ciò che riguarda l’incremento dei dati disponibili nelle Sale Operative dell’INGV, sia per ciò che riguarda gli strumenti di analisi dei parametri geofisici ed ambientali monitorati.

L’eruzione dell’Etna del 24 dicembre 2018, seguita dall’evento sismico del 26 dicembre 2018 localizzato lungo la faglia di Fiandaca-Pennisi, ha permesso di testare quelle procedure che si trovavano già in una fase di sviluppo avanzato, ed i risultati delle nuove procedure hanno fornito ulteriori strumenti per l’analisi in near real time sia dell’evento eruttivo che dell’evento sismico. 

WP4 – FORMAZIONE DEL PERSONALE DELLE SALE OPERATIVE

Il principale obiettivo del WP4 è stata l’attività di formazione e informazione di tutto il personale coinvolto nei servizi di monitoraggio, sorveglianza e allerta.

Fin dall’inizio è stato chiaro che tutti gli sviluppi prodotti dal progetto dovevano essere condivisi con il personale impegnato nelle attività delle tre Sale Operative dell’ONT, OV e OE, rispettivamente a Roma, Napoli e Catania.

A questo si sono aggiunte anche le attività legate alle novità nelle comunicazioni verso DPC degli eventi sismici nelle aree vulcaniche e, in generale, sul territorio nazionale. Infatti, tra il 2017 e il 2019, si è lavorato con costanza ed estrema attenzione per migliorare la comunicazione verso DPC degli eventi sismici, per evitare la ridondanza delle comunicazioni dalle tre Sale Operative INGV.

È stata redatta una nuova versione dei paragrafi dell’Allegato A dell’Accordo Quadro DPC- INGV 2012-2021 relativi alla Sorveglianza Sismica e Vulcanica, operativi dalla fine del 2020, con nuove procedure per le Sale Operative INGV.

L’entrata in vigore di queste nuove procedure è stata preceduta da un periodo di test per la messa a punto dei sistemi informatici e per lo svolgimento di attività di verifica delle conoscenze del personale coinvolto nei servizi di monitoraggio, sorveglianza e allerta.

La formazione è avvenuta tramite l’organizzazione di corsi con lezioni frontali, esercitazioni pratiche e verifiche con esame finale, rivolti sia al personale che svolge attività di sorveglianza H24/7 nelle Sale Operative sia a tutto il personale in reperibilità. I principali obiettivi sono stati quelli di consolidare il livello delle conoscenze di base, migliorare l’interazione tra le Sale, standardizzare e ottimizzare le procedure. È stato anche stimolato lo scambio di informazioni ed esperienze tra personale delle diverse Sale Operative allo scopo di conoscere le procedure specifiche di ogni Sala Operativa (sismiche, vulcanologiche e allerta tsunami) ed essere in grado di fronteggiare emergenze che possono prevedere il coinvolgimento del personale di più Sale.

WP5 – COMUNICAZIONE DEI PRODOTTI DELLE SALE AL PUBBLICO

Il principale obiettivo del WP5 è stato quello di rendere più omogenea la comunicazione dei prodotti delle Sale Operative INGV e migliorare la comunicazione al pubblico delle attività e dei prodotti delle Sale.

Per far questo, si è lavorato su due livelli possibili di comunicazione: il primo ha avuto come obiettivo quello di fornire una descrizione esaustiva e comprensibile del funzionamento delle Sale Operative, del tipo di dati che vengono raccolti e delle elaborazioni che vengono effettuate. Questo tipo di comunicazione si è prefisso di informare i cittadini circa le modalità con cui i dati di monitoraggio vengono raccolti e analizzati, anche ai fini della sorveglianza. Per questo, sono state realizzate le infografiche che descrivono le Sale Operative INGV, le attività che in esse si svolgono e i dati che si raccolgono ai fini della sorveglianza.

Il secondo livello di comunicazione è invece relativo alla condivisione con il pubblico dei dati delle Sale Operative. In questo caso, l’oggetto della comunicazione sono stati i dati stessi e le elaborazioni che ne vengono fatte.

Per entrambi i livelli di comunicazione il WP5 ha lavorato alla riprogettazione condivisa dei 3 blog/e-magazine dipartimentali INGVterremoti, INGVvulcani, INGVambiente, nati per informare i cittadini sulle attività di monitoraggio e sorveglianza delle Sale Operative INGV e sulle ricerche in corso.

I RISULTATI DEL PROGETTO

Ogni anno sono stati organizzati incontri di confronto e verifica delle attività in corso di svolgimento e di presentazione dei prodotti del progetto.

Il meeting finale non si è potuto tenere in presenza a causa dell’emergenza sanitaria COVID19 e si è svolto in videoconferenza il 21 dicembre 2020: in questa occasione è stato presentato il volume 57 della Miscellanea INGV (https://doi.org/10.13127/misc/57) che raccoglie gran parte dei risultati raggiunti nell’ambito del progetto in questi anni.

Riportiamo di seguito l’indice dei contenuti del volume dove si possono trovare i risultati del progetto.

WP0 GOVERNANCE

• Il progetto “Sale Operative Integrate e Rete di monitoraggio del futuro”: organizzazione e gestione https://doi.org/10.13127/misc/57/1

WP1 SALE OPERATIVE INTEGRATE

• Cloud multiregion INGV: la Sala Operativa Virtuale https://doi.org/10.13127/misc/57/2
• Il sistema di videoconferenza tra Sale Operative https://doi.org/10.13127/misc/57/3
• Un nuovo sviluppo open source per un moderno sistema di monitoraggio sismico basato su Earthworm https://doi.org/10.13127/misc/57/4
• Lo sviluppo dei nuovi sistemi integrati di Sala, il sistema WESSEL ed i suoi simbionti https://doi.org/10.13127/misc/57/5
• Manualistica di riferimento per la Sala di Monitoraggio dell’Osservatorio Vesuviano: Procedure Operative per i Comunicati e Utilizzo del nuovo Software WESSEL https://doi.org/10.13127/misc/57/6
• Il database sismico SERENADE: un sistema REST per la gestione delle localizzazioni sismiche https://doi.org/10.13127/misc/57/7
• INGV SwiftApp: Un caso d’uso di Object Storage https://doi.org/10.13127/misc/57/8

WP2 RETE MULTIPARAMETRICA

• Descrizione generale delle attività svolte e risultati conseguiti https://doi.org/10.13127/misc/57/9
• La rete multiparametrica dell’Osservatorio Nazionale Terremoti https://doi.org/10.13127/misc/57/10
• La rete di monitoraggio geodetico https://doi.org/10.13127/misc/57/11
• La ridondanza di trasmissione di una stazione multiparametrica https://doi.org/10.13127/misc/57/12
• Stazioni multiparametriche di competenza dell’Osservatorio Etneo https://doi.org/10.13127/misc/57/13
• Una stazione multiparametrica per il monitoraggio delle aree vulcaniche https://doi.org/10.13127/misc/57/14
• La rete di monitoraggio radon IRON all’interno del Progetto “S.O.I.R. monitoraggio futuro”: integrazione con la Rete Sismica Nazionale https://doi.org/10.13127/misc/57/15
• La rete di monitoraggio radon IRON: trasmissione dei dati su rete TCP/IP https://doi.org/10.13127/misc/57/16

WP3 SVILUPPO DI PROCEDURE AUTOMATICHE PER L’INTEGRAZIONE NELLE SALE OPERATIVE DI MISURE, MODELLI PREDITTIVI E PRODOTTI DI RICERCA DELL’INGV

• Sistema FLOWSAT per la caratterizzazione dei flussi lavici dallo spazio https://doi.org/10.13127/misc/57/17
• Dati accelerometrici INGV in tempo reale: processamento automatico e verifica di qualità del dato https://doi.org/10.13127/misc/57/18
• Uno strumento software per l’inversione rapida di dati di deformazione https://doi.org/10.13127/misc/57/19
• Procedure automatiche per la rilevazione e la stima dei parametri delle nubi vulcaniche da satellite https://doi.org/10.13127/misc/57/20
• Procedure per la stima della temperatura superficiale e generazione di mappe di colate durante eruzione da satellite https://doi.org/10.13127/misc/57/21
• Attività sui dati, metadati e prodotti per le stazioni GNSS in area Mediterranea https://doi.org/10.13127/misc/57/22
• SISTEM – Integrazione dati SAR e GNSS dell’area etnea https://doi.org/10.13127/misc/57/23
• Mt. Etna SAR – Il WEB-GIS interferometrico dell’area etnea https://doi.org/10.13127/misc/57/24
• Utilizzo preliminare del failure forecast method sui dati GPS di spostamento orizzontale registrati nella caldera dei Campi Flegrei dal 2011 al 2020 https://doi.org/10.13127/misc/57/25

WP4 FORMAZIONE DEL PERSONALE DELLE SALE OPERATIVE

• La formazione del Personale delle Sale Operative INGV https://doi.org/10.13127/misc/57/26
• La formazione del Personale della Sala di Sorveglianza Sismica e Allerta Tsunami di Roma https://doi.org/10.13127/misc/57/27
• La formazione del Reperibile informatico per i sistemi di Analisi Dati della Sala Operativa di Roma https://doi.org/10.13127/misc/57/28
• La condivisione di esperienza e conoscenza nel percorso formativo dei Turnisti dell’Osservatorio Etneo https://doi.org/10.13127/misc/57/29
• Cambiamenti tecnologici e fattore umano: specifiche necessità degli Operatori di Sala https://doi.org/10.13127/misc/57/30

WP5 COMUNICAZIONE DEI PRODOTTI DELLE SALE AL PUBBLICO

• Progettazione e realizzazione di una nuova interfaccia di comunicazione per i blog INGVterremoti, INGVvulcani e INGVambiente https://doi.org/10.13127/misc/57/31
• Raccontare le Sale Operative dell’INGV attraverso infografiche https://doi.org/10.13127/misc/57/32

A cura di Lucia Margheriti, Concetta Nostro, Sandro Rao, Milena Moretti, INGV-Osservatorio Nazionale Terremoti; Giovanni Scarpato, Francesca Cirillo, INGV-Osservatorio Vesuviano; Francesco Guglielmino, Ornella Cocina, INGV-Osservatorio Etneo.

Ringraziamenti

A tutti i partecipanti al progetto va il più sentito ringraziamento per l’impegno e l’interesse mostrato, per la professionalità e serietà che hanno consentito, nonostante i tanti imprevisti, di portare a termine molti degli obiettivi prefissati.

Un sincero grazie anche al Presidente INGV Prof. Carlo Doglioni e alla Dott.ssa Maria Siclari, che, come Direttrice Generale dell’INGV fino a giugno 2020, ci ha sostenuti sin dall’inizio di questo viaggio. 

Un particolare ringraziamento va anche ai Direttori, passati e presenti, delle Sezioni INGV coinvolte nei Servizi di Sorveglianza per il continuo sostegno: Dott. Salvatore Stramondo, Osservatorio Nazionale Terremoti, Dott.ssa Francesca Bianco, Osservatorio Vesuviano,  Dott. Eugenio Privitera e Dott. Stefano Branca, Osservatorio Etneo.

Ci teniamo, inoltre, a ringraziare gli autori e i revisori che hanno contribuito al volume 57 della Miscellanea e i colleghi della Redazione CEN che hanno dimostrato grande professionalità e passione.

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