IT201600088331A1 - System for monitoring an area affected by a natural disaster and its method of operation. - Google Patents
System for monitoring an area affected by a natural disaster and its method of operation.Info
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Description
Sistema per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale e relativo metodo di funzionamento. System for monitoring an area hit by a natural disaster and its method of operation.
La presente invenzione riguarda un sistema per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale ed il relativo metodo di funzionamento. The present invention relates to a system for monitoring an area hit by a natural disaster and its method of operation.
Più dettagliatamente l’invenzione concerne un sistema del tipo detto, studiato e configurato in particolare per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale, quale un forte evento sismico, una frana, un alluvione e simili, finalizzato alla valutazione dello stato delle infrastrutture coinvolte quali edifici e strade, nonché al coordinamento dei soccorsi. More in detail, the invention concerns a system of the above type, studied and configured in particular for monitoring an area affected by a natural disaster, such as a strong seismic event, a landslide, a flood and the like, aimed at assessing the state of the infrastructures involved such as buildings and roads, as well as the coordination of relief efforts.
Com’è ben noto, attualmente, nel caso in cui un’area geografica sia colpita da una calamità naturale, è necessario valutare lo stato delle infrastrutture quali le strade e gli edifici coinvolti al fine di organizzare lo spostamento delle unità di soccorso che devono raggiungere l’area colpita. As is well known, at present, in the event that a geographical area is hit by a natural disaster, it is necessary to evaluate the state of the infrastructures such as the roads and buildings involved in order to organize the movement of the rescue units that must reach. the affected area.
In particolare, nel caso in cui un’area geografica colpita sia molto estesa, risulta difficile valutare da remoto lo stato ed il livello di transitabilità delle strade, l’agibilità degli edifici, e la presenza di mezzi che trasportano merci pericolose che potrebbero arrecare ulteriori danni se danneggiati dalla calamità. In particular, in the event that the affected geographic area is very extensive, it is difficult to remotely assess the state and the level of transitability of the roads, the practicability of buildings, and the presence of vehicles carrying dangerous goods that could cause further damage if damaged by the disaster.
Questa incertezza comporta quindi spesso dei ritardi nell’organizzazione delle unità di soccorso e spesso una inadeguatezza nella scelta delle unità di soccorso più appropriate per la tipologia di calamità naturale che ha colpito l’area. This uncertainty therefore often leads to delays in the organization of the rescue units and often an inadequacy in choosing the most appropriate rescue units for the type of natural disaster that hit the area.
Appare evidente come le metodologie esistenti per la gestione di unità di soccorso siano onerose in termini economici ed anche in termini di tempo necessario per l’organizzazione delle stesse. Tutto questo comporta spesso la perdita di vite umane. It is clear that the existing methodologies for the management of rescue units are costly in economic terms and also in terms of the time required for their organization. All of this often results in the loss of human life.
Alla luce di quanto sopra, è, pertanto, scopo della presente invenzione quello di fornire un sistema ed un metodo per monitorare un’area colpita da una calamità naturale e valutare la transitabilità delle strade e l’entità del danno subito dalle infrastrutture al fine di ottimizzare la gestione delle unità di soccorso. In light of the above, it is, therefore, the purpose of the present invention to provide a system and a method for monitoring an area hit by a natural disaster and assessing the transitability of roads and the extent of damage suffered by infrastructures in order to optimize the management of rescue units.
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un sistema per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale del tipo comprendente edifici, strade, infrastrutture e simili, detto sistema comprendendo una unità logica di controllo remota, provvista di mezzi di comunicazione per la ricezione ed invio di dati, almeno una pluralità di dispositivi collocati in posizioni prestabilite all’interno e/o all’esterno di detti edifici, strade, infrastrutture e simili in grado di rilevare dati e trasmetterli a detta unità logica di controllo. Therefore, the specific object of the present invention is a system for monitoring an area hit by a natural disaster of the type comprising buildings, roads, infrastructures and the like, said system comprising a remote control logic unit, equipped with communication means for receiving and sending data, at least a plurality of devices located in predetermined positions inside and / or outside said buildings, roads, infrastructures and the like, capable of detecting data and transmitting them to said logic control unit.
Ulteriormente secondo l’invenzione, detta unità logica di controllo elabora detti dati secondo programmi predeterminati per inviare segnali di allarme ad unità di soccorso remote. Further according to the invention, said control logic unit processes said data according to predetermined programs to send alarm signals to remote rescue units.
Preferibilmente secondo l’invenzione, detta pluralità di dispositivi può comprendere una prima pluralità di dispositivi disposti internamente ed esternamente a detti edifici, una seconda pluralità di dispositivi, disposti esternamente a detti edifici, una terza pluralità di dispositivi collocati su mezzi di soccorso quali ambulanze e Vigili del Fuoco. Preferably according to the invention, said plurality of devices can comprise a first plurality of devices disposed internally and externally to said buildings, a second plurality of devices, disposed externally to said buildings, a third plurality of devices placed on rescue vehicles such as ambulances and Fire fighters.
Ancora secondo l’invenzione, detta prima pluralità di dispositivi comprende sensori di rilevamento, detta seconda pluralità di dispositivi comprende telecamere fisse e aeromobili a pilotaggio remoto o droni mobili sull’area geografica, e detta terza pluralità di dispositivi comprende sensori di rilevamento. Still according to the invention, said first plurality of devices includes detection sensors, said second plurality of devices includes fixed cameras and remotely piloted aircraft or mobile drones over the geographical area, and said third plurality of devices includes detection sensors.
Sempre secondo l’invenzione, ciascun dispositivo di detta prima pluralità di dispositivi può comprendere una armatura accoppiata ad una piastra. Always according to the invention, each device of said first plurality of devices can comprise an armature coupled to a plate.
Ulteriormente secondo l’invenzione, detta piastra viene fissata ad un muro interno o esterno di detti edifici, in modo da rimanere solidale a detto muro anche in caso di crollo di detto edificio. Further according to the invention, said plate is fixed to an internal or external wall of said buildings, so as to remain integral with said wall even in the event of the collapse of said building.
Preferibilmente secondo l’invenzione, detta piastra è fissata a detti muri mediante mezzi di fissaggio quali viti, bulloni e simili. Preferably according to the invention, said plate is fixed to said walls by means of fastening means such as screws, bolts and the like.
Ancora secondo l’invenzione, ciascun dispositivo di detta prima pluralità di dispositivi può comprendere accelerometri di tipo MEMS atti alla rilevazione degli spostamenti di detti edifici, sensori che implementano le funzioni di un clinometro atti alla rilevazione dell’inclinazione di detti edifici, giroscopi di tipo MEMS atti alla misurazione della velocità angolare magnetometri atti alla misurazione delle rotazioni, un microcontrollore per la gestione di detti sensori, e un circuito di alimentazione. Still according to the invention, each device of said first plurality of devices can comprise MEMS-type accelerometers suitable for detecting the movements of said buildings, sensors that implement the functions of a clinometer suitable for detecting the inclination of said buildings, gyroscopes of the type MEMS suitable for measuring angular velocity magnetometers suitable for measuring rotations, a microcontroller for managing said sensors, and a power supply circuit.
Sempre secondo l’invenzione, detta unità logica di controllo è implementata come sistema cloud. Again according to the invention, said control logic unit is implemented as a cloud system.
Forma ulteriore oggetto specifico della presente invenzione un metodo per il funzionamento di un sistema per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale del tipo comprendente edifici, strade, infrastrutture e simili, comprendente le seguenti fasi: A further specific object of the present invention is a method for the operation of a system for monitoring an area affected by a natural disaster of the type including buildings, roads, infrastructures and the like, comprising the following phases:
- fornire una unità logica di controllo; - provide a logic control unit;
- acquisire dati relativi alla dinamica di detti edifici ed inviarli a detta unità logica di controllo, - acquisire dati relativi alla transitabilità delle strade a seguito del forte evento sismico, in riferimento ai livelli di traffico simulati nelle diverse fasce orarie ed alla presenza di macerie sulle sedi stradali a seguito del collasso degli edifici prospettanti sulle strade medesime, ed inviarli a detta unità logica di controllo, - acquire data relating to the dynamics of said buildings and send them to said logic control unit, - acquire data relating to the transitability of the roads following the strong seismic event, with reference to the traffic levels simulated in the different time bands and the presence of rubble on the roadways following the collapse of the buildings overlooking the same roads, and send them to said logic control unit,
- effettuare un monitoraggio satellitare in tempo reale della posizione di vettori con merci pericolose, nonché dei mezzi di soccorso e delle ambulanze ed inviare detti dati a detta unità logica di controllo, - acquisire ed elaborare detti dati mediante detta unità logica di controllo, - perform satellite monitoring in real time of the position of carriers with dangerous goods, as well as rescue vehicles and ambulances and send said data to said control logic unit, - acquire and process said data by means of said control logic unit,
- inviare detti dati elaborati a dette unità di soccorso. - send said processed data to said rescue units.
La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1 mostra uno schema funzionale del sistema per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale, secondo la presente invenzione; The present invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which: Figure 1 shows a functional diagram of the system for monitoring an affected area from a natural disaster, according to the present invention;
la figura 2 mostra una vista prospettica di un componente del sistema oggetto della presente invenzione; Figure 2 shows a perspective view of a component of the system object of the present invention;
la figura 3 mostra una vista laterale del componente di figura 2; figure 3 shows a side view of the component of figure 2;
la figura 4 mostra una vista posteriore del componente di figura 2; figure 4 shows a rear view of the component of figure 2;
la figura 5 mostra una vista esplosa del componente di figura 2; e figure 5 shows an exploded view of the component of figure 2; And
la figura 6 mostra una ulteriore vista esplosa del componente di figura 2. figure 6 shows a further exploded view of the component of figure 2.
Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici. In the various figures similar parts will be indicated with the same numerical references.
Facendo riferimento alla figura 1, si osserva un sistema S per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale secondo la presente invenzione. Referring to Figure 1, a system S is observed for monitoring an area affected by a natural disaster according to the present invention.
In particolare, il sistema S comprende una unità logica di controllo 1, per l’acquisizione ed elaborazione dei dati, remota rispetto ad un’area geografica da monitorare, una prima pluralità 2 di dispositivi quali sensori di rilevamento disposti internamente ed esternamente agli edifici presenti nell’area geografica, una seconda pluralità 3 di dispositivi quali telecamere fisse, disposte esternamente agli edifici, e droni mobili sull’area geografica, una terza pluralità 4 di dispositivi quali sensori di rilevamento collocati su mezzi di soccorso quali ambulanze e Vigili del Fuoco, al fine di monitorarne l’ubicazione e gli spostamenti. In particular, the system S comprises a logic control unit 1, for the acquisition and processing of data, remote with respect to a geographical area to be monitored, a first plurality 2 of devices such as detection sensors arranged inside and outside the buildings present. in the geographical area, a second plurality 3 of devices such as fixed cameras, located outside the buildings, and mobile drones in the geographical area, a third plurality 4 of devices such as detection sensors placed on emergency vehicles such as ambulances and firefighters, in order to monitor their location and movements.
L’unità logica di controllo 1 è una piattaforma di tipo cloud, con accesso da rete fissa o satellitare, a cui vengono inviati da dette pluralità di dispositivi 2, 3 e 4, differenti tipologie di segnali che vengono trasmessi dalla stessa unità logica di controllo 1 anche come segnali di allarme, a dispositivi esterni di soccorso quali quelli della Protezione Civile o della Croce Rossa. The control logic unit 1 is a cloud-type platform, with access from a fixed or satellite network, to which different types of signals are sent by said plurality of devices 2, 3 and 4, which are transmitted by the same control logic unit. 1 also as alarm signals, to external emergency devices such as those of the Civil Protection or the Red Cross.
Detta unità logica di controllo 1 è in grado di connettersi anche con una centrale operativa della Protezione Civile. Said control logic unit 1 is also able to connect with an operations center of the Civil Protection.
Facendo ora riferimento alle figure 2-6, detta prima pluralità 2 di dispositivi viene installata in punti prestabiliti all’interno o all’esterno di edifici presenti in un’area geografica da monitorare. Referring now to figures 2-6, said first plurality 2 of devices is installed in predetermined points inside or outside buildings in a geographical area to be monitored.
Ciascun dispositivo 21 comprende una armatura 22 accoppiata ad una piastra 23. Each device 21 comprises an armature 22 coupled to a plate 23.
Detta piastra 23 viene fissata, mediante mezzi di fissaggio quali viti, bulloni e simili, ad un muro interno o esterno di un edificio, in modo da rimanere solidale a detto muro anche in caso di crollo di detto edificio. Said plate 23 is fixed, by means of fastening means such as screws, bolts and the like, to an internal or external wall of a building, so as to remain integral with said wall even in the event of the collapse of said building.
Detta armatura 22 viene accoppiata a detta piastra 23 mediante mezzi di aggancio e sgancio rapido quali viti, bulloni e simili. Said armature 22 is coupled to said plate 23 by means of quick coupling and release means such as screws, bolts and the like.
Detta armatura 22 comprende un insieme di circuiti elettronici 24 che include sensori di diverse tipologie. Said armature 22 comprises a set of electronic circuits 24 which includes sensors of different types.
In particolare, ciascun dispositivo di detta pluralità 2 di dispositivi comprende degli accelerometri di tipo MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) per rilevare gli spostamenti delle strutture, dei sensori che implementano le funzioni di un clinometro per la rilevazione dell’inclinazione delle strutture, dei giroscopi di tipo MEMS per la misura della velocità angolare e dei magnetometri per la misura delle rotazioni. In particular, each device of said plurality 2 of devices comprises accelerometers of the MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) type for detecting the movements of the structures, sensors which implement the functions of a clinometer for detecting the inclination of the structures, MEMS-type gyroscopes for measuring angular velocity and magnetometers for measuring rotations.
Detta armatura 22 comprende anche un microcontrollore per la gestione di detti sensori ed un circuito di alimentazione comprendente batterie ai polimeri di litio 25 ricaricate in tampone da appositi alimentatori collegati alla rete elettrica, ovvero da pannelli solari nel caso in cui i dispositivi fossero installati all’esterno degli edifici. Said armature 22 also comprises a microcontroller for the management of said sensors and a power supply circuit comprising lithium polymer batteries 25 recharged in buffer by special power supplies connected to the electrical network, or by solar panels if the devices were installed in the exterior of buildings.
Detti sensori di ciascun dispositivo 21 rilevano i dati sopra descritti e li inviano ad una pluralità di nodi o concentratori presenti all’interno ed all’esterno di detti edifici che comunicano a loro volta con detta unità logica di controllo 1. Said sensors of each device 21 detect the data described above and send them to a plurality of nodes or concentrators present inside and outside of said buildings which communicate in turn with said control logic unit 1.
Detta seconda pluralità 3 di dispositivi comprende delle telecamere fisse disposte in posizioni prestabilite sull’esterno di dette strutture o in siti idonei dell’area geografica da monitorare, per valutare il numero e l’ubicazione di pedoni ed autoveicoli su aree esterne al momento della calamità naturale, collegate in modalità senza fili o wireless, a detta unità logica di controllo 1. Said second plurality 3 of devices comprises fixed cameras arranged in predetermined positions on the outside of said structures or in suitable sites in the geographical area to be monitored, to assess the number and location of pedestrians and motor vehicles on external areas at the time of the disaster. natural, connected wirelessly or wirelessly, to said logic control unit 1.
Dette telecamere inoltre rilevano anche la transitabilità delle strade circostanti la postazione in cui sono installate. These cameras also detect the trafficability of the roads surrounding the location where they are installed.
Inoltre, detta seconda pluralità 3 di dispositivi comprende anche aeromobili a pilotaggio remoto noti anche come droni, il cui volo è programmato per acquisire informazioni quasi in tempo reale sia sull’entità dello scenario di danno, sia sulla transitabilità delle strade, inviando i dati relativi a detta unità logica di controllo 1. Furthermore, said second plurality 3 of devices also includes remotely piloted aircraft also known as drones, whose flight is programmed to acquire information almost in real time both on the extent of the damage scenario and on the transitability of the roads, sending the relative data. to said logic control unit 1.
Detta terza pluralità 4 di dispositivi consente il monitoraggio in tempo reale della posizione di vettori con merci pericolose, nonché dei mezzi di soccorso e delle ambulanze, mediante sensori collocati sui mezzi stessi per individuarne la loro posizione e per acquisire dati relativi al loro livello di efficienza operativa in emergenza, rendendo possibile anche comunicazioni bidirezionali. Said third plurality 4 of devices allows real-time monitoring of the position of carriers with dangerous goods, as well as rescue vehicles and ambulances, by means of sensors placed on the vehicles themselves to identify their position and to acquire data relating to their level of efficiency. operational in emergency, also making possible two-way communications.
Il funzionamento del sistema S per il monitoraggio di un’area colpita da una calamità naturale sopra descritto si svolge nel modo seguente. The operation of the S system for monitoring an area affected by a natural disaster described above takes place as follows.
Come descritto, il sistema S prevede reti di differenti tipi di dispositivi e sensori collocati in punti prestabiliti interni ed esterni di edifici di una predefinita area geografica, per l’acquisizione di dati a seguito di una calamità naturale, che vengono successivamente elaborati da detta unità logica di controllo 1. As described, the S system provides networks of different types of devices and sensors placed in predetermined internal and external points of buildings in a predefined geographical area, for the acquisition of data following a natural disaster, which are subsequently processed by said unit. control logic 1.
In particolare, nel seguito viene evidenziata la successione dell’acquisizione dei dati da parte delle differenti reti di dispositivi che compongono detto sistema S, nonché le principali attività e fasi di funzionamento di detto sistema S. In particular, the succession of data acquisition by the different networks of devices that make up the S system is highlighted below, as well as the main activities and operating phases of the S system.
In caso di forte evento sismico detta prima pluralità 2 di dispositivi acquisisce dati relativi alla dinamica strutturale degli edifici, detta seconda pluralità 3 di dispositivi acquisisce dati relativi alla transitabilità delle strade a seguito del forte evento sismico, in riferimento ai livelli di traffico simulati nelle diverse fasce orarie ed alla presenza di macerie sulle sedi stradali a seguito del collasso degli edifici prospettanti sulle strade medesime, detta terza pluralità 4 di dispositivi consente il monitoraggio satellitare in tempo reale della posizione di vettori con merci pericolose, nonché dei mezzi di soccorso e delle ambulanze. In the event of a strong seismic event, said first plurality 2 of devices acquires data relating to the structural dynamics of the buildings, said second plurality 3 of devices acquires data relating to the transitability of roads following the strong seismic event, with reference to the traffic levels simulated in the various time slots and in the presence of rubble on the roadways following the collapse of the buildings overlooking the same roads, said third plurality 4 of devices allows real-time satellite monitoring of the position of carriers with dangerous goods, as well as rescue vehicles and ambulances .
Dette prima 2, seconda 3 e terza 4 pluralità di dispositivi trasmettono detti dati acquisiti a detta unità logica di controllo 1 che provvede all’elaborazione mediante programmi prestabiliti che correlano la transitabilità delle strade, determinata sulla base dell’entità dei danni rilevati da detta prima 2 pluralità di dispositivi la densità del traffico veicolare rilevato da detta seconda 3 pluralità di dispositivi, alla operatività dei mezzi di soccorso monitorati da detta terza 4 pluralità di dispositivi. Said first 2, second 3 and third 4 plurality of devices transmit said acquired data to said logic control unit 1 which provides for processing by means of predetermined programs that correlate the transitability of the roads, determined on the basis of the extent of the damage detected by said first 2 plurality of devices the density of vehicular traffic detected by said second 3 plurality of devices, to the operation of the rescue means monitored by said third 4 plurality of devices.
Detti programmi prestabiliti tengono conto anche della posizione di eventuali vettori di merci pericolose presenti nell’area dello scenario di danno che potrebbero ulteriormente incrementare il livello di suscettività al danno del territorio. Said pre-established programs also take into account the position of any carriers of dangerous goods present in the area of the damage scenario which could further increase the level of susceptibility to the damage of the territory.
La specifica correlazione di tali dati consente agli operatori di Protezione Civile una più efficace gestione delle emergenze e del coordinamento dei soccorsi. The specific correlation of such data allows Civil Protection operators to manage emergencies more effectively and coordinate relief efforts.
Un vantaggio della presente invenzione consiste nella acquisizione di dati in tempo reale relativi allo stato degli edifici, delle infrastrutture e delle strade presenti in un’area geografica colpita da una calamità naturale, nonché nell’individuazione di veicoli che trasportano merci pericolose, al fine di simulare in tempo reale un piano di gestione delle unità di soccorso. An advantage of the present invention consists in the acquisition of real-time data relating to the state of buildings, infrastructures and roads present in a geographical area affected by a natural disaster, as well as in the identification of vehicles carrying dangerous goods, in order to simulate a management plan for the rescue units in real time.
La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The present invention has been described for illustrative, but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection, such as defined by the attached claims.
Barzanò & Zanardo Roma S.p.A. Barzanò & Zanardo Roma S.p.A.
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2016
- 2016-08-31 IT IT102016000088331A patent/IT201600088331A1/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2014025304A2 (en) * | 2012-08-06 | 2014-02-13 | Wern Lars Aake | A multi-purpose monitoring system suitable for natural disaster alarms |
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| Title |
|---|
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