ITRM20090080A1 - SYSTEM AND PROCEDURE FOR MONITORING AREAS AT RISK OF MURDER - Google Patents
SYSTEM AND PROCEDURE FOR MONITORING AREAS AT RISK OF MURDERInfo
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Description
“Sistema e procedimento per il monitoraggio di aree a rischio franoso†⠀ œSystem and procedure for monitoring landslide risk areasâ €
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un sistema e ad un procedimento per il monitoraggio di aree a rischio franoso. The present invention refers to a system and a method for monitoring landslide risk areas.
E’ sentita l’esigenza di monitorare in modo efficiente aree potenzialmente franose, al fine individuare in tempo utile l’instaurarsi di situazioni di criticità o di allarme. Questa esigenza à ̈ particolarmente, ma non esclusivamente, sentita nel caso di rilievi franosi prospicienti infrastrutture stradali, ferroviarie o a centri abitati. The need is felt to efficiently monitor potentially landslide areas, in order to identify the onset of critical situations or alarms in a timely manner. This need is particularly, but not exclusively, felt in the case of landslide reliefs overlooking road, railway or built-up area infrastructures.
Il monitoraggio di eventuali spostamenti di aree franose à ̈ particolarmente importante nel caso di frane attive, ma può fornire utili informazioni anche in condizioni precedenti la rottura nel caso in cui si sviluppino spostamenti di natura deformante apprezzabili a livello strumentale. La misura degli spostamenti consente di limitare la superficie ed il volume del corpo di frana, gestire il territorio a rischio di frana ed assumere provvedimenti di emergenza. The monitoring of any movements of landslides is particularly important in the case of active landslides, but it can provide useful information even in conditions preceding the breakdown in the event that deformation movements develop which are appreciable at an instrumental level. The measurement of the displacements allows to limit the surface and the volume of the landslide body, to manage the territory at risk of landslide and to take emergency measures.
Sono già noti svariati sistemi di differente tipologia per il monitoraggio di aree a rischio franoso. Nel caso in cui il fenomeno franoso interessi lo strato superficiale del terreno (che tipicamente ha uno spessore di 1-2 metri) sono ad esempio impiegati metodi di rilevamento topografico, sistemi GPS, metodi di fotogrammetria aerea, immagini satellitari, sistemi impieganti come sensori fibre ottiche e sistemi radar. Nel caso in cui, invece, il fenomeno franoso si manifesti mediante spostamenti e rotazioni ad una certa profondità sono sovente impiegati sistemi di monitoraggio comprendenti estensimetri in foro. Several different types of systems are already known for monitoring landslide risk areas. In the event that the landslide phenomenon affects the surface layer of the ground (which typically has a thickness of 1-2 meters), for example, topographic survey methods, GPS systems, aerial photogrammetry methods, satellite images, systems using fiber sensors are used. optics and radar systems. If, on the other hand, the landslide phenomenon occurs through displacements and rotations at a certain depth, monitoring systems including strain gauges in the hole are often used.
L’affidabilità dei sistemi di monitoraggio dello stato dell’arte del tipo sopra descritto à ̈ relativamente limitata. Inoltre, alcuni di tali sistemi sono relativamente costosi e difficili da gestire, mentre altri richiedono delle tecniche di elaborazione di segnali relativamente complesse. The reliability of state of the art monitoring systems of the type described above is relatively limited. Furthermore, some of these systems are relatively expensive and difficult to manage, while others require relatively complex signal processing techniques.
La presente invenzione si propone come obiettivo quello di mettere a disposizione un sistema di monitoraggio di aree franose che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra descritti con riferimento allo stato della tecnica nota. The aim of the present invention is to provide a monitoring system for landslide areas which allows to obviate the drawbacks described above with reference to the state of the known art.
Tale scopo viene conseguito mediante un sistema di monitoraggio come definito in generale nell’annessa prima rivendicazione nella sua forma più generale e nelle rivendicazioni dipendenti in alcune forme di esecuzione particolari. This object is achieved by means of a monitoring system as defined in general in the attached first claim in its more general form and in the dependent claims in some particular embodiments.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di rendere disponibile un procedimento di monitoraggio così come descritto in generale nella rivendicazione 16. A further object of the present invention is to make available a monitoring method as described in general in claim 16.
L’invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di esecuzione preferita, fatta a titolo esemplificativo e pertanto in nessun modo limitativo in relazione agli uniti disegni, in cui: The invention will be better understood from the following detailed description of a preferred embodiment thereof, given by way of example and therefore in no limiting way in relation to the accompanying drawings, in which:
- la figura 1 mostra schematicamente un sistema di monitoraggio comprendente una pluralità di unità periferiche di acquisizione dati; Figure 1 schematically shows a monitoring system comprising a plurality of peripheral data acquisition units;
- la figura 2 mostra schematicamente una unità periferica di acquisizione dati del sistema di figura 1; e Figure 2 schematically shows a peripheral unit for data acquisition of the system of Figure 1; And
- la figura 3 mostra schematicamente un diagramma di flusso di un procedimento di monitoraggio. Figure 3 schematically shows a flow diagram of a monitoring procedure.
Nelle figure, elementi uguali o simili sono indicati con i medesimi riferimenti numerici. In the figures, identical or similar elements are indicated with the same numerical references.
Con riferimento alle annesse figure 1 e 2, con 1 si à ̈ globalmente indicato un sistema per il monitoraggio di aree a rischio franoso, comprendente una rete di acquisizione dati 4 includente una pluralità di unità periferiche di acquisizione dati u1,…,u7 , v1,…,v8 destinate ad essere installate distanziate fra loro all’interno di un’area a rischio franoso 2 da monitorare. With reference to the attached figures 1 and 2, 1 globally indicates a system for monitoring landslide risk areas, comprising a data acquisition network 4 including a plurality of peripheral data acquisition units u1, â € ¦, u7 , v1, â € ¦, v8 intended to be installed spaced apart within a landslide risk area 2 to be monitored.
Nel particolare esempio rappresentato, l’area 2 da monitorare rappresenta non limitativamente un rilievo franoso, quale ad esempio un costone, prospiciente un tratto di linea ferroviaria 3 e ad esempio ubicato nei pressi di una stazione ferroviaria 6. In the particular example shown, the area 2 to be monitored represents, but not limited to, a landslide relief, such as a ridge, overlooking a stretch of railway line 3 and for example located near a railway station 6.
In accordo ad una forma di realizzazione, le unità periferiche di acquisizione dati u1,…,u7 , v1,…,v8 sono installate in modo tale che ciascuna di queste sia disposta rispetto ad una unità periferica di acquisizione dati ad essa “adiacente†ad una distanza compresa nel range 5m-10m. In accordo ad una forma di realizzazione, le unità periferiche di acquisizione dati u1,…,u7 , v1,…,v8 sono distribuite in modo sostanzialmente uniforme all’interno dell’area 2 da monitorare. According to an embodiment, the data acquisition peripheral units u1, â € ¦, u7, v1, â € ¦, v8 are installed in such a way that each of these is arranged with respect to a peripheral data acquisition unit thereto. â € œadjacentâ € at a distance between 5m-10m. According to an embodiment, the peripheral data acquisition units u1, â € ¦, u7, v1, â € ¦, v8 are distributed in a substantially uniform way inside the area 2 to be monitored.
Una delle unità periferiche di acquisizione dati u1,…,u7 e v1,…,v8, nell’esempio l’unità u1, à ̈ schematicamente rappresentata in figura 2. Si tenga presente che il disegno di figura 2 non à ̈ in scala, avendo il solo scopo di aiutare a comprendere più chiaramente le caratteristiche e le funzionalità di una unità periferica di acquisizione dati. Le restanti unità periferiche di acquisizione dati possono essere realizzate in maniera del tutto analoga all’unità periferica u1 che sarà di seguito descritta. One of the peripheral units for data acquisition u1, â € ¦, u7 and v1, â € ¦, v8, in the example the unit u1, is schematically represented in figure 2. It should be borne in mind that the drawing in figure 2 It is not to scale, having the sole purpose of helping to understand more clearly the characteristics and functionality of a peripheral data acquisition unit. The remaining peripheral units for data acquisition can be made in a completely similar way to the peripheral unit u1 which will be described below.
L’unità periferica di acquisizione dati u1 comprende un elemento di fissaggio e supporto 10 essenzialmente conformato a gambo, comprendente una prima porzione di estremità 11, ad esempio appuntita, destinata ad essere infissa nel suolo 12 ad una certa profondità ed una seconda contrapposta porzione di estremità 13. Nell’esempio di figura 2 quest’ultima à ̈ disposta ad una certa distanza dal suolo 12. The peripheral data acquisition unit u1 comprises a fixing and support element 10 essentially shaped like a shank, comprising a first end portion 11, for example pointed, intended to be driven into the ground 12 at a certain depth and a second opposing portion of extremities 13. In the example of figure 2 the latter is arranged at a certain distance from the ground 12.
L’elemento di fissaggio e supporto 11 à ̈ sostanzialmente conformato come un’asta avente ad esempio una lunghezza compresa fra 0,50m ed 1m, preferibilmente realizzata in materiale metallico, e destinata ad essere installata in modo che per la maggior parte della propria lunghezza questa risulti conficcata nel terreno. The fixing and support element 11 is substantially shaped like a rod having for example a length between 0.50m and 1m, preferably made of metallic material, and intended to be installed so that for most of the its length this is stuck in the ground.
In generale, la lunghezza dell’asta può essere convenientemente stabilità in base ai risultati di una analisi geofisica che consenta di valutare la profondità dello strato superficiale di terreno a rischio smottamento. In general, the length of the shaft can be conveniently established on the basis of the results of a geophysical analysis that allows to evaluate the depth of the surface layer of soil at risk of landslide.
In accordo alla forma di realizzazione rappresentata in figura 1, alla porzione di estremità 13 dell’elemento di fissaggio e supporto 10 à ̈ fissata una piastra di supporto 18. According to the embodiment shown in Figure 1, a support plate 18 is fixed to the end portion 13 of the fastening and support element 10.
L’unità periferica di acquisizione dati u1 comprende inoltre un alloggiamento 14 solidale e prossimale alla seconda porzione di estremità 13 dell’elemento di fissaggio e supporto 10. L’alloggiamento 14 à ̈ adatto ad ospitare un circuito 15 di acquisizione e di trasmissione/ricezione dati. Preferibilmente, l’alloggiamento 14 à ̈ un contenitore scatolare, più preferibilmente realizzato in materiale plastico rigido, quale ad esempio il policarbonato. L’alloggiamento 14 à ̈ convenientemente dotato di mezzi sigillanti atti ad impedire l’infiltrazione di umidità /acqua all’interno dello stesso ed à ̈ ad esempio in tal senso caratterizzato da un grado di protezione IP65. The data acquisition peripheral unit u1 also comprises a housing 14 integral with and proximal to the second end portion 13 of the fixing and support element 10. The housing 14 is suitable for housing an acquisition and data transmission / reception. Preferably, the housing 14 is a box-like container, more preferably made of rigid plastic material, such as for example polycarbonate. Housing 14 is conveniently equipped with sealing means designed to prevent the infiltration of humidity / water inside it and is for example characterized by an IP65 degree of protection.
In accordo ad una forma di realizzazione, l’alloggiamento 14 à ̈ fissabile, ad esempio mediante viti e simili (non mostrati in figura), alla piastra di supporto 18. Questo consente ad esempio di conficcare nel suolo prima l’elemento di fissaggio e supporto 10, ad esempio utilizzando la piastra 18 come testa di battuta, per fissare successivamente l’alloggiamento 14 alla piastra 18 dell’elemento di fissaggio e supporto 10. According to an embodiment, the housing 14 can be fastened, for example by means of screws and the like (not shown in the figure), to the support plate 18. This allows for example to drive the fixing element into the ground first. fixing and support 10, for example using the plate 18 as a striking head, to subsequently fix the housing 14 to the plate 18 of the fixing and support element 10.
Vantaggiosamente, il circuito 15 di acquisizione e di trasmissione/ricezione dati comprende un trasduttore inerziale di accelerazione 16 a semiconduttore atto a rilevare e rendere disponibile una misura di una accelerazione di gravità in condizioni statiche al fine di ottenere una misura indicativa dell’inclinazione statica dell’elemento di fissaggio e supporto 11. Advantageously, the data acquisition and transmission / reception circuit 15 comprises an inertial acceleration transducer 16 with semiconductor suitable for detecting and making available a measurement of an acceleration of gravity in static conditions in order to obtain an indicative measurement of the static inclination of the fixing element and support 11.
In una forma di realizzazione particolarmente preferita, il trasduttore inerziale di accelerazione 16 à ̈ un trasduttore triassiale MEMS (acronimo di Micro electro-Mechanical Systems) munito di un convertitore A/D interno ed atto a fornire direttamente in uscita un segnale digitale recante informazioni sulle tre componenti di una accelerazione di gravità . Ad esempio, tale convertitore à ̈ un convertitore a 12bit con uscita digitale configurabile SPI/I<2>C slave. Preferibilmente, il trasduttore 16 à ̈ un trasduttore ad alta risoluzione avente ad esempio un range di misura selezionabile fra ±2g e ±6g ed una sensibilità di 1024count/g (in modalità ±2g) o di 340count/g (in modalità ±6g). Un trasduttore del tipo sopra descritto à ̈ prodotto dalla StMicroelectronicsâ„¢ ed à ̈ commercializzato con la sigla LIS3LV02DQ. In a particularly preferred embodiment, the inertial acceleration transducer 16 is a MEMS triaxial transducer (acronym for Micro electro-Mechanical Systems) equipped with an internal A / D converter and adapted to directly output a digital signal bearing information on the three components of an acceleration of gravity. For example, this converter is a 12bit converter with configurable digital output SPI / I <2> C slave. Preferably, the transducer 16 is a high resolution transducer having for example a selectable measurement range between ± 2g and ± 6g and a sensitivity of 1024count / g (in ± 2g mode) or 340count / g (in ± 6g mode) . A transducer of the type described above is produced by StMicroelectronicsâ „¢ and is marketed under the initials LIS3LV02DQ.
In accordo ad una forma di realizzazione, il circuito 15 di acquisizione e di trasmissione/ricezione dati comprende inoltre mezzi di controllo ed elaborazione 22, preposti al controllo ed alla gestione del trasduttore 16 ed eventualmente preposti ad elaborare, o pre-elaborare, i dati forniti in uscita dal trasduttore 16. Ad esempio, tali mezzi di controllo ed elaborazione 22 comprendono un microcontrollore ed una memoria, ad esempio una memoria RAM, esterna al microcontrollore. According to an embodiment, the data acquisition and transmission / reception circuit 15 further comprises control and processing means 22, designed to control and manage the transducer 16 and possibly designed to process, or pre-process, the data. supplied at the output of the transducer 16. For example, said control and processing means 22 comprise a microcontroller and a memory, for example a RAM memory, external to the microcontroller.
Preferibilmente, l’unità periferica di acquisizione dati u1 comprende inoltre una sorgente interna di alimentazione, quale ad esempio una batteria o un pacco di batterie 23, per l’alimentazione del circuito 15 di acquisizione e trasmissione/ricezione dati. Preferably, the data acquisition peripheral unit u1 further comprises an internal power supply source, such as for example a battery or a battery pack 23, for powering the data acquisition and transmission / reception circuit 15.
Il circuito 15 di acquisizione e di trasmissione/ricezione dati comprende inoltre una interfaccia di comunicazione bidirezionale 24, 25 per la ricezione e la trasmissione di dati a distanza. Preferibilmente, tale interfaccia di comunicazione bidirezionale 24, 25 comprende un transceiver wireless 24 supportante un protocollo di trasmissione/ricezione di dati a pacchetto e munito inoltre di una funzionalità cosiddetta “wake on radio†per il polling automatico in ricezione. Preferibilmente, tale transceiver 24 comprende una antenna di tipo ad elica ad 1⁄4 d’onda di dimensioni relativamente ridotte e tale da poter essere alloggiata all’interno del contenitore 14. The data acquisition and transmission / reception circuit 15 further comprises a bidirectional communication interface 24, 25 for remote data reception and transmission. Preferably, this bidirectional communication interface 24, 25 comprises a wireless transceiver 24 supporting a packet data transmission / reception protocol and also equipped with a so-called â € œwake on radioâ € functionality for automatic polling in reception. Preferably, this transceiver 24 comprises a 1⁄4 wave helix antenna of relatively small size and such that it can be housed inside the container 14.
In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione, l’interfaccia di comunicazione bidirezionale 24, 25 comprende inoltre un transceiver per la trasmissione dati su cavo, preferibilmente un transceiver RS485 a cui à ̈ associato un connettore 25. According to a further embodiment, the bidirectional communication interface 24, 25 further comprises a transceiver for data transmission on cable, preferably an RS485 transceiver to which a connector 25 is associated.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, i mezzi di controllo ed elaborazione 22 sono programmati per ricevere dal trasduttore 16 dati relativi alle tre componenti di accelerazione di gravità rilevate da tale trasduttore 16 durante un intervallo di acquisizione avente una data ampiezza temporale ed effettuare una media di ciascuna delle tre componenti di accelerazione. Preferibilmente, tale ampiezza à ̈ un parametro di sistema impostabile a distanza mediante l’interfaccia di comunicazione 24, 25. In accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita e non limitativa, l’intervallo di acquisizione ha una durata pari a circa 1-2 secondi. Preferibilmente i mezzi di controllo ed elaborazione 22 sono tali da acquisire le misure di accelerazione tramite il trasduttore 16 ed eseguire ripetutamente la suddetta media secondo un periodo di ripetizione avente una durata significativamente maggiore rispetto all’ampiezza dell’intervallo di acquisizione. Preferibilmente, la durata temporale di un periodo di ripetizione à ̈ un parametro di sistema impostabile a distanza, mediante l’interfaccia di comunicazione 24, 25, e riconfigurabile. In accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita e non limitativa, il periodo di ripetizione ha una durata pari a circa 15 minuti. In accordance with an advantageous embodiment, the control and processing means 22 are programmed to receive from the transducer 16 data relating to the three gravity acceleration components detected by said transducer 16 during an acquisition interval having a given time and to perform a average of each of the three acceleration components. Preferably, this amplitude is a system parameter that can be set remotely through the communication interface 24, 25. According to a currently preferred and non-limiting embodiment, the acquisition interval has a duration equal to about 1 -2 seconds. Preferably, the control and processing means 22 are such as to acquire the acceleration measurements by means of the transducer 16 and repeatedly execute the aforementioned average according to a repetition period having a significantly longer duration than the amplitude of the acquisition interval. Preferably, the time duration of a repetition period is a system parameter that can be set remotely, through the communication interface 24, 25, and can be reconfigured. According to a currently preferred and non-limiting embodiment, the repetition period has a duration of about 15 minutes.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, i mezzi di controllo ed elaborazione 22 sono tali da memorizzare le misure di accelerazione acquisite nell’intervallo di acquisizione, o dei dati correlati a tale misure quali ad esempio una media di tali misure, in modo da poter trasmettere a distanza tali misure a seguito di una richiesta (polling) ricevuta dall’unità periferica di acquisizione dati u1 attraverso l’interfaccia di comunicazione 24, 25. in una forma di realizzazione à ̈ possibile prevedere che i mezzi di controllo ed elaborazione siano programmati in modo tale che l’unità periferica di acquisizione dati sia tale da fornire in uscita una informazione sintetica, ma completa, sulla variazione di inclinazione statica della porzione a gambo rispetto ad una direzione di particolare interesse. According to an advantageous embodiment, the control and processing means 22 are such as to store the acceleration measurements acquired in the acquisition interval, or data correlated to such measurements such as for example an average of such measurements, so to be able to remotely transmit these measurements following a request (polling) received by the peripheral unit for data acquisition u1 through the communication interface 24, 25. in one embodiment it is possible to provide that the control means and processing are programmed in such a way that the peripheral unit of data acquisition is such as to provide at the output a concise but complete information on the variation of the static inclination of the stem portion with respect to a direction of particular interest.
In accordo ad una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, l’unità periferica di acquisizione u1 comprende inoltre almeno un sensore di umidità e/o di presenza di acqua 19, 20, 21 operativamente collegato al circuito 15 di acquisizione e di trasmissione/ricezione dati. In tal modo, oltre alle misure di inclinazione dell’elemento di fissaggio e supporto 10, che sono indicative di un movimento franoso che si à ̈ già verificato, à ̈ possibile avere a disposizione anche una informazione sul rischio di insorgenza di un possibile futuro movimento franoso, in modo da poter prevedere, nei limiti del possibile, l’insorgere di tale fenomeno. According to a particularly advantageous embodiment, the peripheral acquisition unit u1 further comprises at least one humidity and / or water presence sensor 19, 20, 21 operatively connected to the data acquisition and transmission / reception circuit 15 . In this way, in addition to the inclination measurements of the fixing and support element 10, which are indicative of a landslide movement that has already occurred, it is also possible to have information on the risk of onset of a possible future. landslide movement, so as to be able to foresee, as far as possible, the onset of this phenomenon.
Preferibilmente, il sensore di umidità e/o di presenza di acqua 19, 20, 21 consente di effettuare misure nel suolo 12 a diverse profondità lungo l’estensione dell’elemento di fissaggio e supporto 10. In quest’ultimo caso, il sensore di umidità e/o di presenza di acqua comprende ad esempio più trasduttori 19, 20, 21 disposti (ed eventualmente ospitati in opportune sedi dedicate) a quote differenti lungo la porzione di elemento di fissaggio e supporto 10 destinata ad essere interrata. Questo consente vantaggiosamente di ottenere una informazione più accurata sulla presenza di acqua/umidità nel suolo, in quanto il rischio di insorgenza di un eventuale fenomeno franoso à ̈ maggiore quanto maggiore à ̈ la profondità in cui si rileva presenza di acqua, almeno per fenomeni franosi che interessano gli strati superficiali del terreno (1-2 metri rispetto al livello del suolo). Preferably, the humidity and / or water presence sensor 19, 20, 21 allows to carry out measurements in the soil 12 at different depths along the extension of the fixing and support element 10. In the latter case, the humidity and / or water presence sensor comprises, for example, a plurality of transducers 19, 20, 21 arranged (and possibly housed in suitable dedicated seats) at different heights along the portion of the fixing and support element 10 intended to be buried. This advantageously allows to obtain more accurate information on the presence of water / humidity in the soil, as the risk of a landslide phenomenon is greater the greater the depth in which the presence of water is detected, at least for landslides. affecting the surface layers of the soil (1-2 meters above the ground level).
Si osservi inoltre che, disponendo di un sensore 19, 20, 21 di presenza di acqua e/o umidità , à ̈ vantaggiosamente possibile, se le informazioni fornite da tale sensore sono ad esempio tali da segnalare un incremento del rischio di insorgenza di fenomeni franosi, di riconfigurare a distanza, mediante l’interfaccia di comunicazione 24, 25, l’ampiezza dell’intervallo di acquisizione e/o del periodo di ripetizione in modo da ottenere informazioni più accurate e/o frequenti per meglio monitorare eventuali situazioni di immediato pericolo e prendere tempestivamente adeguate misure di sicurezza. It should also be noted that, having a sensor 19, 20, 21 for the presence of water and / or humidity, it is advantageously possible, if the information provided by this sensor is, for example, such as to signal an increase in the risk of the onset of landslides. , to remotely reconfigure, through the communication interface 24, 25, the amplitude of the acquisition interval and / or the repetition period in order to obtain more accurate and / or frequent information to better monitor any situations of immediate danger and promptly take appropriate safety measures.
Con riferimento alla figura 1, il sistema di monitoraggio 1 comprende inoltre una stazione remota C_U di controllo e supervisione destinata ad essere operativamente collegata alla rete di acquisizione 4 e ad essere installata in una posizione relativamente distale dall’area 2 da monitorare e dunque dalla pluralità di unità periferiche di acquisizione dati u1,…,u7 e v1,…,v8. Nell’esempio rappresentato in figura 1, la stazione remota di controllo e supervisione C_U à ̈ ad esempio un calcolatore di tipo industriale installato in un locale interno alla stazione ferroviaria 6, ad esempio nella centrale locale di controllo. With reference to Figure 1, the monitoring system 1 also comprises a remote control and supervision station C_U intended to be operationally connected to the acquisition network 4 and to be installed in a relatively distal position from the area 2 to be monitored and therefore from the plurality of peripheral units for data acquisition u1, â € ¦, u7 and v1, â € ¦, v8. In the example shown in figure 1, the remote control and supervision station C_U is for example an industrial type computer installed in a room inside the railway station 6, for example in the local control center.
Il sistema di monitoraggio 1 comprende inoltre almeno una unità periferica di raccolta dati u2, v2, destinata ad essere installata in una posizione relativamente prossimale alle unità periferiche di acquisizione dati u1,…,u7 e v1,…,v8. Nell’esempio rappresentato in figura 1, il sistema di monitoraggio 1 comprende due unità periferiche di raccolta dati, rispettivamente u2 e v2, ciascuna operativamente associata ad un rispettivo gruppo G_u e G_v di unità periferiche di acquisizione. Sebbene in questo particolare esempio il numero di gruppi G_u e G_v di unità periferiche di acquisizione dati ed il numero di corrispondenti unità periferiche di raccolta dati u2, v2 sia pari a due, si tenga presente che il sistema di monitoraggio 1 può includere un numero di gruppi di unità periferiche di acquisizione dati e di rispettive unità periferiche di raccolta dati maggiore o minore. The monitoring system 1 also comprises at least one data collection peripheral unit u2, v2, intended to be installed in a relatively proximal position to the data acquisition peripheral units u1, â € ¦, u7 and v1, â € ¦, v8. In the example shown in Figure 1, the monitoring system 1 comprises two peripheral data collection units, respectively u2 and v2, each operatively associated with a respective group G_u and G_v of peripheral acquisition units. Although in this particular example the number of groups G_u and G_v of peripheral data acquisition units and the number of corresponding peripheral data collection units u2, v2 is equal to two, it should be borne in mind that the monitoring system 1 can include a number of groups of peripheral units for data acquisition and respective peripheral units for higher or lower data collection.
Nel particolare esempio descritto, le unità periferiche di raccolta dati u2 e v2 sono sostanzialmente identiche alle unità periferiche di acquisizione dati u1 descritte con riferimento alla figura 2, differendo da queste solo per il fatto che nelle unità periferiche di raccolta dati u2, v2 i mezzi di controllo ed elaborazione 22 sono programmati per svolgere, oltre alla funzione di acquisizione dei dati di inclinazione relativi alla stessa unità u2, v2, le funzioni aggiuntive di interrogazione delle restanti unità periferiche di acquisizione, la raccolta dei dati forniti da queste e l’invio di tali dati alla stazione remota C_U di controllo e supervisione. In altre parole, una unità periferica di raccolta dati u2, v2 à ̈ in questo esempio tale da svolgere la funzione aggiuntiva di interfaccia fra un gruppo di unità periferiche di acquisizione G_u, G_v e la stazione remota C_U di controllo e supervisione. A tal proposito, à ̈ possibile prevedere convenientemente che ciascuna unità periferica di raccolta dati u2, v2 sia operativamente collegata in modo wireless, attraverso il transceiver wireless 24, ad un rispettivo gruppo G_u, G_v di unità periferiche di acquisizione a queste associate ed in modo wired, ad esempio attraverso il transceiver RS485 ed un rispettivo collegamento via cavo L1, L2 alla stazione remota C_U di controllo e supervisione. In una forma di realizzazione alternativa, à ̈ possibile invece prevedere che le unità periferiche di acquisizione dati u2 e v2 non svolgano anche la funzione di acquisizione dei propri dati di accelerazione/inclinazione e siano delle unità dedicate strutturalmente e funzionalmente differenti dalle unità periferiche di acquisizione dati u2,…,u7 e v2,…,v7. In the particular example described, the peripheral data collection units u2 and v2 are substantially identical to the peripheral data acquisition units u1 described with reference to Figure 2, differing from these only by the fact that in the peripheral data collection units u2, v2 the means control and processing 22 are programmed to perform, in addition to the function of acquiring the inclination data relating to the same unit u2, v2, the additional functions of interrogating the remaining peripheral acquisition units, the collection of data provided by them and the sending such data to the remote control and supervision C_U station. In other words, a data collection peripheral unit u2, v2 is in this example such as to perform the additional interface function between a group of acquisition peripheral units G_u, G_v and the remote control and supervision station C_U. In this regard, it is possible to conveniently provide that each peripheral unit for data collection u2, v2 is operationally connected wirelessly, through the wireless transceiver 24, to a respective group G_u, G_v of peripheral acquisition units associated with these and in a way wired, for example through the RS485 transceiver and a respective cable connection L1, L2 to the C_U remote control and supervision station. In an alternative embodiment, it is instead possible to provide that the peripheral data acquisition units u2 and v2 do not also perform the function of acquiring their own acceleration / inclination data and are structurally and functionally dedicated units different from the peripheral acquisition units. data u2, â € ¦, u7 and v2, â € ¦, v7.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, l’unità periferica di raccolta dati u2, v2 à ̈ programmata per: According to an advantageous embodiment, the peripheral data collection unit u2, v2 is programmed for:
- interrogare selettivamente e periodicamente le unità periferiche di acquisizione dati appartenenti al gruppo G_u, G_v a questa associato secondo uno schema prestabilito e/o programmabile al fine di raccogliere informazioni acquisite da dette unità ; - selectively and periodically interrogate the peripheral data acquisition units belonging to the group G_u, G_v associated with it according to a pre-established and / or programmable scheme in order to collect information acquired by said units;
- ricevere segnali di risposta dalle unità periferiche di acquisizione; ed - receive response signals from the peripheral acquisition units; and
- inviare dette informazioni raccolte alla stazione remota C_U di controllo e supervisione. - send said information collected to the remote control and supervision station C_U.
In pratica, un protocollo del tipo sopra descritto prevede che l’unità periferica di raccolta dati u2, v2 agisca da unità master e che le altre unità del gruppo G_u, G_v agiscano da unità slave. In practice, a protocol of the type described above provides that the peripheral unit for data collection u2, v2 acts as a master unit and that the other units of the group G_u, G_v act as slave units.
Sebbene sia possibile prevedere che le unità periferiche di raccolta dati u2, v2 ricevano una risposta da tutte le unità periferiche di acquisizione ad esse associate prima di inviare i dati alla stazione remota C_U di controllo e supervisione, in accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita i dati raccolti sono inviati di volta in volta dalle unità periferiche di raccolta dati u2, v2 alla stazione remota C_U di controllo e supervisione dopo essere stati ricevuti. Although it is possible to foresee that the peripheral data collection units u2, v2 receive a response from all the peripheral acquisition units associated with them before sending the data to the remote control and supervision station C_U, according to a currently preferred embodiment the data collected are sent from time to time by the data collection peripheral units u2, v2 to the C_U remote control and supervision station after being received.
Nel caso in cui non tutte le unità periferiche di acquisizione dati di uno stesso gruppo G_u, G_v siano direttamente raggiungibili dalla competente unità periferica di raccolta dati u2, v2, l’interrogazione selettiva delle unità periferiche di acquisizione dati del gruppo G_u, G_v può essere convenientemente effettuata: In the event that not all the data acquisition peripheral units of the same group G_u, G_v are directly reachable from the competent peripheral data collection unit u2, v2, the selective interrogation of the data acquisition peripheral units of the group G_u, G_v can be conveniently carried out:
- direttamente dall’unità periferica di raccolta dati u2, v2 nel caso in cui il segnale di interrogazione sia indirizzato ad una unità periferica di acquisizione dati con la quale questa può essere direttamente collegata operativamente; - directly from the peripheral data collection unit u2, v2 if the interrogation signal is addressed to a peripheral data acquisition unit with which this can be directly operationally connected;
- indirettamente dall’unità periferica di raccolta dati u2, v2, cioà ̈ passando attraverso almeno una unità periferica di acquisizione dati intermedia, nel caso in cui il segnale di interrogazione sia indirizzato ad una unità periferica di acquisizione dati con la quale l’unità periferica di raccolta dati u2, v2 non può essere direttamente collegata operativamente. - indirectly from the peripheral data collection unit u2, v2, i.e. passing through at least one peripheral data acquisition unit, in the event that the interrogation signal is addressed to a peripheral data acquisition unit with which the data collection peripheral unit u2, v2 cannot be directly operationally connected.
Per meglio chiarire quanto appena sopra esposto, con riferimento alla figura 1, si ipotizzi il caso in cui all’interno del gruppo G_u, l’unità periferica di raccolta dati u2 possa comunicare direttamente via radio con le unità periferiche di acquisizione dati u1, u3, u5, u6 ed u7 inviando a queste segnali di interrogazione e ricevendo da queste le informazioni richieste. Si ipotizzi inoltre che, ad esempio a causa della distanza reciproca o a causa dell’interposizione di barriere costituite ad esempio da vegetazione, l’unità periferica di raccolta dati u2 non possa comunicare direttamente via radio con l’unità periferica di acquisizione dati u4. In pratica, ciò accade quando l’unità periferica di acquisizione dati u4 à ̈ al di fuori del range di visibilità dell’unità periferica di raccolta dati u2. In questa ipotesi, le unità periferiche di acquisizione dati u1, u3, u5, u6 ed u7 potranno essere direttamente interrogate dall’unità periferica di raccolta dati u2, mentre per interrogare l’unità periferica di acquisizione u4, sarà necessario inviare un segnale di interrogazione ad una unità periferica di acquisizione “intermedia†u3, la quale provvederà a ricevere tale segnale, ritrasmetterlo indirizzandolo all’unità periferica di acquisizione dati u4, ricevere un segnale di risposta dall’unità periferica di acquisizione dati u4 ed inoltrare tale risposta all’unità periferica di raccolta dati u2. Ovviamente, in base alle distanze in gioco à ̈ possibile prevedere che l’interrogazione sia caratterizzata da più “salti†attraverso più unità periferiche di acquisizione dati intermedie. To better clarify the above, with reference to Figure 1, let us assume the case in which within the G_u group, the peripheral data collection unit u2 can communicate directly via radio with the peripheral data acquisition units u1 , u3, u5, u6 and u7 by sending these interrogation signals and receiving the requested information from them. It is also assumed that, for example due to the mutual distance or due to the interposition of barriers consisting for example of vegetation, the peripheral data collection unit u2 cannot communicate directly via radio with the peripheral data acquisition unit u4. In practice, this happens when the data acquisition peripheral unit u4 is outside the range of visibility of the data collection peripheral unit u2. In this hypothesis, the data acquisition peripheral units u1, u3, u5, u6 and u7 can be directly interrogated by the data collection peripheral unit u2, while to interrogate the acquisition peripheral unit u4, it will be necessary to send a signal interrogation to an â € œintermediateâ € acquisition peripheral unit u3, which will receive this signal, retransmit it addressing it to the data acquisition peripheral unit u4, receive a response signal from the data acquisition peripheral unit u4 and forward this response to the data collection peripheral unit u2. Obviously, based on the distances involved, it is possible to predict that the query is characterized by several â € œjumpsâ € through several peripheral units for intermediate data acquisition.
In accordo ad una forma di realizzazione, la stazione remota di controllo e supervisione C_U à ̈ tale da ricevere periodicamente e ad intervalli di tempo successivi i dati raccolti dalle unità periferiche di raccolta dati u2, v2, e per ciascuna unità periferica di acquisizione dati à ̈ programmata per: According to an embodiment, the remote control and supervision station C_U is such as to receive periodically and at successive time intervals the data collected by the peripheral data collection units u2, v2, and for each peripheral data acquisition unit à ̈ programmed for:
- ottenere una misura iniziale di inclinazione statica di detta unità periferica di acquisizione dati, la misura iniziale essendo relativa ad un intervallo di tempo iniziale di riferimento; - obtaining an initial measurement of the static inclination of said peripheral data acquisition unit, the initial measurement being relative to an initial reference time interval;
- ottenere successivamente una ulteriore misura di inclinazione statica di detta unità periferica di acquisizione dati, l’ulteriore misura essendo relativa ad un intervallo di tempo successivo all’intervallo di tempo iniziale; - subsequently obtain a further measurement of the static inclination of said peripheral data acquisition unit, the further measurement being relative to a time interval subsequent to the initial time interval;
- valutare una differenza fra dette misure di inclinazione statica e confrontare detta differenza con almeno un valore di inclinazione di soglia; - evaluating a difference between said static inclination measurements and comparing said difference with at least one threshold inclination value;
- associare stati operativi differenti a detta unità periferica in base all’esito di detto confronto. - associate different operating states to said peripheral unit on the basis of the outcome of said comparison.
Ad esempio, per ciascuna unità periferica di acquisizione dati à ̈ possibile valutare la suddetta differenza fra misure e confrontare il risultato di detta differenza con una prestabilita soglia di allarme per associare all’unità periferica di acquisizione dati uno stato rappresentativo di una condizione di normalità o uno stato rappresentativo di una condizione di allarme. E’ possibile, inoltre, prevedere un ulteriore confronto con una prestabilita soglia di pre-allarme distinta dalla suddetta prestabilita soglia di allarme, in modo da poter associare all’unità periferica di acquisizione uno stato rappresentativo di una condizione di normalità , o uno stato rappresentativo di una condizione di pre-allarme o uno stato rappresentativo di una condizione di allarme. E’ possibile aumentare il numero degli stati associabili alle unità periferiche di acquisizione dati prevedendo, in una forma di realizzazione attualmente preferita, anche i seguenti stati: For example, for each data acquisition peripheral unit it is possible to evaluate the aforementioned difference between measurements and compare the result of said difference with a pre-established alarm threshold to associate a state representative of a normal condition to the peripheral data acquisition unit. or a state representative of an alarm condition. It is also possible to provide a further comparison with a pre-established pre-alarm threshold distinct from the aforementioned pre-established alarm threshold, so as to be able to associate a state representative of a normal condition, or a state representative of a pre-alarm condition or a state representative of an alarm condition. It is possible to increase the number of states that can be associated with the peripheral data acquisition units by providing, in a currently preferred embodiment, also the following states:
- “non rilevato†, nel caso in cui l’unità periferica di acquisizione dati non abbia fornito alcuna risposta all’ultima interrogazione; - â € œnot detectedâ €, in the event that the data acquisition peripheral unit has not provided any answer to the last query;
- “non valido†, nel caso in cui essendo il trasduttore 16 in movimento al momento dell’acquisizione non à ̈ stato possibile valutarne l’inclinazione; - â € œnot validâ €, in the event that since the transducer 16 was in motion at the time of acquisition, it was not possible to evaluate its inclination;
- “non confrontabile†nel caso in cui non à ̈ possibile effettuare la suddetta differenza fra misure (ad esempio nel caso di misura iniziale di inclinazione mancante). - â € œnot comparableâ € if it is not possible to make the aforementioned difference between measurements (for example in the case of missing initial measurement of inclination).
Si osservi, inoltre, che per effettuare il suddetto confronto con la soglia di allarme (o in aggiunta anche con la soglia di pre-allarme) à ̈ possibile confrontare un dato unico rappresentativo della differenza di inclinazione (quale ad esempio un angolo espresso in gradi radianti) con detta soglia (che in questo esempio rappresenta un angolo limite). Alternativamente, à ̈ possibile confrontare una rispettiva differenza relativa a ciascuna delle tre componenti di accelerazione, lungo tre assi ortogonali, con una prestabilita soglia, effettuando in pratica tre distinte operazioni di confronto. In quest’ultimo caso, convenientemente, si potrà opportunamente prevedere che all’unità periferica di acquisizione dati sia assegnato uno stato di allarme (o di pre-allarme) anche se una sola di dette operazioni di confronto rivela una condizione non riconducibile ad una situazione di normalità . It should also be noted that in order to carry out the aforementioned comparison with the alarm threshold (or in addition also with the pre-alarm threshold) it is possible to compare a single data representative of the inclination difference (such as an angle expressed in degrees radians) with said threshold (which in this example represents a limit angle). Alternatively, it is possible to compare a respective difference relative to each of the three acceleration components, along three orthogonal axes, with a predetermined threshold, practically carrying out three distinct comparison operations. In the latter case, conveniently, it can be conveniently provided that an alarm (or pre-alarm) status is assigned to the data acquisition peripheral unit even if only one of said comparison operations reveals a condition not attributable to a situation of normality.
In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, la stazione remota di controllo e supervisione C_U comprende almeno una unità di visualizzazione, quale ad esempio un display LCD, ed à ̈ programmata per rappresentare graficamente sulla unità di visualizzazione una mappa rappresentativa dell’area 2 da monitorare in cui le unità periferiche di acquisizione dati, ed eventualmente anche le unità periferiche di raccolta dati, sono schematicamente rappresentate nelle rispettive posizioni ed in cui la stazione remota di controllo e supervisione C_U à ̈ programmata per associare a ciascuna di dette unità periferiche un rispettivo simbolo grafico rappresentativo dello stato operativo di dette unità periferiche. Ad esempio, à ̈ possibile associare a ciascuna unità un segno o simbolo grafico, quale ad esempio un primo cerchio colorato atto a simboleggiare una prima spia luminosa atta ad assumere un colore differente in base allo stato operativo dell’unità periferica. Questo consente vantaggiosamente ad un operatore di effettuare un rapido ed intuitivo controllo dell’area monitorata 2 per localizzare una eventuale zona soggetta a smottamenti e valutarne approssimativamente l’estensione. In a particularly advantageous embodiment, the remote control and supervision station C_U comprises at least one display unit, such as an LCD display, and is programmed to graphically represent on the display unit a map representative of the area 2 to be monitor in which the data acquisition peripheral units, and possibly also the data collection peripheral units, are schematically represented in their respective positions and in which the remote control and supervision station C_U is programmed to associate each of said peripheral units with a respective graphic symbol representing the operating status of said peripheral units. For example, it is possible to associate a graphic sign or symbol to each unit, such as a first colored circle designed to symbolize a first indicator light capable of assuming a different color based on the operating status of the peripheral unit. This advantageously allows an operator to carry out a quick and intuitive control of the monitored area 2 in order to locate a possible area subject to landslides and to roughly evaluate its extension.
Inoltre, nel caso in cui le unità periferiche siano alimentate da una batteria interna, à ̈ possibile prevedere vantaggiosamente che la stazione centrale di controllo e supervisione C_U sia programmata per ricevere, tramite le unità periferiche di raccolta dati, informazioni sullo stato di carica della batteria di ciascuna unità periferica ed associare alle unità periferiche rappresentate sull’unità di visualizzazione un ulteriore rispettivo simbolo grafico indicativo dello stato di carica delle rispettive batterie (ad esempio distinguendo fra due possibili stati di cui uno rappresentativo di un livello di carica sufficiente ed uno rappresentativo di un livello di carica insufficiente). Ad esempio, à ̈ possibile associare a ciascuna unità periferica un ulteriore segno o simbolo grafico, quale ad esempio un secondo cerchio colorato atto a simboleggiare una seconda spia luminosa, preferibilmente di dimensioni più piccole rispetto al primo cerchio colorato, che assume un colore differente in base allo stato di carica della batteria dell’unità periferica. Furthermore, if the peripheral units are powered by an internal battery, it is possible to advantageously provide that the central control and supervision station C_U is programmed to receive, through the peripheral data collection units, information on the state of charge of the battery. of each peripheral unit and associate to the peripheral units represented on the display unit a further respective graphic symbol indicative of the state of charge of the respective batteries (for example distinguishing between two possible states, one representing a sufficient charge level and one representative insufficient charge level). For example, it is possible to associate an additional sign or graphic symbol to each peripheral unit, such as a second colored circle designed to symbolize a second indicator light, preferably smaller than the first colored circle, which assumes a different color in based on the battery charge status of the peripheral unit.
In accordo ad una forma di realizzazione, la stazione remota di controllo e supervisione C_U à ̈ programmata per associare uno stato operativo globale al sistema di monitoraggio 1, in base ad un calcolo effettuato a partire dagli stati operativi associati alle singole unità periferiche (di acquisizione ed eventualmente anche di raccolta dati). Ad esempio, la stazione remota di controllo C_U à ̈ tale associare al sistema di monitoraggio 1 un primo stato operativo globale indicativo di una condizione di normalità o un secondo stato operativo globale indicativo di una condizione di allarme. Preferibilmente, la stazione remota di controllo C_U à ̈ tale associare al sistema di monitoraggio 1 in aggiunta ai due suddetti stati, un terzo stato operativo globale indicativo di una situazione di pre-allarme. According to an embodiment, the remote control and supervision station C_U is programmed to associate a global operating state to the monitoring system 1, based on a calculation made starting from the operating states associated with the individual peripheral units (acquisition and possibly also data collection). For example, the remote control station C_U is able to associate to the monitoring system 1 a first global operational state indicative of a normal condition or a second global operational state indicative of an alarm condition. Preferably, the remote control station C_U is able to associate to the monitoring system 1 in addition to the two aforesaid states, a third global operational state indicative of a pre-alarm situation.
Ad esempio, la stazione remota di controllo e supervisione C_U Ã ̈ tale associare al sistema di monitoraggio 1: For example, the remote control and supervision station C_U can be associated with the monitoring system 1:
- il primo stato operativo globale (allarme) se il numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di allarme supera un prestabilito valore di soglia Xao se il numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di pre-allarme supera un prestabilito valore di soglia Ya, o se la somma del numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di allarme e del numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di pre-allarme supera un prestabilito valore di soglia Sa; - the first global operational status (alarm) if the number of peripheral units to which the alarm operational status is associated exceeds a predetermined threshold value Xa or if the number of peripheral units to which the pre-alarm operational status is associated exceeds a predetermined threshold value Ya, or if the sum of the number of peripheral units to which the alarm operating status is associated and the number of peripheral units to which the pre-alarm operating status is associated exceeds a predetermined value threshold Sa;
- il secondo stato operativo globale (pre-allarme) se il numero di unità periferiche alle qauli à ̈ associato lo stato operativo di allarme supera un prestabilito valore di soglia Xpo se il numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di pre-allarme supera un prestabilito valore di soglia Yp, o se la somma del numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di allarme e del numero di unità periferiche alle quali à ̈ associato lo stato operativo di pre-allarme supera un prestabilito valore di soglia Sp; - the second global operational status (pre-alarm) if the number of peripheral units is associated with the alarm operating status exceeds a predetermined threshold value Xpo if the number of peripheral units to which the pre-alarm operational status is associated - alarm exceeds a predetermined threshold value Yp, or if the sum of the number of peripheral units to which the alarm operating status is associated and the number of peripheral units to which the pre-alarm operating status is associated exceeds a preset threshold value Sp;
- il terzo stato operativo globale (normalità ) se non à ̈ soddisfatta nessuna delle precedenti condizioni. - the third global operational state (normality) if none of the previous conditions are satisfied.
In accordo ad una forma di realizzazione, il sistema di monitoraggio 1 comprende inoltre una unità di trasmissione 7 collegata alla stazione remota di controllo e supervisione C_U e preposta alla trasmissione remota di segnali di allarme, ad esempio ad un predefinito gruppo di utenti remoti. L’unità di trasmissione 7 comprende ad esempio un modem GSM atto ad inviare messaggi SMS agli utenti remoti ogni volta che al sistema di monitoraggio 1 à ̈ assegnato uno stato operativo globale differente da quello indicativo di una condizione di normalità . According to an embodiment, the monitoring system 1 further comprises a transmission unit 7 connected to the remote control and supervision station C_U and responsible for the remote transmission of alarm signals, for example to a predefined group of remote users. The transmission unit 7 comprises for example a GSM modem able to send SMS messages to remote users whenever a global operating status is assigned to the monitoring system 1 different from that indicative of a normal condition.
Con riferimento alla figura 3 Ã ̈ schematicamente illustrato un diagramma di flusso di un procedimento per il monitoraggio aree a rischio franoso, globalmente indicato con 30, in accordo alla presente invenzione. With reference to Figure 3, a flow diagram of a procedure for monitoring landslide risk areas, globally indicated with 30, according to the present invention, is schematically illustrated.
Il procedimento di monitoraggio 30 comprende: Monitoring process 30 includes:
- una fase 31 di rendere disponibile, cioà ̈ di installare e configurare, un sistema di monitoraggio 1 comprendente una rete di acquisizione dati 4 comprendente una pluralità di unità periferiche di acquisizione dati, ciascuna di dette unità comprendendo un trasduttore inerziale di accelerazione 16 a semiconduttore atto a rilevare e rendere disponibile una misura di una accelerazione di gravità in condizione statiche al fine di ottenere una misura di inclinazione statica di detta unità periferica; e - a step 31 of making available, i.e. installing and configuring, a monitoring system 1 comprising a data acquisition network 4 comprising a plurality of peripheral data acquisition units, each of said units comprising an inertial acceleration transducer 16 with semiconductor able to detect and make available a measurement of an acceleration of gravity in static conditions in order to obtain a measurement of the static inclination of said peripheral unit; And
per ciascuna unità periferica di acquisizione dati di detta pluralità : for each peripheral unit of data acquisition of said plurality:
- una fase 32 di ottenere una misura iniziale di inclinazione statica a detta unità periferica, detta misura iniziale statica essendo relativa ad un intervallo di tempo iniziale di riferimento; - a step 32 of obtaining an initial measurement of static inclination to said peripheral unit, said initial static measurement being relative to an initial reference time interval;
- una fase successiva 33 di ottenere una ulteriore misura di inclinazione statica di detta unità periferica, detta ulteriore misura essendo relativa ad un intervallo di tempo successivo a detto intervallo di tempo iniziale; - una fase 34 di valutare una differenza fra dette misure di inclinazione statica e confrontare detta differenza con almeno un prefissato valore di inclinazione di soglia; - a subsequent step 33 of obtaining a further measurement of the static inclination of said peripheral unit, said further measurement relating to a time interval subsequent to said initial time interval; - a step 34 of evaluating a difference between said static inclination measurements and comparing said difference with at least a predetermined threshold inclination value;
- una fase 35 di associare stati operativi differenti a detta unità periferica in base all’esito di detto confronto. - a step 35 of associating different operating states to said peripheral unit on the basis of the outcome of said comparison.
Preferibilmente, gli stati operativi associabili alle unità periferiche di acquisizione dati comprendono: Preferably, the operating states that can be associated with the peripheral data acquisition units include:
- un primo stato operativo indicativo di una condizione di normalità ; - a first operational state indicative of a condition of normality;
- un secondo stato operativo indicativo di una condizione di allarme; e più preferibilmente anche - a second operational state indicative of an alarm condition; and more preferably too
- un terzo stato operativo indicativo di una condizione di pre-allarme. - a third operational state indicative of a pre-alarm condition.
In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, il procedimento di monitoraggio 30 comprende inoltre una fase 36 di associare al sistema di monitoraggio 1 uno stato operativo globale, rappresentativo di una condizione di normalità o di allarme, in base ad un calcolo effettuato a partire dagli stati operativi associati alle singole unità periferiche di acquisizione dati. Più preferibilmente, al sistema 1 à ̈ associabile anche un terzo stato operativo indicativo di una condizione di pre-allarme. In a particularly advantageous embodiment, the monitoring method 30 further comprises a step 36 of associating to the monitoring system 1 a global operating state, representative of a normal or alarm condition, on the basis of a calculation carried out starting from the states operational associated with the single peripheral units of data acquisition. More preferably, system 1 can also be associated with a third operating state indicative of a pre-alarm condition.
Preferibilmente, il procedimento di monitoraggio 30 comprende inoltre una fase 37 di trasmettere a distanza segnali di allarme in base allo stato operativo globale associato al sistema di monitoraggio. Preferably, the monitoring method 30 further comprises a step 37 of remotely transmitting alarm signals based on the overall operational state associated with the monitoring system.
Come indicato dalla freccia 38, le fasi da 33 a 36 vengono eseguite iterativamente al fine di ottenere un monitoraggio in real time o in quasi real time dell’area 2 a rischio frane. As indicated by arrow 38, steps 33 to 36 are carried out iteratively in order to obtain real-time or near-real time monitoring of area 2 at risk of landslides.
Dalla descrizione appena fatta à ̈ possibile dunque comprendere come un sistema ed un procedimento di monitoraggio del tipo sopra descritto siano in grado di conseguire pienamente gli scopi prefissi. From the description just made it is therefore possible to understand how a monitoring system and method of the type described above are capable of fully achieving the intended purposes.
Prove sperimentali sul campo hanno consentito di dimostrare l’efficienza del sistema di monitoraggio che si à ̈ dimostrato reattivo e particolarmente robusto ai falsi allarmi. In particolare, durante tali prove à ̈ stato realizzato ed installato un sistema di monitoraggio comprendente 53 unità periferiche di cui 50 unità periferiche di acquisizione (slave) e 3 unità di acquisizione e raccolta dati (master) installate a copertura di un’area di circa 4000 mq. Nel particolare sistema di monitoraggio testato durante le prove, sono state impiegate unità periferiche di acquisizione dati aventi un’asta di circa un metro di lunghezza, al fine di monitorare gli spostamenti di una strato superficiale di terreno a rischio smottamenti avente una profondità di circa 1m-2m. Experimental tests in the field have made it possible to demonstrate the efficiency of the monitoring system which proved to be reactive and particularly robust to false alarms. In particular, during these tests a monitoring system was created and installed comprising 53 peripheral units of which 50 peripheral acquisition units (slave) and 3 acquisition and data collection units (master) installed to cover an area of about 4000 square meters. In the particular monitoring system tested during the tests, peripheral data acquisition units with a rod of about one meter in length were used, in order to monitor the displacements of a surface layer of land at risk of landslides having a depth of about 1m-2m.
Si osservi inoltre che un sistema di monitoraggio del tipo sopra descritto si pregia di un elevato grado di configurabilità nelle modalità e nelle caratteristiche di acquisizione ed elaborazione dei dati. It should also be noted that a monitoring system of the type described above has a high degree of configurability in the methods and characteristics of data acquisition and processing.
Il sistema inoltre presenta un costo relativamente ridotto ed una particolare semplicità di installazione, il che consente di aumentare il numero di punti di misura senza far lievitare i costi del sistema e della sua installazione. The system also has a relatively low cost and a particular simplicity of installation, which allows to increase the number of measuring points without increasing the costs of the system and its installation.
Il sistema inoltre si presta ad una pre-elaborazione dei dati in loco presso le singole unità periferiche dia acquisizione, riducendo in tal modo il carico computazionale presso la stazione remota di controllo e supervisione C_U e consentendo pertanto di aumentare il numero di punti di misura utili ad ottenere un modello quanto più realistico possibile dell’area da monitorare, senza inficiare l’efficienza di elaborazione dei dati. The system also lends itself to on-site pre-processing of data at the individual peripheral acquisition units, thus reducing the computational load at the C_U remote control and supervision station and thus allowing to increase the number of useful measurement points. to obtain a model as realistic as possible of the area to be monitored, without affecting the efficiency of data processing.
Si osservi inoltre che un sistema del tipo sopra descritto consente non solo di monitorare aree a rischio franoso per inviare tempestive segnalazioni di allarme ma à ̈ in grado anche di soddisfare interessi di tipo geofisico poiché durante il proprio funzionamento à ̈ possibile registrare i dati di variazione di inclinazione statica acquisiti in modo da costituire una banca dati di estremo interesse ed utilità al fine di seguire la componente a cinematica lenta dell’evoluzione dell’area a rischio oltre che eventuali componenti a cinematica veloce potenzialmente pericolose. It should also be noted that a system of the type described above allows not only to monitor landslide risk areas to send timely alarm reports but is also able to satisfy geophysical interests since during its operation it is possible to record the data of static inclination variation acquired in order to constitute a database of extreme interest and usefulness in order to follow the slow kinematic component of the evolution of the risk area as well as any potentially dangerous fast kinematic components.
Ovviamente, ad un sistema ed un procedimento di monitoraggio del tipo sopra descritti, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, un esperto del settore potrà apportare numerose modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni.Ad esempio, nel caso di aree a rischio franoso ricoperte da vegetazione ad alto fusto e soggette dunque ad un effetto destabilizzante del vento, può essere conveniente includere nel sistema di monitoraggio anche un anemometro per monitorare la correlazione fra la presenza di vento e l’instaurarsi di eventuali fenomeni franosi. In aggiunta o in alternativa, à ̈ possibile includere nel sistema di monitoraggio 1 anche un pluviometro, in cui le altezze di pioggia del pluviometro forniscono al sistema delle segnalazioni di preallarme o allarme utili a dare indicazioni sul maggior o minor rischio di smottamenti. Obviously, an expert in the field can make numerous modifications and variations to a monitoring system and procedure of the type described above, in order to meet contingent and specific needs, all of which are contained within the scope of protection of the invention, such as defined by the following claims. wind and the onset of any landslides. In addition or alternatively, it is also possible to include in the monitoring system 1 a rain gauge, in which the rainfall heights of the rain gauge provide the system with pre-alarm or alarm signals useful for giving information on the greater or lesser risk of landslides.
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