Quando la sicurezza viaggia su strada

Piero De Fazio (ENEA) illustra il sistema intelligente di pesatura dinamica degli automezzi SENTINEL, sviluppato con l'obiettivo di arrivare a una gestione intelligente e predittiva del traffico di veicoli pesanti su strade e autostrade.

Quando si parla di sicurezza, non si può prescindere dal par­lare anche di sicurezza strada­le. Come testimoniano i dati da poco diffusi dalla Polizia stra­dale, infatti, nel 2021, rispetto al 2020, gli incidenti stradali sono aumentati del 26,7% (64.162 del 2021 contro i 50.625 del 2020), con gli incidenti mortali in aumento del 15,5% rispetto all’anno precedente. Sebbene il 2020, anno del confronto, non sia realmente rappre­sentativo del trend dell’incidentalità stradale, date le restrizioni e i divieti imposti alla mobilità nell’ottica del contenimento della pandemia, è pur sempre vero che un aumento c’è stato.

Con il Decreto Ministeriale del 14 dicembre 2021, è stato pubblicato il calendario aggiornato al 2022 dei giorni di divieto di circolazione, al di fuori dei centri abitati, per i mezzi pesanti con massa complessiva superiore a 7,5 t, proprio al fine di garantire migliori condizioni di sicurezza della circolazione stradale nei periodi di mag­giore intensità.

È stata proprio l’importante questione della cir­colazione dei mezzi pesanti sulle strade il fulcro delle ricerche che hanno portato alla nascita del progetto SENTINEL.

Coordinato da ENEA, in collaborazione con il Consorzio TRAIN (con i due soci attuatori Uni­versità di Salerno ed ETT SpA), Takius srl e Anas SpA, il progetto SENTINEL (Sistema di pEsa­tura diNamica inTellIgente per la gestioNE deL traffico pesante) nasce per gestire in sicurezza il traffico dei veicoli pesanti su strade, autostrade, ponti e viadotti, consentendo di individuare in tempo reale i mezzi in sovraccarico, così da smi­starli su percorsi alternativi evitando situazioni di pericolo.

Questo sistema innovativo è stato ideato, svilup­pato e testato presso il Centro Ricerche ENEA della Trisaia (Matera). Abbiamo intervistato Piero De Fazio, responsabile della sezione Stru­menti per applicazioni energetiche dell’ENEA e coordinatore scientifico del progetto, per cono­scere più nel dettaglio i componenti del sistema SENTINEL e le sue applicazioni pratiche.

Dove prevedete di poter inserire questo sistema?

«Le applicazioni pratiche del sistema SENTINEL sono molteplici: l’installazione del sistema è prevista in prossimità di nodi di infrastrutture stradali sensibili quali ponti, viadotti e in tutti quei tratti particolarmente delicati a causa delle caratteristiche altimetriche e/o ambientali e climatiche (pensiamo per esempio ai tratti in salita, soggetti alla presenza di ghiaccio nel periodo invernale). Questo sistema innovativo consentirà quindi un duplice impiego: la manutenzione predittiva delle infrastrutture stesse e il controllo dei veicoli pesanti in sovraccarico».

Quali sono i punti di forza del Sistema SENTINEL?

«Il sistema consente di misurare il peso dei veicoli pesanti in movimento con un alto grado di precisione; non è influenzato dalle condizioni di marcia, è immune da disturbi elettromagnetici (dovuti per esempio all’impianto motore del veicolo in transito o ad apparecchiature fraudolente) e non è condizionato dalle circostanze climatiche (acqua, neve ecc.).

Inoltre, SENTINEL applica modelli predittivi e strategie decisionali automatiche o semiautomatiche, elaborate in base a criteri di regolamentazione del traffico pesante, da assumere in relazione alle effettive condizioni di carico dei veicoli nel passaggio sulla sezione di misura e non in base alla classificazione per portata massima del mezzo. Il modello predittivo considera il livello di traffico, l’affollamento, l’effettiva condizione di carico dei veicoli pesanti e le criticità di marcia per altimetria e condizioni meteo. La strategia decisionale considera gli interventi di regolamentazione del traffico dei mezzi pesanti come oggetto di misurazione mirata sulle loro effettive condizioni di carico: smistamento su viabilità alternativa, fermo in area, tratta di ac­cumulo, ecc.

In ogni caso, SENTINEL si integrerà con sistemi ITS (Intelligence Transport Systems) per il mo­nitoraggio e controllo del traffico, dei trasporti eccezionali e delle merci pericolose, e in generale con i servizi tecnologici che possono costituire un chiaro valore aggiunto per un’efficiente ge­stione della domanda di mobilità e di sicurezza».

Quali sono le principali componenti del Sistema SENTINEL?

«Il sistema sperimentale SENTINEL è costituito da moduli hardware e software, ciascuno dei quali sviluppato singolarmente nel corso del progetto e poi riunito per formare un sistema integrato intelligente di pesatura dinamica che si integra con altri sistemi già presenti sul sito stradale.

Nel dettaglio, le componenti del Sistema SENTI­NEL sono così riassumibili:

• un sistema meccanico di pesatura dinamica del tipo bending-plate (piastra in deflessione sotto l’azione del carico in transito), equipag­giato con sensori in fibra ottica e allocato in una struttura prefabbricata da installare in scavo su strada. La scelta della tecnologia in fibra ottica è connessa alla possibilità di effet­tuare il cablaggio in serie di numerosi sensori su un singolo canale, consentendo così misure di deformazione con alta risoluzione spaziale. La predisposizione nella struttura prefabbri­cata assicura inoltre un’elevata protezione del sistema durante il suo utilizzo;
• un sistema dedicato opto-elettronico di inter­rogazione dei sensori in fibra ottica, acquisi­zione e condizionamento del segnale, realizza­to utilizzando componentistica commerciale e ottimizzato per questa specifica applicazione, con riferimento a numerosità e tipologia dei sensori, ampiezza e regime dinamico del se­gnale atteso. Il sistema applica in real time algoritmi di condizionamento del segnale e soppressione del rumore;
• un sistema fisico e logico di analisi dei dati e determinazione del peso per asse, in grado di eseguire in real time un’analisi dei dati speri­mentali per convergenza su risultati di calcolo numerico, riducendo l’incidenza sul risultato dei fenomeni perturbativi stocastici (attrito pneumatico-piastra ecc.) e deterministici (ac­celerazione, traiettoria ecc.);
• un sistema fisico e logico di interconnessione con ITS (Sistemi Intelligenti di Trasporto) e re­lative funzionalità (servizi di teletrasmissione; risorse big data; dati da sensori multifunzio­nali);
• un sistema decisionale dedicato con operati­vità master/slave in connessione con sistema decisionale ITS».

Come avviene l'acquisizione dei dati sul traffico? Che tipo di telecamere vengono utilizzate?

«Per l’acquisizione dei dati sul traffico utilizzia­mo il dispositivo Vega Smart 2HD di Tattile. La soluzione Vega Smart 2HD è in grado di gestire la lettura delle targhe su due corsie, anche con senso di marcia opposto, stimando la velocità di percorrenza dei veicoli e indicando la direzione del transito. Aspetti chiave di questa soluzione sono i seguenti:

• risoluzione: 5MP ANPR; 2MP TVCC;
• tecnologia embedded: l’elaborazione delle im­magini viene eseguita direttamente all’inter­no della camera;
• lettura targhe: 2 corsie, OCR sintax-based;
• distanza di lavoro: 25 m;
• velocità massima: 250 km/h».

Come funzionano i vari algoritmi che determinano l'effettivo smistamento e la gestione del traffico?

«Il sistema sperimentale SENTINEL prevede due telecamere, una di contesto e una per il ricono­scimento targhe. La camera che realizza il ri­conoscimento delle targhe utilizza una serie di algoritmi di AI per individuare la targa (forma, posizione e caratteristiche) e la sagoma/dimen­sione del mezzo e un algoritmo di OCR (rico­noscimento delle scritte) per leggere la targa, che si confronta con un template che codifica la tipologia di targa (autoveicolo, motoveicolo, tir, rimorchio) per validare la lettura rispetto la sagoma mezzo.

Il sistema trasforma poi tutte le informazioni spa­ziali delle immagini acquisite in una stringa (data, ora, targa ecc.) in modo da non trattenere informazioni personali secondo quanto richiesto dalle norme sulla privacy.

Per le finalità del progetto bisognerebbe far sì che la telecamera venisse montata rivolta verso il traffico in modo da usare il riconoscimento del­la targa/mezzo come trigger per il controllo del peso in movimento, evitando così di passare in rassegna tutte le auto che transitano per concen­trarsi invece solo sui mezzi pesanti di interesse».

Quando si concluderà il progetto di ricerca?

«Il progetto SENTINEL, finanziato tra i “Progetti di ricerca industriale e sviluppo sperimentale nelle 12 aree di specializzazione individuate dal PNR 2015-2020”, si concluderà alla fine di apri­le 2022. Il report finale sarà quindi disponibile entro giugno 2022. Le vicende legate al Covid hanno determinato un rallentamento delle at­tività complessive.

Il sistema è stato testato presso un sito speri­mentale realizzato ad hoc all’interno del C.R. ENEA di Trisaia, nel quale abbiamo acquisito una mole di dati, per il momento ancora riser­vati, che ha consentito di verificare sul campo la sua funzionalità complessiva e di individuare o modificare alcuni aspetti progettuali in modo da renderli più efficienti sul sito sperimentale finale previsto sull’Autostrada A2 del Mediterraneo. È stato questo un passaggio fondamentale per la riuscita dell’intero progetto».

Per quando è prevista l'installazione del Sistema nel sito sperimentale?

«Il sito sperimentale finale in cui verrà testata la funzionalità del sistema sarà realizzato in cor­rispondenza di una sezione iniziale della A2, nel tratto compreso tra il km 0 (Fisciano, provincia di Salerno) e il km 7 (Salerno), e, in futuro, su altri nodi dell’infrastruttura stradale che per carat­teristiche altimetriche, ambientali o climatiche possano essere considerati critici. Completate le attività di installazione, sarà possibile procedere alla sperimentazione in campo».

Quali saranno le figure che entreranno in gioco nella gestione del sito in quest'ultima fase?

«Ovviamente, considerato il sito e la complessità a esso collegata, per quanto riguarda la gestione del traffico veicolare tutte le attività saranno svolte da ANAS s.p.a. Ne consegue che gli aspetti pratici saranno cu­rati dalla stessa ANAS, nel rispetto delle normative tecniche e di sicurezza vigenti. Trattandosi di un sito sperimentale, funzionale alle attività progettuali, l’intero processo di acquisizione e gestione dei dati sarà svolto dai partner pro­gettuali, ciascuno dei quali sarà coinvolto in funzione delle proprie specificità. Lo sviluppo successivo e quanto da questo potrebbe derivare, anche in termini di professionalità necessarie all’implementazione complessiva del sistema, sarà oggetto di successive riflessioni».