AIR-TRAFFIC-GIS si presenta come un sistema spaziale a supporto delle decisioni (Spatial Decision Support System SDSS) sviluppato in ambiente GIS (ESRI ArView 3.x o 10.x) su sistema operativo Windows XP per monitorare e gestire le problematice connesse con la qualita’ dell’aria in ambiente urbano.

AIR-TRAFFIC-GIS consente ad utente che ha gia’ una sufficiente padronanza del GIS (ArcView) di procedere nella visualizzazione di dati e nelle complesse simulazioni modellistiche utilizzando un’interfaccia a lui familiare e user-friendly. In questo modo l’utente della pubblica amministrazione mimimizza i tempi di utilizzo dello strumento rispetto a pacchetti stand-alone esistenti che spesso non sono compatibili con i sistemi GIS dell’ente.

AIR-TRAFFIC-GIS integra nella piattoforma GIS ArcView (ESRI) le seguenti componenti costituite da data base e modelli previsionali:

• Data Base con caratteristche delle sorgenti emissive sia lineari (traffico), areali (discariche, ecc..) che puntiformi (industrie) localizzate nel territorio comunale;
• Data Base con Dati Meteodiffusivi osservati in real-time dai sistemi di monitoraggio e dati storici con relative statistiche (Joint Frequency Function, rose dei venti, ecc..)
• Data Base con Dati relativi alla qualita’ dell’aria (concentrazione dei principali inquinanti ) osservati in real-time dai sistemi di monitoraggio e dati storici
• TRAFFIC-GIS: Modello di assegnazione del traffico che permetta di stimare i flussi di traffico (mezzi privati (moto, auto e veicoli pesanti) e pubblici), le velocita’ medie, l’individuazione del percorsi minimi, la lunghezza delle code ed il numero di soste per il grafo stradale comunale con matrice Origine Destinazione nota. Il codice di calcolo integrato nella piattaforma GIS permette di procedere in simulazioni complesse sia a livello di macroscala comunale che a livello di microscala, es. Rotatorie, semafori, intersezioni, tunnel, parcheggi, ecc..;
• EMISSION-GIS: Modello per la stima dell’inventario emissioni (CO, NOx, SOx, PST, PM10, IPA, Metalli Pesanti) da traffico veicolare e da sorgenti industriali basato su fattori di emissione e metodologie riconosciute a livello scientifico internazionale, quali: COPERT, CORINAIR, USEPA AP42. La stima delle emissioni da traffico veicolare tiene in considerazione la composizione del parco veicolare circolante nel territorio comunale e le diverse tipologie di carburanti.
• Modello digitale del terreno e modello 3D degli edifici in area urbana
• Dati territoriali ed urbanistici del comune, es. Carta dell’uso del suolo del territorio, mappa dei tratti stradali, ec..
• WIND-GIS: Preprocessore diagnostico meteorologico 3D in grado di riprodurre i campi tridimensionali di vento, temperatura e dei principali parametri di turbolenza sulla base dei dati osservati (real-time o/e storici), dell’uso del suolo e del modello digitale del terreno DTM.
• AIR-GIS: Suite di Modelli matematici per la dispersione degli inquinanti atmosferici rilasciate dalle diverse tipologie di sorgenti (lineari, areali e puniformi). In AIR-GIS sono integrati modelli di diversa complessita’ riconosciuti a livello scentifico internazionale tra cui:
  •  modelli euleriani analitici
    • modelli gaussiani: ISC3, ISC-PRIME, AERMOD,
    • modello gussiano spefico per il traffico: CALINE
    • modello eulero-lagrnagiano a puff CALPUFF
  •  modello lagrangiano 3D: CamX in grado di simulare lo smog-fotochimico (a richiesta);
• RISK-GIS^*: modulo che permette di quantificare l’esposizione ed il rischio per la salute umana determinato dalla inalazione di composti tossici e cancerogeni
• EMISSION-TRADING-GIS^*: modulo per l’implementazione di un mercato dei permessi di inquinare basato sul criterio di minimizzazione dei rischi legato alla esposizione per inalazione di sostanze tossiche e cancerogene;

* Moduli Opzionali non previsti nel bando di gara

L’inserimento di tutti i dati di input, il run delle simulazioni modellistiche e la visualizzazione degli output avviene direttamente all’interno dell’interfaccia GIS di AIR-TRAFFIC-GIS senza dovere eseguire programmi esterni e procedere in complesse e dispendiose importazioni degli output.

Tutti i dati sia puntiformi che continui vengono automaticamente rappresentati in mappe 2D e 3D utilizzando le funzioni native di visulazizzazione del GIS. In particolare mediante alcuni strumenti sviluppati utilizzando le estensioni Spatial e 3D Analyst di ArcView e’ possibile procedere in visualizzazioni 3D interattive dei risultati e riprodurre scene virtuali.

Tutti i dati provenienti dal sistema di monitoraggio per la qualita’ dell’aria sono direttamente visualizzabili real-time su mappe 2D e 3D all’interno del sistema AIR-TRAFFIC-GIS, gli stessi dati sono utilizzati come input per i modelli previsionali senza complicati passaggi di formattazione degli stessi.

Mediante gli strumenti integrati in AIR-TRAFFIC-GIS l’utente puo’ assolvere alle seguenti operazioni a supporto della pianificazione dei piani di risanamento della qualita’ dell’aria:

• Produrre mappe dei profili di concentrazioni degli inquinanti rilevati real-time dai sistemi di monitoraggio o relativi a situazioni storiche di interesse;
• Simulare diversi scenari di gestione delle emissioni in termini di concentrazione dei principali inquinanti (NOx, PM10, SOx, Benzene, ecc.) a supporto delle decisioni in materia di: politiche di riduzione emissioni industriali, installazione di nuove sorgenti (centrali energetiche, inceneritori, ec..), car-sharing, istituzione di ZTL e limitazione di alcuni tratti stradali.
• Localizzare sul territorio le aree e le sorgenti maggiormente critiche in termini di concentrazioni dei principali inquinanti
• Impostare un sistema di Emission-Trading (mercato dei permessi di inquinare) per le sorgenti industriali finalizzato alla minimizzazione degli impatti sulla qualita’ dell’aria
• Mappare distribuzioni iso-rischio e iso-dose per le popolazioni esposte a composti tossici e/o concerogeni

AIR-TRAFFIC-GIS comprende la fornitura del software e una gamma di servizi personalizzabili al fine di mettere in grado l’Ente di utilizzare direttamente lo strumento per il problem solving nei casi tipici di interesse.

-          AIR-TRAFFIC-GIS e’ organizzato in modo da rendere minima la richiesta di scelta dei dati di input e dei parametri da parte dell’utente; questo da un lato semplifica l’utilizzo, e dall’altro consente di lasciare massima libertà solo su quei parametri ed aspetti dell’input che hanno rilevanza concettuale e operativa ai fini dei risultati della simulazione. Si ha un ambiente di “modellazione assistita” in cui il tecnico può concentrarsi direttamente sul significato fisico dei modelli e dei risultati ottenuti, senza dover spendere tempo eccessivo sui dettagli algoritmici e informatici dei modelli;

-          Il sistema e’ direttamente sviluppato in ambiente GIS ArcView 3.x e richiede le estensioni Spatial Analyst e 3D Analyst della ESRI, molto diffuso in tutte le amministrazioni pubbliche e private; questo consente di utilizzare gli strumenti a chi ha già una minima preparazione sull’uso dei GIS e facilita in maniera evidente il reporting e la presentazione al pubblico o all’interno dell’Ente/Azienda i risultati e gli scenari previsti;

-          tutti i modelli implementati in AIR-TRAFFIC-GIS sono documentati in dettaglio attraverso il riferimento alla letteratura tecnica e l’illustrazione concettuale delle loro caratteristiche, dei limiti della loro applicabilità e delle strategie di modellistica per il loro corretto impiego. Sono illustrati i parametri-chiave cui l’utente deve prestare particolare attenzione e i criteri con cui sceglierli; i parametri sono impostati su valori di default che possono essere personalizzati caso per caso in relazione all’ambiente operativo dell’Ente/Azienda

-          La piattaforma di AIR-TRAFFIC-GIS risulta aperta all’aggiornamento o aggiunta di nuovi pacchetti di simulazione al fine di soddisfare esigenze future.