Supporto alla sperimentazione di IT-alert

Il Lab geoSDI del CNR-IMAA, è presente nei gruppi di lavoro sin dalle prime fasi di ideazione e progettazione del Sistema IT-alert, e ne sta supportando le fasi di sperimentazione,  con il coordinamento dell'Ufficio V - Risorse umane e strumentali e servizi generali di funzionamento Servizio sistemi informativi e di comunicazione del Dipartimento della Protezione Civile, attraverso diverse attività e strumenti.

Ne sono esempio l'implementazione di Algoritmi per la sintesi delle aree verso cui i messaggi di allerta devono essere diramati e l'implementazione di Console web di controllo per Dispositivi Sentinella per la verifica di ricezione dei messaggi, di cui è possibile leggere nel corso di questo articolo, subito dopo una sintesi sul Sistema IT-alert e sul suo funzionamento.

IT-alert

IT-alert è il sistema nazionale di allarme pubblico per l'informazione diretta alla popolazione, che dirama ai telefoni cellulari presenti in una determinata area geografica messaggi utili in caso di gravi emergenze o catastrofi imminenti o in corso, ed è il Dipartimento di Protezione Civile a provvedere all'invio dei messaggi.

Il Dipartimento della Protezione Civile, con le strutture regionali di Protezione Civile ha organizzato le attività di test e sperimentazione, coinvolgendo direttamente la popolazione. Intorno alle ore 12 del giorno definito, sui cellulari accesi e con connessione telefonica di coloro che si trovavano nell’area coinvolta hanno ricevuto un messaggio di test.

Gli obiettivi dei test, sono far conoscere il nuovo sistema alle persone che potrebbero essere coinvolte in situazioni di emergenza quando IT-alert sarà totalmente operativo, e verificarne il funzionamento in relazione alle diverse tipologie di dispositivo, di sistemi operativi e di Fornitori di Servizi di Telefonia mobile.

Come funziona IT-alert

Attraverso una Console, operativa nella Sala Coordinamento Emergenze DPC, la Protezione Civile definisce il contenuto del messaggio e l'area che ne deve essere interessata, in base a valutazioni specifiche per il tipo di rischio in esame.  Queste informazioni sono disseminate tramite protocollo CAP (Common Alerting Protocol) ai Gestori di Servizi di Telefonia, i quali diramano il messaggio ai dispositivi collegati alle antenne presenti nell'area d'interesse. I messaggi IT-alert viaggiano attraverso cell-broadcast. Ogni dispositivo mobile connesso alle celle delle reti degli operatori di telefonia mobile, se acceso, può ricevere un messaggio “IT-alert”. Grazie alla tecnologia cell-broadcast i messaggi IT-alert possono essere inviati all’interno di un gruppo di celle telefoniche geograficamente vicine, capaci di delimitare un’area il più possibile corrispondente a quella interessata dall'emergenza.

Il supporto del lab GeoSDI alla Sperimentazione di IT-alert

Il Lab GeoSDI del CNR IMAA, Centro di Competenza del Dipartimento di Protezione Civile per l'interoperabilità di dati geospaziali e per le Spatial Data Infrastructures, sta conducendo diverse attività di supporto tecnico-scientifico al Dipartimento legate al sistema IT-alert.

Nel corso del 2023 i primi test hanno interessato le intere regioni, con lo scopo di raggiungere con il messaggio di test tutti i dispositivi mobili collegati a celle di fornitori di servizi di telefonia all'interno dei confini regionali.
Negli ultimi mesi, test specifici sono stati effettuati per sperimentare l'utilizzo del Sistema IT-alert in aree più piccole in caso di rischio legato a Collasso di grandi dighe, a  Incidenti rilevanti a stabilimenti industriali ed a Incidenti nucleari.

Algoritmi per la sintesi delle aree IT-alert

In questi casi specifici l'area geografica da raggiungere con il messaggio IT-alert è una superficie composita e complessa, in generale diversa dall'estensione del confine regionale, determinata sia da valutazioni tecniche sul rischio (esposizione, vulnerabilità), sia da valutazioni geografiche e territoriali, sia dalle normative vigenti in materia.

Si legge ad esempio nelle Indicazioni Operative Per L’emissione Di Messaggi Di Allarme Pubblico Per “Fase Di Collasso” Di Una Grande Diga che "... In relazione alla necessità di inviare il messaggio IT-alert nel più breve tempo possibile, è previsto l’impiego di uno specifico dataset “elenco comuni interessati dal collasso”, coordinato presso il DPC, che raccoglie, per ciascuna grande diga, l’informazione contenuta all’interno del DP approvato secondo la direttiva [RN-3] relativamente, in particolare, all’elenco dei comuni a valle interessati dal transito dell’onda di piena da collasso diga, secondo quanto previsto dalla lettera i) dell’art. 2.1 della direttiva [RN-3]. Il perimetro dell’area geografica, all’interno del quale il sistema nazionale di allarme pubblico IT-alert dirama messaggi relativi alla fase di allerta per rischio connesso al collasso di una grande diga, coincide con il confine amministrativo dei comuni riportati nel suddetto dataset informativo. ..."

A questo vincolo normativo se ne affianca uno tecnico, legato alla natura del protocollo CAP (attraverso cui vengono informati i Service Providers per poi diramare il messaggio), sul numero di poligoni che può essere incluso in un messaggio CAP e il numero complessivo di vertici dei poligoni.

Ne consegue che , nell'esempio del collasso grandi dighe, non può essere banalmente usata l'area ottenuta come semplice unione dei poligoni dei comuni a valle della diga, ma è necessaria una elaborazione per fare in modo che le geometrie risultanti rispettino i vincoli tecnici imposti.

In particolare è stato fissato il seguente obiettivo: " Dato in input una geometria poligonale / multi poligonale, generare una geometria semplificata dove il vincolo da rispettare è quello di non avere più di 50 vertici e che la geometria di output contenga “interamente” la geometria data in INPUT .

Il Lab geoSDI ha pertanto condotto degli studi e delle sperimentazioni per la valutazione di diversi algoritmi per la semplificazione dei poligoni per i casi specifici "Collasso grandi dighe" e "Incidente industriale rilevante", effettuando benchmark di prestazioni e valutazioni tecniche sull'output.

A valle degli studi è stata dunque implementata una procedura software basata sull'  Algoritmo Ramer–Douglas–Peucker per la determinazione delle aree da utilizzare,  soddisfacendo l'obiettivo prefissato.

Il software implementato restituisce una features collection in formato geojson e genera anche il file CAP 1.2 contenente l’area o le aree (caso delle isole amministrative) semplificate.

Come è possibile vedere dalle immagini riportate, oltre alla semplificazione dei poligoni con riduzione dei vertici è stata posta particolare attenzione alla minimizzazione dell'over-covering, che si tradurrebbe in invio/ricezione di messaggi IT-alert a dispositivi non realmente interessati. Le immagini ripoortano il confronto rispetto ad esempio al test effettuato con algoritmo di semplificazione Convex Hull.

Dispositivi Sentinella e Console web di Controllo

Ma tutti i dispositivi sono sempre raggiunti dal messaggio IT-alert?

"Come tutti i  sistemi di allarme pubblico IT-alert risente di limiti legati anche alle capacità tecnologiche  disponibili. Uno dei limiti è l'impossibilità di sovrapporre perfettamente l'area che  si stima come potenzialmente interessata dall'emergenza con l'area coperta dalle  antenne degli operatori di telefonia che vengono utilizzate per l'invio dei messaggi.  Questo significa che ci saranno dispositivi presenti in zone fuori dal territorio interessato  che potrebbero ricevere un messaggio IT-alert e dispositivi in zone interessate dall'allarme  che potrebbero non ricevere il messaggio."

informa Umberto Rosini (Dirigente Sistemi Informativi e di Comunicazione del DPC) in uno dei video informativi.

Determinata l'area di invio per un messaggio IT-alert è stato dunque importante, per la fase di sperimentazione, valutare la consegna del messaggio ai dispositivi presenti nell'area, anche in relazione a diversi parametri quali il Gestore di Telefonia, la marca del dispositivo mobile, il sistema operativo del dispositivo.

Il Lab geoSDI ha realizzato una console web di controllo attraverso cui visualizzare e filtrare, in tempo reale, dati di ricezione del messaggio IT-alert su particolari dispositivi (sentinelle), in relazione all'area del test.

Accanto ai questionari anonimi che tutti i cittadini sono stati invitati a compilare qualora avessero ricevuto il messaggio, è stato infatti adottato un approccio statistico mediante l'adozione di Dispositivi Sentinella: personale designato dalle autorità locali di Protezione Civile si è collocato in modo randomico sul circondario del punto di interesse del test specifico test, munito di dispositivo mobile. Attraverso tali dispositivi, le sentinelle hanno compilato un questionario privato, indicando se avessero o meno ricevuto il messaggio, le informazioni relative al Service Provider  e al modello di dispositivo utilizzati e la posizione automaticamente rilevata dal gps del dispositivo.

I dati così raccolti hanno permesso di effettuare delle valutazioni qualitative e numeriche, ad esempio su:

• messaggi correttamente inviati ai dispositivi nell'area di interesse
• dispositivi non raggiunti nell'area
• dispositivi correttamente non raggiunti perché al di fuori dell'area
• dispositivi raggiunti anche se all'esterno dell'area, perché collegati a celle illuminate da antenne interne all'area
• messaggi recapitati/non recapitati in funzione del Gestore / Dispositivo / Sistema Operativo

Dal 13 febbraio 2024 il sistema IT-alert è operativo in caso di gravi emergenze o catastrofi imminenti o in corso relative a:

• Collasso di una grande diga;
• Incidenti rilevanti in stabilimenti industriali;
• Incidenti nucleari o situazioni di emergenza radiologica;
• Attività vulcanica nelle aree dei Campi Flegrei, del Vesuvio e all’isola di Vulcano.

Per quanto riguarda gli altri scenari di rischio coperti da IT-alert, la Protezione Civile ha comunicato che per “precipitazioni intense”, “maremoto generato da un sisma” e “attività vulcanica dello Stromboli” si è reso necessario un supplemento di analisi e verifiche che richiedono il prolungamento della fase di sperimentazione per un altro anno, e il Lab geoSDI continuerà a fornire il proprio supporto tecnico-scientifico con il coordinamento dell'Ufficio V - Risorse umane e strumentali e servizi generali di funzionamento Servizio sistemi informativi e di comunicazione del Dipartimento della Protezione Civile.

Approfondimenti su IT-alert

• Sito istituzionale IT-Alert https://www.it-alert.it/it/
• Canale YouTube istituzionale https://www.youtube.com/@ITALERTgov