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WUI-NITY 2: Una Piattaforma per simulazione della Wildland-Urban Interface Fire Evacuation

Gli incendi rappresentano un rischio significativo per la sicurezza delle popolazioni adiacenti alle aree boschive, note come interfaccie wildland-urban (Wildland Urban Interface): diverse comunità sono differentemnente vulnerabili a tali calamità, e oggi dotarsi di strumenti per quantificare le performance di risposta del sistema prevedendo come possa evolversi l'evacuazione è fondamentale per stimare l'impatto delle azioni intraprese, in primis per le autorità e le squadre di soccorso e anche come strumento di perfezionamento della prevenzione. Persino il cambiamento climatico in corso, si è fatto notare, può cambiare profondamente le caratteristiche di un territorio e renderlo più vulnerabile in futuro.


Oggi si è tenuto un importante incontro organizzato dalla NFPA di approfondimento della piattaforma sviluppata dal team di WUI-NITY per la simulazione di tali scenari incidentali: ecco un breve riassunto.


Occorre per poter fare previsioni nel caso specifico degli scenari di interfaccia considerati, adottando complessivamente un modello macroscopico e il più possibile Model-agnostic, quantificare per la specifica comunità considerata:

- il livello di prevenzione (educazione, pianificazione urbana, livello di educazione, manutenzione delle infrastrutture etc..)

- livello di preparazione (piani di emergenza, addestramento, formazione. esercitazione, risorse, etc..)

- livello di risposta (capacitò di notificare le mergenze e fare risk-assessment in tempo reale, capacità di gestione dell'evacuazione,etc..)

- capacità di ripristino e adeguamento (investigazione, stima danni, replanning urbano, assessment delle vulnerabilità, adozione di misure compensative, etc..)


I risultati di tali modelli possono essere utili per una migliore progettazione, pianificazione delle emergenze e sviluppo dei protocolli di comunicazione, miglioramento delle normative e supporto all'investigazione di scenari incidentali.


Poichè ad oggi non esiste un protocollo di verifica per i modelli di evacuazione WUI (emergenze di incendio della aree di Interfaccia Wildland-Uurban) un importante focus oggi è stato fatto dal gruppo di sviluppo della piattaforma WUI-NITY, una collaborazione sponsorizzata dal NIST che si è concentrata nell'ambito di tali emergenze incendio che recentemente hanno interessato vaste aree del pianeta in diversi luoghi del modo, con presentazioni da parte di Guillermo Rein, Enrico Ronchi e Steven Gwuinne.


Perchè WUI Fire Evacuation Modeling?

perchè occorre tenere in considerazione sia il modello d'incendio, sia il modello di esodo delle persone, sia il modello del traffico veicolare.


Piattaforma in fase di validazione per integrare i modelli alla base dell'evacuazione a livello urbano (modelli WUI) attraverso una selezione ottimizzata per il livello di complessità e accuratezza richiesto, a partire da un approccio generico macrospopico, attraverso un approccio model-agnostic e modulare


A partire dall'impiego di uno dei più consolidati Game Engine (Unity nello specifico, il gruppo lavora da diversi anni integrando:


- FARSITE (legge output di diversi output di simulazione antincendio)e BEHAVE per gestione diretta di un modello Cellular-Automata per definire la disponibilità delle aree e il WASET in funzione del tempo, dell'evoluzione simulata dell'incendio ed eventuali vincoli

- diversi modelli di risposta del comportamente umano in caso di incendio

- diversi modelli di movimento di persone e veicoli

- implementazione di un modello di traffico calibrato correttamente e con diversi algoritmi


non solo il modello genera com output i tempi di evacuazione, ma anche un indice di vulnerabilità per un assessment dinamico sulle effettive esigenze della popolazione eventualmente in pericolo acoppiato con il modello k-PERIL per più dettagliate stime.


WUI-NITY 2 propone quindi un nuovo protocollo per i modelli di evacuazione urbani e di territorio (Windland, Urban ...WUI) che comprenda un rigido schema di verifica e validazione con uno strutturato sistema di test "embedded" similare a quello utilizzato dagli svilupaptori di FDS per assicurare consistenza nel corso delle successive release, che possa anche essere adattato in funzione delle modifiche implementate.


L'approccio macroscopico adottato di verifica ha permesso di assicurare al momento risultati consistenti con i calcoli "a mano", con time-step nell'ordine del secondo, tutti dentro l'8% di differenza nei risultati.


Per quando riguada la validazione, il riferimento adottato è stato quello delle esercitazioni di evacuazione del Roxborough Park (Colorado, USA) grazie al contributo dell'NFPA attraverso il programma FIREWISE e per il traffico veicolare il data-set Kincade fire 2019.


Il gruppo ha così sviluppato relazioni fondamentali velocità-densità e flusso-densità basate sul data-set Kincade fire 2019

e i dati di traffico disponibili, confrontato questi dati con le curve teoriche (basate sul riferimenti di letteratura e il modello proposto LWR / Greenshield) e ha potuto verificare che l'ordine di grandezza delle velocità teoriche in WUI-

NITY rispetto alle velocità misurate è comparabile. Ora l'obiettivo è indagare ulteriormente con

più evacuazioni antincendio, più tipi di strade considerate e

diverse condizioni per arrivare a WUI-NITY 3 che si propone di:


- tenere conto in modo dinamico della vulnerabilità di un sito e della conseguente risposta della popolazione

- adottare un approccio stocastico necessario per trattare gli incendi del terreno

- migliorare l'usabilità con una dedicata interfaccia grafica

- miglriorare l'integrazione con altri strumenti come sotto-modelli e interfacce VR (realtà virtuale)


L'inteno è quello di estendere quanto più possibile la "piattaforma" per accogliere anche contributi di quanti più strumenti di interesse sarà possibile disporre in futuro per una integrazione delle specifiche funzionalità necessarie oltre che per rendere gli strumenti ancora più robusti.




Approfondimenti:


https://www.nfpa.org/News-and-Research/Data-research-and-tools/Wildland-Urban-Interface/WUINITY-a-platform-for-the-simulation-of-wildland-urban-interface-fire-evacuation


https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925753520305415



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