AZIONE 1. Condivisione dei dati meteoidrologici in tempo reale, in differita e storici

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1 AZIONE 1. Condivisione dei dati meteoidrologici in tempo reale, in differita e storici Contributo dei partner italiani: Stefano BOVO Regione Piemonte - Direzione Servizi tecnici di prevenzione - Settore Meteoidrografico e reti di monitoraggio Luca VIARENGO, Michele PIANTA' CSI-Piemonte - Settore Ambiente Luisa ALZATE Università di Torino - Facoltà di Agraria - DEIAFA Contributo dei partner francesi: Christiane GIVONE, Jean-Pierre BALLET Météo France - Centre Interregional Centre-Est - Division Etudes et Developpement Yann GENIN Météo-France - SCEM/TTI

2 I-1. Introduzione Al gruppo di lavoro dell azione 1 era assegnato il compito di base del programma: la realizzazione di una struttura stabile di raccolta e gestione degli scambi di informazione tra i centri di monitoraggio regionali su entrambi i lati della frontiera italo-francese per la condivisione, fra i diversi soggetti partecipanti al progetto, dei dati idrometeorologici in tempo reale, in differita e storici. Il gruppo è stato coordinato per parte italiana da Stefano Bovo e per parte francese da Christiane Givone. Al progetto hanno partecipato organismi appartenenti alle seguenti regioni transfrontaliere: Haute Savoie, Savoie, Hautes Alpes, Alpes de Haute Provence ed Alpes Maritimes per la Francia, Regioni Piemonte, Valle d Aosta e Liguria per l Italia, e più precisamente: Regione Piemonte, Direzione dei Servizi tecnici di prevenzione, Settore Meteoidrografico e reti di monitoraggio CSI-Piemonte 1 a Facoltà di Ingegneria, Politecnico di Torino, Dipartimento di Idraulica e T.I.C Università de Torino, Facoltà di Agraria, Dipartimento Economia Ingegneria Agraria Forestale e Ambientale (DEIAFA) Università di Genova - Facoltà di Ingegneria - Centro di ricerca Interuniversitario in Monitoraggio Ambientale (CIMA) Regione Valle D Aosta: Assessorato Lavori Pubblici Servizio Idrografico Météo-France - Centre Interrégional Centre-Est-Lyon (CMIRCE), Centre Interrégional Sud- Est-Aix (CMIRSE) et Centre d'etudes de la Neige Grenoble Météo-France - SCEM/TTI - Toulouse EDF DTG - Grenoble CEMAGREF Lyon - Division Hydrologie-Hydraulique CEMAGREF Grenoble - Division Erosion Torrentielle, Neige et Avalanche (ETNA)

3 Institut National Polytechnique de Grenoble - Laboratoire des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE) Pôle Grenoblois de Risques Naturels. I dati condivisi sono resi disponibili ai servizi meteorologici, ai servizi per il preannuncio delle piene, ai servizi di protezione civile e agli organismi di ricerca, operativi nel territorio. I-2. Attività dell azione 1 durante il progetto L attività operativa è iniziata nel mese di ottobre 1997 ed è proseguita in collaborazione continua durante tutta la durata del progetto sino a giugno 2000 Verificata nei numerosi incontri tecnici a Lione e Torino. Preliminarmente all inizio del progetto si sono definite le linee guida dell azione, orientate alla predisposizione di uno studio di fattibilità con il quale verificare la correttezza dell impostazione: produttori e utilizzatori dei dati, inventario dei punti di misura, sistema di scambio dati Poiché la condivisione dei dati é indispensabile per il lavoro dei partecipanti alle altre azioni del progetto, é stato organizzato un incontro con i responsabili di tutte le azioni, a dicembre 1997, per catalogare le necessità, i dati desiderati, le modalità di accesso e l'uso degli stessi. Con lo scopo di preparare l'inventario dei punti di misura della zona di interesse del progetto, é stata elaborata, ed inviata ai proprietari delle stazioni, una scheda - tipo per descrivere le stesse (vedi allegato). Nel corso del 1998 é stato realizzato, in collaborazione con tutti i produttori di dati, un importante lavoro per completare l'inventario delle stazioni, ormai disponibile da maggio 1999 (vedi allegato). Fin dall'inizio dei lavori dell'azione 1, e per ragioni di sicurezza, i partecipanti si sono trovati d'accordo sul fatto che sarebbe stato preferibile avere un sistema basato sullo scambio tra le banche dati francese e italiana, piuttosto che un'unica banca dati.

4 Ogni centro di gestione ha pertanto acquisito un server specifico, dedicato alla gestione e allo scambio dei dati. La comunicazione tra le due macchine avviene tramite una linea dedicata ISDN / Numéris. METEOFRANCE, gestore francese, ha deciso di scegliere il sistema FOSS (French One Stop Shop) sviluppato nell'ambito di ECOMET. Il Settore Meteoidrografico della Regione Piemonte, gestore italiano, ha scelto il sistema INTERREG, che deriva dal progetto europeo REMSSBOT (Regional Environmental Management Support System Based On Telematics), dedicato alla connessione di banche dati di tipo ambientale. Nel corso del 1998 gli aspetti tecnici sono stati ampiamente discussi, soprattutto per risolvere il problema della connessione tra il sistema francese e quello italiano, in modo che essa sia trasparente per l'utilizzatore. A gennaio 1999 é stato completato e diffuso a tutti i partecipanti al progetto INTERREG lo studio di fattibilità, che precisa gli obiettivi dell'azione 1, gli utilizzatori mirati, le condizioni di accesso ai dati, e che presenta l'inventario delle stazioni di misura esistenti, la struttura della banca dati e la soluzione adottata per realizzare lo scambio di dati. In particolare questo studio presenta una prima versione del protocollo per lo scambio dei dati, i cui obiettivi sono la definizione delle regole di gestione e delle condizioni d'accesso ai dati per i partner del programma INTERREG II, per i produttori di dati e per ogni utilizzatore. La realizzazione tecnica del collegamento tra i due sistemi é iniziata subito dopo la conclusione dello studio di fattibilità, ma ha accumulato ritardi a causa dei problemi "di rete" avuti all'inizio del 1999, che hanno potuto essere risolti solo alla fine dello stesso anno, in occasione di una riunione a Torino degli specialisti "di rete" dei due paesi. In parallelo i partecipanti italiani e francesi hanno scritto le query necessarie per accedere alle diverse banche dati.

5 Il collegamento tra il sistema francese e quello italiano é operativo dalla fine del 1999; la circolazione delle informazioni tra i due é stata testata da un capo all'altro. Una dimostrazione del sistema di scambio dati é stata così realizzata con successo nel corso dell'ultima riunione plenaria del programma INTERREG, il 5 aprile 2000 a Bron. A partire da tale data lo scambio dati operativo é pertanto attivo in forma sperimentale sotto il controllo di un Comitato di Sorveglianza, che si occupa della buona gestione e del corretto funzionamento del sistema dell'aggiornamento dei cataloghi e delle autorizzazioni per l'uso dei dati. L'ultima versione del protocollo d'accordo è attualmente alla firma del Direttore della Direzione Servizi Tecnici di Prevenzione della Regione Piemonte e del Direttore Interregionale per METEOFRANCE Centro-Est. I-3. Descrizione del Sistema Definizione della zona di comune interesse Le stazioni i cui dati sono scambiati nell ambito del progetto INTERREG II si trovano nelle regioni Piemonte (province di Torino, Asti, Cuneo, Alessandria, Vercelli, Biella, Novara, Verbania), Liguria (province di Imperia, Savona, Genova), Valle D Aosta, Rhône-Alpes (dipartimenti Haute-Savoie, Savoie, Isère) Provence-Alpes-Côte d Azur (dipartimenti Hautes-Alpes, Alpes de Haute Provence, Alpes Maritimes). Inventario dei punti di misura Le stazioni rientranti nella zona interessata dallo scambio, e che fanno parte del database INTERREG II, sono state censite tramite schede descrittive. Ogni punto di misura é descritto tramite una serie di informazioni riguardanti il nome, il proprietario della stazione, la localizzazione, la sua storia, il tipo di stazione, i parametri misurati, il tipo di sensore, le modalità di acquisizione dei dati, l accesso ai dati.

6 Inoltre una cartografia permette di localizzare le stazioni (6 carte, 3 per le stazioni i cui dati saranno trasmessi in tempo reale e altre 3 per le stazioni i cui dati saranno trasmessi in differita, in allegato 1). Tipo di dati scambiati Il sistema di scambio permette di acquisire dati sui seguenti parametri: pioggia; temperatura; igrometria; pressione; direzione e velocità del vento; altezza e temperatura della neve; misure di portata; altri (radiazione solare diretta e indiretta, temperatura del suolo...). Per quanto riguarda le misure di portata in tempo reale, la Francia mette a disposizione del database INTERREG II solamente i dati delle stazioni situate in prossimità del confine (nel caso in cui il bacino idrografico di un corso d acqua si estenda sul territorio di entrambi gli stati). Contenuto delle banche dati Le banche dati "tempo reale" di de Météo France Lione e della Regione Piemonte sono accessibili e complete. Per quanto riguarda gli altri dati italiani "tempo reale" sono attualmente disponibili presso la SSRN della Regione Piemonte: 12 stazioni attivate nel corso del 1999 dalla Regione Valle d'aosta, e 10 stazioni sulle 21 previste attivate dalla Regione Liguria Tutti i dati (tempo reale e differito) delle stazioni messe a disposizione nell'ambito del progetto Interreg, sono disponibili in linea a partire dal 1990; essi sono validati fino al 1999.

7 I dati degli anni precedenti e quelli del "Servizio Idrografico e Mareografico Italiano" dovranno essere richiesti alla Regione Piemonte. Da parte francese, i dati della rete EDF saranno disponibili nella banca dati francese non appena sarà firmata la convenzione tra METEOFRANCE e EDF (in discussione) Il tempo reale comprende il tempo necessario all acquisizione del dato dalla stazione al centro di gestione, nonché il tempo di trasmissione dal centro di gestione ai partner del progetto; per la Regione Piemonte corrisponde a circa mezz ora di differita, per MétéoFrance va da un ora a 24 ore. Frequenza dello scambio dei dati L obiettivo finale del progetto INTERREG è l attivazione di uno scambio di dati in tempo reale con frequenza oraria. L'attuale disponibilità di dati e la configurazione realizzata, permettono di acquisire i dati una volta al giorno in situazione ordinaria e ventiquattro volte al giorno in situazione di allerta. La Regione Piemonte, ogni volta in cui definisca un codice di attenzione sul suo territorio, comunica il suo stato d'allerta a METEOFRANCE, e viceversa; il servizio italiano incaricato di inviare il messaggio è la Sala Situazione Rischi Naturali" della Direzione Regionale Servizi Tecnici di Prevenzione della Regione Piemonte ; il servizio francese di riferimento è la Divisione "Transmission et Traitement de l'information" del Centro Meteorologico Interregionale Centro - Est di Lione. Il sistema di scambio dati tra Regione Piemonte e Météo France Caratteristiche richieste La realizzazione del sistema ha tenuto conto di una serie di richieste che sono state formulate dai committenti e di alcune situazioni che si prefigurano per il concreto ed effettivo funzionamento del sistema stesso: - scambio di dati in tempo reale e di dati storici via Intranet;

8 - visualizzazione ed acquisizione dati; - sicurezza nell accesso ai database; - stabilità della rete di interscambio; Il sistema informativo condivide fra i soggetti partecipanti sia dati in tempo reale sia dati storici per la realizzazione di studi climatologici e idrologici su scala regionale e transfrontaliera. Poiché il sistema è destinato ad essere utilizzato in particolare in situazioni di emergenza meteorologica, deve quindi essere garantita ed assicurata la massima stabilità delle linee di comunicazione dei dati. Gli stessi dati devono poter essere visualizzati e scaricati tramite il sistema. L accesso ai database ed il trasferimento dei dati deve avvenire entro condizioni di sicurezza che garantiscano il sistema dall intrusione di accessi non autorizzati. Soluzione architetturale Entrambi i sistemi, francese ed italiano, hanno la stessa architettura: client - middleware - application server - DBMS. Per la parte italiana il client consiste in pagine HTML, il middleware è Fortè. Per la parte francese il client è Java, il middleware è CORBA compliant e l application server è a sua volta sviluppato in Java. I due ambienti (Fortè e Java) sono resi compatibili tramite CORBA, (Common Object Request Brokering Architecture), uno standard definito a livello industriale capace di rendere cooperanti su rete componenti software autonome (gli oggetti), e di creare applicazioni distribuite. CORBA separando l'interfaccia dalla logica implementativa rende possibile chiamare servizi attraverso linguaggi e sistemi operativi diversi. La soluzione tecnica per gestire la connessione fra i due sistemi, prevede che il sistema informativo dal lato italiano veda il sistema francese come un fornitore di informazioni, connettendosi

9 direttamente all application server sviluppato in Java. Analogamente il client FOSS utilizza CORBA per accedere al application server italiano. Sia il sistema italiano che quello francese accedono ai dati utilizzando un catalogo dove sono descritte le modalità precostituite di accesso alle basi dati collegate in sistema. Il concetto di accesso ai dati tramite catalogo è uguale nei due sistemi che si prevede di utilizzare, ma diversi sono i cataloghi e l utilizzo che ne viene fatto. Sostanzialmente il catalogo utilizzato dal sistema italiano, derivante dall ETC/CDS (Catalogue of Data Source) dell Agenzia Europea per l Ambiente, è centralizzato e contiene metadati sui dati disponibili presso ciascun database collegato nel sistema. Il catalogo del sistema FOSS, invece, non raccoglie metadati, ma è rappresentato da una lista dei prodotti informativi disponibili nell ambito del sistema stesso. Figura I-1: soluzione architetturale La soluzione tecnica implementata La soluzione tecnica prevede che il sistema informativo dal lato italiano veda il sistema francese come un provider di informazioni, connettendosi direttamente all application server sviluppato in Java. Analogamente il client FOSS utilizza l IDL (Interface Definition Language utilizzato da CORBA) per poter accedere al provider italiano. La connessione in sicurezza (accesso ai dati e trasferimento degli stessi) dei server italiano e francese è garantita dall'utilizzo di una linea dedicata che collega i due elaboratori Per ciò che riguarda i dati e la preparazione delle query, la parte italiana utilizza la descrizione fatta attraverso le otto tavole di descrizione dei servizi informativi utilizzate dal sistema INTERREG ed aggiunte alle basi dati francesi. Tali tavole, costituenti una sorta di viste su più tavole e più campi del

10 database, consentono sia la descrizione dei servizi informativi o dei prodotti che si intende mettere a disposizione sia un accesso non diretto alle tavole contenenti i dati reali.il sistema assicura l indipendenza della struttura della base dati dei soggetti coinvolti nello scambio di dati. Nella figura seguente, viene rappresentata la soluzione tecnica adottata per gestire la comunicazione fra i due sistemi. Figura I-2: soluzione tecnica adottata Il sistema di interscambio dati realizzato è costituito da due sistemi distinti che comunicano fra loro. Gli utenti italiani accedono ai servizi informativi messi a disposizione da Météo France in qualità di soggetto fornitore di dati. L accesso ai dati avviene tramite il catalogo del sistema implementato dalla parte italiana in cui tali servizi sono descritti. Analogamente gli utenti francesi si collegano al database della Regione Piemonte attraverso FOSS che si connette direttamente alla partizione Fortè ed i servizi informativi della Regione Piemonte costituiscono dal canto loro prodotti informativi del sistema FOSS. Per gli utenti italiani l interfaccia è un web browser. La soluzione scelta consente di presentare e mettere a disposizione le informazioni via Internet. Ogni client accede al sistema informativo tramite il Web server che è connesso al CDS tramite uno strato di logica implementato con Forté. Per gli utenti francesi, l interfaccia é un applicazione FOSS client, sviluppata in Java, e che funziona sullo stesso principio architetturale. Il DBMS che contiene i dati del CDS è Oracle 8.0 (tanto da parte italiana che da parte francese).

11 Caratteristiche tecniche I server francese ed italiano sono collegati attraverso una linea ISDN BRI (due canali a 64 Kbytes) per la trasmissione dei dati, che garantisce una maggiore stabilità della connessione ed una maggiore velocità trasmissiva. Non va dimenticato che uno dei requisiti del progetto è quello della stabilità delle linee di trasmissione. I dati trasferiti tramite servizi informativi dal database del provider, utilizzano il protocollo IIOP. La comunicazione attraverso la linea ISDN viene filtrata, in uscita ed in entrata dalla SSRN, da un Gateway Cisco 2503 che controlla gli indirizzi IP (Intenet Protocol) dei server collegati ed instrada su una porta (porta 80) la comunicazione. Nel Gateway saranno specificati gli indirizzi IP dell application server della parte italiana e dell application server della parte francese. Il Gateway controlla l IP delle macchine, le mette in collegamento e quindi, avendo verificato l identità delle macchine che comunicano, instrada la comunicazione. Questa struttura che prevede l utilizzo della comunicazione su linea ISDN e la presenza di router e gateway per il controllo degli accessi ai server, garantisce stabilità ed affidabilità della comunicazione, in particolare in caso di allarme. I-4. Risultati Dopo diversi mesi, durante i quali sono state realizzate numerose prove, lo scambio di dati fra i centri regionali meteorologici situati da entrambi i lati del confine italo - francese, è finalmente diventato operativo anziché in fase sperimentale Si può pertanto considerare pienamente realizzato l obiettivo fondamentale del programma INTERREG avendo messo a disposizione un servizio che permette l accessibilità dei servizi localizzati sui due lati della frontiera. Ma il risultato conseguito va considerato positivamente anche al di là di tale successo di ordine generale in considerazione di evidenze intrinseche e particolari che vanno sottolineate. Innanzitutto si

12 tratta del primo accordo transnazionale tra Servizi Meteorologici Regionali ottenuto nell ambito della complessa e assai differente organizzazione nazionale: un servizio Meteorologico fortemente centralizzato in Francia che per la prima volta apre i suoi archivi alla consultazione in tempo reale, un servizio regionale da parte italiana che si pone come referente di area sul suolo tracciato dal Servizio Meteorologico Nazionale Distribuito. L esperienza fondamentale dell informativa distribuita che permette in maniera assolutamente paritetica e trasparente da parte di ciascun partner dell accordo di accedere ai dati condivisi si è fusa con un comune lavoro di sviluppo di tecniche informatiche d avanguardia per realizzare la compatibilità di strumenti gestionali delle rispettive banche dati assai differenti. La creazione di una rete di legami e consuetudini che trovano la loro legittimazione nel comitato di sorveglianza garantiscono la serietà e la continuità dello scambio dati. Le conclusioni positive delle altre azioni del Programma INTERREG strettamente dipendenti dalla condivisione dei dati sono infine la prima dimostrazione dell efficacia della comunione realizzata. I-5. Bibliografia AIPA - Autorità Informatica per la Pubblica Amministrazione: Architettura Applicativa della rete unitaria della pubblica amministrazione, Roma 25 febbraio Directive Européenne sur les bases de données (96/9/CE du 11 mars 1996). ETC/CDS - Under contract of the European Environment Agency, (1996), Data model CDS, 1.0 vers. ETC/CDS - Under contract of the European Environment Agency, (1997) Data model CDS, 2.0 vers (WinCDS).

13 WMO (World Meteorological Organisation), (1995), WMO policy and practice for the exchange of meteorological and related data and products including guidelines on relationships in commercial meteorological activities, RESOLUTION 40 (XII Congress). REGIONE PIEMONTE SETTORE METEOIDROGRAFICO E RETI DI MONITORAGGIO & METEOFRANCE CENTRE INTERREGIONAL CENTRE-EST-LYON (CMIRCE), Studio di fattibilità per la realizzazione di un sistema di scambio di dati idrometeorologici / Etude de faisabilité pour la réalisation d un système d échange des données hydrométéorologiques, Azione 1del progetto Interreg II Italia-Francia Collegamento delle reti di rilevamento e condivisione delle esperienze e delle conoscenze per la gestione del rischio idrogeologico in ambiente alpino / Projet Interreg II France-Italie Connexion des réseaux de données et mise en commun des connaissances et des expériences pour la gestion des risques d inondations en région alpine, janvier 1999/ gennaio Allegati Allegato 1 - Carte di localizzazione delle stazioni.

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