Architettura informatica

L’implementazione del sistema modellistico previsionale per la Provincia di Novara ha comportato la realizzazione di due componenti:

1. ARIANOVA-server

2. ARIANOVA-client

entrambe basate sui moduli del package ARIA Regional (sviluppato e commercializzato da ARIANET S.r.l. e ARIA Technologies).   

ARIANOVA-server è stato installato su un server di ARPA Piemonte  ed è attivato in tempo reale e in modalità automatica:  realizza, con cadenza giornaliera, la previsione della qualità dell’aria per 24-48 ore a partire dalle ore 0 sinottiche di ogni giorno e porta alla produzione finale di mappe di concentrazione al suolo sul territorio dell’intera provincia di Novara; il dominio target ha una risoluzione spaziale di 1 km comprendente tutto il territorio della Provincia.

ARIANOVA-client risiede su un server della Provincia di Novara, preleva i dati da ARIANOVA-server ed effettua post-elaborazioni, archivia localmente i risultati delle previsioni e li trasmette, sotto forma di bitmap, al server WEB, per la diffusione al pubblico; inoltre è demandata a questo componente la creazione della reportistica destinata ai PANNELLI informativi installati presso i comuni.

ARIANOVA-server

ARIANOVA-server ha lo scopo di raccogliere le previsioni meteorologiche, predisporre l’input meteo-chimico per ogni giorno di simulazione, applicare il sistema modellistico e fornire le mappe provinciali di inquinamento atmosferico al suolo con risoluzione spaziale di 1 km e temporale di 1 ora. I files realizzati da questo sistema vengono poi memorizzati su un server di dati intermedio in modo tale che ARIANOVA-client, da Novara, possa scaricarli e, successivamente, elaborarli.

ARIANOVA-server è costituito da un insieme di procedure e programmi che, eseguiti in sequenza, realizzano la catena modellistica previsionale comprensiva di tutte le funzioni di reperimento dati, elaborazione modellistica e distribuzione dei risultati.

La catena funziona in modo autonomo e non richiede quindi l’interazione con l’utente: la sua attivazione è completamente automatica e porta alla produzione finale di mappe di concentrazione al suolo con risoluzione 4 km sul territorio dell’intera regione Piemonte e, ad una risoluzione di 1 km, sulla provincia di Novara.

Le elaborazioni, che hanno un’estensione temporale di 2 giorni, sono svolte in due tempi successivi: al termine delle prime 24 ore di simulazione, vengono prodotti i primi risultati corrispondenti alla previsione per il giorno in corso (+24) e solo successivamente vengono condotte le elaborazioni per produrre le previsioni relative al giorno successivo (+48).

Alla fine di ogni ciclo di elaborazioni, vengono estratte le mappe di concentrazione al suolo degli inquinanti O₃, NO₂, SO₂, PM₁₀, PM_2.5, CO successivamente utilizzate da ARIANOVA-client. Gli output prodotti vengono memorizzati in un unico file in formato compresso.

Ognuno di questi viene trasferito al server FTP appena prodotto, approssimativamente intorno alle ore 10.00-10.30 il primo, e 13.0-13.30 il secondo, ogni giorno, in una directory dedicata, a cui  ARIANOVA-client accede via FTP.

ARIANOVA-client

Il compito del secondo applicativo, ARIANOVA-client, è quello di utilizzare gli output modellistici del primo (ARIANOVA-server), produrre immagini bitmap degli inquinanti da pubblicare e distribuire mediante browser Internet, elaborare le previsioni dell'indicatore ILSA sulla base delle previsioni di PM₁₀, NO₂ e ozono (O₃) per il giorno in corso e per quello successivo e preparare l’input che viene utilizzato per l’aggiornamento dei 16 PANNELLI informativi. E' dotato inoltre di una interfaccia utente che consente agli operatori della Provincia di esaminare gli output del giorno, controllare lo stato dei processi e accedere ai dati dei giorni precedenti, archiviati dal sistema stesso.

ARIANOVA-client è composto a sua volta da due componenti SW: la prima, installata sul server della Provincia di Novara,  ha il compito  di elaborare le informazioni provenienti da ARIANOVA-server, la seconda di offrire un front-end per  il controllo delle operazioni e consiste di un applicativo GUI installato sui PC della Provincia collegati in rete locale al server.

Il componente principale del sistema è residente sul server ARIANOVA della Provincia, su cui sono stati installati sia le procedure che i programmi di calcolo. Su questo server è stata pianificata una attività, eseguita automaticamente ogni ora, che svolge le funzioni seguenti:

• Download del file di previsione dall’FTP-Server e archiviazione locale dei files di concentrazione orarie al suolo degli inquinanti O₃, NO₂, SO₂, PM₁₀, PM_2.5, CO

• Generazione delle bitmap delle concentrazioni orarie degli inquinanti e del campo di vento al suolo

• Archiviazione locale delle immagini e distribuzione delle stesse al Server WEB

• Estrazione dai files di concentrazione orarie dei valori di concentrazione dei diversi inquinanti in corrispondenza delle postazioni dei PANNELLI informativi e delle stazioni della Rete della Qualità dell'aria

• Archiviazione dei dati estratti

Questa sequenza di attività viene autonomamente e automaticamente ripetuta dal server più volte nell’arco del giorno.

Ogni attività della sequenza è annotata in un file di log, che può essere consultato in modo interattivo mediante l’interfaccia grafica del GUI. la Figura sottostante illustra l'aspetto dell'interfaccia grafica utente.

Il GUI è predisposto per il controllo dell’esito delle operazioni di routine, ma permette anche di visualizzare o stampare le bitmap prodotte per il giorno in corso e di accedere alle immagini  archiviate. Inoltre è possibile da qui trasmettere l’ordine di invio dei dati al server dei PANNELLI.