Le città sono costituite da un complesso ecosistema di strade, edifici, parchi, opere d’arte che ospitano relazioni sociali, mobilità e servizi.
La conoscenza dettagliata del territorio è fondamentale per pianificare lo sviluppo urbano in modo ordinato e controllato, migliorando la qualità della vita dei cittadini mediante l’applicazione di tecnologie avanzate.
Il Digital Twin (o Gemello Digitale) è una rappresentazione in tempo reale di oggetti, processi o sistemi fisici che utilizza dati provenienti da sensori, dispositivi IoT, simulazioni e modelli matematici, integrati in modelli tridimensionali degli elementi costituenti i patrimoni territoriali urbani ed extraurbani (stradali e verde).
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Attraverso il Digital Twin è possibile condurre ispezioni virtuali, sovrapporre dati multipli, generare nuvole di punti per monitorare deformazioni strutturali, ampliamenti di scavi, avanzamento lavori, cambiamenti nell’ambiente vegetale e patrimonio infrastrutturale. Questo strumento riduce il lavoro manuale e i costi complessivi di produzione, garantendo al contempo una maggiore precisione rispetto a tecnologie obsolete.
Il Digital Twin di Roma Capitale
La realizzazione del Gemello Digitale si sviluppa sui circa 1.200 km di carreggiate della rete stradale della “Grande Viabilità” di Roma Capitale, ovvero le strade di grande comunicazione, le consolari e l’intero municipio IX (EUR – Quartiere Europa).
Il lavoro è stato condotto da AVR Tech (https://www.linkedin.com/company/avr-tech-company/), Società che si occupa di Ingegneria e Tecnologia del Gruppo AVR SpA, con inizio a Luglio 2023 e completamento previsto entro la fine dell’anno in corso.
2. Estratto della nuvola di punti per pavimentazione in sanpietrino
L’intera rete oggetto di rilievo è gestita dal Dipartimento CSIMU (Coordinamento Sviluppo Infrastrutture e Manutenzione Urbana), responsabile dello sviluppo, della manutenzione e della gestione delle infrastrutture, oltre alla realizzazione di nuove strutture e alla cura del patrimonio urbano.
Il Digital Twin consente al Dipartimento di acquisire una vasta banca dati del patrimonio infrastrutturale della città, grazie a rilievi laser scanner, immagini planari e panoramiche ottenute tramite veicoli per mobile mapping e rilievi condotti da operatori a piedi con strumentazione SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). Questi dati vengono elaborati, anche con l’ausilio dell’intelligenza artificiale, per restituire un censimento catastale, in ambiente GIS, degli elementi infrastrutturali, compresi segnaletica verticale e orizzontale, superfici stradali, dispositivi di ritenuta e stalli di sosta riservati ai disabili. Il catasto risultante può essere navigato attraverso una web application in Cloud.
3. Nuvola di punti del particolare di una opera d’arte
L’acquisizione sul campo
L’acquisizione sul campo è stata realizzata attraverso sistemi di MMS (Mobile Mapping System) montati su veicoli stradali; questo tipo di soluzione esprime la sua massima efficienza in ambito extraurbano, dove è limitata la presenza di ostacoli alla visuale (auto in sosta, alberature stradali, ecc.) e al segnale GNSS (Global Navigation Satellite System), dove cioè l’acquisizione vincolata alla posizione del veicolo non è inficiata dalle zone d’ombra tipiche dell’ambito urbano.
Nelle zone centrali o interdette al traffico veicolare, i rilievi sono stati ottenuti tramite Handheld o Backpack da condurre a mano o portare a spalle; si tratta di sistemi SLAM particolarmente efficienti in ambito urbano e in aree verdi, dove il contesto densamente costruito/alberato rende conveniente o necessario il rilievo a piedi per garantire una copertura del 100% aggirando gli ostacoli.
4. Particolare della nuvola di punti del Quartiere Europa (EUR)
Infine, ulteriori acquisizioni verranno ottenute con il supporto del sistema SLAM montato su droni, particolarmente efficace per rilievi in ambiente non urbanizzato in cui auto e pedoni non possono accedere (ad esempio, pendii, campi aperti) o per il rilievo di ponti e viadotti (con conseguente riduzione costi e del rischio).
Le principali categorie del catasto digitale
Grazie ai dati raccolti durante i rilievi, è stato possibile censire numerose tipologie di elementi dell’infrastruttura stradale, restituite in diversi formati, in base alla tipologia di elemento censito (lineare, puntuale o poligonale).
Censimento della segnaletica verticale
L’impianto di segnaletica verticale è stato descritto nel suo complesso attraverso due strati informativi geografici complementari e legati tra di loro da un codice di riferimento: sostegni e cartelli.
Sono stati oggetto di censimento i seguenti elementi:
- segnali di pericolo, prescrizione, indicazione;
- pannelli integrativi;
- specchi stradali;
- dossi artificiali;
- targhe toponomastiche in pietra o altro materiale.
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5A-esempio-censimento
5A. Esempio di censimento di segnaletica verticale
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5B. Esempio di censimento di segnaletica orizzontale
Ogni cartello è riconducibile al sostegno su cui è posizionato. In questo caso sono stati censiti tutti i sostegni in cui è stato installato almeno un segnale stradale; non solo pali singoli, telai e portali, ma anche eventuali pali di illuminazione o pali semaforici sui quali sono posizionati cartelli di segnaletica verticale.
La restituzione è stata effettuata in modalità puntuale e contiene informazioni relative alla tipologia, il materiale, il tipo di sezione, l’ubicazione e numerosi altri dati.
Censimento della segnaletica orizzontale
La segnaletica orizzontale è stata suddivisa in due formati: lineare per gli elementi longitudinali (margini, mezzerie, ecc.) e puntuale per gli elementi particolari (scritte, dare precedenza, attraversamenti pedonali, zebrature, ecc.).
6. Misurazione di elemento poligonale
Censimento delle superfici stradali
Le superfici stradali sono rappresentate in formato poligonale e includono informazioni dettagliate sulla posizione, tipologia di pavimentazione, materiale e altre caratteristiche. Ogni poligono contiene informazioni come la posizione della carreggiata rispetto alla superficie stradale (intersezione, parcheggio, piazza, slargo, svincolo, ecc.), la tipologia di pavimentazione (materiale legato, sciolto, ad elementi), il materiale dello strato superficiale (conglomerato bituminoso standard, conglomerato bituminoso colorato, lastrico, ecc.), ed altre informazioni specifiche che forniscono una lettura dettagliata di ogni carreggiata veicolare. È possibile effettuare misurazioni direttamente da remoto, sia per il calcolo di lunghezze che di superfici, con una attendibilità del 95%.
Censimento dei dispositivi di ritenuta
Sono stati censiti dispositivi di ritenuta come guard rail, new jersey, muretti e parapetti. Per ogni elemento, in particolare per i guard rail, sono state restituite informazioni relative alla lunghezza, alla tipologia di barriera e agli elementi che la compongono (tipologia nastri, correnti inferiori e superiori, distanziatori, ecc.).
Censimento degli stalli di sosta riservati ai disabili
Gli stalli di sosta riservati ai disabili sono stati censiti e rappresentati tramite geometria puntuale, coincidente con il centro dello stallo; la restituzione contiene informazioni relative alla disposizione dello stallo (in linea, a lisca, a pettine), al materiale e al colore della segnaletica a terra e la presenza o meno del pittogramma.
7. Misurazione lineare attraverso la nuvola di punti
Censimento delle caditoie
Sono stati oggetto di censimento i punti di captazione delle acque meteoriche di piattaforma, più comunemente detti caditoie, rappresentate tramite geometria puntuale; nello specifico griglie e bocche di lupo.
Altri elementi censibili
L’attività, attualmente ancora in fase di realizzazione, potrà in seguito essere estesa con il censimento di altri elementi, sia riguardanti l’infrastruttura stradale che l’arredo urbano, come ad esempio:
- parapedonali e dissuasori di sosta;
- impianti di abbattimento delle barriere architettoniche (scivoli, percorsi Loges, ecc.);
- alberature insistenti sulle pertinenze stradali;
- passi carrabili;
- cartelli pubblicitari;
- illuminazione pubblica;
- panchine.
8. Censimento di dispositivi di ritenuta
Conclusioni
Il Catasto Strade della Grande Viabilità del Comune di Roma, basato sul Digital Twin sviluppato da AVR Tech, rappresenta un passo significativo verso una gestione più efficiente e informatizzata delle infrastrutture urbane.
Grazie alla raccolta sistematica e alla rappresentazione digitale dettagliata di tutti gli elementi infrastrutturali, l’Amministrazione comunale potrà pianificare interventi di manutenzione, migliorare la sicurezza stradale e ottimizzare la gestione del territorio nel suo complesso.
