Figura. Esempio di analisi dei Tempi di Allerta. Sinistra) Interfaccia di PRESTo: test di EEW con dati reali. Destra) Confronto tra i dati reali e le simulazioni; cerchi: Tempi Origine; asterischi: trigger fase P delle stazioni in coincidenza; quadrati: TFA; triangoli: stima dell’arrivo delle onde S al target “Ancona”.
Ladina C., Marzorati S., Cattaneo M., Amato A.
Nell’ambito del Progetto Premiale ART-IT è in corso uno studio relativo alla simulazione dei tempi di allerta di un sistema di Earthquake Early Warning (EEW).
Dal 2015, presso la Sede di Ancona dell’ONT, è installato il software di EEW PRESTo (http://www.prestoews.org) in modalità tempo reale che ha raccolto un data set in occasione di eventi sismici significativi come alcuni della sequenza del Centro Italia del 2016. Attraverso la modalità playback di PRESTo, sono stati effettuati test con differenti configurazioni di rete e modificando i parametri di binder (ad es. numero di stazioni in coincidenza) per verificare la variazione del tempo di allerta.
Per comprendere la fattibilità di un sistema di EEW, è stata sviluppata una procedura di calcolo che, a partire da parametri di event declaration, stima i valori di Time First Alert (TFA), raggio di Blind Zone (BZ) e Lead Time (LT) rispetto a determinati targets. La procedura calcola i tempi di arrivo alle stazioni della rete sismica delle onde P di determinate sorgenti e i tempi di arrivo delle onde S ai targets con il software NLLOC, già impiegato per calcolare le time del modello di velocità implementato in PRESTo. Dai tempi di arrivo, viene simulata la dichiarazione di evento e di allerta attraverso l’associazione dei picking virtuali, considerando le finestre di tempo dall’arrivo dell’onda P necessarie a determinare il pick (1 s) e la magnitudo (2 s). La differenza tra il tempo di arrivo delle onde S ai targets rispetto al tempo di allerta (TFA) determina il tempo utile (LT) che rimane per avviare le azioni di messa in sicurezza.
Per un confronto diretto con il tempo reale, nella simulazione sono stati implementati i tempi di latenza della trasmissione dei dati. Per ogni stazione è stata ricavata una latenza media a partire dagli output di PRESTo in modo da valutare la performance di differenti sistemi di trasmissione (WI-FI, UMTS, TCP/IP, SAT).
Un esempio è dato dalla simulazione dell’evento Mw 5.4 del 26/10/2016 17:10:36UTC ottenendo TFA di 5.4 s con latenze nulle e di 7.9 s con aggiunta delle latenze reali. Di conseguenza il raggio delle BZ passa da 18.1 km a 24.8 km. Gli LT al target “Ancona” risultano di 21.8 s e di 19.3 s. Il sistema PRESTo ha restituito un TFA di 5.3 s nel playback senza latenze e di 8.4 s nel caso del tempo reale, stimando un LT per “Ancona” di 20.6 s e di 17.8 s. Le discrepanze sugli LT derivano dall’insieme delle differenze di TFA e di localizzazione tra PRESTo e la simulazione. Una maggior confidenza degli LT simulati deriva dal confronto tra il tempo di arrivo del picking manuale dell’onda S registrata ad “Ancona” (27.7 s) e quella calcolata dalla simulazione (27.2 s).
L’obiettivo finale è la mappatura dei valori di TFA, BZ e LT a partire da sorgenti virtuali disposte omogeneamente su griglie a maglia regolare in modo da valutare la capacità di allerta del sistema a partire da determinate configurazioni di rete sismica con differenti vettori di trasmissione.