EMOTIVES: Intelligenza Artificiale e Contesto Urbano per la Stima delle Emissioni
Introduzione
Il progetto EMOTIVES propone un approccio innovativo alla gestione delle emissioni inquinanti nel settore dei trasporti urbani, concentrandosi sul rapporto tra caratteristiche territoriali e livelli di inquinamento. Attraverso l’integrazione di tecnologie di Intelligenza Artificiale, il sistema analizza come le caratteristiche del territorio influenzino i pattern di emissione dei veicoli in transito.
L’innovazione principale consiste nella capacità di elaborare dati provenienti dalle informazioni territoriali georeferenziate. Questo permette di identificare come fattori quali morfologia stradale, configurazione delle intersezioni, densità del costruito e presenza di elementi sensibili influenzino la formazione di hotspot di inquinamento.
Il sistema si propone come strumento di supporto per le amministrazioni pubbliche, consentendo una pianificazione più efficace degli interventi di mitigazione ambientale. L’obiettivo è fornire ai decisori pubblici gli strumenti per ottimizzare la gestione della viabilità e programmare interventi mirati di riqualificazione urbana nelle aree identificate come critiche dal punto di vista delle emissioni.
Acquisizione e Analisi dei Dati
La raccolta dati si basa su un sistema integrato che combina:
· immagini acquisite da una fotocamera ad alta definizione installata sul veicolo;
· dati diagnostici forniti da un’interfaccia OBD;
· localizzazione GPS per la georeferenziazione precisa dei rilievi.
Le informazioni territoriali vengono poi arricchite grazie all’utilizzo di dati provenienti da Open Street Map. In questo modo è possibile associare a ciascun punto percorso una descrizione dettagliata del contesto circostante: tipo di strada, presenza di incroci, densità edilizia, elementi sensibili (come scuole o ospedali), ecc.
Il Calcolo delle Emissioni con COPERT
Per la stima delle emissioni è stato utilizzato il modello COPERT, lo standard europeo ufficiale per la valutazione dell’inquinamento da trasporto stradale. COPERT consente di stimare le emissioni di veicoli in movimento tenendo conto di molteplici fattori come tipo di carburante, classe emissiva del veicolo, velocità media, consumo e condizioni ambientali.
Nel progetto EMOTIVES, COPERT è stato utilizzato per calcolare le emissioni su ciascun segmento di percorso registrato durante la raccolta dati. Le emissioni così ottenute sono state classificate in cinque livelli (da Very Low a Very High) sulla base di un’analisi probabilistica fondata sui percentili.
Classificazione delle Emissioni in Base al Contesto
Una volta ottenute le etichette di emissione, è stato sviluppato un modello di classificazione capace di prevedere il livello di emissioni esclusivamente a partire dai dati contestuali. In altre parole, l’algoritmo utilizza unicamente informazioni geospaziali – senza alcun dato diretto del veicolo – per stimare l’impatto ambientale di un determinato punto della rete stradale.
Il modello ha mostrato una buona accuratezza predittiva, confermando la possibilità di associare con successo le caratteristiche del contesto urbano alle emissioni stimate di un veicolo di ultima generazione
(classe Euro 6, alimentazione benzina). Questo risultato apre alla possibilità di stimare in maniera indiretta la qualità dell’aria nelle aree cittadine, supportando scelte urbanistiche basate su dati oggettivi.
Visualizzazione dei Risultati su Mappa
Per rendere i risultati accessibili e fruibili, è stata sviluppata un’interfaccia grafica interattiva che consente di visualizzare le emissioni direttamente su mappa.
· La prima modalità di visualizzazione permette di analizzare i dati relativi a un singolo punto selezionato, visualizzando il livello di emissioni stimato (vedi immagine 1).
· La seconda modalità utilizza una heatmap di sintesi (vedi immagine 2), che mostra con gradazioni cromatiche le zone urbane a maggiore o minore intensità emissiva. La heatmap consente inoltre di confrontare un punto selezionato con altri punti simili per caratteristiche contestuali, all’interno di un’area urbana predefinita.
Applicazioni e Benefici
Il sistema sviluppato da EMOTIVES rappresenta un valido supporto per:
· analisi ambientali urbane,
· pianificazione di interventi di mitigazione.
Grazie alla combinazione tra intelligenza artificiale e dati geospaziali, è possibile ottenere una rappresentazione affidabile delle emissioni stradali anche in assenza di sensori o dispositivi installati su tutti i veicoli, favorendo l’efficienza nella gestione delle aree urbane e il monitoraggio della qualità dell’aria in modo diffuso.
