Biblioteca Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche
Sanità Pubblica Veterinaria: Numero 115, Agosto 2019 [http://www.spvet.it/] ISSN 1592-1581
Documento reperibile all'indirizzo: http://spvet.it/indice-spv.html#699

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Applicazione Web per la gestione dell'emergenza sismica nel Centro Italia (2016-2017)
Web application for management of the seismic emergency in Central Italy (2016-2017)

[Ver. 1.0]

Sara Tonazzini(1), Valentina Poggioni(2), Giovanni Filippini(1), Carmen Maresca(1),
Andrea Felici(1), Giovanni Scieri(1), Elisa Cordovani(1), Gina Biasini(1)


(1) Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche "Togo Rosati"
(2) Dipartimento di Matematica e Informatica - Università degli Studi di Perugia



Abstract. Following the seism in Central Italy, which affected Umbria, Marche, Lazio and Abruzzo in 2016/2017, the Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche decided to be of assistance, both from the sanitary veterinary and the information technology's sides. In fact, it gathered each region's necessities and created EMERGENZA 2.0 - a platform with the aim of easing the collection and the filing of information and the concerning papers, facilitating and hastening the circulation of such information amongst the different entities involved, and supporting the various institutions in making decisions. This last goal was achieved through the analysation of the question concerning the assignment of temporary solutions to the entitled breeders, through a functionality/With this purpose comes a functionality, which compiles - for each bred species - a breeder classification based on assignment priority. The required evaluation/calculation was fulfilled by the use of an index of similarity to a prototype, in this case the "devastated" livestock farming. The employed parameters were identified through expert opinion. Such functionality is ready to be used in any non-epidemic future emergency and pledges to facilitate the abovementioned decision-making process. Moreover, with appropriate adjustments, it can be also useful in other contexts, for example: establishing priorities for breeding farms' surveys, compiling rankings for animal welfare

Riassunto. A seguito del sisma del centro Italia che ha coinvolto Umbria, Marche, Lazio ed Abruzzo nel 2016/2017 l'Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche ha deciso di intervenire, oltre che dal punto di vista sanitario veterinario, anche fornendo un sostegno informatico, realizzando la piattaforma Emergenza 2.0. Ciò al fine di: agevolare la raccolta e l'archiviazione delle informazioni e delle relative documentazioni sul sisma, accelerare la circolazione delle informazioni tra le diverse realtà coinvolte e supportare le diverse istituzioni nelle decisioni relative alla ricostruzione. Per realizzare questo ultimo obiettivo si è avviata l'analisi della problematica relativa all'assegnazione delle soluzioni temporanee agli allevatori aventi diritto. A questo scopo è stata approntata una routine che redige, per ogni singola specie allevata, un rank sulla base delle priorità di assegnazione. Per il calcolo si è utilizzato un indice di similarità e si è scelto come punto di riferimento l'allevamento (disastrato) per il quale il sisma ha comportato l'annullamento delle potenzialità produttive. I parametri utilizzati nel calcolo sono stati individuati tramite una revisione di prove scientifiche e l'opinione di esperti. Questa funzionalità potrà essere utilizzata già dalla prossima emergenza non epidemica e agevolerà la fase decisionale delle istituzioni coinvolte. Potrà altresì, con adeguati aggiornamenti, essere utilizzata in altri contesti, operativi per stabilire la priorità dei sopralluoghi sugli allevamenti



Introduzione
A seguito del sisma che ha coinvolto il centro Italia nel 2016, l'istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche "Togo Rosati", si è reso disponibile per supportare le attività legate alla gestione dei dati in emergenza. Per questo ha realizzato l'applicazione Web "EMERGENZA 2.0" che consente ai soggetti coinvolti di poter seguire in base alle proprie competenze, il ciclo di vita dell'emergenza; dalla fase dei sopralluoghi di ricognizione a quella di ricostruzione.

Come caso di studio, nel post-emergenza si è deciso di intervenire su alcune criticità, in particolare di rendere più oggettiva e difficilmente contestabile la delicata fase di assegnazione delle soluzioni temporanee.
Per questo, si è realizzata una procedura che prevede consente di intervenire nella fase in cui le Istituzioni prendono decisioni particolarmente delicate.
In dettaglio, la procedura permette di calcolare l'indice di similarità da un "prototipo - caso di studio", che consente, grazie ad alcuni parametri scelti ad hoc da esperti del settore, di individuare la priorità di assegnazione delle soluzioni temporanee di ricovero per gli animali.

Materiali e metodi
La procedura è strutturata come riportato nella Figura 1.

Passaggi che hanno portato alla determinazione dell’indice di similarità
Figura 1. Passaggi che hanno portato alla determinazione dell’indice di similarità
Figure 1. Steps that led to the similarity index determination


Successivamente, tramite la tecnica Delphi®, sono stati individuati i parametri che concorrono, in maniera congiunta, alla determinazione della priorità di assegnazione del modulo temporaneo agli allevamenti di bovini del territorio Umbro.
Questa tecnica è basata su un metodo iterativo che prevede più fasi successive di raccolta dati (normalmente lavora su due o più rounds di consultazione degli esperti) e coinvolge un panel di esperti, di cui si garantisce l'anonimato, per evitare situazioni indesiderate (effetti di leadership relativi al prevalere di una specifica professione o di forti personalità, dominanza di opinioni e scontri di opinione tra le parti). Garantendo l'anonimato ai singoli partecipanti, si permette ai rispondenti di esprimere una opinione senza che venga messa in gioco la propria reputazione.
Nel setting adottato, gli intervistati non sono compresenti fisicamente, ma interagiscono a distanza per mezzo di un intervistatore.

Questi raccoglie e condivide le informazioni tra i partecipanti attraverso questionari intervallati da momenti di verifica delle opinioni emerse. In questa tecnica di ricerca sociale un ruolo fondamentale è quello dell'intervistatore, il quale ha il compito di mediare il confronto.
Inizialmente le domande saranno preferenzialmente aperte, in quanto l'obiettivo è quello di esplorare l'oggetto di ricerca. Ottenute le risposte, l'intervistatore, dopo una elaborazione orientativa dalla quale emergeranno le prime valutazioni dei fenomeni considerati, darà il via ad una seconda consultazione, più strutturata, basata prevalentemente su domande a risposta chiusa.

A conclusione dei diversi rounds se si raggiunge una significativa convergenza nelle opinioni questa sarà assunta come previsione del Delphi®. Si è scelto di intervistare 20 soggetti che a vario titolo, in base alla loro professionalità, hanno collaborato alla gestione di questa emergenza: 9 veterinari, 2 agronomi, 2 informatici, 2 statistici, 3 operatori della protezione civile e 2 ingegneri. Nel primo round è stata inviata un'e-mail ad ogni partecipante, chiedendo di specificare i parametri che avrebbero considerato per stabilire una priorità di consegna delle soluzioni temporanee per bovini, con una motivazione per ogni parametro nella quale specificare anche i valori assumibili d'interesse ai fini della priorità. Ognuno ha espresso la propria opinione e alla fine sono stati individuati i seguenti parametri:

  1. Esito di agibilità delle stalle.
  2. Tipologia di allevamento bovino.
  3. Iscrizione dell'allevamento a libri genealogici.
  4. Numero di capi con necessità di ricovero.
  5. Allevamento appartenente ai comuni del cratere.



Per poter utilizzare questi parametri eterogenei in una funzione che potesse considerarli congiuntamente, si è proceduto a riportarli in una stessa scala di valori, tenendo in considerazione quanto emerso dalla prima intervista, nel modo seguente:

1. Esito di agibilità delle stalle: Gli esiti di agibilità AeDES/FAST rilasciati dagli ingegneri sono chiaramente codificati e quindi hanno un dominio finito e discreto.

Tabella 1. Elenco esiti AeDES/FAST con relativi significati e valore fuzzy
Table 1: List of AeDES / FAST results with their meanings and fuzzy value


In questo caso la funzione di membership è la seguente:

funzione di membership
Funzione di membership
Membership function


In questo modo gli allevamenti vengono considerati nel loro complesso, cioè se è presente più di una stalla si considera soltanto l'esito con il grado maggiore di inagibilità.
Questo agevola la fase logistica di consegna dei tunnel (considerando che molto spesso le zone sono difficilmente raggiungibili con mezzi pesanti. Questa scelta consente di fare un unico viaggio verso un allevamento e nel contempo di snellire le pratiche amministrative burocratiche).
La funzione utilizzata nel caso reale è perfetta anche nel caso teorico.

1. Tipologia di allevamento bovino: Questo parametro è stato inserito in quanto un allevamento di bovini da latte opera in una situazione più complessa e delicata rispetto ad un allevamento da carne. Perciò è opportuno dare maggiore priorità agli impianti per la produzione del latte, da qui, la funzione di membership diviene:

Funzione di membership 2


Nel modello ideale questo parametro potrebbe essere sostituito o integrato con il numero medio di ore di lavoro annue che un allevatore dedica al singolo capo, così da consentire la diversificazione delle due tipologie di allevamenti, in modo più oggettivo.

2. Iscrizione dell'allevamento a libri genealogici: Come è facilmente intuibile, animali iscritti a libri genealogici sono più pregiati di quelli non iscritti. Per questo motivo la funzione di membership di questo parametro è:

Funzione di membership 3


Nel modello teorico si dovrebbe considerare come parametro il rapporto tra il numero di capi iscritti a libri genealogici (tra quelli che necessitano di ricovero) e il numero totale di capi da ricoverare (attualmente, si aveva a disposizione soltanto l'informazione a livello di allevamento).

3. Numero di capi con necessità di ricovero: Questo parametro è stato introdotto in modo da dare una priorità agli allevamenti con necessità di ricovero temporaneo, che hanno un numero maggiore di capi.
Purtroppo nelle schede rilevate le informazioni relative ai capi sono: "numero di capi presenti al momento del sopralluogo", "numero di capi presenti in bdn", "numero di capi morti", "numero di soluzioni temporanee richieste".

Queste informazioni non indicano il numero di capi con necessità di ricovero (per il futuro sarà opportuno aggiungere questa informazione nelle schede di sopralluogo in modo da poterla considerare come parametro nella funzione). Per il momento si può cercare di ovviare al problema, tenendo in considerazione il fatto che ogni tunnel per bovini può contenere al massimo 20 capi perciò si può considerare che per gli allevamenti con più di 20 capi, il numero di capi con necessità di ricovero è dato da (20*numero di tunnel richiesti) mentre per gli allevamenti con un numero di inferiore di capi, conta il numero di capi presenti al momento del sopralluogo.
Occorre specificare che, agli allevamenti che hanno un numero minore di 20 capi da allocare, non sarà assegnato un tunnel ma verrà predisposta una soluzione alternativa, ad esempio la tettoia.
La membership per questo parametro è stata costruita come segue:

Funzione di membership 4


4. Allevamento appartenente ai comuni del cratere: Sulla base dell'Ordinanza n.3 del Commissario straordinario per la ricostruzione, si prende atto dei Comuni facenti parte del cratere. Ai fini della priorità da attribuire, questo parametro è puramente booleano, cioè l'allevamento o è fuori del cratere (0) o è dentro il cratere (1). La funzione di membership é:

Funzione di membership 5


Nel modello teorico questo parametro potrebbe essere considerato anziché come booleano, come valore metrico (distanza dall'epicentro). Ognuno di questi parametri contribuisce in maniera differente alla determinazione della priorità di assegnazione delle soluzioni temporanee perciò nel secondo round della Expert Opinion è stata inviata un'e-mail che riepilogava i 5 parametri "vincitori" del primo round e chiedeva:
"Hai a disposizione 15 punti, assegnali ai 5 parametri. Dai un punteggio maggiore ai parametri che ritieni più importanti al fine di stabilire la priorità di assegnazione delle soluzioni temporanee per bovini. I punteggi devono essere tutti distribuiti".

Tabella 2: Tabella inviata per e-mail nel secondo round della Expert Opinion. Ogni esperto specificava il proprio punteggio indicato nell'esempio con w_i
Table 2. Table sent by e-mail in the second round of the "Expert Opinion". Each expert specified his own score (in the example wi)


Visto che i parametri individuati nel primo round erano 5, si è scelto di mettere a disposizione degli esperti 15 punti in modo da poter consentire di esprimere tutti i possibili pareri, compreso quello in considero tutti i parametri importanti allo stesso modo e quindi assegno a tutti e 5 i parametri 3 punti. Inoltre, il fatto che tutti avessero a disposizione lo stesso quantitativo di punti, fa sì che il parere di ogni professionista valga come quello degli altri. Una volta ricevuta la risposta di tutti si è calcolato, per ogni parametro (x1,x2,x3,x4,x5 ) il suo peso (W1,W2,W3,W4,W5), come:

Funzione di membership 6


In questo modo ogni parametro verrà considerato nella funzione con un peso differente. Nel caso specifico, dai calcoli effettuati, i parametri che influenzeranno maggiormente la graduatoria finale sono: x2, cioè la tipologia di allevamento e x1, cioè l'esito di agibilità delle stalle, mentre quello che influenzerà meno è x3 cioè l'iscrizione dell'allevamento a libri genealogici.

Tabella 3: Riepilogo dei parametri utilizzati con i potenziali miglioramenti e i pesi utilizzati in questo caso specifico
Table 3. Summary of the parameters used, along with the potential improvements and the weights used in this specific case


Come già detto nel capitolo precedente, per calcolare la misura di similarità si è proceduto ad individuare un prototipo di allevamento "disastrato" (X), cioè quell'allevamento che assume il valore "peggiore" per ogni parametro.

Tabella 4: Allevamento prototipo
Table 4. Prototype breeding


A questo punto per ogni allevamento (Yi) della piattaforma si è calcolata la misura di similarità, come segue:

Misura di similarità


∀ allevamento i={1,2,....n} si hanno j={1,2,3,4,5} parametri con i relativi valori yj e i relativi pesi Wj.

Risultati
L'elaborazione del modelo adottato ha in primo luogo, prodotto un elenco degli allevanti ordinati secondo l'indice di similarità:

Tabella 5. Graduatoria delle aziende con priorità di assegnazione delle soluzioni temporanee per bovini
Table 5. Ranking of companies with priority allocation
(temporary solutions) for cattle


Per consentire una visione immediata del dato si vuole utilizzare un'infografica rappresentante la mappa geografica dell'Umbria. In questa mappa si rappresentano le aziende attraverso dei cerchi di dimensione diversa in base al valore della misura di similarità per quell'allevamento, più grande è il cerchio e maggiore è il valore di similarità il che significa che l'azienda si troverà in una posizione più alta della graduatoria.
Nella mappa si vuole inserire anche la carta del rischio sismico al fine di dare un'ulteriore informazione agli addetti ai lavori, i quali possono individuare il posto migliore per allocare soluzioni temporanee che per problemi di spazio o di altra natura non possono essere situate in prossimità dell'allevamento che ha subito danni.
Si riporta di seguito l'infografica relativa alla regione Umbria, le cui aziende rappresentate sono quelle indicate nella tabella 5 sopra riportata.

Figura 2. Infografica della regione Umbria rappresentante gli allevamenti coinvolti nel sisma che hanno fatto richieste di soluzione temporanee per bovini (l'ampiezza del cerchio rappresenta la priorità di assegnazione sella soluzione temporanea)
Figura 2. Infografica della regione Umbria rappresentante gli allevamenti coinvolti nel sisma
che hanno fatto richieste di soluzione temporanee per bovini (l'ampiezza del cerchio rappresenta
la priorità di assegnazione sella soluzione temporanea)
Figure 2. Umbria Region Infographic representing the farms involved in the earthquake, who requests temporary shelters for cattle (the width of the circle represents the assignment priority)


Nella applicazione elaborata nell'ambito del progetto, cliccando con il mouse sul cerchio relativo ad una azienda è possibile visualizzare le informazioni dettagliate di quell'allevamento: Denominazione, Codice aziendale, Indirizzo, Numero di telefono, Identificativo Fiscale, Esito AeDES/FAST della stalla, Numero di capi da ricoverare, Tipologia di allevamento, Iscrizione dell'allevamento a libri genealogici e Appartenenza al cratere.

Inoltre per facilitare l'interpretazione del territorio, è possibile abilitare o disabilitare uno dei layer presenti nella mappa: carta del rischio sismico, carta dei comuni umbri, allevamenti presenti in piattaforma.


Conclusioni
Alla luce di quanto esposto, la piattaforma "EMERGENZA 2.0" si è rivelata un efficace strumento per razionalizzare la gestione di un'emergenza come quella del sisma del 2016, utilizzabile per razionalizzare e fornire un denominatore comune agli interventi delle Regioni coinvolte.
In tal modo, il lavoro svolto dalle istituzioni italiane coinvolte nell'emergenza, già molto accurato, potrebbe esserlo ancora di più utilizzando strumenti che operano con base scientifica solida, come supporto alle decisioni.

Sarà ora necessario improntare un algoritmo analogo per le altre specie animali allevate ed implementarne la procedura in EMERGENZA 2.0 per disporre di un'applicazione Web in grado di gestire eventuali future emergenze del mondo zootecnico nel suo complesso.
L'ambito di competenza di questo studio è quello veterinario ma il procedimento utilizzato può essere applicato anche in altri ambiti.
Per questo è auspicabile che il lavoro svolto congiuntamente con le varie Regioni coinvolte possa portare ad operare in modo più integrato, utilizzando strumenti interattivi per garantire un equo e tempestivo intervento nella gestione dell'emergenza.


Bibliografia

Zwick R., Carlestein E., Budescu D. V. (1987). Measures of Similarity Among Fuzzy Concepts: A Comparative Analysis International. Journal of Approximate Reasoning 1987; 1:221-242




OPEN REVIEW - Modulo per la "revisione aperta" di questo articolo, pubblicato sul numero 114/2019 di SPVet.it



Tonazzini 2019 - Applicazione Web per la gestione dell'emergenza sismica nel Centro Italia (2016-2017) (SPVet.it 115/2019)
Tonazzini 2019 - Applicazione Web per la gestione dell'emergenza sismica nel Centro Italia (2016-2017) (SPVet.it 115/2019)

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Applicazione Web per la gestione dell'emergenza sismica nel Centro Italia (2016-2017) by Tonazini et al., 2019 is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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