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Criteri e indicatori
Andrea CastellettiPolitecnico di Milano
MCSA 07/08MCSA 07/08L05L05
Portatori d’interesse
2
Port
ato
ri
0. Ricognizione e obiettivi
1. Definizione delle azioni
2. Definizione di criteri e indicatori
PIANIFICAZIONE
Un criterio è un attributo attraverso cui un Portatore giudica gli effetti di un’alternativa rispetto al suo interesse.
I criteri dipendono dagli obiettivi e dalle azioni, ma la scelta di alcuni criteri potrebbe suggerire nuove azioni.
3
Dal criterio al settore
Ogni Portatore d’interesse valuta le alternative attraverso
un CRITERIO.
I Portatori che condividono lo stesso criterio
costituiscono un SETTORE.
Crit. abitanti Stresa
Crit. idroelettrici
Crit. irriguiCrit. abitanti
Locarno
…Criterio comune: evitare le
esondazioni del lago
Settore “ESONDAZIONI A MONTE”
Crit. ambiente
4
Dal criterio al settore
Crit. abit.lacuali
Crit. abit. fluviali
Criterio comune: evitare le esondazioni
Settore ESONDAZIONI
Crit. idroelettrici
Crit. irrigui
…
Crit. ambiente
No!le esondazioni a
monte e a valle hanno cause diverse
No!le esondazioni a
monte e a valle hanno cause diverse
Ogni Portatore d’interesse valuta le alternative attraverso
un CRITERIO.
I Portatori che condividono lo stesso criterio
costituiscono un SETTORE.
5
Irrigazione
Produzione di energia
Turismo
Ambiente fluviale
A valle
Esondazioni
Navigazione
Turismo
Zanzare
Ambiente lacuale
Pesca
A monte
Contribuenti
Esondazioni
Settori
6
I settori rappresentano una partizione dell’insieme degli interessi
Settori e interessi
interessi
esondazioni
irrigaz.pesca
...
...
Uno stesso interesse non deve essere conteggiato più di una volta
7
Alcuni esempi
Ambiente lacuale PescaSalvaguardia ambiente lacustre e ripario, quindi anche i pesci
Interessi economici dei pescatori
EsondazioniNavigazioneDanni dai bassi livelliDanni provocati dagli alti livelli:
• Costo passerelle• Mancato guadagno• Danni infrastrutture
Danni prodotti dalle piene.
8
Criterio di settore
Il criterio è il modo con cui i Portatori di un settore valutano un’alternativa.
INDICE associato
SETTORE
Data un’alternativa come accerto se il criterio è soddisfatto?
Calcolando un indice dal cui valore i Portatori possano comprendere se l’alternativa li soddisfa o meno.
9
Valutazione alternativa
Gli indici servono a confrontare le alternative tra loro
Devono permettere di risolvere confronti a coppie tra alternative e costruire un ordinamento tra di esse
A1 A2
C
IC
IC(A1) IC(A2)>
Può essere definito sia su scala ordinale che cardinale
E’ una funzione dell’alternativa
Può essere definito sia su scala ordinale che cardinale
E’ una funzione dell’alternativa
10
Valutazione alternativa
Esperto
L’Esperto può essere lo stesso Portatore d’Interesse
• Difficile attuazione
• Può funzionare in alcuni casi: es. Valutazione estetica
IndiceAlternativa
11
Valutazione alternativa
Alternativasistema
dinamico
Un alternativa molto spesso agisce su un sistema le cui grandezze caratteristiche variano nel tempo.
t
h
H
12
Valutazione alternativa
Traiettoria Indice
• Stima ancora troppo soggettiva: poco trasparentenon sempre condivisa
• Difficile da applicare: procedura ripetitiva e tediosa
Alternativa
EspertoModello
.
13
Valutazione alternativa
L’indicatore semplifica il lavoro all’esperto
Come passare dall’indicatore all’indice ?
Traiettoria IndiceAlternativa
EspertoModello Indicatore
Indicatore. .
14
Il passaggio indicatore-indice è compito dell’esperto,ma può anche essere descritto con una funzione valore (o funzione utilità).
Esempio di funzione valore
15
Valutazione alternativa
Come scegliere gli indicatori?
Traiettoria IndiceAlternativa
EspertoModello Indicatore
Indicatore. .
L’indicatore semplifica il lavoro all’esperto
Devono essere facilmente calcolabili dalle traiettorie delle uscite
In modo da ridurre la distanza tra indice e indicatore
16
Irrigazione
Produzione di energia
Turismo
Ambiente fluviale
A valle
Esondazioni
Navigazione
Turismo
Zanzare
Ambiente lacuale
Pesca
A monte
Contribuenti
Esondazioni
Settori
17
Gerarchia di valutazione Turismo a monte
Perdita di attivitàper abbandono dei turisti
Inaccessibilità dei lidi
Trattamenticerti
Aspetti estetico-paesaggistici
Trattamentiprobabili
Disagi per zanzare
% del periodo turistico in cui il livello del lago è inferiore alla fascia di normalità turistica
_ _1
_ _1
1
100
Tur Mt
t HTur M N
Ta
a
iP
_ _11_ _
0 ___
SC Tt tTur M
t
se h F
altrimenti
18
Gerarchia di valutazione
Perdita di attivitàper abbandono dei turisti
Inaccessibilità dei lidi
Trattamenticerti
Aspetti estetico-paesaggistici
Trattamentiprobabili
Disagi per zanzare
% sul periodo turistico in cui il livello del lago è inferiore alla fascia di normalità turistica
_ _1
_ _1
1
100
Tur Mt
t HTur M N
Ta
a
iP
_ _11_ _
0 ___
SC Tt tTur M
t
se h F
altrimenti
Criterio di Settore
Criterio intermedio
Criterio Foglia
Criterio Foglia
Criterio intermedio
Indicatore Indicatore
Indicatore
Per ogni settore…
Indicatore
Criterio Foglia
Criterio intermedio
Criterio Foglia
Gli indicatori non sono necessariamente
quantitativi.
Gli indicatori non sono necessariamente
quantitativi.
19
Gerarchia di valutazione Turismo a monte
Perdita di attivitàper abbandono dei turisti
Inaccessibilità dei lidi
Trattamenticerti
Aspetti estetico-paesaggistici
Trattamentiprobabili
Disagi per zanzare
% sul periodo turistico in cui il livello del lago è inferiore alla fascia di normalità turistica
_ _1
_ _1
1
100
Tur Mt
t HTur M N
Ta
a
iP
_ _11_ _
0 ___
SC Tt tTur M
t
se h F
altrimenti
20
_ _1
_ _1
1
100
Tur Mt
t HTur M N
Ta
a
iP
-1-0.5
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
1-apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott
liv
ell
o l
ac
ua
le s
ull
'id
rom
etr
o d
i S
es
to C
ale
nd
e [
m]
% sul periodo turistico in cui il livello del lago è inferiore alla fascia di normalità turistica
fascia di normalità turistica
# giorni periodo turistico
Turismo a monte:aspetti estetico-paesaggistici
_ _1
1
e turistico
0
SC Tt t
Tur Mt
se h F
t
altrimenti
21
-1-0.5
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
1-apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott
liv
ell
o l
ac
ua
le s
ull
'id
rom
etr
o d
i S
es
to C
ale
nd
e [
m]
% sul periodo turistico in cui il livello del lago è superiore alla fascia di normalità turistica
fascia di normalità turistica
Turismo a monte:inaccessibilità dei lidi
_ _ 2
_ _ 2
1
100
Tur Mt
t HTur M N
Ta
a
iP
_ _ 2
1
e turistico
0
SC Tt t
Tur Mt
se h F
t
altrimenti
# giorni periodo turistico
22
Irrigazione
Produzione di energia
Turismo
Ambiente fluviale
A valle
Esondazioni
Navigazione
Turismo
Zanzare
Ambiente lacuale
Pesca
A monte
Contribuenti
Esondazioni
Settori
23
Esondazioni a monte
Danno complessivo
Comune X
Danni a
struttureDanni attività
Danni daInterruz. traffico
IndicatoreCome quantificare i danni alle strutture?
24
La curva di Danno alle strutture in un singolo evento
L’identificazione di queste curve é difficile e costosa
L’identificazione di queste curve é difficile e costosa
25
Locarno
h= 2.0 m h= 1.5 m
Un esperto, conoscendo la superficie esondata, è in grado di valutare i danni in modo relativo.
La superficie esondata è funzione della quota del lago
26
Valutazione alternativa
Non sempre è possibile calcolare il valore dell’ indicatore proposto dai Portatori.
Uso di INDICATORI PROXY
PROXY: una variabile che è in relazione logica ed ha un legame funzionale oggettivo e quantificabile con gli effetti che ci interessano.
E’ uno stimatore ordinale di un criterio foglia.
27
Valutazione alternativa: indicatori proxy
• Più semplice da calcolare
• Stima indiretta
• Grandezza ordinale
Traiettoria IndiceAlternativa
EspertoModello Indicatore
Indicatore proxy
. .Indicatore
.
Sugli indicatori proxy non si possono
effettuare operazioni algebriche, ma solo confronti a coppie.
28
Locarno
Evento 2 Evento 1
29
Indicatori proxy: Danno medio
Area esondata
Danni
Evento 1 Evento 2Media
NO
Funzione ignota, ma non lineare!
L’area media non è un proxy del danno medio.
30
Indicatori proxy: calcolo del danno totale
Danni
Evento 1 Evento 2 Somma
Area esondata
L’area totale non è un proxy del danno totale.
NO Occorrono più statistiche (es. valori massimo e medio) perché l’esperto possa percepire l’entità del danno
prodotto da un’alternativa.
31
Esondazioni a monte
Danno complessivo
Comune X
Condizioni
medieEvento
peggiore
Condizionimedie
Eventopeggiore
Danni a
struttureDanni attività
Danni daInterruzz. traffico
Condizioni
medieEvento
peggiore
32
Esondazioni a monte
Massima area [kmq] allagata nel comune X
Area media [kmq/anno] annualmente allagata nel
comune X
Danni a
strutture
Condizioni
medieEvento
peggiore
_ _1_ max ( )Loc SCES M Loc all t
t Hi S h
_ _ 2 _
1( )Loc SC
ES M Loc all tt H
i S hN
Come calcolare l’area esondata?
33
Esondazioni a monte
Massima area [kmq] allagata nel comune X
Area media [kmq/anno] annualmente allagata nel
comune X
Danni a
strutture
Condizioni
medieEvento
peggiore
_ _1_ max ( )Loc SCES M Loc all t
t Hi S h
_ _ 2 _
1( )Loc SC
ES M Loc all tt H
i S hN
Come calcolare l’area esondata?
GISStrato vettoriale dei punti quotati del comune di Locarno (scala 1:2.000)
INTERROGAZIONI GEOREFERENZIATE
Coppie
,Loc Loct th S
Interpolazione
h= 2.0 m
h= 1.5 m
Calcolo dell’area( )Loc Loc Loc
all all tS S h
34
Esondazioni a monte
Massimo numero di giorni [g] di esondazione nel
comune Loc
Numero medio annuo di giorni [g/anno] di esondazione nel
comune Loc
Danni a
attività
Condizioni
medieEvento
peggiore
_ _ 3_ maxLoc
LocES M Loc i
i Ii
_ _ 4 _
1Loc
LocES M Loc i
i I
iN
Loc
i
LocI
è la durata della i-esima esondazione
è l'insieme di tali eventi
35
Esondazioni a monte
Danni daInterruzz. traffico
Condizioni
medieEvento
peggiore
Massimo numero di giorni [g] di interruzione del traffico nel
comune Loc
Numero medio annuo di giorni [g/anno] di interruzione del traffico nel comune
Loc
_ _ 5_ maxLoc
LocES M Loc i
i Ii
_ _ 6_
1Loc
LocES M Loc i
i I
iN
Loci i è la durata della -esima interruzione del traffico
36
Irrigazione
Produzione di energia
Turismo
Ambiente fluviale
A valle
Esondazioni
Navigazione
Turismo
Zanzare
Ambiente lacuale
Pesca
A monte
Contribuenti
Esondazioni
Settori
37
Il valor medio annuo delle superfici esondate
Ht
Pvt
Pves hS
Ni )(
126
Lago Maggiore
Po
Ticino
Sesto Calende
Piacenza
Pavia Pvth
tr
La massima superficie esondata )(max27Pvt
Pves
Hta hSi
Il massimo colmo di piena Pvt
Htb hi
max27
?Reti neurali
GIS
PvesS
Pvth
PvesS
Indicatori: Piene a valle
tr
38
Lago Maggiore
Po
Ticino
Sesto Calende
Piacenza
Pavia
Pvth
tr
Reti neurali e livello a Pavia
X = vettore d’ingresso X
Y = vettore d’uscita
Yf(X)
f(X) = rete neurale
),( 1Pctt qr =
)( Pvth =
43 piene dal 1945 al 1994Pctq 1
1( , , )Pc Pvt t tr q h
750 mc/str
39
L’architettura della rete
tr
Pctq 1
Ingressi: 2
Neuroni sigmoidali: 7
Terne di addestramento: N = 290 pN 10Parametri (connessioni e soglie): p = 21+8=29
connessioni
soglie di attivazione
Pvth
Uscite: 1
40
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200 250giorni
alte
zza
all'i
drom
etro
del
Pon
te C
oper
to [m
]
piene storiche riscalate rete_7_750 livello di allarme 1 (0,39 m)
livello di allarme 2 (0,89 m) livello di piena (1,39 m)
Le prestazioni della rete: l’addestramento
41
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200 250giorni
alte
zza
all'i
drom
etro
del
Pon
te C
oper
to [m
]
piene storiche riscalate rete_7_750 livello di allarme 1 (0,39 m)
livello di allarme 2 (0,89 m) livello di piena (1,39 m)
Le prestazioni della rete: la validazione
42
-3
-1
1
3
5
7
9
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
giorni
alte
zza
all'i
drom
etro
del
Pon
te C
oper
to [m
]
piene storiche DSV con erosione rete_7_750 con erosione
Il confronto tra la rete e DSV
43
Irrigazione
Produzione di energia
Turismo
Ambiente fluviale
A valle
Esondazioni
Navigazione
Turismo
Zanzare
Ambiente lacuale
Pesca
A monte
Contribuenti
Esondazioni
Settori
44
Gerarchia Irrigazione
Reddito
Deficit di fornitura
Stress deiraccolti
Costi di distribuzione
Raccolto
1
1VIr t
t H
i dN
14
31
maxt
VIrt H
t
i d
1
4
t t tt H
VIrt
t H
q qi
1
0t t
tt t
se q W
se q W
45
Gerarchia Irrigazione
Reddito
Deficit di fornitura
Stress dei
raccolti
Costi di distribuzione
Raccolto
1
1VIr t
t H
i dN
14
31
maxt
VIrt H
t
i d
1
4
t t tt H
VIrt
t H
q qi
1
0t t
tt t
se q W
se q W
DEFICIT FORNITURA IRRIGUA( )t t td W q
Domanda irrigua
Fornitura
Dobbiamo stimare la domanda irrigua WtDobbiamo stimare la domanda irrigua Wt
46
Consorzio Villoresi (Canale Villoresi)
Consorzio Est Sesia (Canale Regina Elena)
I Consorzi
47
SEStC
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1-gen 1-feb 1-mar 1-apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott 1-nov 1-dic
Port
ata
[mc/
s]
Mais Riso (senza la sommesione) Riso (con sommersione) Riso (totale) Totale
Il consumo d’acquanel Consorzio Est Sesia
48
)1( t
t
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1-gen 1-feb 1-mar 1-apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott 1-nov 1-dic
Coe
ffici
ente
di p
erdi
ta
Coefficiente di perdita per evaporazione e percolazione
SESt
Cavt FM
SESt
Cavt FM ,
0
10
20
30
40
50
60
1-gen 1-feb 1-mar 1-apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott 1-nov 1-dic
Por
tata
[m
c/s]
Fontanili Canale Cavour
Altri contributi: canale Cavour e fontanili
etR
et
SESt RC
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1-gen 1-feb 1-mar 1-apr 1-mag 1-giu 1-lug 1-ago 1-set 1-ott 1-nov 1-dic
Por
tata
[m
c/s]
Il contributo della precipitazione
CREtW
Definizione della domanda del Canale Regina Elena
49
)1( t
et
SESt RC
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1-g
en
1-f
eb
1-m
ar
1-a
pr
1-m
ag
1-g
iu
1-l
ug
1-a
go
1-s
et
1-o
tt
1-n
ov
1-d
ic
Po
rtata
[m
c/s
]
Consumo totaleDomanda netta irriguaDomanda irriguaDomanda irrigua del Canale Regina Elena
SESt
Cavt FM
CREtW
Definizione della domanda del Canale Regina Elena
50
0
20
40
60
80
100
120
140
1-g
en
1-f
eb
1-m
ar
1-a
pr
1-m
ag
1-g
iu
1-l
ug
1-a
go
1-s
et
1-o
tt
1-n
ov
1-d
ic
Po
rta
ta [m
c/s]
domanda lorda CREdom. lorda del CRE senza precipitazioniprelievo storico medio
FASE CENTRALE DEL PERIODO IRRIGUO
Il fabbisogno irriguo del Canale Regina Elena è
superiore alla sua concessione (70 mc/s) CONCESSIONE
FASE DI SOMMERSIONE DELLE RISAIE
Non si fa affidamento sul contributo delle precipitazioni
Domanda e prelievo medio del Canale Regina Elena a confronto
51
Come stimare un indicatore?Esondazioni a monte
Superficie esondata media
A0: storico
livelli storici
A1: naturale
livelli naturali ?
afflussi storiciscenario
MODELLO+ SIMULAZIONE
_ _ 2 _
1( )Loc SC
ES M Loc all tt H
i S hN
52
Come stimare un indicatore?Esondazioni a monte
Superficie esondata media
A0: storico
livelli storici
A2: nuova regolazione
nuovi livelli ?
afflussi storiciscenario
MODELLO+ SIMULAZIONE
_ _ 2 _
1( )Loc SC
ES M Loc all tt H
i S hN
Scenario idrologico:
paradigma di stazionarietà?
Scenario idrologico:
paradigma di stazionarietà?
53
Leggere
MODSS Cap. 3
VERBANO Cap. 4 e 11