on the use of arima models for short term water tank levels forecasting

Abstract In this paper a statistical study on the time series of water levels measured, during 2014, in the water tank of Cesine, Avellino (Italy), is presented. In particular, the autoregressive integrated moving average (ARIMA) forecasting methodology is applied to model and forecast the daily water levels. This technique combines the autoregression and the moving average approaches, with the possibility to differentiate the data, to make the series stationary. In order to better describe the trend, over time, of the water levels in the reservoir, three ARIMA models are calibrated, validated and compared: ARIMA (2,0,2), ARIMA (3,1,3), ARIMA (6,1,6). After a preliminary statistical characterization of the series, the models' parameters are calibrated on the data related to the first 11 months of 2014, in order to keep the last month of data for validating the results. For each model, a graphical comparison with the observed data is presented, together with the calculation of the summary statistics of the residuals and of some error metrics. The results are discussed and some further possible applications are highlighted in the conclusions

Genomica in Sanità Pubblica. Evidenze scientifiche e prospettive di integrazione nella pratica della prevenzione

I miglioramenti registrati negli ultimi anni nella qualità del sequenziamento di nuova generazione, nella riduzione dei costi associati e in una complessiva evoluzione delle scienze omiche, hanno favorito lo sviluppo della medicina personalizzata o di precisione. Ad oggi, anche a livello di popolazione si possono ottenere dei benefici rilevanti attraverso tale approccio. La Sanità Pubblica di precisione consiste nel fornire il giusto intervento, alla popolazione che ne ha necessità, nel momento e con le modalità opportune. Significa, quindi, promuovere metodologie accurate per identificare e misurare le patologie ma anche le esposizioni, i comportamenti e la suscettibilità. La Sanità Pubblica di precisione è in evoluzione e non è legata semplicemente a geni, trattamenti e malattia ma alla precisa identificazione e risposta ai bisogni di salute. È necessario, quindi, discutere dell’inclusione delle scienze omiche in Sanità Pubblica. La medicina si è evoluta da un modello di diagnosi e trattamento basato essenzialmente sui sintomi ad uno sempre più dipendente dalla definizione bioinformatica di profili di rischio e/o patologici. Tali profili sono delineati mediante la produzione di informazioni attingendo a solide banche dati biologiche con il supporto dell’intelligenza artificiale. D’altra parte l’evoluzione nella pratica sanitaria è un processo complesso che include, tra l’altro, la sostenibilità dei costi sanitari, la valutazione dell’efficienza nella pratica clinica, l'integrazione dei nuovi progressi tecnologici e la rimodulazione dell'organizzazione dei servizi. Nel Gruppo di Lavoro Genomica in Sanità Pubblica della SItI, attivo dal 2012, sono coinvolti prevalentemente docenti universitari ma anche operatori del Ministero della Salute e dei Dipartimenti di Prevenzione. In questo special issue illustriamo alcuni argomenti di ricerca trattati. Non stupirà l’eterogeneità dei temi proposti vista la trasversalità delle scienze omiche in molteplici aspetti della salute umana. In particolare sono illustrati esempi che vanno dalla prevenzione di tumori ad alta incidenza, alla prevenzione di patologie infettive, sia per gli aspetti acuti che cronici, tenendo conto di caratteristiche genetiche ed epigenetiche della popolazione. Inoltre, illustriamo le prospettive di integrazione offerte allo studio del microbiota umano nella prevenzione. Procediamo con la discussione delle modalità di valutazione dei test genetici e genomici per la loro integrazione nell’offerta del Servizio Sanitario Nazionale. Infine, è illustrato il coinvolgimento della popolazione nell’impiego delle tecnologie omiche al fine di promuovere un cambiamento culturale nei confronti delle tecnologie disponibili e nella tutela della salute individuale e collettiva

An effective approach for designing circular pipes with the Colebrook-White formula

To designingpipe diameter, several flow resistance formulae are available in literature. Generally, these are relationships relating friction loss, relative roughness and Reynolds number. Here, an iterative procedure, based on the solution of a second order equation (standard approach), is presented. Then an effective and simple procedure (advanced approach) for designing circular pipes by means of the Colebrook-White transition formula is provided. Latter procedure is proven to be accurate in double precisionafter a limited number of iterative steps

Three-dimensional CFD modelling of urban flood forces on buildings: A case study

Italy is among the countries most likely to be exposed to high hydrogeological risk. The recent 2018 Hydrogeological Disruption Report by ISPRA (Higher Institute for Environmental Protection and Research) states that about 90% of Italian municipalities fall within areas with hydrogeological risk, that is where the probability of floods/landslides is high (level P3) or very high (P4) or the hydraulic hazard is of medium level. Floods are the most severe and frequent phenomena affecting landscapes, mainly if they occur in urban contexts. Urban development, if nature-based solutions are not taken into account, determines an increase in the impermeable surface, with the effect of reducing the infiltration and water evaporation, and consequently with an increase in runoff peaks and decrease of the concentration times. In this framework, the work here presented numerically analyses the effect of floods in an urban basin, in term of their three-dimensional interaction with buildings. The site under study is Cervinara, a municipality in the Campania region, Italy, hit by severe floods in 1999. Flow peaks were calculated using the VAPI procedure, a regional methodology based on two-component extreme value (TCEV) distribution. The results show that the level of exposure of the buildings, evaluated by calculating the thrust of the interacting water on the exterior walls, is influenced by the local three-dimensional kinematics

Un criterio di ricerca del vicinato per problemi a superficie libera simulati con la tecnica SPH.

Nelle simulazioni lagrangiane di correnti a superficie libera, condotte tramite metodi particle a corto raggio, le proprietà idrodinamiche della singola particella di fluido in moto sono definite dal gruppo di confinanti incluse in un intorno sferico centrato su di essa. Si tratta tipicamente di una piccola frazione del numero totale di particelle Ntot, poiché il raggio di questa zona di influenza risulta in genere molto minore rispetto alla tipica dimensione spaziale del dominio. La definizione delle confinanti per tutte le particelle di fluido Nf richiederebbe la valutazione di Nf(Ntot-1)/2 distanze ed il successivo confronto con il raggio di influenza. Tale soluzione appare improponibile già quando Ntot supera il migliaio di unità. Appare allora necessario l’impiego di un efficiente algoritmo di ricerca del vicinato per sistemi caratterizzati da un elevato numero di particelle. Nel presente lavoro viene proposto un algoritmo basato sulla combinazione di due strutture dati: la lista delle particelle ordinate per celle e la lista di Verlet. Con la prima il dominio sede del moto viene suddiviso in celle di dimensioni in generale variabili lungo gli assi coordinati; il vicinato della particella viene così identificato con riferimento alla particelle incluse nella cella di appartenenza e nelle celle rispetto a questa confinanti. Con la seconda il vicinato viene stabilito periodicamente poiché definito su una distanza maggiore del raggio di influenza. Anche se il numero di confinanti preso in considerazione risulta essere più grande rispetto a quanto strettamente necessario, né deriva comunque complessivamente un vantaggio poiché l’algoritmo di ricerca è applicato in maniera discontinua nel tempo. Una lista delle celle occupate è altresì mantenuta nel corso della simulazione; in questo modo le celle vuote sono escluse a priori dalla ricerca per la definizione del vicinato. Tale condizione si verifica tipicamente in corrispondenza delle frontiere del dominio fluido ed in particolare sulla superficie libera. Vengono infine presentati i tempi di calcolo necessari per la simulazione con la tecnica SPH di un fenomeno di dam break, considerando l’impiego singolo o contemporaneo della lista di Verlet e della suddivisione del dominio in celle, dimostrando come l’uso congiunto delle due strutture dati fornisca i tempi di calcolo migliori

A Laboratory Investigation of the Hydraulic Performance of String-Wound Filters

The present work focuses on the filtration of drinking water with string-wound filter cartridges. The presence of filtration devices may have consequences on networks operating under low pressures. Results consisting of pressure drop curves obtained from measures taken on a pilot plant located at the Laboratory of Environmental and Maritime Hydraulics (LIDAM), University of Salerno, are discussed

Numerical and experimental modeling for thermal developing pipe flow with microwave heating

The work here presented is concerned with the analysis of forced convection of Newtonian liquids flowing in a circular duct under microwave heating. Spatial temperature field in the illuminated cavity was numerically obtained by solving coupled energy and Maxwell’s equations since it was assumed to be dependent on the dielectric properties of the fluid flowing in the duct. Attained temperature levels justified no phase changes and no gas phases. Temperature contour is detected by an outer infrared camera looking inside the microwave chamber in correspondence of the applicator-pipe. The proposed procedure is intended to realize relatively high spatial resolution temperature readings while microwave heating takes place. In facts, temperatures are usually measured in few points which can’t enable a proper temperature profile reconstruction, the latter being strongly uneven along the pipe due to electromagnetic field distribution. Numerical results are compared with the corresponding experimental ones for different temperature levels, showing a good agreement