Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione

Impatti dei sistemi di trasporto e pianificazione integrata

Emanuele Negrenti

Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

Contenuti

• 1. Introduzione• 2. Impatti in aree urbane• 3. Impatti in reti extraurbane• 4. Pianificazione Integrata

Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

1. Introduzione

• I sistemi di trasporto hanno numerosi impatti sulla realtà circostante

• I principali impatti normalmente considerati sono:– Consumi energetici e costi– Emissioni inquinanti, rumore, incidenti– Effetti su salute, edifici e monumenti, eco-

ambienti

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1.1 quantificare gli impatti

• Tali impatti devono essere quantificati, tramite misure dirette o uso di modelli di calcolo

• La quantificazione è necessaria per monitorare il sistema, per valutare l’efficacia di politiche ed interventi, per pianificare future azioni sul sistema

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1.2 principali variabili in gioco

• Flussi di traffico (veicoli/ora) e velocità (Km/h)• Composizione della flotta (%)• Parametri della rete (lunghezze, pendenze…)• Consumi di combustibile (ton/anno)• Consumi energetici (Kwh)• Emissioni inquinanti (Kg/h o ton/anno)• Livelli acustici (dB)

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2. Impatti in aree urbane

• Gli Impatti in aree urbane hanno oggi grande rilevanza sociale, economica ed ambientale a causa di:– Elevati livelli di congestione– Elevati consumi ed emissioni inquinanti– Elevati livelli di rumore e di inquinamento

atmosferico– Inaccettabile numerosità degli incidenti

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2.1 Impatti Urbani - Elementi caratteristici

• Nelle aree urbane si osserva in generale:– Traffico elevato nelle ore ‘di punta’– Velocità basse e consumi elevati– Forti emissioni di polveri e composti organici– Estese aree con livelli di inquinamento e di rumore

pericolosi per la salute– Alta incidentalità e modesto uso delle precauzioni

disponibili (casco, cinture, guida prudente)

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Consumi ed Emissioni inquinanti

• Dipendono dalla velocità (cinematica) del veicolo, dalla temperatura del motore, e da altri fattori (pendenza stradale, età, manutenzione, carico)

• Vengono forniti per un elevato numero di ‘categorie’ veicolari (es. auto, Euro 3, cc tra 1400 e 2000)

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2.2 PROGETTO TEE (Transport Energy Environment)

• SVILUPPO E SPERIMENTAZIONE DI UN MODELLO SOFTWARE DI IMPATTO DEI TRASPORTI DI ELEVATA ACCURATEZZA E RISOLUZIONE SPAZIO TEMPORALE

• INTERFACCIAMENTO CON QUALSIASI MODELLO DI TRAFFICO

• FLESSIBILITA’ NELLA DESCRIZIONE DELLA CINEMATICA VEICOLARE, DELLA COMPOSIZIONE FLOTTA E DEI FLUSSI DI TRAFFICO

• USO DI DIVERSI ‘DATABASE’ EMISSIVI

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CODICE TEE – LA STORIA

• 1997 – PRIMA IMPLEMENTAZIONE ATAF FIRENZE (JUPITER PROJECT)

• 1998 – KINEMATICS CORRECTION FUNCTIONS (ESTEEM PROJECT – TEST IN ROMA, BRUXELLES, LIONE, LONDRA)

• 1999 – CICLI DI VELOCITA’ ED EMISSIONI ISTANTANEE (SAVE HESAID PROJECT)

• 2002 – ISHTAR TEE PER STA – ROMA (NUOVA KCF E DRAFT PARKING MODEL)

• 2004 – TEE 2004 PER 7 CITTA’ PROGETTO ISHTAR• 2005 TEE PARKING MODEL (HEARTS PROJECT, CASE STUDY

FIRENZE)• 2006 IMPLEMENTAZIONE IN GENOVA• 2007 – 2008 NUOVO PIANO DI SVILUPPO

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TEE 2005 – OBIETTIVI RAGGIUNTI

• FLESSIILITA’ CINEMATICA (vel.media, ciclo velocità, kinematics correction function)

• MODELLAZIONE DEI PARCHEGGI e relativi flussi in ed out (t-search, v-search….)

• Differenti opzioni per la % di veicoli freddi• Emissioni evaporative connesse con il modello di

parcheggio• EMISSIONI RUMORE• ACCADIMENTO INCIDENTI

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TEE : FLUSSI DI TRAFFICO

• ‘TRANSITO’ : veicoli che entrano ed escono dal tratto stradale

• PARCHEGGIANTI ed INSERENTI : veicoli che entrano o lasciano le aree di parcheggio

• >>>>>> Questa distinzione permette di modellare le differenti ‘cinematiche’ dei veicoli nei tre tipi di flusso.

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CINEMATICA dei FLUSSI in TRANSITO

OPZIONI:– MODELLO VELOCITA’ MEDIA;– MODELLO CICLO VELOCITA’ SEMPLIFICATO;– MODELLO CICLO VELOCITA’ DETTAGLIATO– MODELLO ‘KINEMATICS CORRECTION FUNCTION

(KCF)

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metodologia KCF (1)

CICLO DI GUIDA SEMPLIFICATO• RICOSTRUITO TRAMITE CALCOLO DI:

– FRAZIONI DI TEMPO DELLE FASI CINEMATICHE:

CRUISE, ACCELER., DECELER., IDLING

– NUMERO DI ACCELERAZIONI E DI STOP • IN FUNZIONE DI:

– VELOCITÀ MEDIA– DENSITA’= flusso/velocità [veh/km]– TEMPO DI VERDE AL SEMAFORO

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metodologia KCF (2)FRAZIONI DI TEMPO DELLE FASI CINEMATICHE

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Normalized Traffic Density

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Time Fraction

CRUISE

ACCEL./DECEL.

IDLING

MFTA

MDA MDI

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‘KCF’ - SENSIBILITA’ ALLA DENSITA’ DI TRAFFICO

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Kcf

density

CO

COV

Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione IntegrataFare clic per inserire il Titolo della presentazione

Viale LIBIA - CO: calculated vs measured from 5/ 11/ 02 to 14/ 11/ 02 (only working days)

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

calulated

measured

DIFFERENZE TRA CONCENTRAZIONI DI CO MISURATE E CONCENTRAZIONI CALCULATE CON SW TEE –ADMS

(fonte STA – Progetto V PQ ISHTAR)

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Viale LIBIA - CO analysis from 5/ 11/ 02 to 14/ 11/ 02 (only working days)

R2 = 0,8459

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5 6 7calculated

measu

red

DIFFERENZE TRA CONCENTRAZIONI DI CO MISURATE E CONCENTRAZIONI CALCULATE CON SW TEE –ADMS

(fonte STA – Progetto V PQ ISHTAR)

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TEE 2005 in Florence

11/ 02/2003 - C O

0. 0

0. 5

1. 0

1. 5

2. 0

2. 5

3. 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

hour

me

an

con

ce

ntra

tion

s o

f bo

th s

ide

re

cep

tors

(m

g/m

³)

KC F (daily average 0.9 m g/ m ³)

VM (da ily average 0.3 m g/ m ³)

m onitoring s tation (dai ly average 1.2 m g/m ³)

Figura : concentrazioni orarie di CO (Febbraio 2003) misurate (rosso) e quelle modellate con software OSPM e TEE (con KCF fucsia, con la sola velocità media in blu) – fonte progetto V PQ HEARTS – WP2

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TEE 2005 in Florence

10/06/2003 - CO

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

hour

me

an

co

nc

en

tra

tio

ns

of

bo

th s

ide

re

ce

pto

rs

(mg

/m³)

KCF (daily average 1.3 mg/m³)

VM (daily average 0.5 mg/m³)

monitoring station (daily average 1.2 mg/m³)

Figura concentrazioni orarie di CO (GIUGNO 2003) misurate (rosso) e quelle modellate con software OSPM e TEE (con KCF fucsia, con la sola velocità media in blu) – fonte progetto V PQ HEARTS – WP2

:.

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MODELLAZIONE DEI PARCHEGGI

Parking Cycle

Speed (km/h)

search

Time

exit

Drive

Inserting Cycle

Acceleration to cruise speed

Speed (km/h)

Time

CICLO DI PARCHEGGIO:CICLO DI PARCHEGGIO:• FASI:FASI: Deceleraz., Ricerca, Parcheggio

CICLO DI INSERIMENTO:CICLO DI INSERIMENTO:• FASI:FASI: Warm Up, Uscita, Inserimento

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Searching Speed & Link Flow Speed (TEE 2005)

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00

R2=0.9124

R2=0.8794

R2=0.9303

ocRate 70%

ocRate 90%

ocRate 99%

Velocità del Flusso in Transito

Velocità di Ricerca(km/h)

Fonte HEARTS Project WP2

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Tempo di Ricerca parcheggio per diverse densità di traffico

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

200.00

90.00 100.00% di occupazione parcheggio

T s

earc

h (

sec)

104

78

52

39

26

13

Density of link

Fonte HEARTS Project WP2

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CODICE ‘TEE’ : ALTRI IMPATTI

• EMISSIONI di RUMORE: – MODELLO NMPB su correlazioni della ‘GUIDE DE

BRUIT’– CALCOLA IL LIVELLO DI EMISSIONE SONORA

PRODOTTO DAL FLUSSO DI TRAFFICO IN FUNZIONE DI: VELOCITA’ MEDIA, TIPO DI LINK, 2 CAT. VEICOLARI (LIGHT/HEAVY)

• ACCADIMENTO INCIDENTI:– FORMULE DI INRETS da adattamento MODELLO

DEL TRL (UK)– CALCOLA IL NUMERO DI INCIDENTI VEH-VEH E

VEH-PED IN FUNZIONE DEL FLUSSI DI TRAFFICO E DELLA DENSITA’ DEI PEDONI IN ATTRAVERSAMENTO

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3. Impatti in reti extraurbane

• Anche gli Impatti delle reti extraurbane (strada, ferro, acqua, aria) hanno oggi grande rilevanza sociale, economica ed ambientale a causa di:– Elevati livelli di congestione– Elevati consumi ed emissioni inquinanti– Elevati livelli di ‘gas serra’– Inaccettabile numerosità e gravità degli

incidenti (strada)

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3.1 elementi caratteristici

• Nelle reti extraurbane si osserva in generale:– Traffico elevato nelle ore ‘di punta’ (strada, ferro, aria)– Elevati flussi di passeggeri e merci su strada– Forti emissioni di polveri e ossidi di azoto– Specifiche aree con livelli di inquinamento e di rumore

pericolosi per la salute (strada, aeroporti, porti)– Alta mortalità e modesto uso delle precauzioni

disponibili (cinture, guida prudente)

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COMMUTE PROJECT

Common Methodology

for Multi-Modal Transport

Environmental Impact Assessment

Strategic Research Programme of

E.U. DGVII “TRANSPORT”

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MODELLISTICA CONSUMI ED EMISSIONI - STRADA

• Emissioni basate su velocità media

• Effetto partenze a freddo come funzione moltiplicativa

• Circa 200 tipi di categorie veicolari

• Importanza della pendenza e del carico per i mezzi commerciali

• Nodi della rete : città

• Rami della rete : autostrade e strade principali

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MODELLISTICA CONSUMI ED EMISSIONI – RETE AEREA

• Oltre 30 tipi di aereo (dai turbo-elica al B747s

• Missione di volo divisa in condizioni operative standard: taxi out, take off (decollo), climb out, climb (ascesa), cruise(crociera), descent, approach, taxi in

• Fattori di emissione per tali fasi

• Distinzione tra emissioni in volo ed emissioni in prossimità degli aeroporti

• Nodi : aeroporti

• Rotte : variabili (meteo)

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MODELLISTICA CONSUMI ED EMISSIONI – RETE FERROVIARIA

•4 classi di treni (urbano, merci, TAV, altri)

•Consumi basati su velocità media e massima, numero di fermate, peso del treno.

•Emissioni basate sui consumi

•Elettrici e Diesel

•Rilevanza delle ‘fuel life cycle emissions’ (treni elettrici)

•Nodi della rete : città

•Rami della rete : linee ferroviarie

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MODELLISTICA CONSUMI ED EMISSIONI – RETE su ACQUA

•80 categorie di navi (combinazioni di ‘tipo’ e ‘taglia’

•Consumi basati su Velocità media e Gross Tonnage (peso lordo)

•Dati Traffico : Numero di navi per ciascuna categoria

•Emissioni basate sui consumi

•nodi : porti

•rami : rotte tra porti

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RETI EXTRA-URBANE - RUMORE ed INCIDENTI

• Approccio per il rumore nei 4 modi : un valore medio e dei fattori correttivi per la composizione di flotta e la distanza dal ramo della rete.

• Numero Incidenti : basato su esposizione (veicoli-km) e

fattori di rischio statistici.

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COMMUTE Example of map with analysis of NOx emissions

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COMMUTE : map with analysis of CO2 emissions

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4. Pianificazione Integrata

• Integrare l’analisi del sistema trasporti con l’analisi dei vari impatti associati:– Consumi energetici– Emissioni inquinanti– Rumore– Incidenti– Danni alla salute, ai monumenti, agli edifici

Energy, Environment and Sustainable Development

Key Actions: The city of tomorrow and cultural

heritage

Fifth framework programme of the European Community for

research, technological development and

demonstration activities (1998-2002)

Coordinated by : Emanuele NEGRENTI ENEA

ISHTAR : Integrated Software for Health, Transport Efficiency, and Artistic Heritage

Recovery

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Architettura della suite ISHTAR : tool integrato per la pianificazione urbana e la mobilità sostenibile

USER

INTERFACE

ISHTAR DATABASE ISHTAR GIS

PoliciesAnd

ReactionsModule

PoliciesAnd

ReactionsModule

TransportModule

TransportModule

Directs ImpactsDirects Impacts

AQ and Noise

AQ and Noise

Health EffectsHealth Effects

Monuments Damage

Monuments Damage

Overall Policy

Analysis

Overall Policy

Analysis

ISHTAR SUITE MANAGER-

SW connector

SW connector

commands

input - output

SW connector

SW connector

SW connector

SW connector

SW connector

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Main INPUT datacity areas

population data

meteo data

geographical data infrastructure /buildings

link geometry,buildings,location of specific points/areas

other sources of pollution

Urban policiesSWP1

Traffic modelsSWP2

Emission/cons. + noise + safety

model SWP3

Dispersion model SWP4

Health Impact model SWP6

Impacts/monuments SWP7

surfaces of monuments / buildings

Policies Analysis SWP9

geographical data residence/work

population movements, habits, time activities

pollutant emission,fuel consumption,noise, safety

quantities/ link/ time periods

Emissions maps

OUTPUT

emission factors

city traffic parameters

traffic profiles,fleet compositionfleet age

networklinks, nodeslink characteristics (slope, length, altitude)

traffic data /link/time periods

maps of traffic

OD matrices

maps of population movements

concentrations,noise

quantities/ spatial areas/ time periods

Map of pollution

pollutant doses / areas / time periods

doses /social groups / time periods,health risks/social groups

maps of doses, health risks / social groups

damages on monuments and artistic heritageThe ISHTAR Suite

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Suite ISHTAR : casi studio svolti

• Atene : autostrada per nuovo aeroporto• Bruxelles : limitazioni accesso in città• Graz : nuovo tunnel in centro• Grenoble : corsie dedicate al trasporto pubblico• Imola : alternative di layout nuova arteria• Parigi : giornata senz’auto• Roma : limitazione di traffico nell’anello

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Roma HEAVEN area – Velocità Veicoli sui rami della rete

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TEE – Output – emissioni di CO – Rosso = prima : Giallo = dopo

43Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

Roma concentrazioni CO - Red= Before : Yellow = after

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ISHTAR – Roma - Concentrazioni inquinanti e popolazione residente

45Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

ISHTAR suite - Caso studio di Roma : concentrazioni di PM10, popolazione ed esposizione

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47Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

Caso studio di Roma – livelli di rumore nel quartiere Parioli a livello suolo

48Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

ISHTAR – caso studio Roma - Effetti Salute PM10 - Years of Life Lost

49Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

ISHTAR Roma – Incidenti – ‘Years of Life Lost’

50Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

ISHTAR HIT – caso studio Roma – rumore – effetti

51Impatti dei Sistemi di Trasporto e Pianificazione Integrata

ISHTAR Caso studio Roma Danni ai monumenti esempio input output

ISHTAR - Caso studio Atene : mappe di rumore autostrada Attiki Odos

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ISHTAR - Caso studio Graz : concentrazione di PM10 prima e dopo la realizzazione del tunnel

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ISHTAR - Caso studio di Parigi: variazioni di traffico tra giorno normale e ‘car free day’

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Grazie per la vs attenzione !!

• Per ulteriori domande e informazioni– negrenti@enea.it– Uff. 06 3048 4112– Cell. 335 62 82 657