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CORSO DI TECNICA ED ECONOMIA DEI

TRASPORTI

Anno Accademico: 2015/16

Scuola di Ingegneria - Università di Pisa

Docente: Marino Lupi

CLASSIFICAZIONE E TIPOLOGIA DEI

SISTEMI DI TRASPORTO COLLETTIVO

URBANO

PARTE A

M. Lupi, "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A.2015/16 2

Classificazione dei sistemi di trasporto collettivo in base a

differenti punti di vista

Supporto:contatto verticale fra veicolo e superficie a cui è

trasferito il peso del veicolo.

• Ruota in gomma su pavimentazione stradale.

• Ruota in acciaio su rotaia in acciaio.

Guida: si riferisce al modo in cui è determinata la traiettoria del

veicolo ed è assicurata la stabilità laterale del veicolo (in particolare

in curva).• Libera: la traiettoria è scelta dal guidatore, la stabilità laterale è

assicurata dall’aderenza trasversale.

• Vincolata: la traiettoria e la stabilità laterale sono assicurate dalla

interazione bordino della ruota – rotaia.

Veicoli “convenzionali”:


Propulsione: tipo di motore utilizzato per la propulsione e

metodo per determinare lo sforzo esterno di trazione e di frenatura .

Veicoli per il trasporto collettivo, di tipo convenzionale, gli sforzi

esterni di trazione e di frenatura sono assicurati dall’aderenza.

• motore a combustione interna, ciclo diesel.

• motore elettrico.


Controllo: modo di regolare il moto dei veicoli in un

sistema di trasporto; in particolare il distanziamento fra

due veicoli successivi lungo una linea di trasporto.

• marcia a vista: il distanziamento fra veicoli successivi è

determinato dal conducente;

• marcia strumentale: il distanziamento fra due veicoli successivi è

assicurato da un sistema di segnali (secondo vari metodi e gradi di

automazione).


Sede: grado di interferenza delle correnti di traffico di veicoli

individuali stradali ( e di traffico pedonale) rispetto alla circolazione

dei mezzi di trasporto collettivo. Si distinguono varie tipologie di

sedi. • promiscua: i veicoli da trasporto collettivo viaggiano insieme

agli autoveicoli del trasporto individuale condividendo la

carreggiata stradale;

• riservata: i veicoli da trasporto collettivo hanno una sede riservata

a loro dedicata:

• esclusiva: non esiste alcuna interferenza con i flussi di veicoli

individuali stradali (e di pedoni): i veicoli viaggiano su una sede

completamente esclusiva (in pratica: galleria o viadotto).

Vari gradi di

protezione, per

esempio:

semplice striscia

mediante barriere

massicciata di tipo ferroviario


AUTOBUS

Supporto: pneumatico in gomma su pavimentazione stradale.

Guida: libera.

Propulsione: motore a combustione interna; a gasolio nella versione

più comune, ma ora anche : metano, biodiesel. Veicoli innovativi:

elettrici, ibridi.

Controllo: marcia a vista

Sede : promiscua o riservata

Capacità di una linea: capacità inferiore a 2000 pass/h (12 m,

cadenza 3 minuti: 20x80=1600 pass/h , con 4 pass/mq); però

autosnodato 20x120=2400 pass/h.≈

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Fonte

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, 2001.

Autobus “lungo”

(12m)


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Autobus a metano (12m)


Autobus caratteristica

meccanica “reale” di trazione

Autobus caratteristica

meccanica “ideale” di

trazione


Principali pregi:

• Alta flessibilità del sistema; basso costo dei veicoli (soprattutto nella

versione tradizionale a gasolio).

• Costo di impianto ( della linea) molto basso.

• Non sottrae molta capacità al trasporto individuale stradale (se in sede

promiscua).

Principali difetti:

• Impatto ambientale: inquinamento atmosferico (soprattutto versione

a gasolio, ma quelli moderni sono “euro 5” o superiori) ed acustico.

• Non è affidabile perché spesso in sede promiscua o riservata non

protetta (però ….): problema dell’accoppiamento, alti tempi di

attesa.

Autobus: pregi e difetti


Per quanto riguarda il problema dell’inquinamento sono stati

sviluppati:

Autobus a biodiesel (combustibili derivanti, per esempio da: mais,

canna da zucchero).

Autobus ibridi serie:

Vi è un motore a combustione interna che serve a generare energia

elettrica che è incamerata in accumulatori che azionano un motore

elettrico il quale è collegato alle ruote (quindi la trazione è elettrica,

con energia elettrica “creata” a bordo).

Autobus elettrici (di dimensioni, e autonomia, ridotte).

Autobus ibridi.


Schema di funzionamento di un autobus (veicolo) ibrido serie

Nello schema serie si “parte” dalla configurazione di un veicolo tutto

elettrico e si aggiunge a “monte” un motore a combustione interna

che permette la generazione di elettricità a bordo.

Vantaggi: il motore a combustione interna funziona ad un numero

di giri fisso ottimale (alto rendimento, basso inquinamento

ambientale); per brevi tratti (per esempio centro storico) può

andare in regime elettrico “puro”; inoltre ho il recupero

dell’energia in fase di frenata.

Fonte: Gentile M, Tesi di Laurea Azionamenti per autoveicoli a propulsione elettrica e ibrida,

http://digilander.libero.it/maria_gentile/Tesi/Capitolo3/cap3a.htm


Schema di funzionamento di un autobus (veicolo) ibrido parallelo

Nel caso dell’autobus idrido parallelo entrambi i motori sono

collegati meccanicamente alle ruote e possono funzionare: o

entrambi contemporaneamente o singolarmente uno dei due. Nelle

fasi della marcia in cui non è necessaria per la trazione del veicolo,

l’energia proveniente dal motore a combustione interna può essere

usata per ricaricare le batterie.

Fonte: Gentile M, Tesi di Laurea Azionamenti per autoveicoli a propulsione elettrica e ibrida,

http://digilander.libero.it/maria_gentile/Tesi/Capitolo3/cap3a.htm

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Caratteristica

meccanica di un

autobus ibrido

parallelo

Nei veicoli più moderni vi è un sistema automatico che spegne il

motore durante il tempo di fermata (ossia il tempo in cui le porte sono

aperte). Alla ripartenza (quando l’ultima porta si chiude )

l’avviamento si ha con il solo motore elettrico (con tutti i vantaggi

che esso ha in termini di inquinamento, ma anche di accelerazione

progressiva). Il motore a combustione interna viene poi

automaticamente avviato a seconda della velocità raggiunta e delle

richieste di accelerazione del conducente.

Fonte:http://www.volvobuses.com/SiteCollectionDocuments/VBC/Global%20-%20ILF/Downloads/7900/7900_hybrid_brochure.pdf


Anche nel caso dell’ ibrido parallelo posso marciare per brevi tratti

(per esempio centro storico) in regime elettrico “puro”ed inoltre ho il

recupero dell’energia in frenata.


FILOBUS

Supporto: pneumatico in gomma su pavimentazione stradale.

Guida: libera.

Propulsione: motore elettrico

Controllo: marcia a vista

Sede : promiscua o riservata

Capacità della linea: capacità inferiore a 2000 pass/h (12 m, cadenza 3

minuti: 20x80=1600 pass/h, con 4 pass/mq); però filosnodato

20x120=2400 pass/h.

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Fonte

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Filobus ( Ansaldo Breda 12 m)

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Principali pregi:

• Basso impatto ambientale: assenza di inquinamento atmosferico,

basso inquinamento acustico, minori vibrazioni (rispetto all’autobus).

• Pregi del motore elettrico: caratteristica meccanica “naturalmente”

vicina a quella ideale; alta vita utile; bassi costi di manutenzione;

possibilità di sovraccaricarlo in avviamento, accelerazione

“progressiva”.

Principali difetti (soprattutto rispetto all’autobus):

• Linea aerea: minore flessibilità (non posso cambiare facilmente il

percorso della linea); costi di impianto. Costi del veicolo: in

particolare, attualmente, hanno tutti anche un motore a combustione

interna (possono funzionare, con prestazioni ridotte, come un ibrido

serie).

• “Inquinamento visivo” (termine “da architetto”….) per la presenza

della linea aerea.

• Perdita di velocità commerciale, in situazioni di traffico stradale

congestionato, perché è meno maneggevole (sempre, ovviamente,

rispetto all’autobus).


Spesso (dato i più alti costi di impianto ) si utilizza la versione

filosnodata ( 120 pass) ed inoltre si tendono a fare in sede riservata.≈

Quasi tutti i filobus moderni sono degli ibridi (serie) : hanno un motore

a combustione interna, generalmente non molto potente, che può

sostituire la fornitura di energia elettrica dalla linea aerea.


Fonte

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Filobus Articolato F321 (BredaMenarinibus)

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TRAM

Supporto: ruota in acciaio su rotaia in acciaio (ma ora anche tram su

gomma).

Guida: vincolata.

Propulsione: motore elettrico.

Controllo: marcia a vista (generalmente).

Sede : promiscua o riservata (caso decisamente più comune per i

nuovi impianti).

Capacità mezzo 200 passeggeri ( ma comunque ne esistono di

diverse lunghezze e capacità)

Cadenza minima: 3minuti (ma sono state osservate, in esercizio,

anche cadenze inferiori)

≈

Capacità della linea: 20x200 = 4000 pass/h (comunque

dipende, ovviamente, dalla tipologia specifica del mezzo

considerato, in particolare dalla sua lunghezza).

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Fonte

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Anno di costruzione: 1983 ÷ 1986

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

- tara (compreso conducente): 43.300 kg - massa complessiva: 63.100 kg - lunghezza fuori tutto: 28.226 mm - raggio medio min. di curvatura: 25.673,4 mm - velocità max: 75 km/h - alimentazione: 600 Vcc - organo di presa corrente: pantografo

CAPACITA' POSTI PER PASSEGGERI

- posti a sedere: 56

- posti in piedi: 234

SERIE 7000 Tram

Torino (Fiat Ferroviaria)

Tram Sirio (Ansaldo Breda) Fonte:http://www.tramditorino.it/tram_serie_7000.htm

M. Lupi, "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A.2015/16

Tram Sirio - Diagramma di trazione su tratta tipo di 400 m.

Fonte:Ansaldo STS


Tram Citadis (ALSTOM)

La tendenza è di fare veicolo modulari (Sirio, Citadis) al fine di

standardizzare le tipologie (diminuzione dei costi) ed allo stesso

tempo aumentare la varietà dell’offerta.Lunghezze tipiche sono 20,

30 e 40 metri.

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Alstom Citadis di Nizza Fonte:http://www.simplonpc.co.uk/T_Nice-1.html

E’ importante inserire bene il tram nel “paesaggio urbano”


Alstom Citadis di Nizza

Fonte:http://www.simplonpc.co.uk/T_Nice-1.html

27Alstom Citadis di Nizza

Fonte:http://www.simplonpc.co.uk/T_Nice-1.html


Il tram Sirio a Firenze


Il tram Sirio a Firenze in Piazza Duomo (simulazione)


Fonte

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ona, 1987.

Il tram in Piazza Duomo a Firenze c’era anche in passato !

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Principali pregi del tram:

• Assenza di inquinamento atmosferico (importante).

• Pregi della trazione elettrica: caratteristica meccanica “naturalmente

ideale”; alta durata del motore; bassi costi di manutenzione; possibilità

di sovraccarico in avviamento; alta potenza.

• Alta durata (rispetto ad autobus e filobus) , vita utile dei veicoli: 50

anni (almeno per i vecchi tram….).

• Maggiore capacità di linea (al solito rispetto ad autobus e filobus).

• Prestazioni che possono essere notevoli (si può arrivare anche a 1,3

m/sec 2 in accelerazione , ma anche con il filobus) nel caso di un tram

ad assi tutti motori ed “aderenza totale”.

• Affidabilità del sistema: se la sede, oltre ad essere riservata, è anche

fortemente protetta. Inoltre può esserci la priorità semaforica (in

questo caso si può arrivare anche a 2 minuti per la cadenza minima ).

Generalmente, per i nuovi impianti è prevista la priorità semaforica.


Principali difetti:

-Riduzione della flessibilità rispetto al filobus ed ancora di più rispetto

all’autobus.

- Alto costo di impianto (rispetto ad autobus e filobus).

- Sottraggo maggiore capacità al sistema di trasporto individuale

stradale (rispetto ad autobus e filobus).

Tram “su gomma” (novità degli ultimi anni):

- Guida meccanica

- Guida magnetica

- Guida ottica


Fonte

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pad

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Tram su gomma a guida

meccanica, esempio: Translohr

Padova


Tram su gomma a guida magnetica (meglio sarebbe definirlo: autobus

ibrido a guida assistita). Può essere anche alimentato da linea elettrica

( e quindi si parlerebbe, in questo caso, di filobus a guida assistita ).

Number of passengers seats standing total

4 persons/m2 29 74 103

6 persons/m2 29 111 140

Number of passengers seats standing total

4 persons/m2 46 83 129

6 persons/m2 46 125 171

141seats standing52 89

Number of passengers

4 persons/m2

6 persons/m2

total

52 133 185

Single articulated 18,5 m

Double articulated 24,5 m

Double articulated 26,0 m

Esempio: Phileas (Eindhoven)Fonte: http://www.apts-phileas.com/

2sec/4,13,1. mAcc ÷=

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“Magnetic markers”

“Phileas bus lane” (corsia riservata)

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Guida

“automatica”

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Tram su gomma a guida ottica

(meglio sarebbe definirlo: filobus a

guida assistita): per esempio Civis

(Irisbus)

Motori “nelle ruote”

Fonte: http://www.irisbus.com/

Fonte: http://www.irisbus.com/

M. Lupi, "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A.2015/16M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Univ. Pisa - A.A. 2013/14M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Univ. Pisa- A.A. 2012/13 38

Fonte

: htt

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us.

com

/

Guida ottica (guida assistita)


Esiste infatti un vantaggio “psicologico” che sembra essere

importante: la “visione” delle rotaie induce nell’utente una

maggiore affidabilità nel sistema di trasporto collettivo. Inoltre la

presenza delle rotaie induce un maggiore rispetto dei guidatori di

autoveicoli individuali per le corsie riservate.

Però la presenza delle rotaie, che potrebbe essere vista come uno

svantaggio, in realtà potrebbe essere un vantaggio.

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