Settembre 2010 Introduzione al Corso Sistemi di trasportoSistemi … · Introduzione al corso di...

Corso dii i i Ci iLaboratorio di Tecnica della Circolazione

http://www.uniroma2.it/didattica/LTC 2010p _ing. Antonio Comi

Settembre 2010

Introduzione al CorsoIntroduzione al CorsoSistemi di trasportoSistemi di trasportoSistemi di trasportoSistemi di trasporto

ZonizzazioneZonizzazioneMatrici O/DMatrici O/D

Introduzione al corso di LTC

Orario delle lezioniO o de e e oLUNEDÌ ore 11.30 – 13.15 Aula 1 Ed. Ing. CivileMERCOLEDÌ ore 16.00 – 17.45 Aula 4 Ed. didatticaGIOVEDÌ ore 14.00 – 15.45 Aula 12 Ed. didattica

Iscrizione al corsoRegistrazione su apposito modulo da effettuarsi entro la secondasettimana di lezione (venerdì 15 ottobre 2010)

Modalità d’esameModalità d’esameIscrizione al corsoSvolgimento e consegna entro la fine del corso delle esercitazioniEsame finale (prova orale)

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Sito web ufficiale del corsoSito web ufficiale del corsowww.uniroma2.it/didattica/LTC_2010

Materiale didatticoA.A. V.V. “Territorio Economia Logistica e Trasporti” Vol. Primo eSecondo – Ed. TEXMATDispense del corso *Dispense del corso *Lucidi delle lezioni *

* Il materiale didattico potrà essere scaricato direttamente dal sito ufficiale del corso

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Programma del corsoProgramma del corso

- Elementi di teoria dei sistemi di trasporto- Elementi di teoria dei sistemi di trasporto- modelli di offerta di trasporto: zonizzazione- caratterizzazione della domanda di trasporto (matrici O/D)- modelli di domanda- progettazione di un intersezione semaforizzata

- I modelli per la simulazione dell’inquinamento da traffico

- Esercitazioni pratichezonizzazione- stima della domanda di trasporto- stima delle emissioni inquinanti da traffico

ett i e di i te e i e e f i t

4

- progettazione di un intersezione semaforizzata


Esercitazioni praticheZonizzazione

A di diArea di studio

Zonizzazione

5


Esercitazioni praticheDomanda di mobilità

Spostamenti Casa-StudioA di t diArea di studio

Spostamenti Casa-LavoroSpostamenti Casa Lavoro

Spostamenti per modo di trasporto

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Esercitazioni praticheEmissioni inquinanti

A di t diEmissione CO

Area di studio

7Parco circolare


Esercitazioni praticheIntersezione semaforizzata

A di t diArea di studio

Flussi rilevati

8


Struttura del sistema di modelli per la simulazione dei sistemi di trasporto

OFFERTA DI INFRASTRUTTURE

E SERVIZI DITRASPORTO

MODELLO DI LOCALIZZAZIONE E

LIVELLO DELLE ATTIVITÀ

SISTEMI DELLE ATTIVITÀ

Attributi di li ll di i i

MODELLO DIMODELLO DI livello di servizio

(tempi, costi)

MODELLO DI DOMANDAOFFERTA

Reti di trasporto

MODELLI DI ASSEGNAZIONE MATRICI O/DFlussi

Funzioni di prestazione

9

MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTOValutazione effetti










(tempi, costi)


Reti di trasporto



10



I Sistemi di TrasportoI Sistemi di Trasporto

11










(tempi, costi)


Reti di trasporto



12



I sistemi di trasportoI sistemi di trasportoUn sistema di trasporto può essere definito come quell’insieme dip p qcomponenti e di loro interazioni che determinano la domanda dispostamenti fra punti diversi del territorio e l’offerta di servizi ditrasporto per il soddisfacimento di tale domanda

Sistema di analisi: insieme degli elementi ritenuti rilevanti per ilSistema di analisi: insieme degli elementi ritenuti rilevanti per ilproblema in esame con le loro relazioniAmbiente esterno: se ne tiene conto unicamente attraverso le suerelazioni con il sistema di analisi

Il sottosistema di progetto dipende dal problema che si intenderisolvereIl sistema di trasporto di una certa area può essere visto come unIl sistema di trasporto di una certa area può essere visto come unsotto-sistema del più ampio sistema territoriale, con il qualeinteragisce 13


Identificazione del sistema di trasporto di analisiIdentificazione del sistema di trasporto di analisi

Definizione dell’ambito territoriale, delle componenti e delle, preciproche relazioni che compongono il sistema complessivo del qualesi intende analizzare e simulare il funzionamento

Fasi PrincipaliDelimitazione spaziale del sistema di studio e del livello diDelimitazione spaziale del sistema di studio e del livello didisaggregazione di riferimento

1. Delimitazione dell’area di studio;1. Delimitazione dell area di studio;2. Suddivisione dell’area in zone di traffico (zonizzazione)

Identificazione del sistema di offerta e di domandaIdentificazione del sistema di offerta e di domanda

1. Selezione (estrazione) delle infrastrutture e/o dei servizi di trasportorilevanti per il problema in esame (rete di base);rilevanti per il problema in esame (rete di base);

2. Definizione delle componenti della domanda di mobilità rilevanti.

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Delimitazione dell’ area di studioDelimitazione dell area di studio Definizione dell’area geografica all’ interno della quale si trova ilg g qsistema di trasporto sul quale si intende intervenire (sistema diprogetto) e nella quale si ritiene si esauriscano la maggior partedegli effetti degli interventi progettati.

CORDONE: confine dell’area di studio

AMBIENTE ESTERNO: ciò che si trova al di fuori dell’idealecordone che racchiude l’area di studio. Dell’ambiente esternointeressano esclusivamente le interconnessioni con il sistema diprogetto.

cordone

area di studio

cordone

15

ambiente esterno


ZonizzazioneZonizzazioneIpotesiIpotesi didi discretizzazionediscretizzazione dellodello spaziospazio (zonizzazione)(zonizzazione)pp pp ( )( )

Il territorio fisico sul quale si espletano la domanda e l’offerta dit t i ddi i i ità di t ( di t ffi ) lltrasporto si assume suddiviso in unità discrete (zone di traffico) allequali sono riferite tutte le grandezze relative a quella porzione diterritorio. Si assume inoltre che i punti di partenza ed arrivo di tutti gliterritorio. Si assume inoltre che i punti di partenza ed arrivo di tutti glispostamenti che interessano una zona siano concentrati in un unicopunto fittizio detto centroide di zona.

16


ZonizzazioneZonizzazione

ZONA DI TRAFFICO: porzione di territorio con caratteristicheomogenee rispetto alle attività, all’ accessibilità, alle infrastrutture edai servizi di trasporto.

CENTROIDE: punto del territorio rappresentativo del baricentroCENTROIDE: punto del territorio rappresentativo del baricentrodelle masse degli spostamenti di origine e destinazione di una zona ditraffico: 9

Centroidi interni

Centroidi di cordone 3 6

Cordone

idi

Centroidi interni

Centroidi esterni1

2

3

4

5

6

7

Centroidiesterni

17

5

area di studio8

10


Criteri per la zonizzazioneCriteri per la zonizzazioneLa zonizzazione è strettamente collegata alla fase successiva digestrazione degli elementi di offerta rilevanti

Le zone di traffico sono spesso ottenute come aggregazioni di unitàterritoriali amministrative per disporre di dati socio-ecomomici delsistema di attivitàsistema di attività

I separatori fisici del territorio vengono di solito utilizzati come confinidi hé i li di di i i di ibili àdi zona perché implicano diverse condizioni di accessibilità.

I confini delle zone tendono ad aggregare porzioni di territoriogg g p“omogenee” sotto i profilo territoriale socioeconomico e trasportistico

È d tt bil di d tt li di i i di tiÈ adottabile un diverso dettaglio di zonizzazione per diverse partidell’area di studio in funzione della diversa precisione con cui si vuolesimulare una parte del sistema. 18


Esempio di zonizzazioneEsempio di zonizzazionecordone

area di studio

ambiente esterno

19


Esempio di zonizzazioneEsempio di zonizzazioneZonizzazione dell’Europap

NUTSNUTSunitàunità territorialiterritoriali perper lala statisticastatistica

20


Esempio di zonizzazioneEsempio di zonizzazioneLa zonizzazione del modello della regione Campania (SMR)g p ( )

21


Esempio di zonizzazioneEsempio di zonizzazioneLa zonizzazione del modello di Napolip

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Estrazione delle infrastrutture e dei servizi rilevanti (rete di base)

Le infrastrutture e/o i servizi di trasporto che svolgono una funzionerilevante di collegamento fra le diverse zone in cui si è suddivisal’area di studio e fra queste e le zone esterne (rete di base)l area di studio e fra queste e le zone esterne (rete di base).Di solito si rappresenta graficamente evidenziando le infrastrutturesulle quali avvengono i servizi di trasporto estratti e le principalicaratteristiche funzionali necessarie per costruire il modellomatematico dell’offerta di trasporto.

La rete di base dipende:dalle finalità per le quali si costruisce il modellod ll i idalla zonizzazionedai modi di trasporto considerati:

sistema mono-modale,sistema multi-modale

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Rete di baseCriteri

Sistemi Stradalisi evidenzieranno i tronchi principali sui quali si ipotizza sirealizzano la maggior parte degli spostamenti tra le zone di trafficoconsiderate.

Sistemi di Trasporto Collettivople infrastrutture (ferrovie, strade) sulle quali si svolgono i servizi ditrasporto in esame

24


Esempio della rete di base per una porzione di area urbana

25


Esempio della rete di base ferroviariaEsempio della rete di base ferroviaria

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(tempi, costi)


Reti di trasporto



27



La domanda di mobilità

• Spostamento è l’atto di recarsi da un luogo (origine) ad un altro

La domanda di mobilità

Spostamento è l atto di recarsi da un luogo (origine) ad un altro(destinazione), anche usando più mezzi o modi di trasporto, persvolgervi una o più attività.g p

• Domanda di trasporto: l’aggregazione dei singoli spostamentiche hanno luogo nell’area di studio e nel periodo di riferimento.

l di d d di il di i• Flusso di domanda di trasporto: il numero di utenti condeterminate caratteristiche che “consuma” il servizio offerto da

i t di t t i i d di t fi tun sistema di trasporto in un periodo di tempo prefissato ovverocome un flusso di spostamenti.

28


Caratteristiche della domanda di mobilità

La domanda di mobilità si caratterizza essenzialmente in base

Caratteristiche della domanda di mobilità

La domanda di mobilità si caratterizza essenzialmente in basea:

– elementi spaziali (matrici OD)

l ti t li– elementi temporali

– modo di trasportomodo di trasporto

– motivo dello spostamento

– caratteristiche degli utenti

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Le matrici Origine Destinazione (1/3)Le matrici Origine-DestinazioneMatrici Origine-Destinazione (O-D) sono matrici che hanno unnumero di righe e di colonne pari al numero di zone il cui generico

( )

numero di righe e di colonne pari al numero di zone, il cui genericoelemento dod fornisce il numero degli spostamenti che hanno originenella zona “o” e destinazione nella zona “d” nel periodo dinella zona o e destinazione nella zona d nel periodo diriferimento considerato (flusso O-D).

Gli elementi di una matrice O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 • spostamenti di2 • scambio3 • interno esterno

Gli elementi di una matriceO-D possono essere classificatiin relazione al tipo di zona di 3 • interno-esterno

4 •5 •6 •

e a o e a t po d o a dorigine e destinazione:

–Spostamenti interni7 •8 spostamenti di scambio spostamenti di9 esterno-interno attraversamento10

–Spostamenti di scambio–Spostamenti di

30• = spostamenti intrazonali

attraversamento


Le matrici Origine Destinazione (2/3)Le matrici Origine-Destinazione• Spostamenti interni: l’origine e la destinazione sono zone interne

ll’ di t di

( )

all’area di studio.

• Spostamenti di scambio: l’origine e la destinazione sono una all’interno e l’altra all’esterno dell’area di studio.

• Spostamenti di attraversamento: l’origine e la destinazione sono entrambe esterne, ma impegnano l’area di studio

CordoneO/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 • spostamenti di

13

4

6

Cordone

Centroidiesterni

9

1 • spostamenti di• scambio

3 • interno-esterno4 •5 •

24

578

10

25 •6 •7 •8 spostamenti di scambio spostamenti di9 esterno interno attraversamento

31

area di studio 9 esterno-interno attraversamento10

• = spostamenti intrazonali


Le matrici Origine Destinazione (3/3)Le matrici Origine-DestinazioneAggregazioni degli elementi della matrice O-D

( )

Aggregazioni degli elementi della matrice O D• Flusso “emesso” o “generato” della zona o:• Flusso “attratto” dalla zona d:• Numero totale di spostamenti

O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 •2 •3 • ∑= ddd3 •4 •5 •6 •

∑d od.o dd

6 •7 •89

32

10

∑= o odd d.d ∑ ∑=o d odd ..d


Caratterizzazione temporale della domanda di mobilità

P i d di if i t l’ i i liPeriodo di riferimento: l’ampiezza necessaria per analizzare esimulare la domanda dipende, ancora una volta, dallo scopodell’analisi. Ad esempio:dell analisi. Ad esempio:– nella progettazione di un una intersezione semaforizzata: ora di

punta o sue frazioni– nella valutazione economica e finanziaria di un intervento sul

sistema di trasporto: vita tecnica dell’intervento.

Ipotesi di base: la domanda di trasporto è costante per periodi ditempo sufficientemente ampi da consentire al sistema di

i i t i i d t il l l tt i ti hraggiungere un regime stazionario, durante il quale le caratteristicherilevanti, quali i flussi di traffico, e le condizioni di funzionamentodel sistema di offerta siano costanti almeno in valore medio eddel sistema di offerta siano costanti, almeno in valore medio, edindipendenti dal particolare istante in cui vengono misurati.

33


Caratterizzazione temporale della domanda di mobilità

400MEN

TI

h)

250300350

SPO

STA

E (s

post

/h

100150200

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050

100

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0USSO

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6 .00

7.00

8.00

9.00

10.0

011

. 00

12. 0

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.00

14.0

015

.00

16.0

017

.00

18. 0

019

.00

20.0

021

.00

22.0

023

.00

24. 0

0

FASCIA ORARIA

FL

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Esempi di caratterizzazione temporale della domanda

La dinamica temporale della domanda può essere studiata suLa dinamica temporale della domanda può essere studiata su tre orizzonti temporali:

a) variazioni di lungo periodo o trend: sono le variazioni dia) variazioni di lungo periodo o trend: sono le variazioni dilivello globale e/o di struttura che si evidenziano totalizzandola domanda su un numero consistente di periodi di riferimentola domanda su un numero consistente di periodi di riferimento.

TRAFFICO MERCI190

TRAFFICO PASSEGGERI180

130

140

150

160

170

180

nnkm

140

150

160

170

km

80

90

100

110

120

130

ton

110

120

130

140

paxk

35

80

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

ANNO

STRA DE CONDOTTE

NA V IGA ZIONE INTERNA FERROV IE

100

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

ANNO

A UTO PRIV A TA A UTOBUS FERROV IA


Esempi di caratterizzazione temporale della domanda

b) variazioni intraperiodali; sono variazioni della domanda ) p ;che si ripetono ciclicamente su un certo numero di intervalli di riferimento (periodo del ciclo) (dinamica intraperiodale).

SPOSTAMENTI DI ANDATA

12%

450

500

SPOSTAMENTI DI RITORNO

9%

10%

400

450

6%

8%

10%

UAL

E SU

L TO

TALE

DEG

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ENTI

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200

250

300

350

400

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STAM

ENTI

M

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spos

t/h)

4%

5%

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7%

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E SU

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TALE

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200

250

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350

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AM

PIO

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(spo

st/h

)

0%

2%

4%

6.00

7.0 0

8 .0 0

9 .0 0

1 0.0

0

1 1. 0

0

1 2. 0

0

1 3.0

0

1 4.0

0

1 5. 0

0

1 6.0

0

1 7.0

0

1 8. 0

0

19. 0

0

2 0.0

0

2 1.0

0

2 2.0

0

2 3. 0

0

2 4.0

0

PER

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TUSP

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0

50

100

150

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1%

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6.00

7.00

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9 .0 0

1 0. 0

0

1 1.0

0

1 2.0

0

1 3.0

0

1 4. 0

0

1 5.0

0

1 6.0

0

1 7. 0

0

1 8. 0

0

1 9.0

0

2 0.0

0

21. 0

0

2 2. 0

0

2 3.0

0

2 4.0

0

PER

CEN

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OST

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0

50

100

150

FLU

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C

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2

FASCIA ORARIA

C-L C-S C-AM TOTALE

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2

FASCIA ORARIA

L-C S-C AM-C TOTALE

c) variazione interperiodali; sono le variazioni della domanda

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) p ;fra intervalli di riferimento di identiche caratteristiche(dinamica interperiodale).


Altri elementi di caratterizzazione della domanda di mobilità

• modo di trasportoAuto; Bus; Metropolitana; Treno; Piedi; …; ; p ; ; ;

• motivo dello spostamentoCasa-Lavoro; Casa-Studio; Svago; …

i i h d li i• caratteristiche degli utentiPossesso patente; n. di auto in famiglia; orario desiderato di

t / ipartenza e/o arrivo; ...

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