Università degli studi “Roma Tre”Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle
Infrastrutture Viarie e dei Trasporti
Tesi di Laurea
Riorganizzazione del modello di esercizio ferroviario regionale sulle linee dei Castelli Romani
Relatore LaureandoCorrelatore
Prof. Ing. Marco Petrelli Prof. Ing. Stefano Carrese Cosentino Matteo
• infrastruttura / regime di esercizio e circolazione;• comportamento dell’utenza/domanda;• utilizzo di appositi strumenti di simulazione;• verifica di eventuali proposte di intervento;
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Inquadramento del problema
Trasporto ferroviario regionale ha un ruolo fondamentale sulle dinamiche di mobilità di aree fortemente urbanizzate
Obiettivo: realizzare un servizio efficiente ed efficace
Strategia: introduzione servizio frequente cadenzato e affidabile
Comporta: analisi del sistema nella sua interezza e complessità
Come conoscere il sistema?
Analisi dello stato attuale Relazioni domanda/offerta
Software per:• simulazione ferroviaria;• assegnazione della componente di domanda;
Gli interventi previsti sono risolutivi?
Analisi degli interventi programmatici
Individuazione delle problematiche e carenze del sistema
Obiettivo: capacità di risolvere i problemi attuali
Strategia: analizzare le proposte e verificare se siano realizzabili e compatibili con gli obiettivi fissati
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E se gli interventi non funzionano?
Proposta di intervento alternativa
Obiettivo: risolvere i problemi attuali con il minor costo
Dati di domanda
Dati di offerta
Vincoli
Strategia:
Tipo di servizio:NavettaDiretto
Determinazione del tempo di giro
(tramite simulazione)
Determinazione di:• frequenza;• intervallo di cadenzamento.
Costruzione dell’orario grafico
Sistemaapplicabile?
Diversificazione servizio:• “express”/”locale”;• numero di fermate;• tempi di sosta in fermata.
NO
Ridefinizionedel tempo di giro
(tramite simulazione)
SI
Simulazione confronto con lo stato attuale e verifica
degli obiettivi iniziali
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Strumenti di simulazione
OpenTrack Railway Tecnology:
• software di simulazione ferroviaria;
• riproduce il reale movimento dei treni utilizzandoun modello misto continuo – discreto;
marcia è definita tramite la soluzione dell’equazione differenziale del moto (continua) combinata con le informazioni sui segnati (discreta)
Processo simulazione: definire l’offerta ferroviaria sulla base delle caratteristiche infrastrutturali e di esercizio
Risultato processo simulazione: fornire dati macroscopici e microscopici
es. occupazione infrastruttura
es. acc. vel. singolo treno
ORARIO
CORSE
ITINERARI
PERCORSI
SEZIONI
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Struttura OpenTrack
Dati di input
Materiale rotabile
Orario programmato
Infrastruttura
Simulazione
Dati di outputOrario grafico
Diagrammi
Statistiche
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Strumenti di simulazione
Emme3:
• software di simulazione della mobilità, delle reti e dei servizi di trasporto;
• fornisce una serie di strumenti per:
Modellazione della domanda / modellazione della rete multimodale / analisi e
valutazione dei risultati
Obiettivo processo simulazione: rappresentare il comportamento degli utenti rispetto alla scelta modale e al percorso O/D
Simulazione: processo di assegnazione agli ipercamminicon domanda fissa nell’intervallo temporale scelto
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Struttura di Emme3
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Caso studio:le linee dei Castelli
• Infrastruttura realizzata nella seconda metà dell’800;
• Linee regionali FR4 e FR6:
•Assenza di modifiche infrastrutturali e di esercizio negli
ultimi 50 – 60 anni;
• condividono la tratta a doppio binario
fino a Ciampino;
• FR4 da Ciampino ha tre diramazioni:
Albano, Frascati, Velletri;
• FR6 Roma – Cassino (fino a Colonna
Galleria).
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Caratteristiche infrastrutturali
Stazione di progetto
Cassino
Roma Termini
FR4FR6
Punto di incrocio
CARATTERISTICHE INFRASTRUTTURA
Tratta Lunghezza [km] struttura di linea Regime di circolazione n° fermate Punti di incrocio
Roma T. - Ciampino 13 doppio binarioblocco elettrico
automatico + SMCT1 -
Ciampino - Albano 14 singolo binarioblocco elettrico
automatico + SMCT6 Marino
Ciampino - Frascati 10 singolo binario a spola 1* Villa Senni*
Ciampino - Velletri 28 singolo binarioblocco elettrico
automatico + SMCT8
Pavona, Cancelliera,
Lanuvio
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Servizio offerto
CARATTERISTICHE SERVIZIO
TrattaVelocità commerciale
[km/h]
Tempi di percorrenza [min] Frequenze [treno/h]
da Ciampino da Roma TerminiOra di punta
RomaOra di punta
CastelliOra di
morbida
Roma T. - Ciampino 73 - 14 12 7 7
Ciampino - Albano 24 38 52 2 1 1
Ciampino - Frascati 34 13 27 1 1 1
Ciampino - Velletri 37 44 58 3 1 1
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Dati di domanda
• Ora di punta della mattina (7.30 – 8.30);
• Trasporto pubblico (autolinee Cotral e ferrovia)
• Matrice O/D dati ISTAT 2001 aggiornati:
• Dai comuni area di studio ~ 11000 spost/ora con un mezzo di TP;
• Il 50% riguarda i comuni più vicini a Roma: Ciampino, Marino,
Albano e Frascati;
• dati demografici;
• reale utilizzo dei mezzi di trasporto.
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Raffinamento della zonizzazione
Obiettivo: rappresentare i territori divisi in frazioni o con più stazioni nel comune stesso
Problema: il singolo territorio comunale viene schematizzato in 1 zona di traffico
Strategia: disaggregare la domanda
• dati frequentazione stazioni;• indici demografici comunali.
Passando da 17 a 26 zone di traffico
Divisione in rapporto percentuale sulla base:
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Domanda disaggregata
DOMANDA DISAGGREGATA
Comune Spost. Tot [spost/ora] Frazioni Spos. Divisi [Spost/ora]
Albano 1345
Albano 632,15
Pavona 282,45
Villetta -
Cecchina 430,40
Marino 1066Marino 660,92
Santa Maria 405,08
Castel Gandolfo 232Castel Gandolfo 136,88
Pavona Laghetto 95,12
Ciampino 2242
Ciampino 1876,72
Acqua Acetosa 158,20
Sassone 30,22
Pantanella 74,30
Casabianca 102,55
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Simulazione
FASE I: Analisi stato attuale
• ricostruzione offerta tramite l’orario grafico e quadri M53 arrivi/partenze;
• complessivamente periodo di riferimento 79 corse;
64 treni Regionali , 10 treni Merci, 4 treni Espressi e 1 InterCity;
• materiale rotabile considerato sulle relazioni della FR4:
“Vivalto”
“Minuetto”
“Ale801/940”
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Criticità dello stato attuale
Tempi di percorrenza elevatiBasse velocità commerciali
Ampi margini di regolarità
RITARDO MEDIO DEL SISTEMA STATO ATTUALE [%]
Range valori [R] 0s
R < 0s 61,04
0s ≤ R ≤ 30s 36,36
30s < R ≤ 60s 2,60
60s < R ≤ 180s 0,00
180s < R ≤ 360s 0,00
R > 360s 0,00
Velletri
Albano
Frascati
Cassino
Basse frequenze
Raggiungimento della capacità
+60% anticipo
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Criticità dello stato attuale
0
5
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20
25
30
Tem
pi d
i pe
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rre
nza
[m
in]
Confronto dei tempi di arrivo alle fermate
Ale801/940
Minuetto
Vincoli infrastrutturali e di esercizio
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A cosa porta?
Forte squilibrio modale
SPOSTAMENTI SISTEMATICI
Comune Trasporto Pubblico [%] Trasporto Privato [%]
Albano Laziale 27 73
Ciampino 29 71
Frascati 15 85
Marino 18 82
Velletri 44 56
> distanza Roma
< uso del mezzo privato
SPOSTAMENTI SISTEMATICI
Comune Trasporto Pubblico Trasporto Privato
Frosinone 83 17
Civitavecchia 72 28
Incentivo uso mezzo privato
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Quali gli scenari di intervento?
FASE II: Analisi degli interventi programmatici
• quadruplicamento della tratta Ciampino – Capannelle (circa 5km);
• interventi di miglioramento sulle singole linee;
• nuovo assetto della Stazione di Ciampino.
Molti punti conflitto
Collo di bottiglia Costo stimato 62mln di euro
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Struttura di offerta
SCHEMA OFFERTA:
Albano
Frascati
Velletri
Cassino
Colleferro
Frosinone
Caserta
1 Navetta+
1 Treno diretto
1 Treno/h
Dirottamento sulla Formia dei treni merci e a lunga percorrenza
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E’ realizzabile?• Impossibilità di realizzazione della struttura di cadenzameno proposta sulla tratta
Ciampino – Albano;
• ritardo nelle partenze di 7’ per i treni diretti a RMT e 12’ per le navette (considerando 5’come tempo necessario per l’inversione alla stazione di Albano);
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Come intervenire?
FASE III: proposta di intervento alternativo
• introduzione dei servizi “Express” e “Locali”;
• abolizione di alcune fermate;
• riduzione dei tempi di sosta in fermata;
T = tempo di sosta fermata;Vt = numero medio di viaggiatori del treno
di riferimento;tb = tempo di salita di un viaggiatore;C = numero di carrozze del treno;n = numero di porte per carrozza;Vs = numero di viaggiatori che possono salire
contemporaneamente da una porta.
• margini di regolarità pari all’8% del tempo di percorrenza
Normativa Fiche UIC 451-1
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Struttura di offerta
CARATTERISTICHE SERVIZIO
Tratta Tipologia di servizio Fermate abolite
Frequenze [treno/h]
Ora di punta Roma
Ora di punta Castelli
Ora di morbida
Albano - RMT 1 "Express" + 1 "Locale" Albano Villetta 2 2 2
Frascati - RMT 2 "Locale" - 2 2 2
Velletri - RMT 2 "Express" + 1 "Locale" S. Eurosia e S. Gennaro 3 3 3
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Analisi dei risultati
Tre classi di indicatori per l’analisi e il confronto:
• Alcuni indicatori non sono stati utilizzati nell’analisi degli interventi programmatici in
quanto il modello proposto sulla linea Ciampino – Albano non risulta applicabile;
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Analisi dei risultati
Confronto tempi di percorrenza
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Tem
po
di p
erc
orr
en
za [
min
]
stato attuale
Velletri RFI
Velletri "express"
Velletri "locale"
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Tem
po
di p
erc
orr
en
za [
min
]
stato attuale
Albano "express"
Albano "locale"
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Frascati Villa Senni Ciampino
Tem
po
di p
erc
orr
en
za [
min
]
stato attuale
Frascati RFI
Frascati scenarioprogetto
-33% Tempo di viaggio
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Analisi dei risultatiConfronto servizio offerto
frequenze costanti
egual numero di treni da/per Roma Termini
Frequenza ora di punta [treni/h] Numero di mezzi utilizzati [veic]
Linea Stato attuale Scenario RFIScenario progetto
Stato attuale Scenario RFIScenario progetto
frascati-roma 1 1 2 2 3 3
albano-roma 2 1 2 2 - 2
velletri-roma 3 1 3 3 5 5
TOT 6 3 7 7 8 10
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Analisi dei risultatiConfronto occupazione infrastruttura
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Stato attuale
Scenario RFI
Scenario di progetto
Capannelle - CiampinoCiampino - Capannelle
> capacità< numero di corse
< numero di corse in uscita da Roma
10% treni merci
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Analisi dei risultatiConfronto affidabilità del sistema
• valor medio dei ritardi accumulati dalle singole corse, ipotizzando differenti valori del ritardo iniziale: 0s, 60s, 180s, 360s;
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
0 60 180 360
Rit
ard
o m
ed
io c
ors
e [
s]
Componente di ritardo iniziale [s]
Stato attuale
Scenario di progetto
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
0 60 180 360
Rit
ard
o m
ed
io c
ors
e [
s]
Componente di ritardo iniziale [s]
Velletri
Cassino
Frascati
Albano
Sola linea di Velletri (scenario di progetto)
-17% Ritardo sulle linee
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Tutto ciò a cosa porta?
Confronto servizio “consumato”
Passeggeri [pax] Passeggeri∙km [pax∙km]
Linea Stato attuale Scenario RFIScenario progetto
Stato attuale Scenario RFIScenario progetto
frascati-roma 918 1589 1543 21967,1 31789,9 32081,6
albano-roma 1056 - 2217 26791,4 - 56473,9
velletri-roma 2046 2046 4004 61007,5 51403,6 111883,1
> frequenze
> velocità
> affidabilità
+50% di passeggeri sulle corse
Considerando il solo trasporto pubblico
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E per il gestore?Confronto utilizzo materiale e del personale
• tempo di marcia: dall’istante di inizio corsa fino all’istante di arrivo alla stazione di destinazione; • tempo di sosta: a partire dall’istante di arrivo alla stazione terminale fino all’istante di partenza della corsa successiva;• tempo di lavoro del personale: somma dei tempi di marcia e di sosta, il tempo di sosta è limitato superiormente a 30’;
Frascati SA Frascati SP
Corsa Attesa Corsa Attesa
[ore] 6.16.00 9.32.00 13.48.00 3.54.00
[%] 40 60 78 22
Albano SA Albano SP
Corsa Attesa Corsa Attesa
[ore] 9.49.00 9.35.00 18.56.00 5.04.00
[%] 51 49 79 21
Velletri SA Velletri SP
Corsa Attesa Corsa Attesa
[ore] 19.05.00 15.10.00 22.30.00 5.37.00
[%] 56 44 81 19
+25% corsa
-25÷30% sosta
+38% corsa -38% sosta
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In conclusione…
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Metodologia certa e replicabile
Metodologia certa e
replicabile
Dati certi
Tutte le variabili
Ottimizzando il
sistema
Software di simulazione
Analisi del sistema
Ipotesi di intervento
Obiettivo: risolvere le criticità di un sistema
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