Introduzione al corsoIntroduzione al corso Domanda di mobilità - DidatticaWeb 2… ·...

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corso diTeoria dei Sistemi di Trasporto

a.a. 2012-2013

Introduzione al corsoIntroduzione al corsoIntroduzione al corsoIntroduzione al corsoDomanda di mobilitàDomanda di mobilità

Prof. Ing. Umberto CrisalliDipartimento di Ingegneria dell’Impresa

crisalli@ing.uniroma2.it

Orario delle lezioniIntroduzione al corso di TST

O o de e e oMARTEDÌ ore 11.30 – 13.15 Aula C1MERCOLEDÌ ore 11.30 – 13.15 Aula 4VENERDÌ ore 16.00 – 17.45 Aula 4

Iscrizione al corsoIscrizione al corsohttp://delphi.uniroma2.it

Modalità d’esameIscrizione al corsoIscrizione al corsoPartecipazione alle valutazioni in itinere (prove scritte)

prima prova (fine marzo/aprile);p p ( p )seconda prova (metà/fine maggio).

Esame finale (prova orale)

2obbligatoria per chi non supera una o entrambe le valutazioni in itinere;facoltativa, per gli altri.

Sito web ufficiale del corsoIntroduzione al corso di TST

Sito web ufficiale del corsoDidattica Web 2.0h //did i i 2 i / /i d /i /144969 T i D i Si i Di T 1 2

Materiale didatticohttp://didattica.uniroma2.it/programma/index/insegnamento/144969-Teoria-Dei-Sistemi-Di-Trasporto-1-2

A A VV “T it i E i L i ti T ti ”A.A. V.V. “Territorio Economia Logistica e Trasporti ”Vol. Primo e Vol. Secondo – Ed. TEXMATDi d l *Dispense del corso *Lucidi delle lezioni *

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

Programma del corsoIntroduzione al corso di TST

- Introduzione ai metodi quantitativi per la pianificazione dei trasporti- I modelli d'offerta di trasporto

- Zonizzazione, grafi e reti di trasporto, g p- La domanda di trasporto

- Definizione e caratterizzazione della domanda di trasporto- La stima diretta della domanda di trasportoLa stima diretta della domanda di trasporto- I modelli di scelta discreta e la teoria dell'utilità casuale per l'analisi della domanda di

trasporto- I modelli ad aliquote parziali per la domanda di trasporto: generazione, distribuzioneq p p p g ,

e scelta modale- I modelli di scelta del percorso- La specificazione, calibrazione e validazione dei modelli di domanda

- I modelli di assegnazione- I modelli di carico della rete- Introduzione ai modelli di equilibrio su reteq

- Metodi e le tecnologie per l'acquisizione di dati di traffico (*)- Applicazione di problemi inversi nell'ingegneria dei trasporti (*)

- correzione delle matrici O/D di domanda di trasporto con conteggi di flussi di traffico

- correzione delle matrici O/D di domanda di trasporto con conteggi di flussi di traffico- calibrazione dei modelli di domanda con conteggi di flussi di traffico(*) solo TST1+2 (9CFU), attività didattiche che verranno svolte nel mese di giugno

Progettazione funzionale dei sistemi di Introduzione al corso di TST

gtrasporto

EsempioEsempiocollegamento

A i (M A) T VAnagnina (Metro A)- campus Tor Vergata

EsempioIntroduzione al corso di TST

• Le principali linee di trasporto collettivo esistenti

pL’offerta di trasporto attuale

Aule didattica Ingegneria +

Le principali linee di trasporto collettivo esistenti

g gScienze Biolog.

Ingegneria

Policlinico

Catasto e

Economia .

Lettere

MedicinaANAS

R tt t

Giurisprudenza

Rettorato

Li 500Linea 20 Exp.

Giurisprudenza

Anagnina

Linea 500

6(Linea A)

EsempioIntroduzione al corso di TST

Soluzioni tecniche alternative:

Esempio

Sistemi di trasporto collettivoBus 12 mBus 18 mMini-MetroM iMonorotaia

Definizione delle caratteristiche tecniche:TracciatoFermateTipologia di veicoli (lunghezza, capacità, velocità,…)Caratteristiche esercizio (frequenza,…)

Il sistema di trasporto collettivoIntroduzione al corso di TST

pMini-metro (Leitner)

Capacità 2000-3000 Velocità massima 22 - 30 km/hVelocità fune 25 km/hVelocità fune 25 km/hPendenza massima 12%Raggio minimo di curvatura 30 mR i i i di d i l 150Raggio minimo di raccordo verticale 150 mLunghezza stazione terminale a 7m/s 36 mLunghezza stazione intermedia 64 m

pMonorotaia

Caratteristiche Vettura

Capacità veicolo (passeggeri) 60 (20 seduti)p (p gg ) ( )Numero massimo di veicoli 8Velocità massima 90 km/hA l i 1 2 / 2Accelerazione 1,2 m/sec2

Decelerazione 1,2 m/sec2

Consumo con motori “750VDC” 140 kWhVelocità commerciale 25 km/h

pParametri tecnici

Caratteristiche Bus 12 m Bus 18 m Mini-metro MonorotaiaCaratteristiche Bus 12 m Bus 18 m Mini-metro Monorotaia

Capacità veicolo (passeggeri) 85 160 52 60

Velocità massima 80 km/h 75 km/h 25 km/h 90 km/h

Velocità commerciale 14 km/h 14 km/h 18 km/h 22 km/hVelocità commerciale 14 km/h 14 km/h 18 km/h 22 km/h

Pendenza massima superabile 12-20 % 12-20 % 12 % 5-8 %

R i i i 12 20 12 20 30 50 20 30Raggio minimo curvatura 12-20 m 12-20 m 30-50 m 20-30 m

Distanza media interstazione 200-500 m 200-500 m 300 m(60s) 500-2.000 m

pTracciato e fermate(Lunghezza = 5 2 km)(Lunghezza = 5,2 km)

Aule didattica Ingegneria Ingegneria

Policlinico Medicina

Lettere

GiurisprudenzaUffici del Catasto edell’Anas

Economia Scienze

Anagnina(Linea A) 11

Stima della domanda di trasportoIntroduzione al corso di TST

Stima della domanda di trasporto

12• Carico max 1450-1700 Utenti/ora per verso

Parametri di esercizioIntroduzione al corso di TST

Parametri di esercizioBus 12 m Bus 18 m Mini-Metro Monorotaia

Velocità commerciale (km/h) 14 14 18 22Velocità commerciale (km/h) 14 14 18 22Lunghezza tracciato (km) 7,5 7,5 5,2 5,2Tempo di giro (min) 64 64 35 28I ( i ) 4 4 3 5Intertempo (min) 4 4 3 5frequenza (conv./h) 15 15 20 12Numero convogli in esercizio 16 16 12 6Numero convogli totale 19 19 14 7Numero vetture per convogli 1 1 3 1Numero vetture totale 20 20 42 7Capacità vettura (utenti) 85 160 30 158Capacità convoglio (utenti) 85 160 90 158Capacità di linea (utenti/h) 1.275 2.400 1.800 1.896Capacità di linea (utenti/h) 1.275 2.400 1.800 1.896Carico sulla linea (utenti/h) 1.450 1.500 1.600 1.700Grado di saturazione medio 1,14 0,63 0,89 0,90

13Veic*km/anno 742.500 742.500 686.400 411.840 Veic*h/anno 53.036 53.036 38.133 18.720

pLa soluzione progettuale adottata (infrastrutture)

pLa soluzione progettuale adottata (variante PTV)

pLa soluzione progettuale adottata (variante PTV)Opere di compensazioneOpere di compensazione

pLa soluzione progettuale adottata (servizi)

La Progettazione dei Sistemi di TrasportoIntroduzione al corso di TST

g ped il Processo Decisionale di Pianificazione

DEFINIZIONE INDIVIDUAZIONE DIDEFINIZIONEDEL SISTEMA

DI STUDIO

MODELLO

INDIVIDUAZIONE DIOBIETTIVI, VINCOLI E

TIPOLOGIE DI INTERVENTO

ANALISI DELLAMODELLOMATEMATICODEL SISTEMA

ATTUALE

ANALISI DELLA SITUAZIONE ATTUALE

- Sistema di attività-Sistema di trasporto

MODELLOMATEMATICODEL SISTEMA DI PROGETTO

FORMULAZIONE DIPROGETTI (PIANI) DI SISTEMI

ALTERNATIVI MONITORAGGIODEL PROGETTO

SCENARI(PREVISIONI SULLE

VARIABILI ESOGENE)

PROGETTAZIONE DEL SISTEMA

SIMULAZIONE E VERIFICA TECNICA DEI PROGETTI

DEL PROGETTO

PROGETTAZIONE DEL SISTEMA

CONFRONTO DELLE SOLUZIONI ALTERNATIVE

(VALUTAZIONE)

19SCELTA E REALIZZAZIONEDEGLI INTERVENTI

Le fasi del processo decisionaleIl processo decisionale

Le fasi del processo decisionaleIndividuazione degli obiettivi e dei vincoli

Analisi della situazione attuale

Costruzione del modello matematico del sistema attuale

Formulazione di uno o più interventi (o Piani) alternativi

Si l i d li ff tti ifi t i f i lSimulazione degli effetti e verifica tecnico-funzionale

dei progetti

Confronto dei progetti e scelta del progetto da realizzare

Il processo decisionale

Campi di applicazione

• Fattibilità tecnica ed economica di progetti di trasporto

Campi di applicazione

• Pianificazione strategica• Pianificazione strategica

Pi ifi i t tti• Pianificazione tattica

• Programmi di gestione operativa

Fattibilità tecnica ed economica di Il processo decisionale

progetti di trasportoLe decisioni riguardano la progettazione funzionale e lavalutazione di convenienza economica e/o finanziaria di opere( tti) di t t (“ tt i i t ”)(progetti) di trasporto. (“progettazione a sistema”).(es,. strade, linee ferroviarie, metropolitane)

L’orizzonte temporale è il lungo periodo; la scala territorialevaria dall'ambito metropolitano o regionale a quello nazionalevaria dall'ambito metropolitano o regionale a quello nazionalein funzione del tipo di opera da verificare.

Le analisi degli interventi prevedono la definizione dellecaratteristiche funzionali, prestazionali ed economiche delle

caratteristiche funzionali, prestazionali ed economiche dellesingole opere.

La pianificazione strategicaIl processo decisionale

p gLe decisioni riguardano consistenti investimenti di capitale per larealizzazione di nuove infrastrutture e/o l'acquisizione di veicoli erealizzazione di nuove infrastrutture e/o l acquisizione di veicoli esistemi tecnologici (“progetto del sistema”).

L’ i t t l è il l i d (10 20 i lt )L’orizzonte temporale è il lungo periodo (10-20 anni e oltre).

Interventi previsti: nuove infrastrutture, struttura dei servizi dip ,trasporto, politiche tariffarie, interventi di regolazione/gestionedella domanda di mobilità.

–se la pianificazione è effettuata nell'ottica della collettività il risultatoè la redazione di un Piano di Trasporto Urbano, Regionale, Nazionale

T N i l d d ll’ bit i lo Trans-Nazionale, a secondo dell ambito spaziale;–se si opera in un’ottica aziendale si tratta di un piano strategico di

sviluppo aziendale (ad es., acquisto materiale rotabile ferroviario,23

sviluppo aziendale (ad es., acquisto materiale rotabile ferroviario,aerei, etc.).

La pianificazione strategicap gEsempio (PSMS di Roma)

La pianificazione strategicaEsempio(PSMS Roma)(PSMS Roma)

La pianificazione tatticaIl processo decisionale

La pianificazione tatticaLe decisioni sono relative ad interventi che impegnano risorselimitate di solito assumendo una dotazione di infrastrutture pari alimitate, di solito assumendo una dotazione di infrastrutture pari aquella attuale.

L’orizzonte temporale è il breve/medio periodo.

Interventi:Interventi:–Piano Generale del Traffico Urbano (PGTU) o un Piano

Comprensoriale del trasporto collettivo (ottica della collettività).–Piani di ristrutturazione dei servizi e/o di definizione delle politiche

commerciali e tariffarie (ottica aziendale).i i lDi interesse prevalente sono:– la valutazione degli effetti tecnico-funzionali dell'intervento

l’ li i fi i i ( ti di i i i i d t ffi ) i di i

– l’analisi finanziaria (costi di esercizio e ricavi da traffico), per i diversioperatori coinvolti.

La pianificazione tatticapEsempio (corridoio della mobilità)

Programmi di gestione operativaIl processo decisionale

g g pLe decisioni riguardano la definizione di aspetti particolaridell'esercizio dei singoli modi ottimizzando l’impiego delle risorsedell esercizio dei singoli modi, ottimizzando l impiego delle risorseesistenti in un’ottica di solito aziendale.

L’orizzonte temporale è il breve periodo.

Interventi:–Piani di regolazione semaforica;–Piani di regolazione semaforica;–Progetto delle linee di trasporto collettivo in ambito urbano o

extraurbano e relativi orari;–Organizzazione dei fattori necessari alla produzione di servizi di

trasporto.

La pianificazione operativap pEsempio (regolazione intersezione)

La pianificazione operativap pEsempio (linee di trasporto collettivo)

Struttura del sistema di modelli per laModello del sistema di trasporto

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

MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTOValutazione effetti

Inquadramento corsi offertinelle discipline di Ingegneria dei Trasporti

OFFERTA DI INFRASTRUTTURE

E SERVIZI DITRASPORTO

MODELLO DI LOCALIZZAZIONE E

LIVELLO DELLE ATTIVITÀ

SISTEMI DELLE ATTIVITÀ Corso di

Trasporti e

Attributi di li ll di i i MODELLO DIMODELLO DI

Territorio (TT)

livello di servizio(tempi, costi)

MODELLO DIDOMANDAOFFERTA

Reti di trasporto

Corsi di Teoria e Tecnica della Circolazione (TTC)

MODELLI DIASSEGNAZIONE MATRICI O/DFlussi

( )Trasporti Urbani e Metropolitani (TUM)

MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTOFunzioni di prestazione

32Valutazione effetti Corsi di Trasporti e Territorio (TT),Trasporti e Ambiente (TA),

Inquadramento corsi offerti

M d ll di d d

nelle discipline di Ingegneria dei Trasporti

Modello di domandaPasseggerigg-Modelli a 4 stadi Corsi di

Teoria dei sistemi di Trasporto(TST)

-Modelli di assegnazione per reti stradali

(TST)Teoria e Tecnica della Circolazione

- Modelli di assegnazione per reti di trasporto collettivo

Corso di Trasporti Urbani e Metropolitani p

-Merci(TUM)

Corso di Logistica Territoriale

(LOT) 33

1° SEMESTRE1° SEMESTRETTC + TT (6+6 o 12 CFU )TA (6 CFU) Specialistica 1° anno TA (6 CFU)

2° SEMESTRE2° SEMESTRETST (6 CFU ) QUESTO CORSO

TUM + GEST (6+6 o 12 CFU) MARTEDI’ 9 30 11 15 A l B3

Triennale 3° anno

MARTEDI’ 9.30 – 11.15 Aula B3MERCOLEDI’ 14.00 – 17.45 Aula A3

LOT (6 9 CFU)LOT (6 o 9 CFU) MARTEDÌ 16.00 - 18.45 Aula C6GIOVEDI’ 16 00 18 45 A l C6

Specialistica 2°anno

GIOVEDI’ 16.00 – 18.45 Aula C6

La domanda di mobilità

La domanda di mobilitàLa domanda di mobilità

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

La domanda di mobilitàp g ( g )

(destinazione), anche usando più mezzi o modi di trasporto, persvolgervi una o più attività.

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

• Flusso di domanda di trasporto: il numero di utenti condeterminate caratteristiche che “consuma” il servizio offerto dadeterminate caratteristiche che consuma il servizio offerto daun sistema di trasporto in un periodo di tempo prefissato ovverocome un flusso di spostamenti.

Caratteristiche della domanda di mobilità

La domanda di mobilità si caratterizza essenzialmente in base a:

Caratteristiche della domanda di mobilità

– elementi spaziali (matrici OD)p ( )

– elementi temporalip

– modo di trasportomodo di trasporto

– motivo dello spostamentomotivo dello spostamento

– caratteristiche degli utenti37

caratteristiche degli utenti

Caratteristiche della domanda di mobilitàCaratteristiche della domanda di mobilitàEsempio di caratterizzazione spaziale

Caratterizzazione spaziale della domandaLa domanda di mobilità

pZonizzazione• Zona di traffico: porzione di territorio con caratteristiche

omogenee rispetto alle attività, all ’ accessibilità, alleinfrastrutture ed ai servizi di trasporto.

• Centroide: punto del territorio rappresentativo del baricentrodelle origine e delle destinazione di una zona di traffico.

– Centroidi interni – Centroidi di cordone

area di studioCordone

– Centroidi esterni1

6Centroidiesterni

Criteri per la zonizzazioneLa domanda di mobilità

Criteri per la zonizzazione• Le zone di traffico sono spesso ottenute come aggregazioni di

unità territoriali amministrative per disporre di dati socio-ecomomici del sistema di attività .

• I separatori fisici del territorio vengono di solito utilizzati comeconfini di zona perché implicano diverse condizioni diaccessibilità.

• I confini delle zone tendono ad aggregare porzioni di territorio• I confini delle zone tendono ad aggregare porzioni di territorio“omogenee” sotto i profilo territoriale socioeconomico etrasportisitcop

• È adottabile un diverso dettaglio di zonizzazione per diverseparti dell’area di studio in funzione della diversa precisione

parti dell area di studio in funzione della diversa precisionecon cui si vuole simulare una parte del sistema.

Esempio (1):zonizzazione dell’EuropaLa domanda di mobilità

“unità territoriali per la statistica”

Esempio (2): la zonizzazione del modello La domanda di mobilità

della Regione Campania (SMR)

Esempio (3): la zonizzazione del modello di se p o (3): a o a o e de ode o dNapoli

Le matrici Origine-DestinazioneLa domanda di mobilità

(1/3)gMatrici 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).

O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Gli elementi di una matrice O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 • spostamenti di2 • scambio3 • interno-esterno4

Gli elementi di una matriceO-D possono essere classificatiin relazione al tipo di zona di

4 •5 •6 •7 •

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

–Spostamenti interni8 spostamenti di scambio spostamenti di9 esterno-interno attraversamento10

–Spostamenti di scambio–Spostamenti di

• = spostamenti intrazonaliattraversamento

Le matrici Origine-Destinazione (2/3)Cordone

g ( )O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 • spostamenti di

• scambio

Centroidiesterni

scambio3 • interno-esterno4 •5 •6 •

area di studio

6 •7 •8 spostamenti di scambio spostamenti di9 esterno-interno attraversamento10

• Spostamenti interni: l’origine e la destinazione sono zone interne

• = spostamenti intrazonali

Spostamenti interni: l origine e la destinazione sono zone interne all’area di studio.

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

S t ti di tt t l’ i i l d ti i45

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

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

• Flusso “emesso” o “generato” della zona o:• Flusso “attratto” dalla zona d:• 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

∑= o odd d.d ∑ ∑=o d odd ..d

Caratterizzazione temporale della domanda La domanda di mobilità

pdi mobilitàPeriodo di riferimento: l ’ ampiezza necessaria per analizzare ePeriodo di riferimento: l ampiezza necessaria per analizzare esimulare la domanda dipende, ancora una volta, dallo scopodell’analisi. Ad esempio:p

– nella progettazione di un una intersezione semaforizzata: ora dipunta o sue frazioni

– nella valutazione economica e finanziaria di un intervento sulsistema 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 raggiungeretempo sufficientemente ampi da consentire al sistema di raggiungereun regime stazionario, durante il quale le caratteristiche rilevanti, qualii flussi di traffico, e le condizioni di funzionamento del sistema di

47offerta siano costanti, almeno in valore medio, ed indipendenti dalparticolare istante in cui vengono misurati.

Caratterizzazione temporale della domanda La domanda di mobilità

pdi mobilità

400MEN

250300350

100150200

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

FASCIA ORARIA

Esempi di caratterizzazione temporale La domanda di mobilità

p pdella domandaLa dinamica temporale della domanda può essere studiata su tre

orizzonti temporali:

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

TRAFFICO MERCI190

TRAFFICO PASSEGGERI180

STRA DE CONDOTTE

NA V IGA ZIONE INTERNA FERROV IE

A UTO PRIV A TA A UTOBUS FERROV IA

Esempi di caratterizzazione temporale della

b) i i i i t i d li i i i d ll d d h

p pdomandab) variazioni intraperiodali; sono variazioni della domanda che

si ripetono ciclicamente su un certo numero di intervalli di riferimento (periodo del ciclo) (dinamica intraperiodale).riferimento (periodo del ciclo) (dinamica intraperiodale).

SPOSTAMENTI DI ANDATA

SPOSTAMENTI DI RITORNO

8 .0 0

9 .0 0

1 1. 0

1 2. 0

1 5. 0

1 8. 0

2 3. 0

8 .0 0

9 .0 0

1 0. 0

1 4. 0

1 7. 0

1 8. 0

2 2. 0

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 domanda50

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

Altri elementi di caratterizzazione della La domanda di mobilità

domanda di mobilità

• modo di trasporto- Auto; Bus; Metropolitana; Treno; Piedi;- Auto; Bus; Metropolitana; Treno; Piedi; …

ti d ll t t• motivo dello spostamento- Casa-Lavoro; Casa-studio; Svago; …

• caratteristiche degli utenti- Possesso patente; n. di auto in famiglia; orario

desiderato di partenza e/o arrivo; ...

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