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Trasporti – lab.3 – Capitolo 2 – Trasporto su strada

CAPITOLO 2

TRASPORTO SU STRADA

CIRCOLAZIONE DI DUE O PIÙ VEICOLI SU UNA INFRASTRUTTURA

2.1 Le traiettorie in generale

a) In tutti gli MSS Modi-Sistemi-Servizi di trasporto] i veicoli circolano con l'obbligo di rispettare

determinate regole.

b) Esse, fra l'altro, non permettono ai conducenti dei veicoli di scegliersi le traiettorie a loro

piacimento.

c) Le varie traiettorie sono, infatti, tenute spazialmente separate (per gli aerei anche separazioni

di quota).

d) Di regola sono separate anche le traiettorie di senso opposto.

e) Tuttavia nel caso che l'infrastruttura non consenta tale separazione, speciali regole

disciplinano l'inversione del senso del flusso.

2.2 Particolari regole di circolazione:

a) negli archi (°) disciplinano la successione dei veicoli appartenenti tutti ad un flusso d'unico

senso;

b) nei vertici (°°) disciplinano la circolazione di flussi su itinerari fra loro incompatibili.

LE REGOLE PER LA SICUREZZA DI CIRCOLAZIONE NELL'ARCO

2.3 La marcia a vista

a) In alcuni MSS la sicurezza in questione è affidata alla marcia a vista.

b) Il conducente, cioè, giudica a vista, valuta le distanze che separano il suo dagli altri veicoli in

rapporto alla loro velocità relativa, decide le manovre da fare (frenatura, sorpasso, ecc.).

2.4 La velocità desiderata

a) Il conducente del veicolo isolato - in marcia sull'arco - è libero e sceglie la sua velocità quale

risultato da tre insiemi di grandezze

- dall'insieme delle grandezze caratteristiche del veicolo,

- idem delle infrastrutture,

(°) arco = elemento lineare della rete (es. tratto di strada)(°°) vertice = elemento puntuale della rete (es. intersezione)

- Capitolo 2 – pagina 1 -

Trasporti– Capitolo 2 – Trasporto su strada – agg. 2015

- idem del conducente o, più in generale, dell'equipaggio.

Tale velocità prende il nome di velocità desiderata (Vd).

b) Di tali tre insiemi, in uno stesso punto dell'arco, due sono diversi da un veicolo all'altro (primo

e terzo).

Cosicché per ogni veicolo che viaggia isolato nell'arco esiste, in ogni punto di questo, una Vd.

L'insieme statico dei vari valori Vd in uno stesso punto assume una distribuzione gaussiana

avente una dispersione abbastanza ampia.

Si assume come valore della Vd per l'insieme del flusso di circolazione il valore centrale, ossia il

più probabile, della distribuzione gaussiana.

c) Se ad un primo veicolo isolato se ne aggiunge un secondo, i due assumono di solito una

reciproca distanza tale da non subire reciproche interferenze sicché ognuno possa mantenere la

sua prescelta Vd.

2.5 Densità della circolazione

a) Si definisce densità della circolazione il rapporto

numero dei veicoli

= -------------------------------------------------------

lunghezza di traiettoria da essi occupata

b) La circolazione si dice "a densità libera" quando, in corrispondenza di ogni vertice dal quale si

diparte un arco, qualsiasi veicolo che voglia introdursi in circolazione sull'arco possa farlo

liberamente senza alcuna particolare autorizzazione.

La circolazione a densità libera ha luogo con la marcia a vista (non necessariamente l'inverso,

come ad esempio nel caso del TRAM).

c) La circolazione si dice a "densità controllata" quando, invece, il veicolo di cui in b) debba

ottenere una preventiva autorizzazione o consenso per immettersi nel flusso di circolazione

dell'arco.

d) Gli MSS terrestri a guida libera funzionano con marcia a vista ed a densità libera. Negli MSS

terrestri a guida vincolata i veicoli hanno la marcia governata da segnali (od impianti equivalenti)

e la circolazione è a densità controllata (fatta eccezione soltanto per le tramvie).

2.6 Circolazione a ensità libera



a) Se, oltre il secondo veicolo se ne aggiungono altri, finche il loro numero è tale che i

conducenti riescono a stabilire reciproche distanze atte a mantenere senza preoccupazioni le

varie Vd, il fenomeno della circolazione veicolare resta immutato così com'è stato descritto:

resta invariato il valore centrale e la dispersione della distribuzione gaussiana delle Vd, pur

aumentando - ovviamente - il valore di .

b) Seguitando, però, ad accedere liberamente nel flusso circolatorio altri veicoli, viene il

momento in cui la condizione di cui in (a) relativa alle reciproche distanze non può essere più

rispettata, con la conseguenza che i conducenti sono costretti ad accettare velocità di marcia V

< Vd.

Il valore di a partire dal quale ha inizio la riduzione (o, ciò ch'è lo stesso, quello fino al quale

possono essere tenute le Vd) si indicherà d'ora in poi con

d.

c) Al crescere ininterrotto di oltre il valore d, di pari passo ininterrottamente diminuiscono le

velocità dei veicoli. Esistono quindi le condizioni:

d

= (V); --- < 0

d V

d) Il condizionamento reciproco impone - per >d - ad ogni veicolo una sua V minore della sua

Vd, senza però che le V - sia pur condizionate - dei vari veicoli siano necessariamente eguali fra

di loro. In sostanza si avranno nuove distribuzioni gaussiane il cui valore centrale V sarà minore

di quello Vd della distribuzione delle velocità desiderate. Tuttavia, sempre per effetto del

condizionamento, va diminuendo anche la dispersione della distribuzione. Val quanto dire che la

velocità del flusso circolatorio, al crescere della densità, non solo diminuisce, ma assomiglia

sempre di più a quella che s'otterrebbe da un fenomeno deterministico.

e) Esiste un valore massimo M

di in corrispondenza del quale la velocità di deflusso si

annulla.

LA CIRCOLAZIONE DI UN FLUSSO DI VEICOLI

2.7 La circolazione di un flusso di veicoli

E' costituita da un insieme di veicoli che defluiscono lungo una traiettoria.

2.8 Il flusso H

E' il numero di veicoli che per ogni unità di tempo passano attraverso una sezione della traiettoria.

2.9 Circolazione a libera



Con riferimento alla definizione di data, dividendone numeratore e denominatore per lo stesso

tempo, si ha:

H = --- Vossia

H = V . (V) relazione di deflusso

2.10 Capacità dei Modi/Sistemi/Servizi di Trasporto [MSS]

a) Ad ogni generica V corrisponde sulla curva di deflusso un valore di H: questo è il massimo

valore di H che si possa avere alla velocità V per causa del condizionamento reciproco tra i

veicoli.

Tale valore di H è la capacità dell'MSS alla velocità V; la curva di deflusso è quindi il luogo delle

capacità dell'MSS al variare di V nel suo campo.

b) HM

è la massima delle capacità possibili.

Per consentire tale HM

bisogna accettare la velocità V*.

c) Al diminuire di V nel campo (Vd - V

*) le capacità crescono.

d) Al diminuire di V nel campo (V* - V

0) le capacità diminuiscono anch'esse (ramo instabile della

curva di deflusso)

II raggiungimento della densità critica (situazione di Capacità della strada) e il suo superamento

richiede che nel flusso, durante la fase di ripresa, non vi siano fluttuazioni di velocità; ciò spesso non

si verifica, i plotoni non riescono a raggiungere la densità critica e subiscono una serie di cadute di

velocità, ripercorrendo più volte il ciclo di marcia (accelerazione-decelerazione) e dando luogo al tipico

fenomeno dello stop-and-go.

Le densità superiori al valore critico individuano quindi un campo d'instabilità del flusso. È

interessante osservare che il campo di variazione della densità critica durante le sperimentazioni è

compreso fra 34 e 45 veic/km, praticamente lo stesso entro cui è compresa la densità limite rilevata

sulle autostrade. Ciò fa presumere che la densità critica in corrispondenza della quale si ha il salto di

velocità durante la fase di ripresa coincida con la densità limite in corrispondenza della quale entra in

crisi il meccanismo di controllo dei conducenti durante la fase di caduta della velocità.



In marcia stabile in condizioni di capacità della strada (per le stesse considerazioni sopra indicate,

praticamente per ogni tipo di strada), la velocità media di marcia si colloca intorno ai 50 km/h.

CIRCOLAZIONE STRADALE IN CONDIZIONI DI FLUSSO ININTERROTTO

2.11 La teoria del deflusso

Nello studio di quel fenomeno che va sotto il nome di circolazione stradale si è soliti considerare

separatamente il flusso ininterrotto dal flusso interrotto.

Si chiamano di flusso ininterrotto quelle condizioni di circolazione in cui i veicoli non ricevono

disturbo da cause esterne alla corrente cui appartengono. In questo caso è pertanto da escludere la

presenza di intersezioni, di zone d'immissione o di scambio, mentre possono verificarsi per esempio

interruzioni dovute all'immissione in corsia di un veicolo in sosta sulla banchina o anche a un

incidente, o comunque causate dai veicoli stessi che fanno parte del flusso.

Le condizioni di flusso interrotto, caratterizzate da disturbi alla circolazione dovuti a cause estranee

alla corrente veicolare, sono quelle che solitamente si presentano alle intersezioni, dove per esempio

interruzioni del flusso possono essere dovute alle soste per consentire gli attraversamenti da parte di

pedoni o di veicoli, alle immissioni, alle zone di scambio, ecc., per cui, quando si parla di flusso

interrotto, ci si riferisce in genere alle condizioni di circolazione in corrispondenza delle intersezioni.

Le condizioni del flusso ininterrotto sono alquanto diverse, secondo che i veicoli percorrano una strada

bidirezionale a due corsie, oppure una strada bidirezionale a più corsie, ovvero una strada con


HMV*

V0

Ramo instabile (stop and go)

Ramo stabile CURVA DI

DEFLUSSO (nei sistemi a densità libera)

V (velocità = km/h)

Flusso H = autovetture equivalenti / ora

Velocità libera (media in assenza di condizionamento)

CAPACITA’ = flusso massimo)

Densità (=tg angolo)

Vd


carreggiate unidirezionali separate, anche se le leggi fondamentali del fenomeno sono, almeno

qualitativamente, le stesse. La differenza fra i casi citati è dovuta essenzialmente al fatto che sulle

strade bidirezionali a due corsie ciascuna corsia può essere utilizzata, durante le manovre di

sorpasso, anche in direzione contraria a quella di marcia normale, mentre ciò è impedito sugli altri tipi

di strade.1

2.12 Portata e volume di traffico

Si consideri la sezione trasversale di una corsia o di una carreggiata unidirezionale, e siano xl, x2, ...

xn i numeri di veicoli transitati attraverso la sezione durante successivi piccoli intervalli di uguale

ampiezza t. I numeri xi sono determinazioni di variabili aleatorie e la loro sequenza costituisce la

realizzazione di un processo aleatorio, denominato processo dei conteggi attraverso la corsia o la

carreggiata in esame. Sia T l'arco temporale durante il quale vengono osservati i conteggi. Se la

sequenza degli xi ha media costante x lungo tutto T, si definisce portata di traffico Q attraverso la

sezione di osservazione il rapporto x/t generalmente misurato in veicoli per ora (veic/h).

Il rapporto fra il numero totale dei veicoli transitati lungo l'intero periodo T e la durata del periodo,

espresso al solito sempre in veic/h, prende il nome di volume di traffico relativo a quel periodo.

Quindi la PORTATA DI TRAFFICO è il numero medio di veicoli che passa sulla strada in un

dato intervallo di tempo, mentre il VOLUME DI TRAFFICO è il numero di veicoli/ora ricavato

come media di una osservazione su un periodo più lungo (ad esempio 12 o 24 ore).

Di solito nella fase di progettazione di una nuova strada, o di miglioramento di una esistente, è noto il

volume di traffico che la percorrerà nell'ora di massimo carico, denominata ora di punta, il quale

viene calcolato mediante le tecniche di assegnazione dei flussi alla rete. Non è invece nota la

massima portata che si verificherà lungo la strada durante 1'ora di punta, la quale è di solito maggiore

del volume di traffico corrispondente; d'altra parte la conoscenza della portata massima è necessaria

per prevedere la qualità del servizio of ferto dalla strada in esame.

Si prende quindi in considerazione il fattore dell'ora di punta (PHF), rapporto fra il volume di traffico

relativo all'ora di punta e la massima portata che si prevede si verificherà durante quest'ora, la cui

conoscenza consente evidentemente di ricavare la massima portata partendo dal volume. II fattore

dell'ora di punta per una strada di assegnate caratteristiche geometriche diminuisce al crescere del

volume. Negli Stati Uniti, assumendo convenzionalmente una durata di 15 minuti per il periodo di

massima portata, si sono ricavati valori di PHF compresi fra 0,83 e 0,96. Nel corso di una ricerca

condotta in Italia su autostrade a due corsie per carreggiata, prendendo in considerazione le durate

effettive dei periodi di portata costante, ed esaminando un'ampia gamma di situazioni caratterizzate

da portate comprese fra un minimo di 300 veic/h e un massimo di oltre 3.200 veic/h, si è ricavata la

distribuzione di frequenza dei PHF, e si è osservato che la probabilità che il PHF assuma un valore

1 I riferimenti più completi per lo studio del deflusso stradale si trovano sul manuale USA: “Highway Capacity Manual”, la cui prima edizione è del 1965 (tradotta in italiano dall’ACI – Italia) e successivamente più volte aggiornato fino all’ultima edizione del 2010.



inferiore a 0,85 è soltanto del 9%; pertanto nelle pratiche applicazioni in Italia è opportuno assumere

PHF = 0,85.

2.13 Distanziamento temporale fra i veicoli

Si consideri un osservatore che, disposto ai margini di una carreggiata unidirezionale, registra il

passaggio dei veicoli lungo una corsia durante un periodo T caratterizzato dalla portata costante Q

sulla corsia. Se Q è abbastanza piccola,

inferiore a 400 veic/h, i veicoli non

s'influenzano reciprocamente, i

successivi passaggi sono eventi

indipendenti, per cui il numero x di

passaggi in un intervallo temporale t

compreso in T è soggetto ad una legge di

probabilità che in genere segue

l’andamento della legge di

Poisson(distribuzione ”Normale”)

3.14 II processo delle velocità

Siano...Vt-l, Vt, Vt+1·.. le velocità dei veicoli che transitano negli istanti . . . t-1, t, t+1. . .lungo una

corsia davanti al posto di osservazione di cui si è parlato nel paragrafo precedente. Esse sono

determinazioni di altrettante variabili aleatorie la cui sequenza costituisce il processo aleatorio delle

velocità. La media V*t della velocità all'istante t dipende in genere dai valori assunti dalla variabile

aleatoria negli istanti precedenti, cioè è condizionata dalla precedente realizzazione della sequenza:

se, per esempio, questa presenta un trend decrescente dovuto a un'onda di decelerazione che si

propaga lungo la corrente veicolare il valore di V*t è minore di quello che si avrebbe nel caso in cui

un'onda di accelerazione desse luogo ad un trend crescente. V*t prende il nome di livello del processo

delle velocità all'istante t.

Diciamo at lo scostamento di Vt dal corrispondente livello V*t:

Vt = V*t + at

Uno scostamento registrato ad un certo istante, per esempio t-l, dà luogo ad una reazione, e quindi ad

una variazione di velocità di pari segno, da parte del veicolo successivo, di entità tanto maggiore

quanto minore è la distanza fra i veicoli. Ne risulta una variazione rispetto a V*t-1 del livello V*t

registrato all'istante successivo t.

2.15 La densità veicolare [Dt o δ]

Si definisce densità veicolare all'istante t in una sezione generica di una corsia il rapporto:

δ = Dt = Q/V*t

fra la portata Q e il livello V*t del processo delle velocità.



Nel paragrafo precedente si è visto che in regime di circolazione libera, il quale si realizza quando il

traffico è scarso, il processo delle velocità durante l'intervallo T è costituito da una sequenza di

variabili identicamente distribuite con media uguale al livello costante V*. In questo caso una buona

stima del livello V* è data dalla media aritmetica delle velocità dei veicoli transitati durante T. Se un

veicolo che passa attraverso la sezione di osservazione con velocità V mantiene costante tale velocità

durante il tempo che intercorre fra il suo passaggio e quello del veicolo successivo, nell'istante di

passaggio di quest'ultimo la distanza spaziale s fra i due è data da s = V. In regime di circolazione

libera V e sono variabili aleatorie indipendenti.

In generale, la Densità + l’inverso del distanziamento medio tra i veicoli (Sm):

D = 1/sm

La densità è un parametro molto importante della circolazione stradale, perché le caratteristiche del

traffico in condizioni di flusso ininterrotto dipendono in gran parte da esso; pertanto viene impiegato

per la definizione del livello di servizio di alcune categorie di strade. La sua misura richiede l'analisi del

processo dei conteggi di traffico per la stima di Q e di quello delle velocità per la stima di V*t. Oggi tali

analisi sono rese abbastanza semplici attraverso l’uso di sistemi di misurazione automatica dei flussi e

delle velocità mediante sensori a induzione o elaborazione delle immagini video.

2.16 II diagramma fondamentale

La densità di traffico è spesso calcolata come rapporto fra il volume di traffico misurato in una data

sezione stradale in un breve intervallo temporale, di durata in genere compresa fra 1 e 5 minuti, e la

corrispondente media delle velocità dei veicoli. Se si ripetono le misure di volume e di velocità molte

volte in una stessa sezione in epoche diverse, durante intervalli temporali di uguale ampiezza

caratterizzati da condizioni di circolazione diverse, calcolando i corrispondenti valori di densità si può

ottenere una rappresentazione grafica della velocità in funzione della densità come quella riportata


Vd

V

DtDensità critica = 1/L (lunghezza del veicolo) = i veicoli sono fermi accodati

Strade a più corsie e con migliori caratteristiche: la velocità decresce meno rapidamente della densità (al crescere della densità)

Situazione opposta a quella della curva superiore


in figura, la quale individua la relazione statistica esistente fra le medie della velocità e della densità

stimate in base a dati rilevati in epoche diverse e su correnti veicolari diverse.

Tale curva è spesso definita legge di variazione della velocità in funzione della densità in una

corrente veicolare.

2.17 II fenomeno dell’instabilità

Come si è visto, quando la densità raggiunge il valore limite, il flusso diviene instabile: in queste

condizioni una qualsiasi causa che dia luogo a una variazione di velocità di un veicolo può

determinare una forte caduta di velocità dell'intero plotone. Se quest'ultimo non riesce a uscire dal

loop dell'instabilità, prima che venga raggiungo da altri veicoli, si forma una colonna che procede in

condizione di stop-and-go, detta anche di flusso forzato, caratterizzata da una sequenza di

accelerazioni e di successive cadute di velocità, quindi con velocità media notevolmente inferiore al

livello del flusso stabile.

La portata veicolare che si allontana dal fronte del flusso forzato, quindi in condizioni di circolazione

rappresentate da un punto ubicato sul loop dell'instabilità, è alquanto inferiore alla lesistente sulla

strada prima dell'innesco dell'instabilità: di conseguenza l'instabilità produce una riduzione della

capacità della strada.

Se la portata in arrivo a monte della strozzatura è superiore alla portata che si allontana dal

fronte del flusso forzato, cioè alla capacità ridotta, si forma una coda che si allunga

progressivamente, e le conseguenze di un'occasionale caduta del livello della velocità al

disotto del valore critico V° possono essere osservate anche per diverse ore.

Inoltre è da tenere presente che quando i veicoli procedono in condizioni di flusso forzato si verificano

spesso tamponamenti a catena i quali, oltre a provocare danni alle persone e ai veicoli, producono

una riduzione delle dimensioni fisiche della carreggiata.

Tenendo conto di questi fatti oggi si tende ad attrezzare le autostrade percorse da forti portate con

sistemi di controllo del traffico atti a prevenire i fenomeni d'instabilità. La messa a punto di idonee

strategie di controllo rappresenta senza dubbio uno dei capitoli più importanti dell'attuale ingegneria

dei trasporti.

2.18 Concetto di livello di servizio

I1 progetto della sezione da assegnare ad una strada consiste nella scelta, fra le diverse previste

dalla normativa, di quella che è in grado di realizzare la desiderata qualità della circolazione in

corrispondenza della portata assegnata.

Quando si parla di qualità della circolazione, ci si riferisce agli oneri sopportati dagli automobilisti, i

quali consistono prevalentemente nei costi monetari del viaggio, nel tempo speso, nello stress fisico e

psicologico. I parametri della circolazione che a questi oneri sono più direttamente legati possono

individuarsi nella media delle velocità dei veicoli attraverso una generica sezione del tronco stradale



oggetto di studio, nel numero medio di sorpassi per km e nel tempo medio speso in attesa di

sorpassare per ogni ora di viaggio.

Se consideriamo questi tre parametri come gli elementi di un insieme ordinato, questo è

rappresentato da un punto nello spazio dei parametri della circolazione. Facendo corrispondere a

ciascun punto così individuato un numero, che costituisce la misura della corrispondente qualità della

circolazione, si definisce una funzione alla quale si dà il nome di livello di servizio della circolazione.

Allo scopo di evitare arbitrari criteri di giudizio, evidentemente una tale funzione dovrebbe essere

definita in una norma. A questo punto non si è ancora giunti, essenzialmente per la difficoltà di

calcolare, nelle diverse condizioni di portata e per le di verse caratteristiche geometriche dei vari tipi di

strada, i tre parametri della circolazione di cui si è parlato. Si è invece andato affermando un criterio

di progettazione elaborato negli Stati Uniti, il quale definisce il livello di servizio non come funzione

di parametri che sono in grado di esprimere direttamente la qualità della circolazione, ma di due

grandezze che a tali parametri si possono ritenere legate, e che contemporaneamente hanno il pregio

di poter essere rapidamente calcolate.

Queste due grandezze sono la velocità possibile ed il rapporto Q/C fra la portata Q che transita

sulla strada e la sua capacità C. Qui si intende per velocità possibile la media dell'universo di tali

velocità che possono ottenersi in corrispondenza di una stessa portata; questa media è già stata

definita quando si è studiata la relazione velocità possibile-portata. Nella scelta di dette grandezze si è

ritenuto che la velocità possibile dia un'idea abbastanza chiara del tempo di percorrenza e che il

rapporto portata/capacità sia un indice della libertà di guida, del comfort, della sicurezza e della

economia del trasporto.

Evidentemente il livello di servizio, comunque definito, che si realizza in corrispondenza di una certa

portata, dipende, per uno stesso tipo di strada (a due, quattro o più corsie, a carreggiate separate o

non) dalle sue caratteristiche geometriche. Per ridurre al minimo le difficoltà connesse con questo

fatto, il metodo di cui si tratta definisce il livello di servizio per ciascun tipo di strada in condizioni ideali

e poi tiene conto mediante coefficienti correttivi delle reali caratteristiche geometriche della strada. Da

questo punto di vista la geometria ideale è così definita.

- tracciato orizzontale;

- corsie larghe non meno di 3,60 m e banchine larghe non meno di 1,80 m ;

- andamento planimetrico dell'asse stradale tale che la media pesata delle velocità di progetto dei vari

elementi del tracciato (calcolata assumendo come pesi le lunghezze degli elementi stessi) sia non

inferiore a 110 km/h;

- nelle strade a due corsie (una per senso di marcia) distanza di visibilità non inferiore a 450 m(per

poter consentire il sorpasso).



D'altra parte si è visto che, a parità di portata e di caratteristiche geometriche, le condizioni di

circolazione e quindi il livello di servizio dipendono dalla distribuzione delle velocità di circolazione

libera dei veicoli che costituiscono il flusso. In genere questa distribuzione varia con la funzione a cui è

destinata la strada e su di essa un'influenza determinante ha la percentuale di veicoli industriali sul

totale dei veicoli costituenti la portata. In particolare negli Stati Uniti si è notato che in assenza di

veicoli industriali la distribuzione delle velocità di circolazione libera si man tiene quasi costante, e che

d'altra parte i veicoli industriali hanno caratteristiche, per quel che riguarda la circolazione stradale,

abbastanza simili, per cui influenzano le condizioni di circolazione solo in funzione della propria

percentuale sul totale del flusso.

In queste circostanze si è ritenuto opportuno definire il livello di servizio per ciascun tipo di strada

avente caratteristiche geometriche ideali quando essa è percorsa da sole autovetture, tenendo conto

separatamente della eventuale presenza di veicoli industriali con un criterio di cui si parlerà più avanti.

,

Il metodo di cui si è parlato, elaborato negli Stati Uniti, suddivide le condizioni di circolazione

rappresentate nel diagramma velocità possibile-portata in diverse zone rettangolari che si

compenetrano l'una nell'altra. Queste zone vengono individuate mediante valori della velocità

possibile e del rapporto portata-capacità che segnano il confine fra una zona e l'altra, ed a

ciascuna di esse si attribuisce un certo indice di qualità della circolazione o livello di servizio.

Si è quindi in presenza di una rappresentazione discontinua del livello di servizio. I livelli di servizio

così definiti sono sei, cinque attribuiti alle zone rettangolari di cui ora si è parlato, ed un sesto livello

[F] attribuito ai punti che si collocano intorno al ramo inferiore del diagramma di flusso,

rappresentativo delle condizioni di flusso forzato. I 6 livelli sono contrassegnati con le lettere da A ad

F che rappresentano rispettivamente il livello migliore ed il peggiore. La massima portata oraria

compatibile con un certo livello, cioè l'ascissa che segna il confine fra una zona rettangolare e la

successiva, prende il nome di portata di servizio relativa a quel livello. La qualità della circolazione

propria di ciascuna zona è così individuata.

Con il livello A si hanno condizioni di flusso libero, con bassi volumi di traffico ed elevate velocità.

Sono praticamente nulle le restrizioni alla libertà di manovra dei conducenti, le velocità sono limitate

solo dalle caratteristiche geometriche della strada, dalle prestazioni del veicolo o dai limiti imposti

dall'Amministrazione.

Il livello B è nella zona del flusso stabile, in cui le velocità possibili cominciano ad essere limitate in

qualche modo dalle con dizioni della circolazione; comunque i conducenti hanno sempre una

ragionevole libertà di scelta sia della velocità sia della corsia di marcia.



LIVELLI DI

SERVIZIO

Il livello C è ancora nella zona del flusso stabile, ma le velocità e la libertà di

manovra sono un po' più condizionate dalle più alte portate. La maggior parte dei conducenti vede

limitata la propria libertà di scegliere la velocità, di cambiare corsia o di sorpassare, tuttavia si ottiene

ancora una velocità possibile relativamente soddisfacente.

Il livello D si avvicina al flusso instabile; vengono mantenute velocità possibili accettabili anche se

notevolmente influenzate dai cambiamenti delle condizioni della circolazione. Oscillazioni della portata

e restrizioni temporanee del flusso possono causare notevoli riduzioni della velocità possibile. I

conducenti hanno limi tata libertà di manovra con scarsa confortevolezza di marcia.

Il livello E è rappresentativo della situazione che si crea quando le portate orarie si avvicinano o

raggiungono la capacità della strada; in queste condizioni le velocità possibili sono quasi sempre

comprese intorno ai 50 km/h. Il flusso è stabile ma possono esservi temporanei arresti della marcia

dei veicoli (interferenza con il livello F).

Il livello F caratterizza 1a fase di flusso forzato. Come si è visto, il flusso è instabile con frequenti

arresti; le velocità sono basse e possono anche annullarsi. Si hanno densità molto forti mentre le

portate diventano molto scarse.


V

H / C1

AB C

D

E

F


I limiti di separazione fra i diversi livelli differiscono per i vari tipi di strade, perché ciascuna strada è

caratterizzata da propri intervalli delle velocità possibili e del rapporto portata/capacità tali da

consentire il realizzarsi delle condizioni di circolazione proprie di ciascun livello. Tali limiti saranno

descritti nel successivo paragrafo. Le velocità possibili relative ai livelli più alti si possono ottenere solo

se le caratteristiche geometriche della strada lo consentono; pertanto su strade di basse

caratteristiche i livelli più alti non potranno essere mai raggiunti, anche per piccoli valori di portata.

2.19 Capacità e livelli di servizio in condizioni ideali

In questo paragrafo si indicano i valori della capacità e i confini fra i livelli di servizio per i diversi tipi di

strade, nelle condizioni ideali della strada e del traffico (cioè in assenza di veicoli industriali); si

descrivono inoltre alcune caratteristiche fondamentali di ciascun livello.

▪ Autostrade e strade a scorrimento veloce . Si indicano con questa denominazione le strade a

carreggiate separate in cui l'accesso delle altre strade è opportunamente regolato. Nelle

autostrade si ha sempre il controllo totale degli accessi, cioè gli accessi sono sempre non a

livello, mentre nelle strade a scorrimento veloce si ha il controllo parziale degli accessi, cioè vi

può essere anche qualche intersezione a raso.Nelle autostrade e nelle strade a scorrimento

veloce la capacità in condizioni ideali è di 2000 veic/h per corsia. Le caratteristiche dei 6 livelli di

servizio sono i seguenti.

- Livello A : richiede una velocità possibile > 95 km/h ed una portata < 700

veic/h, cioè un rapporto Q/C < 0,35, per carreggiate unidirezionali a 2 corsie. Quando

le carreggiate hanno 3 o più corsie, ogni corsia oltre le due ha una portata di servizio

uguale a circa 1,5 volte quella media delle altre due e quindi di 1000 veic/h.

- Livello B : velocità possibile > 90 km/h e rapporto Q/C < 0,5 per carreggiate a

2 corsie. Come nel livello A, ogni corsia oltre le due per ogni senso di marcia offre una

portata di servizio uguale a 1,5 volte la portata media delle altre due.

- Livello C : velocità possibile > 80 km/h e rapporto Q/C < 0,75 per carreggiate

a 2 corsie. La circolazione a questo livello, sebbene si svolga ancora nel campo del

flusso stabile, corrisponde ad una situazione sufficientemente critica per cui, a

differenza dei livelli A e B, debbono essere prese in esame le intensità di traffico per

periodi più brevi di un'ora (in genere 5 minuti). Pertanto la portata di servizio deve

essere corretta moltiplicandola per il fattore dell'ora di punta.

A titolo indicativo si segnala che negli Stati Uniti è stato rilevato che il campo di

variabilità di tale fattore è compre so fra 0,77 nelle aree con popolazione inferiore a

500.000 abitanti e 0,91 nelle grandi aree metropolitane con popolazione superiore a

1.000.000 di abitanti. A questo livello l'incremento di portata dovuto a ogni corsia

supplementare oltre le due per ciascuna carreggiata è minore di quello dei livelli

precedenti. Infatti, mentre in questi ultimi, con basse portate, le corsie supplementari



sono percorse esclusivamente da veicoli veloci, quando le portate aumentano anche

le corsie supplementari vengono invase dai veicoli lenti che intralciano il traffico e

riducono la portata di servizio. Pertanto ogni corsia supplementare fornisce una

portata di servizio uguale solo a 1,2 volte quella media delle altre due.

- Livello D : velocità possibile > 65 km/h e rapporto Q/C < 0,90. Anche a questo

livello occorre tener conto del fattore dell'ora di punta. Inoltre, peggiorando le

condizioni di circolazione rispetto al livello precedente, il contributo di corsie

supplementari oltre le due è praticamente uguale alla portata media di queste.

- Livello E : la velocità possibile è intorno ai 50 km/h e la portata di servizio è

uguale alla capacità.

- Livello F : questo livello rappresenta una condizione di flusso forzato in cui la

strada funziona come area di accumulo per veicoli facenti parte di code formatesi a

causa di interruzioni a valle. La velocità può variare da quella corrispondente alla

capacità (50 km/h) fino a zero nel caso di congestione completa.

▪ Strade extraurbane a quattro corsie e oltre . In questa categoria sono comprese le strade a più

corsie che si differenziano da quelle già esaminate perché non hanno le carreggiate separate o

perché non hanno il controllo degli accessi o per entrambi i motivi. I1 traffico su queste strade si

può considerare per lunghi tratti come ininterrotto, salvo che in corrispondenza del le

intersezioni; tuttavia le condizioni di deflusso sono meno favorevoli che nelle autostrade, sia a

causa del disturbo reciproco fra i veicoli che marciano in senso contrario nelle corsie adiacenti

l'asse, sia per i rallentamenti dovuti ai veicoli che abbandonano la strada o vi si immettono.

Quindi si hanno velocità possibili e portate di servizio ai diversi livelli generalmente più basse.

Inoltre la portata delle corsie supplementari oltre le due per ogni senso di marcia non si discosta

da quella media di queste. Non esistono, neppure negli Stati Uniti, i risultati di ricerche sul

fattore dell'ora di punta su queste strade. Per questo motivo, e anche perché in esse il flusso

sembra meglio distribuito durante l'ora, non si applica a nessun livello il fattore dell'ora di punta.

La capacità per corsia in condizioni ideali è per questo tipo di strade di 2000 veic/h.

▪ Strade a 2 corsie. Queste strade generalmente non hanno controllo degli accessi; tuttavia in

aree extraurbane si può ritenere che il flusso sia ininterrotto per lunghi tratti, anche se la

circolazione è evidentemente ostacolata dal reciproco disturbo dei veicoli che marciano in

senso opposto e dalle interferenze con i veicoli che abbandonano la corsia o vi si immettono.

La capacità in condizioni ideali di una strada a due corsie è di 2000 veic/h,

indipendentemente dalla distribuzione del traffico nei due sensi di marcia. Infatti, quando

il traffico è ugualmente ripartito nei due sensi, per la difficoltà di eseguire i sorpassi, in quanto la

corsia di senso opposto è anche essa carica, la portata massima per corsia è di 1000 veic/h.

Quando invece il traffico si svolge prevalentemente in una sola direzione, i sorpassi sono molto



più facili e la portata della corsia più carica si approssima a 2000 veic/h. In entrambi i casi la

capacità è pertanto di 2000 veic/h.

▪ Poiché il mantenimento della velocità desiderata richiede manovre di sorpasso, le distanze di

visibilità hanno influenza decisiva sui livelli di servizio. Si ritiene che un valore medio della

distanza di visibilità sufficiente per eseguire un sorpasso sicuro sia di 450 m. L'esistenza di

distanze di visibilità inferiori a questo valore riduce, a parità di portata, le possibilità di sorpasso

e quindi diminuisce il livello di servizio della strada. Pertanto, affinché possano essere

mantenute le condizioni di circolazione proprie di ciascun livello, ed in particolare la velocità

possibile, è necessario che, all'aumentare della percentuale di lunghezza del tronco stradale in

cui la distanza di visibilità è inferiore a 450 m, diminuiscano le portate di servizio di ciascun

livello.

Le portate di servizio sono indicate per ciascun tipo di strada sul Manuale della capacità delle

strade americano: HIGHWAY CAPACITY MANUAL Special Report n.209 (su cd) quarta

edizione- aggiornamento 2000 (National Research Council – Washington D.C.).

2.20 Fattori di riduzione delle portate di servizio e della capacità

Quando sulla strada transitano oltre alle autovetture anche veicoli industriali e quando le

caratteristiche geometriche della strada sono peggiori di quelle ideali precedentemente indicate,

evidentemente le condizioni di circolazione sono più difficili, e pertanto si ha una diminuzione della

capacità della strada e delle portate di servizio proprie di ciascun livello.

La geometria della strada può essere diversa da quella ideale sia per quanto riguarda il tracciato

orizzontale che per la sezione trasversale e per l'andamento altimetrico.

Un tracciato orizzontale non ideale può dar luogo a velocità medie di progetto inferiori a 110 km/h ed a

distanze di visibilità inferiori a 450 m. L'insufficiente distanza di visibilità ha importanza solo per le

strade a due corsie.

La sezione trasversale può essere diversa da quella ideale per la insufficiente larghezza delle corsie e

delle banchine. L’insufficiente larghezza delle corsie determina disturbo reciproco ai veicoli che

marciano su corsie parallele e pertanto rende più difficili i sorpassi. L'insufficiente larghezza delle

banchine produce disturbo ai veicoli a causa degli ostacoli posti ai margini di esse (parapetti, cunette,

segnali verticali) determinando lo spostamento dei veicoli verso il centro della strada e quindi intralcio

a quelli che marciano sulle corsie parallele. Ragionamento analogo può farsi, nelle strade a

carreggiate separate, per gli ostacoli posti lateralmente alle corsie interne di ciascuna carreggiata (per

esempio una barriera di protezione lungo lo spartitraffico).



Delle riduzioni della capacità e delle portate di servizio dovute alla larghezza delle banchine ed alla

distanza degli osta coli laterali si può tener conto globalmente.

La presenza di livellette (tratti di strada a pendenza costante) non orizzontali determina una

diminuzione della velocità dei veicoli rispetto a quella che si ha in orizzontale. Questo fatto, entro i

limiti di pendenze longitudinali generalmente adottati nelle strade moderne, non determina una

sensibile variazione nella distribuzione delle velocità di circolazione libera delle autovetture e quindi

non comporta diminuzione della capacità e delle portate di servizio quando nel flusso non sono

presenti veicoli industriali. L'influenza della pendenza è invece notevole quando si è in presenza di

veicoli industriali.

2.21 Influenza dei veicoli industriali

Agli effetti della circolazione stradale i veicoli industriali si differenziano dalle autovetture perché sono

generalmente caratterizzati da una più bassa velocità di circolazione libera e da un maggiore

ingombro. Pertanto la presenza in una corrente veicolare di una certa percentuale di veicoli industriali

determina una modifica della distribuzione delle velocità di circolazione libera rispetto al caso di un

flusso costituito da sole autovetture, nel senso che aumenta la frequenza delle velocità più basse. Ciò

comporta un aumento del numero dei sorpassi da parte delle autovetture per non allontanarsi troppo

dalla velocità desiderata, i quali d'altra parte sono resi più difficili dal maggior ingombro dei veicoli

industriali.

In queste circostanze è da attendersi un peggioramento del le condizioni di circolazione: quando la

portata complessiva è piccola, il flusso si mantiene stabile, ma diminuiscono le portate di servizio di

ciascun livello; quando la portata aumenta, per le ragioni illustrate nel precedente capitolo cresce la

probabilità di interruzioni del flusso e quindi si ha in conclusione una diminuzione della capacità della

strada.

La capacità e le portate di servizio variano quindi, a parità di caratteristiche dei veicoli industriali, con

la loro percentuale nel flusso e con la pendenza e la lunghezza delle livellette, perché queste ultime

influenzano la velocità dei veicoli industriali. Sarebbe possibile, con un criterio perfettamente analogo

a quello usato quando il flusso è costituito da sole autovetture, valutare capacità ed livelli di servizio

per diverse percentuali di veicoli industriali e per diverse caratteristiche altimetriche delle strade.

Tenendo però presente che il peggioramento delle condizioni di circolazione dovuto alla presenza dei

veicoli industriali interessa prevalentemente le autovetture, perché dalla presenza di queste ultime i

veicoli industriali non ricevono disturbo, ne gli Stati Uniti è stato proposto di valutare il livello di servizio

che nelle diverse condizioni prima indicate si realizza sulla strada calcolando la portata costituita da

sole autovetture che determinerebbe le stesse condizioni di circolazione che le autovetture hanno

effettivamente nel traffico misto.

Le condizioni di circolazione delle autovetture sono denunziate abbastanza bene dalla distribuzione

delle loro velocità. E' perciò possibile definire la portata di sole autovetture, equivalenti a quella



mista che percorre una certa livelletta stradale, come quella che dà luogo alla stessa distribuzione di

velocità che le autovetture hanno nella portata mista su quella livelletta.

Consideriamo per esempio una livelletta di assegnata lunghezza e pendenza sulla quale transita una

portata oraria di 1000 veicoli, di cui il 20% costituito da veicoli industriali e immaginiamo che la

distribuzione delle velocità delle sole autovetture coincida con quella che si ha su una strada dello

stesso tipo ma orizzontale e con una portata di sole autovetture formata da 1500 veic/h. In queste

condizioni i 200 veicoli industriali hanno lo stesso effetto sulla distribuzione delle velocità di 1500-800

= 700 auto vetture. Si introduce in questo modo il concetto di equivalente in autovetture di un

veicolo industriale, che nell'esempio è di 700/200 = 3,5 e che varia evidentemente con le

caratteristiche della livelletta, col tipo di strada e con la portata. Questi coefficienti sono validi per

livellette in salita; per quelle in discesa, in cui la diminuzione di velocità dei veicoli pesanti è più

modesta, in assenza di elementi più precisi si adottano i coefficienti di equivalenza ricavati per le

livellette orizzontali.

I coefficienti di equivalenza variano, secondo il Manuale americano già citato, da 2-2,5 a più di

20, in funzione delle pendenze e della % di veicoli pesanti presenti sull’infrastruttura.

Nel calcolare la lunghezza delle livellette è necessario tener conto dei raccordi verticali. Seguendo un

criterio introdotto negli Stati Uniti si può dire che quando i raccordi sono concavi e la differenza di

pendenza delle livellette non è molto grande, la misura della lunghezza di queste si prende fra i punti

di vertice. Quando si tratta di raccordi convessi, ed in ogni caso quando la differenza di pendenza è

grande, circa un quarto del la lunghezza del raccordo si ritiene facente parte della livelletta in esame.

Una portata Q costituita da autovetture e veicoli industriali, la cui percentuale rispetto al totale sia PT,

mentre ET è l'equivalente in autovetture di un veicolo industriale, può essere trasformata in portata di

sole autovetture moltiplicandola per il fattore:

100 - PT + ETPT K

eq = ____________________

100

Nell'applicare in Italia questo metodo di valutazione dell'influenza dei veicoli industriali elaborato negli

Stati Uniti occorre qualche cautela. Mentre negli Stati Uniti le caratteristiche dei veicoli industriali sono

abbastanza simili, in Italia sono molto variabili sia per quanto riguarda le dimensioni che per la

velocità; si va dagli autotreni e dai grossi autocarri, che quando sono carichi procedono molto



lentamente specialmente su forti pendenze, ai piccoli autocarri le cui dimensioni e la cui velocità non li

rendono molto dissimili dalle autovetture. Pertanto, calcolando la percentuale di veicoli industriali, sulle

strade italiane è opportuno riferirsi solo ai grossi autocarri ed agli autotreni, assimilando ad autovetture

gli autocarri di più modeste dimensioni.

2.22 Scelta della sezione stradale

Come si è già detto, il problema che si pone al progettista stradale è quello di scegliere, fra le sezioni

previste dalle Norme vigenti, quella che, in corrispondenza di una assegnata portata di sole

autovetture, consente di realizzare un certo livello di servizio. La scelta del livello di servizio può

essere fatta con criteri economici; in pratica spesso si adotta un criterio di efficienza, assegnando il

livello di servizio in dipendenza della funzione della strada. Così alle strade extraurbane si assegna un

livello non inferiore a C, e non si scende sotto il B quando : fanno parte di lunghi itinerari; nella

progettazione delle strade urbane, dove i percorsi sono brevi, si tollera talvolta anche il livello D.

Nella scelta della sezione stradale si procede per tentativi. Individuata una certa sezione se ne valuta

la capacità C. Si calcola quindi í1 rapporto Q/C e dalle Tabelle del Manuale si rileva il livello di

servizio.

Se il livello di servizio è diverso da quello desiderato si sceglie un'altra sezione e si ripete il tentativo.

E' da ricordare che per la valutazione del livello di servizio é necessario conoscere la media delle

velocità di progetto della strada. Inoltre, per le autostrade e le strade a scorrimento veloce, occorre

conoscere anche il fattore dell'ora di punta, mentre per le strade a due corsie bisogna definire la

percentuale di sviluppo del tracciato in cui è garantita la visibilità per il sorpasso.

Esempio 1. Si deve scegliere la sezione trasversale di una auto strada urbana, il cui tracciato è

caratterizzato da un intervallo di velocità di progetto 90-120 km/h con una media abbastanza prossima

a 110 km/h, la quale è percorsa da una portata oraria di punta di 2100 veic/h in un sol senso di

marcia, con un fattore dell'ora di punta uguale a 0,77. Il traffico industriale è trascurabile. Si desidera il

livello C.

Si assegna all'autostrada la sezione di tipo II, coerentemente con le velocità di progetto dell'asse, e si

calcola la capacità di una carreggiata. Le corsie sono due; dalle Tabelle si ricava, per interpolazione, il

coefficiente di riduzione della capacità dovuta alla distanza, uguale a 32 cm, fra il margine della

corsia interna e la barriera di sicurezza lungo lo spartitraffico = 0,94. Risulta C = 2.2000.0,94= 3760

veic/h, e quindi Q/C = 2100/3760 = 0,558.

Nella tabella si legge che all'estremo superiore del livello C il rapporto portata/capacità, con un fattore

dell'ora di punta uguale a 0,77, in corrispondenza dell'assegnato valore della media delle velocità di

progetto, risulta: Q/C = 0,75.0,77 = 0,577 > 0,558.

Pertanto la sezione scelta è in grado di assicurare il livello di servizio desiderato.



Esempio 2. Si deve scegliere la sezione trasversale di una strada su cui transita una portata oraria di

punta Q = 1000 veic/h; il tracciato è pianeggiante, caratterizzato da un intervallo delle velocità di

progetto 80-100 km/h, con una media abbastanza prossima a 95 km/h. La visibilità per il sorpasso è

garantita lungo l'80% dello sviluppo della strada. Il traffico industriale è presente nella misura del 5%.

Si desidera il livello C.

Si assegna alla strada la sezione tipo IV. Dal Manuale si ricava che per una strada a due corsie, su

livelletta orizzontale e al livello C, l'equivalente in autovetture di un veicolo industriale è: ET = 2, per

cui la portata equivalente transitante sulla strada diventa:

Q = 950 + 2.50 = 1050 autovetture/h.

La sezione stradale può considerarsi ideale, per cui la capacità è C = 2000 veic/h, ed il rapporto Q/C

= 1050/2000 = 0,525.

Dal Manuale si legge che all'estremo superiore del livello C, in corrispondenza degli assegnati valori

della media delle velocità di progetto e della percentuale di tracciato in cui c'è visibilità per il sorpasso,

il rapporto portata/capacità è

Q/C = 0,61 > 0,525

Pertanto la sezione scelta è in grado di assicurare il livello di servizio desiderato.

2.23 TRASPORTO COLLETTIVO DI PERSONE SU STRADA

L'autobus

a) Un'attenzione particolare merita questo veicolo per l'importanza che il suo impiego ha in

pratica nelle scelte di trasporto connesse all'uso del territorio.

Le difficoltà che si incontrano derivano dai vincoli dimensionali e di peso imposti. Le norme del

Codice della Strada prevedono, peraltro, la possibilità che l'ente proprietario della strada (cioè ne

linguaggio usato in questo corso, il GI) autorizzi in via eccezionale e sotto il vincolo del rispetto

d'alcune soggezioni, la circolazione di veicoli eccezionali per il peso e/o le dimensioni. Questa

facoltà permette di costruire autobus particolari, ma la loro circolazione è vincolata a determinati

percorsi ed è assai complicato utilizzarli su autolinee interessanti strade appartenenti a vari GI.

Questa eventualità, non solo non è eccezionale, ma anzi è la regola. Un'autolinea che con un

centro urbano colleghi un altro comune dovrà percorrere strade di diversi comuni, strade

provinciali e statali, ecc. Di tutto ciò si deve tener conto nella ricerca del disegno ottimale del

veicolo, la cui produzione in grande serie è perciò difficile.

b) A caratterizzare le prestazioni che si richiedono agli autobus nei diversi servizi in cui vengono

utilizzati concorrono: lo spazio interno che si dà per ogni posto offerto; il numero totale di posti



offerti, la vicinanza fra le fermate successive, l'avere o no i passeggeri del bagaglio con sé. Per

quanto l'autobus sia un veicolo dall'impiego estremamente flessibile, tuttavia, a grandi linee, si

possono riconoscere due categorie di servizi: l'interurbano e l'urbano.

c) L'interurbano è destinato ad accogliere passeggeri con bagaglio che effettuano percorsi di più

lunga durata. Il veicolo, quindi, deve avere una bagagliera di adeguata capacità e deve offrire

tutti posti a sedere. La minima superficie occorrente secondo le norme del Ministero dei

Trasporti è di 0,33 m2 per posto (pari a 3 posti/m

2). Ma la superficie teorica imposta dai limiti

dimensionali (m2 11x2,5 = 27,5) deve servire anche per gli spessori delle pareti, per i pozzetti

contenenti le scale di accesso, ecc.

Più esattamente bisogna togliere:

- l'area occupata dal posto di guida;

- l'area della parte anteriore dell'autobus, ai fianchi cioè del conducente, che deve essere

permanentemente sgombra da viaggiatori, affinché il conducente stesso goda della necessaria

visibilità laterale;

- la zona occupata dagli scalini;

- la zona occupata dai passaruote; in realtà, tuttavia, l'area di tale zona non va persa

completamente poiché sui passaruote si possono installare dei sedili, oppure bagagliere o posti

per l'equipaggio, ecc.;

- l'area occupata dal bigliettaio (o eventualmente dal distributore automatico di biglietti).

Il motore viene posto in genere, oggi, sotto al pavimento della vettura o sotto al posto di guida o

sotto ad alcuni sedili; non si sottrae quindi altro spazio alle persone trasportate.

Il calcolo delle persone trasportate, dai cui risultati dipende la distribuzione dello spazio interno

dei veicolo, è abbastanza semplice: si conoscono infatti, normalmente, le seguenti grandezze:

Su : area di pavimento utile;

h : area per ciascun posto a sedere (che si assume pari a 0,33 mq);

k : area per ciascun posto in piedi (mq 0.166);

: rapporto fra il numero di posti in piedi e il numero di posti a sedere (questa

grandezza viene fissata in base al tipo di servizio; per quello interurbano, di cui qui si tratta, il su

valore è

tenuto molto basso)

Si possono calcolare allora:

N : numero totale dei posti;

: area media per posto;



: rapporto tra l'area destinata a posti a sedere e tutta l'area Su

Sugli autobus interurbani quasi tutto lo spazio Su è occupato da posti a sedere. Vi sono porte di

accesso strette, che permettono il passaggio di una persona per volta, vi è un corridoio centrale

piuttosto stretto (circa 60 cm), vi sono scalini con alzate piuttosto elevate (circa 30 cm). Il piano di

carico è normalmente abbastanza elevato (circa 1 m). Tenuto conto di tutto si riesce a sistemare 50-

55 poltroncine.

Appartengono alla categoria dei servizi

interurbani quelli di gran turismo per i

quali si richiedono caratteristiche di

maggior comfort, cioè maggior spazio

per posto offerto: le poltrone, più

spaziose, con sedili reclinabili, ecc.

scendono all'incirca a 40-45. Per gli

autobus da gran turismo si richiedono

anche finestre ampie panoramiche. A

questa stessa categoria appartengono i

cosiddetti sight seen (letteralmente

"guardare stando seduti").

Gli interurbani e i gran turismo hanno bisogno della bagagliera; entrambi effettuano poche fermate per

salita e discesa dei viaggiatori. Pertanto il tempo relativo a questa operazione non costituisce un

vincolo pel disegno del veicolo. Per ciò questi veicoli possono avere poche (una, al massimo due;

come uscita di sicurezza si può attrezzare una o più finestre a vetro da infrangere) e piccole porte di

accesso; il che riduce gli spazi perduti occorrenti per le scale di accesso ed irrobustisce la struttura

della carrozzeria per la eliminazione delle grandi aperture - dal tetto al primo scalino - cui obbligano le

porte larghe. Per lo stesso disinteresse nei confronti del tempo di salita/discesa non si devono

studiare particolari disposizioni interne per il movimento dei viaggiatori all'interno della vettura per

avere porte specializzate per la salita e la discesa; le quali disposizioni fanno perdere in generale,

spazio utile per i posti offerti, specie a sedere. Infine, sempre per lo stesso motivo non preoccupa di

avere il piano del pavimento a quota elevata da terra e quindi molti scalini per salire e scendere dalla

vettura. Lo spazio che si ottiene così, sotto al pavimento - cioè nella "carenatura" - sia in

corrispondenza degli sbalzi (anteriore e posteriore) sia del passo del veicolo permettono di collocarvi

comodamente non solo l'equipaggiamento di trazione, i serbatoi, ecc. ma anche un'ampia bagagliera.

Nello stesso spazio possono trovare collocazione tutti quegli ausiliari relativi alla climatizzazione

interna che per molti di questi servizi sono essenziali e le cui apparecchiature sono non poco

ingombranti.

Esigenze molto simili a quelle dei veicoli fin qui descritti, con gli opportuni ovvii accorgimenti, hanno gli

scuolabus.



d) L'urbano ha esigenze pressoché opposte all'interurbano; in particolare, non si ha

bisogno della bagagliera e si è decisamente interessati a ridurre al minimo possibile il tempo di

incarrozzamento, con tutte le conseguenze relative ai dispositivi di movimento interno dei

viaggiatori,

all'ampiezza delle

porte (i cui battenti

sono telecomandati

dal guidatore) e,

soprattutto, per

quanto attiene la

ricerca della minima

quota possibile del pavimento della vettura da terra.

In generale lo spazio ed i posti occorrenti nel veicolo urbano sono superiori all'interurbano; lo

stesso Codice della Strada ne tiene parzialmente conto ammettendo per questi veicoli una

lunghezza di 18 m per gli snodati e fino a 12 metri per quelli a cassa unica.

Tuttavia gli obiettivi da raggiungere trovano soluzioni diverse a seconda del modo con cui si

intende svolgere il servizio urbano con gli autobus.

d1) Un criterio è quello di tener conto degli effettivi e concreti limiti al gigantismo

degli autobus che impediscono di ricavarne un veicolo di grande capienza. In

conseguenza il servizio delle linee a forte traffico viene affidato ad un MSS a guida

vincolata (ferrovia o tramvia) i quali proprio dal tipo di guida ricevono la possibilità del

gigantismo del treno. Agli autobus, allora resta la effettuazione di linee di drenaggio o

raccolta verso le linee ad intenso traffico.

Così concepito l'autobus non ha bisogno di avere una grandissima capienza

(all'incirca 80 posti in totale risultano sufficienti); cosicché lo spazio interno può essere

anche destinato a posti a sedere, con grande vantaggio pel comfort dei passeggeri.

Sia il non grandissimo numero di posti offerti sia la funzione di linea di drenaggio non

creano grossi problemi di incarrozzamento, ancorché certo più importanti che nel veicolo

interurbano. Ciò aiuta a risolvere il più difficile problema di questi veicoli: la collocazione

dell'equipaggiamento di trazione.

Infatti le esigenze dell'incarrozzamento obbligano, come s'è detto, ad abbassare per

quanto possibile, il piano del pavimento; scompare così quello spazio sotto pavimento

nella carenatura ch'è disponibile nel veicolo interurbano nel quale l'equipaggiamento in

questione trovava comoda collocazione. Il veicolo urbano è soggetto, inoltre, non solo alle

fermate di servizio (assai più ravvicinate che nelle linee interurbane: in genere tra i 250 ed

i 500 metri) ma anche e soprattutto al succedersi di rallentamenti o fermate e successive



riprese dovute alle condizioni della circolazione generale. L'orario di un servizio di linea di

questo tipo è composto assai più di fasi di moto vario e di soste che non di percorsi a

velocità di regime. Per il noto interesse ad aumentarne le velocità occorre dunque ridurne

le fermate ed aumentarne l'accelerazione.

Si rifletta al fatto che negli autobus urbani è pressoché indispensabile avere una guida

per quanto possibile automatizzata per lasciare il conducente libero da preoccupazioni di

regolazione dell'equipaggiamento, affinché possa dedicare tutta la sua attenzione alla

circolazione all'esterno e ai viaggiatori all'interno della vettura. In definitiva occorrono

motori di grande potenza e di grande cilindrata, cioè pesanti ed ingombranti.

Avendo tolto lo spazio disponibile sotto il pavimento, la soluzione più semplice e

comoda è quella di installarlo in coda al veicolo, sullo sbalzo posteriore - sotto ad una fila

di sedili trasversali - con l'asse di rotazione parallelo (o quasi) all'asse posteriore del

veicolo. L'ingombro di tutto l'equipaggiamento così confinato sullo sbalzo posteriore,

permette di abbassare quanto si voglia il piano del pavimento per tutta la lunghezza

compresa fra la testata anteriore del veicolo e l'assale posteriore, consentendovi la

collocazione di due ampie porte.

Questo è un veicolo assai diffuso nel mondo; in particolare nell'Europa centrale, sia

per le città di moderne dimensioni sia per quelle maggiori nelle quali ferrovie

metropolitane e tramvie servono le linee a più alti carichi.

d 2) Quando si debbano servire con gli autobus anche linee aventi alti carichi di

traffico (come è avvenuto in Italia negli anni ’60 sostituendo le tramvie con autobus), si è

costretti a fare l'impossibile per rendere massimo il numero dei posti offerti. E la prima,

ancorché la peggiore (dal punto di vista del comfort), cosa che si fa è quella di ridurre al

15-20% il numero di posti a sedere, incrementando considerevolmente i posti in piedi, pei

quali le norme consentono un affollamento doppio che non nei posti a sedere: 6

persone/mq ossia 0,17 mq/persona. In questo modo l'autobus da 12 m di lunghezza può

offrire circa 110 posti; valori, a metro lineare, prossimo a quelli delle vetture delle

metropolitane.

Ma una tale capienza vuole ampie e numerose porte per rendere rapido

l'incarrozzamento; non possono essere sufficienti le due porte della soluzione d1);

soprattutto non potendosi caricare persone in piedi nello sbalzo posteriore(ove si mettono

solo posti a sedere) non si può conseguire l'alta capienza progettata; il motore perciò non

può trovare posto nello sbalzo posteriore. Sono state quindi ideate due soluzioni.

Una di esse (usata anche in Italia) riporta il motore sotto il pavimento, realizzandolo in

una soluzione piatta (perciò detta "motore a sogliola"), coi cilindri orizzontali, così da

limitare l'altezza del pavimento da terra. Poiché i motori potenti, qui a maggior ragione



necessari, non si fanno costringere in un'altezza troppo ridotta, si ricorre a due

compromessi: l'altezza del pavimento portata a 700 mm. da terra (mantenendola costante

in funzione del carico, per mezzo di sospensioni pneumatiche), mentre si accetta che una

parte dell'ingombro dell'equipaggiamento invada l'interno della vettura al di sopra del

pavimento in corrispondenza alla parte inferiore di alcuni sedili (p.es. del conducente o di

qualche posto per viaggiatore). L'altra soluzione (usata per esempio in Svizzera) consiste

anch'essa nel realizzare il motore in spessore per quanto possibile sottile, ponendolo,

però coi cilindri verticali lungo una fiancata del veicolo (quella dove non ci sono le porte) e

lasciando che esso invada in parte l'interno del veicolo in corrispondenza d'una lunga

spalliera d'una serie di sedili nei quali i viaggiatori voltano le spalle ai finestrini e poggiano i

piedi nel corridoio.

e) Con gli stessi concetti del veicolo urbano sono fatti taluni autobus addetti a

linee suburbane, nelle quali il servizio si svolge con molte caratteristiche simili alle linee

urbane, salvo in generale un minor carico ed una maggiore durata dei viaggi. In generale

in questi veicoli si abbonda un po' più nei posti a sedere (50%).

f) La soluzione a due piani è anche usata in molti paesi. L'intento è quello di

aumentare la capienza pur nel rispetto delle dimensioni dell'area d'ingombro imposta dalle

norme. Due fatti impediscono di trarre vantaggio dal raddoppiamento della superficie

disponibile per il carico (accorgimento cui si ricorre con successo anche in taluni trasporti

di merci: per es. autoveicoli, bestiame); la necessità della scala, che impegna una parte

importante delle superfici d'entrambi i piani; l'impossibilità di ammettere posti in piedi al

piano superiore per contenere l'altezza massima del veicolo da terra ai fini della stabilità al

ribaltamento.

Il numero dei posti, quindi, aumenta assai meno di quanto non si pensi: la soluzione

italiana più recente dà 125 posti nel veicolo da 11 m. In Gran Bretagna, ove il due piani

finora è ancora diffusissimo si offrono 80 posti, quasi tutti a sedere, con una sola scala ed

una sola porta per tutto il veicolo.

g) La soluzione autotreno (motrice più rimorchio, con intercomunicante) offre

notevoli possibilità di gigantismo; recentemente tale soluzione è entrata nel parco delle

grandi aziende di trasporto urbano (veicoli da 18 metri). Risolti ormai i problemi per

l'impianto dell'equipaggiamento di trazione di adeguata potenza e per l'adeguamento del

peso aderente in trazione alle elevate accelerazioni occorrenti, rimane solo lo spazio

richiesto per l’inserimento in curva, che impone itinerari di buon livello stradale

Come s'è già detto questi treni in curva hanno lo stesso ingombro del veicolo isolato;

tuttavia la loro lunghezza e l'imprevedibilità (nella stima a vista) della traiettoria del

rimorchio (le cui ruote, a differenza dei treni a guida vincolata, non seguono la traiettoria di

quelle della motrice) li rendono mal accetti nella circolazione promiscua con gli altri vari



tipi di veicoli stradali. La loro circolazione richiede o strade larghe nelle quali più corsie

siano disponibili per la circolazione generale oppure corsie riservate per i veicoli dei

trasporti collettivi.

h) Nella tabella che segue sono riportate le caratteristiche medie riscontrate, in

Europa, sugli autobus più moderni per servizi urbani e per servizi interurbani.

i) Al variare della percentuale dei viaggiatori seduti rispetto al totale, varia

evidentemente il rapporto "r" fra peso a vuoto e peso a pieno carico.

Per es. su un autobus avente le massime dimensioni ammesse dal codice e una tara

di 7 t, si possono avere i seguenti valori estremi:

a = 0.15 r = 0.473

a = 1 r = 0.61

Servizi di linea

a) Poiché i servizi di linea seguono un percorso fisso vanno inseriti nel grafo della rete di

trasporto. I problemi di questo tipo dei servizi di linea sono identici per gli MSS terrestri e per

quelli per vie d'acqua ed aerei.

b) Com'è noto si tratta di servizio pubblico con controllo dell'Autorità sia sul programma di

esercizio, ossia sulla produzione, che sui prezzi.

c) Può darsi che produzione e prezzi siano tali che, pur tenendo conto delle finalità del pubblico

servizio, possano conferire un utile alla gestione. Se la produzione fissata dall'Autorità risultasse

nel breve periodo minore di quella di utile massimo il gestore avrebbe la tendenza ad aumentarla

per raggiungerla (ed a tale maggior offerta di servizio non s'opporrebbe l'Autorità).

Un'analoga tendenza potrebbe verificarsi nel lungo periodo, se il gestore avesse ragione di

ritenere che l'ampliamento della dimensione aziendale potesse dar luogo ad utili maggiori.

Entrambe tali ipotesi sono perseguibili da parte del gestore del servizio se è sostenuta la

domanda.

Se la produzione fissata dall'Autorità risultasse, invece nel breve periodo maggiore di quella di

massimo utile, non potendola ridurre (l'Autorità non lo permetterebbe), il gestore - sempreché la

domanda fosse sostenuta - tenderebbe a ingrandire la dimensione aziendale.

d) Se al contrario la domanda è modesta e ciononostante l'Autorità impone una produzione

esuberante, il gestore può trovarsi nella zona di utile minore o addirittura in passivo. L'Autorità

allora interviene con sovvenzioni di esercizio (caso normale in Italia in cui lo Stato attraverso

le Regioni contribuisce fino al 65% dei costi di produzione dei servizi, in altre parole si

impone- legge 422 del 1997- che i ricavi dovuti dalla vendita dei biglietti debbano coprire

almeno il 35 % dei costi).



e) La domanda del servizio di linea dipende anche dal tempo col quale esso permette lo

spostamento da i a

j. tale tempo dovrà essere analizzato separando:

e1) il tempo del percorso a piedi occorrente dall'O dello spostamento per raggiungere la

fermata della linea. Quando questa sia attrezzata con parcheggio di dissuasione, il

predetto tempo - per l'automobilista che se ne giovi - sarà composto del tempo del

percorso in auto dall'O dello spostamento per raggiungere il parcheggio; più il tempo per

parcheggiare; più il tempo del percorso a piedi dal parcheggio alla fermata;

e2) il tempo di attesa del passaggio del veicolo che si valuta di solito pari alla metà

dell'intervallo teorico (cioè d'orario) fra le corse della linea, incrementata d'una percentuale

tanto maggiore quanto minore è la prestazione di affidabilità del servizio, stimata per

servizio di cui si tratta;

e3) i tempi sopraindicati in (e

1) ed (e

2) possono presentarsi più di una volta sulla

Relazione di Traffico in esame [RTFij] se per percorrerla bisogna utilizzare più linee fra

loro integrate, ossia se bisogna trasbordare da una linea all'altra;

e4) il tempo di spostamento in viaggio dalla fermata di salita a quella di discesa;

e5) i tempi - analoghi a quelli già computati per la salita sul mezzo ma relativi alla fermata

finale di discesa ed alla destinazione D dello spostamento.

e6) I tempi connessi all’accessibilità della linea dipendono dalla capillarità del percorso nel

territorio (che si traduce in "tortuosità" del percorso) e dal contenimento della distanza fra

le fermate.

e7) I tempi di attesa alle fermate dipendono dall'intervallo fra le corse di ogni linea. Come

s'è detto in (e3), i tempi di cui in f

1 ed f

2 si possono ripetere più volte nella eventuale

necessità di effettuare trasbordi fra linee fra loro integrantisi.

e8) Il comfort del viaggio nella vettura dipende notevolmente dallo spazio messo a

disposizione per ogni posto offerto (m2/posto offerto).

Tortuosità delle linee

a. In genere fa aumentare i costi di produzione del gestore del servizio per il maggior fabbisogno

- a parità d'ogni altra condizione - di vetture e di equipaggi.

b. Poiché facilita l'accessibilità, tende a far diminuire il tempo dell'utente che vuol accedere al

servizio: ma agli utenti già in vettura allunga il tempo di spostamento.

Distanza fra le fermate: opera esattamente come la Tortuosità già esaminata

a. La tortuosità e la distanza tra le fermate permettono di individuare l'area (detta d'influenza

della linea) entro la quale l'UT accetta che ricadano l'Origine oppure la Destinazione dei propri

spostamenti. A tale fine bisogna conoscere la distanza pedonale accettata dagli UT, la quale



dipende dal reddito, dal possesso della vettura individuale e dalla finalità dello spostamento.

Ricerche in tale direzione sono state effettuate da numerose aziende di trasporto.

b. Nota così la distanza pedonale accettata dagli Utenti, taluni Autori consigliano di calcolare

l'area di influenza come la striscia di larghezza pari al doppio di tale distanza avente per asse

il tracciato della linea. Tuttavia, se si vanno a controllare le effettive distanze pedonali da

percorrere sui percorsi stradali reali, si trovano aree reali pari al 60-80% di quelle in quel modo

calcolate.

Intervallo fra le corse :

a) Si può anche considerare in suo luogo la frequenza, che è la grandezza inversa.

b) Per l'utente l'aumento della frequenza è sempre un vantaggio perché tende a ridurre il tempo

di attesa (dal valore monetario elevato) ed a migliorare il comfort di viaggio (minor affollamento

delle vetture).

c) Per il gestore l'aumento della frequenza è sempre causa d'incremento dei costi pel maggior

numero di veicoli ed equipaggi occorrenti.

Tuttavia se l'incremento della frequenza è richiesto da un incremento della domanda

(com'avviene nelle ore di punta del traffico di utenti della linea), l'incremento dei costi è

accompagnato da incremento dei ricavi; resta a vedere nella dinamica di breve periodo l'effetto

di tali incrementi sull'utile finale.

Se poi l'incremento della frequenza è dovuto solo alla necessità di ridurre il tempo di attesa

dell'utenza (come avviene nelle ore di morbida del traffico di utenti della linea), l'incremento dei

costi potrebbe avvenire anche in pura perdita, a meno che l'utenza delle ore di morbida non

aumenti per la riduzione di quel tempo.

E' da notare che l'aumento della frequenza delle corse d'una linea può trovare limiti nei flussi

di carico degli archi e dei vertici del grafo, nonché nella recettività delle fermate, specie se

comuni a più linee.

Linee dirette senza trasbordi

a. Per l'utente l'esistenza di linee dirette senza trasbordo è sempre un vantaggio per

l'eliminazione dei tempi per il trasbordo, tutti fortemente onerosi. Gli utenti vorrebbero quindi

una rete di servizi fatta dei collegamenti a due a due di tutte le possibili zone dell'area. Il che è

impossibile.

b. Per il gestore, un primo approccio mostrerebbe (che il numero di veicoli ed equipaggi

occorrente per gestire una linea lunga sia pari a quello occorrente per gestirla suddividendola

in un certo numero di linee fra loro integrate.



c. Il numero di cammini disponibili in un grado non è poi tanto grande e più linee lunghe

finiscono con l'avere lunghi percorsi in comune.

d. Considerando tali percorsi nelle ore di punta, se il carico nelle vetture di tutte le linee resta

elevato lungo tutto il loro percorso, il numero complessivo delle vetture resta eguale sia che le

linee siano dirette che integrate.

e. Considerando, invece, i percorsi in comune nelle ore di morbida, avviene che le vetture di

tutte le linee vi passano tutte solo parzialmente riempite; sicché nel tratto comune

converrebbe istituire una linea integrata con le altre all'estremità del percorso comune.

Analoga convenienza s'avrebbe nelle ore di punta se le vetture non fossero cariche lungo

tutto il percorso.

f. L'inconveniente maggiore dei lunghi percorsi comuni - oltre il maggior costo di gestione - è

l'eccessivo carico sul cammino, con conseguenti forti degradi delle velocità, aumento dei

tempi, congestione, difficoltà di interventi di regolazione (che si possono fare solo ai

capolinea). Può allora avvenire che l'attesa migliore qualità del servizio per l'eliminazione dei

trasbordi degeneri in un peggior servizio per minore affidabilità!

Comfort del viaggio

a) L'aumento della superficie disponibile per posto offerto (insieme a posti a sedere) facilità di

incarrozzamento, climatizzazione, illuminazione, sospensione elastica, insonorizzazione,

protezione urti interni, ecc.) è elemento essenziale del miglioramento del comfort, sempre

gradito all'utente.

L'importanza del comfort è correlato alla durata della permanenza in vettura.

b) Per il gestore tutto ciò determina incremento dei costi per aumento del numero di veicoli ed

equipaggi.

In verità ciò avviene solo quando l'aumento di cui in (a) - provocando la riduzione della sua

capienza, a causa dei vincoli posti dalla sagoma di ingombro e dalle dimensioni di legge - fa

aumentare il numero di veicoli occorrenti per offrire il numero di posti voluti dalla domanda di

trasporto (il che avviene di regola nelle ore di punta del traffico degli utenti della linea).

Inserimento del servizio di linea nel grafo

a) In base ai criteri sopraindicati tenendo conto del grafo delle infrastrutture di MSS a guida

libera e degli interscambi sulle varie relazioni di traffico del piano relativo all'intera area (e non ad

una sola relazione ) si può stendere la rete dei servizi di linea con autobus/tram con la

collocazione delle fermate e con il conseguente rilevamento delle distanze e quindi dei tempi dei

percorsi a piedi (velocità del pedone 0,8 m/sec); nonché la rete degli altri servizi di linea

(ferrovia, navigazione, aeroporti).


Date post:	17-Feb-2019
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