Ingegneria
corso di
TEORIA E TECNICA DELLA CIRCOLAZIONE
Guida al
PROGETTO DI TRAFFICO
DOCENTE
Prof. Ing. UMBERTO CRISALLI
Anno Accademico 2021 - 2022
SOMMARIO
1. INTRODUZIONE ............................................................................................................................ 3
2. DELIMITAZIONE E ZONIZZAZIONE DELL’AREA DI STUDIO.................................................... 4
2.1. CRITERI GENERALI ..................................................................................................................... 4
2.2. INDIVIDUAZIONE DELLE AREE OMOGENEE .................................................................................... 6
2.3. ZONIZZAZIONE DELL'AREA DI STUDIO E SCHEMA DELLA RETE DI BASE ............................................ 7
2.4. L'AREA ESTERNA A QUELLA DI STUDIO ......................................................................................... 8
2.5. L’ESTRAZIONE DELLA RETE DI BASE ............................................................................................ 9
2.6. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 16
3. IL MODELLO DELL’OFFERTA DI TRASPORTO....................................................................... 18
3.1. METODI DI RAPPRESENTAZIONE DELL’OFFERTA ......................................................................... 18
3.1.1. I grafi .............................................................................................................................. 18
3.1.2. Alcune caratteristiche dei grafi ...................................................................................... 19
3.1.3. Le reti ............................................................................................................................. 21
3.2. IL GRAFO DELLA RETE STRADALE .............................................................................................. 22
3.3. IL MODELLO DI RETE STRADALE................................................................................................. 27
3.3.1. Le funzioni di costo dei rami .......................................................................................... 27
3.3.2. La matrice delle caratteristiche dei rami ........................................................................ 29
3.3.3. L’influenza dei mezzi pesanti ......................................................................................... 31
3.4. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 34
4. LA STIMA DELLA DOMANDA DI TRASPORTO ....................................................................... 35
4.1. STIMA DELLA MATRICE O/D DEGLI SPOSTAMENTI DI SCAMBIO ED ATTRAVERSAMENTO .................. 37
4.1.1. Una tecnica applicativa semplificata per la stima della domanda di scambio ed
attraversamento ....................................................................................................................... 38
4.2. STIMA DELLA MATRICE O/D DEGLI SPOSTAMENTI INTERNI ........................................................... 40
4.2.1. Un sistema di modelli ad aliquote parziali ..................................................................... 40
4.2.2. La matrice O/D da assegnare alla rete stradale ............................................................ 43
4.3. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 47
5. L’ASSEGNAZIONE DELLA DOMANDA ALLA RETE ............................................................... 48
5.1. IL MODELLO DI ASSEGNAZIONE.................................................................................................. 48
5.2. CALCOLO DEGLI INDICATORI SINTETICI DI PRESTAZIONE.............................................................. 49
5.3. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 52
6. LO SCENARIO DI PROGETTO................................................................................................... 53
6.1. INTRODUZIONE ........................................................................................................................ 53
6.2. LA RETE DI PROGETTO ............................................................................................................. 54
6.3. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 55
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
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6.4. LA DOMANDA DI TRASPORTO DI PROGETTO ................................................................................ 57
6.5. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 57
6.6. L’ASSEGNAZIONE DELLA DOMANDA ALLA RETE DI PROGETTO ...................................................... 58
6.7. CALCOLO E CONFRONTO DEGLI INDICATORI SINTETICI DI PRESTAZIONE ....................................... 59
6.8. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 62
7. LA RELAZIONE TECNICA .......................................................................................................... 63
7.1. ELABORATI DA PRODURRE ....................................................................................................... 63
APPENDICE A: ELENCO DEGLI ELABORATI DA PRODURRE ………………………….……………64
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1. INTRODUZIONE
Il Progetto di Traffico che verrà sviluppato nel modulo di Teoria e Tecnica della
Circolazione consiste nella simulazione, attraverso modelli analitici, degli effetti
dell’implementazione di interventi sul sistema di trasporto stradale di una città di
medie dimensioni. Il progetto si compone delle seguenti fasi:
ü delimitazione dell'area di studio e zonizzazione del territorio (Cap. 2);
ü costruzione del modello di rete stradale (Cap. 3);
ü stima della domanda di trasporto (Cap.4);
ü calcolo dei flussi sulla rete e degli indicatori sintetici di prestazione (Cap. 5);
ü implementazione ed analisi di uno scenario di progetto (Cap. 6).
Al fine di espletare le operazioni e le analisi richieste per ognuna delle precedenti
fasi verrà utilizzato il software di simulazione dei sistemi di Trasporto PTV VISUM,
scaricabile gratuitamente nella versione per studenti sul sito web del produttore
all’indirizzo: https://your.visum.ptvgroup.com/vision-traffic-suite-students-en
Infine, il capitolo 7 contiene alcune indicazioni per la redazione della relazione
tecnica di progetto, mentre nell’appendice A viene riportata una sintesi degli
elaborati da produrre.
La conclusione del progetto e la consegna dello stesso, dopo la revisione finale
effettuata dal docente del Corso, è condizione indispensabile affinché gli allievi
siano ammessi all’esame finale.
Il progetto dovrà comunque essere consegnato secondo modalità e tempi
stabiliti dal docente, che verranno comunicati durante il corso.
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2. DELIMITAZIONE E ZONIZZAZIONE DELL’AREA DI STUDIO
2.1. Criteri generali
Il primo passo per la modellizzazione analitica del sistema della mobilità e dei
trasporti consiste nella individuazione della cosiddetta area di studio. L’area di
studio è definita come quella porzione di territorio all'interno della quale si ritiene
che si esauriscano gli effetti degli interventi sul sistema di trasporto in esame. Nel
prosieguo si farà riferimento ad aree di medie dimensioni e ad un sistema di
trasporto comprendente i seguenti modi: pedonale, auto e trasporto collettivo.
Per la individuazione dell'area di studio va considerato che il procedimento di
valutazione della mobilità riportato qui di seguito tratta in modo diverso gli
spostamenti dei residenti nell'area di studio e quelli dei non residenti: la stima della
mobilità interna dei residenti è effettuata tramite un sistema di modelli
comportamentali, mentre quella di scambio è stimata in maniera esogena senza
l’utilizzo di modelli comportamentali. Per questo motivo si manifesta l’esigenza di
definire i confini dell’area di studio in maniera tale da ridurre l’incidenza percentuale
della domanda dei non residenti rispetto a quella dei residenti. A tale scopo la
dimensione dell’area di studio dovrebbe essere portata a comprendere anche centri
abitati esterni al perimetro del centro urbano oggetto di studio, ma ricadenti nella
sua area di gravitazione. D’altra parte, va tenuto presente che al crescere delle
dimensioni dell'area di studio, aumenta il numero di zone di traffico in cui occorre
suddividere l'area e aumenta di conseguenza la complessità del lavoro da svolgere
in fase di applicazione del sistema di modelli.
La delimitazione finale dell'area di studio deve quindi derivare da un compromesso
tra l'esigenza di ridurre il numero di spostamenti di scambio e l'esigenza di
contenere il numero di zone dell'area di studio. Un utile criterio è quello di farla
coincidere almeno con l'area servita dal sistema di trasporto pubblico con
caratteristiche urbane. Il caso che si presenta più di frequente è quello di un nucleo
urbano che ricopre parzialmente il territorio comunale, con eventuali centri abitati
non strettamente conurbati appartenenti al comune stesso: in questo caso il
perimetro dell'area di studio è costituito dal perimetro del nucleo urbano e pertanto
l'area di studio è formata da una parte o da tutto il territorio del comune in esame. È
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in ogni caso necessario, per motivi che saranno chiari nel seguito, che i confini
dell'area di studio coincidano con i confini delle sezioni di censimento ISTAT.
Il secondo passo nell’applicazione della procedura consiste nell’operazione di
definire la zonizzazione dell’area di studio e lo schema di rete stradale da utilizzare
nella modellizzazione. Le fasi di zonizzazione dell'area di studio e di
schematizzazione della rete stradale vanno condotte in modo interattivo, in quanto
esistono delle forti interdipendenze fra le due operazioni. La zonizzazione serve a
concentrare in un numero limitato di punti (centroidi delle zone) la molteplicità degli
spostamenti con origine e destinazione diffusi su tutta l'area di studio. Tutti gli
spostamenti stimati (da interviste) o previsti (con modello) con origine in una zona
si riterranno in partenza dal relativo centroide; analogamente per le destinazioni. La
necessità della schematizzazione delle reti di trasporto deriva dalla esigenza di
disporre di un modello per calcolare i tempi di spostamento fra le zone (e, quindi,
fra i centroidi delle zone) e per determinare i flussi che utilizzano i singoli rami della
rete.
Da un lato, quindi, la scelta dei rami che devono fare parte dello schema di rete
dipende dalla scelta delle zone, in quanto dovranno considerarsi tutti i rami
suscettibili di servire spostamenti fra le zone stesse: in particolare, se si adottano
zone piccole, lo schema dovrà comprendere dei rami che con una zonizzazione
meno minuta sarebbero stati considerati locali. Dall'altro lato la suddivisione in zone
dovrà essere coerente con lo schema di rete minimo cioè con lo schema costituito
dai rami della rete di cui interessa conoscere i flussi. Zonizzazione e schema di rete
saranno coerenti quando il numero dei rami presenti all'interno di ogni zona sarà il
minimo possibile. Se ad esempio lo schema di rete ha una struttura fitta in una certa
area, mentre la zonizzazione presenta zone ampie e quindi con pochi centroidi, si
verificherà che saranno caricati solo pochi rami mentre gli altri rami (sui quali pure
interessa conoscere i flussi) saranno del tutto scarichi.
Il risultato delle operazioni condotte deve essere quindi frutto di un compromesso
tra le due esigenze contrastanti nell'esecuzione delle operazioni di zonizzazione e
scelta dello schema di rete, ovvero l'avere poche zone e uno schema molto
semplice che converrebbe per semplificare le operazioni di applicazione della
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procedura contro uno schema della rete molto fitto che consentirebbe una migliore
precisione nella valutazione dei flussi, dei tempi e dei costi dello spostamento.
Le operazioni da effettuare per la zonizzazione e l’estrazione dello schema di rete
sono descritti nei successivi paragrafi 2.2, 2.3, 2.4 e 2.5.
2.2. Individuazione delle aree omogenee
Definita l'area di studio, il procedimento di zonizzazione viene sviluppato
individuando dapprima delle aree omogenee dal punto di vista delle attività
socioeconomiche attuali o previste per il futuro (per le previsioni sullo sviluppo
territoriale conviene riferirsi agli strumenti della pianificazione urbanistica, quali i
Piani Regolatori Generali); tale suddivisione viene effettuata (tenendo conto che
l'unità minima di riferimento è la singola sezione di censimento ISTAT) mediante
l'ausilio di carte di scala adeguata, dal 1:2000 ÷ 1:5000 per le zone a più forte
densità abitativa al 1:10000 per le altre.
In generale, in una area urbana è possibile identificare ad un primo livello tre tipi di
aree omogenee:
ü Centro: costituito dalla parte della città "storica" e/o "direzionale"; le
connotazioni principali sono la elevata concentrazione di attività terziarie e
commerciali, con uffici pubblici e privati, studi professionali, elevato numero
di negozi di generi di lunga durata, oppure l'elevata densità residenziale nei
quartieri antichi con bassa accessibilità al trasporto privato per le particolari
caratteristiche storico-urbanistiche.
ü Corona interna o prima corona: è costituita dalla parte di città, riconducibile
alle zone omogenee "di completamento" nei piani regolatori vigenti o in
itinere, e che hanno una densità di edificato maggiore di 1.5 mc/mq; in genere
comprende la parte di città generalmente circostante il Centro, ad alta e
media densità insediativa e prevalentemente destinata a residenza,
commercio di generi di breve e media durata e attività artigianali.
ü Corona esterna o seconda corona: è costituita dalle zone con bassa
densità insediativa, suscettibili di sviluppo nei P.R.G. vigenti; dalle zone con
spiccate caratteristiche produttive, artigianali o industriali; dagli eventuali
centri abitati non conurbati al centro principale, quali frazioni e quartieri
periferici e da tutte quelle zone non incluse nelle suddivisioni precedenti.
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2.3. Zonizzazione dell'area di studio e schema della rete di base
E’ opportuno che la zonizzazione discenda dalla ulteriore suddivisione di Centro,
Prima e Seconda Corona in sub-aree omogenee e venga effettuata mediante
l'aggregazione delle particelle di rilevamento del censimento ISTAT; ciò consentirà
l’attribuzione, per una determinata zona di traffico, dei valori delle caratteristiche
socioeconomiche (popolazione residente, popolazione attiva, studenti, ecc.) che
vengono rilevati nel censimento ed attribuiti alla particella stessa. La particella di
censimento risulta dunque essere una unità indivisibile attraverso la cui
aggregazione è possibile definire le zone. Nel seguito vengono indicati ulteriori
criteri generali utili per la definizione delle sub-aree omogenee; è bene notare che
si tratta di criteri e non di regole in quanto non è detto che essi possano essere
rispettati integralmente in ogni situazione.
ü Omogeneità territoriale: si calcolano gli indici di densità territoriale di
popolazione, addetti nel settore servizi, attivi totali, e si procede
all'accorpamento delle sezioni censuarie contigue che presentino indici simili;
ü omogeneità fisica: elementi fisici divisori, quali un fiume, una tratta
ferroviaria, un muro di sostegno elevato, non devono attraversare mai le
zone, piuttosto contribuiranno a delinearne i confini;
ü omogeneità storico-culturale tra due o più particelle vicine;
ü omogeneità trasportistica: accorpare per quanto possibile le particelle
servite da uno stesso elemento fondamentale del sistema di trasporti
interessante la zona, come una strada di penetrazione nella seconda corona,
una stazione di metropolitana, ecc. Operando con questo criterio si ottiene
che i viaggiatori in partenza abbiano un comportamento analogo nella scelta
del modo e del percorso;
ü omogeneità topologica: dal punto di vista della riduzione di un sistema
continuo ad uno discreto sarebbe opportuno che le zone di traffico fossero
tutte approssimabili a dei cerchi di eguale diametro o, non essendo ciò
possibile, a dei quadrati di eguale lato. Ciò affinché uno spostamento che
abbia origine o destinazione in posizione periferica di una zona di traffico non
sia meglio rappresentato dal centroide di una zona di traffico contigua.
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Avendo definito la ripartizione in zone omogenee mediante l'ausilio dei suddetti
criteri, si passa alla fase successiva che consiste nella definizione della rete di base,
costituita da:
ü rami della rete utilizzati per la penetrazione al centro dell'area e per
l'attraversamento di essa da parte dei flussi provenienti sia dall'esterno
dell'area di studio che dalla corona più esterna;
ü rami utilizzati per i collegamenti dei diversi quartieri della città;
ü rami dei quali si vuole conoscere il flusso di traffico che li attraversa.
A questo punto occorre verificare schema di rete e zonizzazione in modo che
risultino rispettate le seguenti norme orientative:
ü ogni zona deve ricadere interamente in una delle aree omogenee (Centro,
Prima Corona, Seconda Corona) precedentemente individuate o deve
coincidere con una di esse;
ü una zona può essere delimitata dai rami dello schema di rete; all'interno delle
zone, soprattutto se di grandi dimensioni, possono esservi rami della rete.
ü il numero di abitanti in ciascuna zona di norma non deve superare, per una
città di medie dimensioni le 5.000 unità;
ü il diametro medio della parte della zona in cui sono presenti residenze o
attività di norma non deve superare i 600 metri; fanno eccezione le aree a
bassa densità insediativa.
Conclusa la ripartizione in zone di traffico dell'area di studio, in ognuna di esse viene
posizionato il relativo centroide. La posizione del centroide viene fatta coincidere
con il baricentro delle attività presenti nella zona stessa. Il centroide va poi collegato
alla rete tramite dei rami fittizi che dovranno immettersi su quei rami reali dove più
alta è la concentrazione delle immissioni reali, come si vedrà in seguito.
2.4. L'area esterna a quella di studio
L’area di studio scambia relazioni con il mondo esterno. Nell’approccio generale che
si intende qui adottare tali relazioni (di tipo trasportistico, per il problema in esame)
vengono concentrate in punti singolari. Questi punti singolari vengono posizionati
all’intersezione del confine dell’area di studio con la viabilità di penetrazione alla
stessa. Gli spostamenti che l’area esterna scambia con l’area di studio (e viceversa)
vengono attribuiti a tali punti singolari precedentemente individuati in funzione della
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posizione di diverse aree omogenee in cui l’area esterna può essere partizionata.
Per questo motivo si procede spesso ad una zonizzazione anche dell’area esterna
all’area di studio, allo scopo di potere individuare porzioni di territorio che scambiano
spostamenti in maniera simile con l’area di studio. In ogni caso, tutte le relazioni tra
area esterna ed area di studio vengono concentrate nelle sezioni di confine
precedentemente definite, indicate come centroidi esterni.
2.5. L’estrazione della rete di base
L’insieme degli elementi fisici rappresentati per un’applicazione è chiamato rete di
base. Ad esempio, nei sistemi stradali urbani, sono individuati i tronchi stradali e le
loro principali regole di traffico tipo senso unico, nessuna svolta ecc.. La scelta degli
elementi da considerare è strettamente collegata alle finalità per le quali si
costruisce il modello. Ad esempio, per un progetto di riorganizzazione dei servizi di
trasporto collettivo di un’area saranno considerati tali i servizi e le infrastrutture sulle
quali questi operano, così come le principali fermate, le linee che operano lungo le
sezioni etc.
Le infrastrutture e i servizi possono essere relativi ad una singola o più modalità di
trasporto. Nel primo caso si parlerà di sistema mono-modale, nel secondo caso di
sistema multi-modale.
Le infrastrutture e/o i servizi di trasporto sono individuati sulla base della loro
funzione di collegamento tra le zone di traffico presenti nell’area di studio e
l’ambiente esterno. Questo comporta una stretta interdipendenza tra la
individuazione della rete di base e la zonizzazione. Poiché i flussi sugli elementi
della rete che risultano da spostamenti intrazonali non sono simulati, una
zonizzazione più fitta con una rete di base rada verosimilmente comporterà una
sovrastima dei flussi di traffico sugli elementi inclusi nella rete. Viceversa, una rete
di base molto dettagliata con una zonizzazione rada potrebbe causare una
sottostima di alcuni flussi di traffico.
La individuazione degli elementi rilevanti è ovviamente più facile quando tutti i
servizi e/o le infrastrutture giocano un ruolo nel collegare le zone di traffico, e un
caso potrebbe essere, ad esempio, la rete aerea nazionale. Nel caso di reti stradali,
solo un sottoinsieme di strade è rilevante nel collegare le diverse zone. Nelle aree
urbane, ad esempio, le strade locali sono solitamente escluse dalla rete di base
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dell’intera area, mentre potrebbero essere incluse nelle reti di base di più limitati
sottoinsiemi (un quartiere o parte di esso). Analogamente, quando si considera una
intera regione, la maggior parte delle strade all’interno di ciascuna città non saranno
incluse nella rete di base.
Allo scopo di accelerare le operazioni relative allo svolgimento del progetto,
compatibilmente con il carico didattico previsto per questo corso, la
suddivisione dell’area di studio in macroaree (centro, prima corona, seconda
corona) è già stata effettuata all’interno del software Visum (vedi figura 2.1 e
file “Ver” assegnato dal docente del corso).
Figura 2.1 – Area di studio: macrozone
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Allo stesso modo, per ogni gruppo di allievi, all’interno dell’Editor di rete è stata
definita la suddivisione delle macroaree in zone di traffico (figura 2.2).
Figura 2.2 – Area di studio: zonizzazione
In relazione al livello di dettaglio della zonizzazione, e analizzando la
cartografia dell’area di studio, è compito degli allievi utilizzare gli strumenti di
editing di Visum per individuare ed implementare la rete infrastrutturale che
si intende adottare come rete di base del sistema di trasporto stradale; tale
rete di base dovrà essere estratta secondo i criteri descritti in questo capitolo.
A titolo di esempio, nelle figure 2.3 e 2.4 viene riportato un possibile risultato
delle operazioni richieste.
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Figura 2.3 – Esempio di schema di rete in Visum
Figura 2.4 – Esempio di schema di rete in Visum – Particolare del centro
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Per fare ciò, in corrispondenza di ogni intersezione sarà necessario inserire
un nodo. I nodi così ottenuti dovranno essere collegati da archi
rappresentativi dell’infrastruttura stradale che si intende far parte della rete di
base. Per aggiungere i nodi bisogna cliccare a sinistra su “nodi” e
successivamente sul tasto “+”. Per collegare i nodi aggiunti con gli archi
bisogna cliccare su “archi” seguito dal tasto “+”, selezionare quindi il nodo
di partenza e quello di destinazione per disegnare l’arco desiderato. Per dare
la forma desiderata all’arco è sufficiente muoversi lungo la direzione
desiderata e cliccando con il tasto sinistro del mouse si possono aggiungere
dei punti forma. In figura 2.5 viene rappresentato un esempio di inserimento
dei nodi alle intersezioni, mentre in figura 2.6 viene rappresentato un esempio
di inserimento di un arco.
Figura 2.5 – Rete di base: inserimento nodi alle intersezioni
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Figura 2.6 – Rete di base: inserimento arco
Una volta definito l’arco si procederà alla definizione delle regole di
circolazione mediante la definizione dei sensi di marcia in Visum in base ad
una ipotesi di configurazione dei sensi di marcia effettuata dagli allievi,
considerando che le strade riportate sulla cartografia assumono un differente
significato in relazione alla freccia riportata al centro delle infrastrutture
stradali rappresentate, ed in particolare:
•
freccia assente – indica una strada a doppio senso di circolazione;
•
freccia presente – indica una strada a senso unico di marcia, percorribile
nella direzione della freccia.
Le regole di circolazione verranno implementate in Visum definendo le
caratteristiche dell’arco all’interno dello attribute editor per ogni senso di
circolazione ammissibile, in relazione alla sua localizzazione, ed in base alla
seguente classificazione funzionale:
1. Centro (se transitabile nella direzione corrente e interno a una zona del
centro);
2. Prima_Corona (se transitabile nella direzione corrente e interno a una
zona della prima corona);
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3. Seconda_Corona (se transitabile nella direzione corrente e interno a una
zona della seconda corona);
Poiché, come precedentemente descritto, la delimitazione dell’area di studio
in macroaree è stata già realizzata dal docente del corso (figura 2.1), gli allievi
si dovranno limitare a definire i sensi di circolazione dei rami ed associare la
classificazione funzionale agli stessi sulla base della localizzazione del ramo
all’interno delle macrozone.
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2.6. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre avere prodotto attraverso l’uso
degli strumenti di rappresentazione di Visum i seguenti elaborati:
•
Tavola 1– La zonizzazione dell’area di studio (esempio in figura 2.7)
•
Tavola 2 – La rete di base (esempio in figura 2.8)
Figura 2.7 – Elaborati da produrre: zonizzazione
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Figura 2.8 – Elaborati da produrre: rete di base
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3. IL MODELLO DELL’OFFERTA DI TRASPORTO
3.1. Metodi di rappresentazione dell’offerta
3.1.1. I grafi
Un grafo G è costituito da una coppia ordinata di insiemi, un insieme N di elementi
detti nodi (o vertici) ed un insieme L di coppie di nodi appartenenti ad N detti archi
o rami:
G = (N,L). Siano nN ed nL il numero dei nodi (cardinalità di N) e degli archi (cardinalità
di L) rispettivamente.
I grafi costituiscono un potente strumento di rappresentazione che può essere
impiegato per descrivere realtà molto diverse. I nodi costituenti l’insieme N possono
individuare i punti di un territorio, le diverse componenti di un sistema o le diverse
attività di un viaggio. Un arco sta ad indicare l’esistenza di una relazione di qualsiasi
tipo fra la coppia di nodi che lo definisce. Ad esempio, se due nodi sono i punti di
un territorio, un arco che li congiunge può rappresentare una strada che li unisce.
Si osservi che un grafo costituisce una rappresentazione esclusivamente
“topologica”; essa consente unicamente di sapere se fra due qualunque elementi
del sistema esiste la relazione che definisce gli archi, ma nessuna informazione
quantitativa è associata a tale relazione.
Le coppie di nodi possono essere ordinate, cioè la coppia (i,j) è diversa dalla coppia
(j,i) nel qual caso l’arco l corrispondente alla coppia di nodi (i,j) si dice orientato o
direzionale, oppure le coppie possono essere non ordinate e quindi gli archi non
orientati. Un grafo nel quale tutti gli archi sono non orientati si dice non orientato.
Un grafo nel quale tutti gli archi sono orientati si dice a sua volta orientato o
direzionale. In un arco orientato il primo nodo della coppia si dice nodo iniziale, il
secondo nodo finale. I grafi impiegati per rappresentare i sistemi di trasporto sono
sempre orientati.
Per individuare compiutamente un grafo è necessario conoscere gli elementi
dell’insieme N e le coppie di N che costituiscono l’insieme L. La rappresentazione
più immediata è quella grafica (figura 3.1) nella quale i nodi sono individuati con un
punto o un cerchio contrassegnato da un numero e gli archi da segmenti che
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connettono le varie coppie di nodi costituenti l’insieme L. Ogni arco orientato
possiede una freccia che indica il verso di orientamento.
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Figura. 3.1 - Grafo orientato
Le rappresentazioni numeriche di un grafo possono essere matriciali o vettoriali, in
esse i nodi dell’insieme N sono di solito indicati con un numero intero.
La rappresentazione del grafo più utilizzata nei programmi di calcolo è nota come
stella in uscita, o forward-star, in cui ad ogni nodo i è associato l’insieme degli archi
da esso uscenti, ovvero i nodi finali di tali archi, FWS(i). È ovviamente possibile una
analoga rappresentazione del grafo detta backward-star (BWS) che richiede
esattamente la stessa quantità di dati. La scelta fra le rappresentazioni dipende
dall’algoritmo di calcolo dei percorsi minimi che si adotta.
3.1.2. Alcune caratteristiche dei grafi
In un grafo si definisce percorso, cammino o itinerario una sequenza di archi, nella
quale il nodo finale di ciascun arco coincide con il nodo iniziale del successivo. Per
esempio nel grafo di Fig. 3.1 la sequenza (5,1) (1,4) (4,3) è un percorso. Un
percorso si dice circuito o loop se il nodo finale del percorso coincide con quello
iniziale. Un percorso si dice elementare, o privo di circuiti, se nessuna parte di esso
costituisce un circuito, cioè se in esso un nodo non compare mai più di una volta
come inizio o fine di un arco. Per esempio nel grafo di Fig. 3.1 il percorso (5,1) (1,4)
(4,3) (3,5) è un circuito; il percorso (2,1) (1,4) (4,3) (3,5) è invece privo di circuiti e
quindi elementare. Nel seguito, sarà sottinteso il riferimento a percorsi privi di
circuiti. Un grafo in cui ciascun nodo è collegato mediante un arco a ciascun altro
nodo si dice completo. I grafi impiegati per rappresentare sistemi di trasporto sono
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generalmente non completi. Un grafo si dice connesso se ciascun nodo è origine di
almeno un percorso che ha come estremo un qualsiasi altro nodo del grafo.
Se da un grafo si eliminano alcuni archi si ottiene un grafo detto parziale. Se si
eliminano alcuni nodi e gli archi a cui tali nodi appartengono si ottiene un sottografo
del grafo dato.
Un grafo (in cui non è presente alcun circuito) nel quale esiste un solo percorso che
collega un nodo i con ciascun altro nodo si dice albero di radice i. Un albero è un
esempio di grafo non connesso in quanto non esistono i percorsi che collegano i
diversi nodi con la radice. In un grafo assegnato gli alberi aventi come radice i diversi
nodi sono altrettanti esempi di grafi parziali; in generale esistono diversi alberi aventi
la stessa radice. A titolo di esempio in figura 3.2 sono riportati alcuni alberi di radice
2 per il grafo di figura 3.1. Il numero di percorsi (privi di circuiti) che possono
individuarsi in un grafo è finito.
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4
5
3
2
1
4
1
5
4
5
2
3
2
3
1
4
1
4
5
2
5
3
2
3
Figura 3.2 - Grafo con alcuni alberi da esso estratti
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
20
Nelle reti di trasporto sono rilevanti solamente i percorsi che collegano coppie di
nodi nei quali iniziano e terminano degli spostamenti; tali nodi come si è visto nel
capitolo 1, vengono denominati centroidi. Per un dato grafo, con un numero
prefissato di nodi centroidi, è possibile elencare (o enumerare) tutti i possibili
percorsi elementari aventi un centroide come nodo iniziale e nodo terminale.
Se o e d sono due centroidi, si indica con Iod l’insieme dei percorsi che collegano o
e d, ovvero l’insieme dei percorsi aventi o come nodo iniziale e d come nodo finale.
In figura 3.3 è riportato un grafo con i possibili percorsi che connettono i nodi
centroidi. Sia nP il numero dei percorsi elementari che collegano le coppie di nodi
centroidi.
1
4
5
3
2
1
4
1
5
4
5
2
3
2
3
1
4
1
4
5
2
5
3
2
3
Figura 3.3 - Grafo con i percorsi elementari fra i nodi centroidi.
3.1.3. Le reti
Una rete è data da un grafo G con grandezze numeriche associate a ciascun arco;
per le reti di trasporto tali grandezze numeriche sono i costi generalizzati di
trasporto. Con cij si indica il costo dell’arco individuato dalla coppia di nodi (i,j) e il
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21
vettore c, di dimensione (nL´ 1), che ordina tali costi, è detto vettore dei costi di arco.
Alternativamente si può indicare con cl il costo relativo all’arco l individuato dalla
coppia di nodi (i,j).
In figura 3.4 è riportato un esempio di rete con il relativo vettore dei costi di arco.
2
2
4
2
1
1
6
4
2
3
5
5
Figura 3.4 - Esempio di rete
3.2. Il grafo della rete stradale
Allo scopo di gestire analiticamente lo schema di rete stradale di cui si è parlato nel
precedente capitolo, la modellizzazione del sistema di offerta di trasporto si avvale
della teoria dei grafi. Un grafo della rete stradale è essenzialmente costituito da nodi
e da rami orientati. I nodi, che individuano posizioni spaziali e/o temporali distinte,
possono essere:
ü centroidi interni: corrispondono a quei punti nei quali si suppongono
concentrate tutte le attività di una zona e dove quindi sono ubicate le origini
e le destinazioni degli spostamenti generati o attratti da dette attività (sono
detti anche centroidi di zona), il loro posizionamento è stato descritto nel
paragrafo relativo alla zonizzazione;
ü centroidi esterni: corrispondono a quei punti nei quali si suppone che sia
situata l'origine o la destinazione degli spostamenti da/verso l'esterno
dell'area di studio; come precedentemente illustrato, coincidono con le
sezioni al cordone dell'area;
ü nodi reali: corrispondono a punti singolari delle reti di trasporto; in genere
rappresentano intersezioni o punti di confluenza o di diversione di strade
della rete;
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
22
ü nodi fittizi: corrispondono a quei punti nei quali si ipotizza che avvengano gli
scambi tra i centroidi interni e la rete stradale reale; questi punti possono
anche coincidere con nodi reali e sono utilizzati per caricare la rete con gli
spostamenti che vengono considerati concentrati nei centroidi.
I rami individuano connessioni spazio-temporali tra due nodi; tali relazioni si
ritengono per definizione orientate, cioè qualora esista anche il collegamento in
verso opposto esso sarà rappresentato da un ulteriore ramo. I rami possono essere
distinti in:
ü rami reali: corrispondono al collegamento esistente tra due nodi reali della
rete (ad esempio, ad una strada con doppio senso di marcia tra due
intersezioni corrispondono, nel grafo, due rami reali orientati con verso
opposto);
ü rami fittizi: rappresentano quei collegamenti fittizi tra i centroidi di zona e i
nodi fittizi; generalmente ogni collegamento è rappresentato da due rami
orientati;
ü rami di manovra: rappresentano particolari manovre di svolta (es: rami di un
incrocio in cui si vogliano distinguere le possibili manovre e quindi i flussi
interessati).
Per ottenere dunque il grafo, una volta definito lo schema di rete che esso deve
rappresentare, occorre effettuare le seguenti operazioni:
ü posizionamento dei centroidi interni ed esterni e loro rappresentazione
mediante segni convenzionali (es. due cerchi concentrici);
ü posizionamento dei nodi reali (intersezioni, confluenze, divergenze, ecc.) e
loro rappresentazione (es. un cerchio);
ü definizione delle connessioni tra i nodi reali mediante un segmento
congiungente i nodi interessati ed una freccia indicante il senso della
relazione. Si ricorda che la rappresentazione è schematica e non è quindi
necessario seguire il tracciato della strada reale;
ü individuazione e posizionamento dei nodi fittizi sui rami reali e loro
rappresentazione (es. un cerchio tratteggiato);
ü definizione dei collegamenti tra i centroidi interni ed i nodi fittizi tramite i rami
fittizi mediante un segmento tratteggiato.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
23
Alcuni criteri generali possono essere adottati per l’individuazione dei rami fittizi di
connessione tra i centroidi e la rete stradale.
In linea di massima occorre considerare che questi rami fittizi sono la
rappresentazione implicita ed aggregata delle possibilità offerte dal sistema di
trasporto locale di livello più minuto (che non viene rappresentato nello schema di
rete e quindi nel grafo) agli utenti che dalle loro effettive localizzazioni sul territorio
(ritenute concentrate nei centroidi) intendono utilizzare il sistema di trasporto e
quindi accedere alla rete schematizzata nel grafo. Se non è necessaria la
conoscenza dettagliata dei flussi di svolta alle intersezioni è possibile connettere i
centroidi interni mediante i rami fittizi direttamente con i nodi reali, diminuendo così
il numero totale dei nodi e semplificando il grafo stesso.
Oltre alle regole testé enunciate, bisogna seguire con attenzione il dispositivo di
circolazione che si vuole rappresentare, con particolare attenzione alle intersezioni
ed alle strade a carreggiate separate. Di seguito si presentano alcune schematiche
considerazioni valide per alcune tipologie di immissione degli spostamenti
concentrati nei centroidi sulla rete rappresentata dal grafo.
Molte volte si sceglie di fare coincidere in maniera approssimata il punto in cui gli
utenti caricano la rete stradale con una intersezione. L’immissione viene in questo
caso rappresentata facendo coincidere il nodo fittizio di connessione con il nodo
reale rappresentate l’intersezione. In tale caso non si intende evidentemente
conoscere il numero di utenti che in realtà utilizzano effettivamente ogni ramo con
un estremo nell’intersezione considerata. Qualora invece si voglia conoscere non
solo i flussi su ogni ramo convergente in essa, ma anche i flussi relativi alle manovre
di svolta alle intersezioni, è necessario incrementare il numero di nodi affinché
ognuno rappresenti un solo punto di intersezione o di confluenza e collegarli
mediante dei rami di manovra rappresentanti le manovre possibili. Tale
rappresentazione si rende comunque necessaria qualora alcune delle possibili
manovre alla intersezione risultino impedite come rappresentato nella figura 3.5.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
24
Non i ntere ssa i l flusso effettivo
sui ra mi della intersezion e
Centr oidi i ntern i
Nodi reali
Nodi fittizi
Rami reali
Rami fittizi
2
5
0
8
4
Si vu ole conoscere il flusso
sui ra mi della intersezion e
Centr oidi i ntern i
Nodi reali
Nodi fittizi
Rami reali
Rami fittizi
2
5
4
16
8
Si vo gliono con oscere i flussi
di ogni ma novr a
Centr oidi i ntern i
Nodi reali
Nodi fittizi
Rami reali
Rami fittizi
1
12
4
28
8
Fig.1 - Rappresentazioni schematiche di una intersezione.
Figura 3.5 rappresentazioni schematiche di una intersezione
Nel caso in cui l’immissione avvenga su una strada urbana a carreggiate separate
occorre prestare particolare attenzione nel caso in cui nei rami reali che la
rappresentano vengano inseriti dei nodi fittizi, affinché non si abbiano, in
corrispondenza di questi, possibilità di svolta non possibili nel caso reale (figura 3.6).
Si ponga infine particolare attenzione al caso in cui una errata individuazione dei
rami di connessione possa, nella rappresentazione sotto forma di grafo, permettere
di scavalcare barriere fisiche esistenti, consentendo così una accessibilità che, nella
realtà, la zona idealmente concentrata nel centroide non possiede.
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25
zona i
i
ERRATA
i
ERRATA
i
CORRETTA
Fig. 2 - Immissione su strada
Figura 3.6 – Immissione
su strada
a carreggiate separate
a carreggiate
separate
Il grafo della rete stradale deve essere rappresentato dagli allievi del corso
attraverso gli strumenti di rappresentazione del software Visum come
illustrato nell’esempio di figura 3.7. A tale scopo è necessario partire dalla rete
infrastrutturale di base disegnata precedentemente e convertirla in grafo attraverso
gli strumenti di rappresentazione di Visum, utilizzando il comando elimina tutti i punti
intermedi presente nell’editor di modifica dell’arco.
Sul grafo stradale così ottenuto si procede alla connessione dei centroidi interni e
esterni con i nodi reali secondo i criteri già precedentemente descritti. Sulla tavola
di rappresentazione del grafo occorre ovviamente riportare anche i centroidi esterni
e la loro numerazione.
La connessione dei centroidi interni ed esterni con i nodi reali dovrà essere
effettuata in Visum dagli allievi aggiungendo rami connettori definiti nel
software cliccando a sinistra su “Connessioni” seguito dal tasto “+”.
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26
Figura 3.7 – Esempio di un grafo in Visum
3.3. Il modello di rete stradale
La rappresentazione analitica del sistema di offerta di trasporto deve considerare
che gli utenti che si spostano sulla rete subiscono, per la percorrenza di ogni arco
della stessa, una disutilità (impedenza dello spostamento). L’associazione di tale
disutilità (o costo generalizzato) ad ogni ramo del grafo precedentemente
individuato
permette
di
passare
dalla
rappresentazione
del
grafo
alla
rappresentazione della rete.
3.3.1. Le funzioni di costo dei rami
Nella determinazione delle componenti del costo generalizzato, trattandosi di
ambito urbano, si assume che nella valutazione del costo generalizzato per la scelta
del percorso seguito da una origine O ad una destinazione D, l'utente consideri solo
la variabile tempo impiegato, ritenendo che la componente legata al costo monetario
sia trascurabile.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
27
Al fine di agevolare lo svolgimento dell’esercitazione, in questo caso, verranno
utilizzate delle funzioni di costo semplificate, note come funzioni di costo BPR, che
consentono di calcolare il tempo di percorrenza del ramo i come:
βi
⎡
⎤
⎛
⎞
f
L
BPR
i ⎢
i
ti ( f i ) = 0 1 + α i ⎜ ⎟ ⎥
Vi ⎢
⎝ Ci ⎠ ⎥
⎣
⎦
dove:
•
tiBPR ( f i )
è il tempo di percorrenza sull’arco i che si realizza in
corrispondenza di un flusso fi;
•
Li è la lunghezza del ramo i;
•
V0i è la velocità di percorrenza a flusso nullo del ramo i;
•
fi è il flusso veicolare sull’arco i (veicoli/ora);
•
Ci è la capacità dell’arco i (veicoli/ora);
•
a i , bi parametri di calibrazione.
Per ogni arco, le precedenti caratteristiche verranno calcolate in base a parametri
dipendenti dalla classe funzionale di appartenenza dell’arco (centro, prima, seconda
corona) e da caratteristiche fisiche ricavate dalle informazioni di georeferenziazione
automatica effettuate dal software Visum.
I parametri di calibrazione delle funzioni semplificate BPR saranno assegnati dal
docente del corso.
In figura 3.8 viene riportato un esempio di rappresentazione grafica della funzione
di costo precedentemente descritta.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
28
Figura 3.8 – Esempio di funzione di costo BPR
3.3.2. La matrice delle caratteristiche dei rami
I parametri relativi alle funzioni di costo semplificate possono essere rappresentati
in forma compatta in opportune strutture dati. A tale scopo si utilizza in genere la
cosiddetta matrice delle caratteristiche dei rami. Questa matrice ha un numero di
righe pari al numero di rami della rete e tante colonne quante ne servono per
riportare tutti gli elementi necessari per il calcolo del tempo medio di percorrenza
del ramo, una volta noto il flusso.
Per quanto concerne l’esercitazione, dunque, la matrice delle caratteristiche dei
rami (tabella 3.1) conterrà, per ogni ramo della rete, i valori di:
•
identificativo dell’arco;
•
tipologia arco [Centro, Prima Corona, Seconda Corona];
•
identificativo per curva di deflusso [0,1,2,...];
•
velocità a flusso nullo [km/h];
•
capacità dell’arco [veic/h];
•
parametro a ;
•
parametro b .
Tabella 3.1 – La matrice delle caratteristiche dei rami
ID
Tipologia
arco
arco
0
Centro
1
Prima Corona
2 Seconda Corona
Curva CR
1
2
3
Velocità a flusso nullo
[km/h]
30
50
70
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Capacità
[veic/h]
750
1000
1400
α β
0.9 6.0
0.8 4.0
0.7 3.0
29
Per impostare le BPR in Visum bisogna cliccare sul menu “Calcola”, quindi in
“Impostazioni generali delle operazioni” vi è la possibilità di impostare le BPR
desiderate come segue:
1. cliccare su impostazioni TPR e quindi su curve CR;
2. selezionare a destra la funzione di costo BPR, del tutto analoga a quella
riportata precedentemente (vedi figura 3.8), e cliccare quindi su
modifica in modo da impostare i parametri a e b in funzione della
tipologia di arco (vedi figura 3.9). Nello specifico per la curva 1
andranno inseriti i parametri a e b (α e β) riportati in tabella 3.1 relativi
agli archi del centro. Per aggiungere le funzioni di costo 2 e 3 cliccare
su
inserisci
e
quindi
inserire
i
parametri
relativi
agli
archi
rispettivamente della prima e della seconda corona. Il parametro c per
la funzione di costo utilizzata in questa esercitazione è sempre pari a 1;
Figura 3.9 – Modifica/inserimento dei parametri delle funzioni di costo in Visum
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
30
3. modificare i parametri della tabella 9 X 9, riportata in figura 3.10, che
riporta in riga la tipologia di arco globale e in colonna le 10 tipologie di
arco secondario associate a ciascuna tipologia di arco globale,
inserendo in corrispondenza della riga “0” il valore 1 che corrisponde
alla curva CR “1”, in corrispondenza della riga “1” il valore 2 che
corrisponde alla curva CR “2” e in corrispondenza della riga “2” il
valore 3 che corrisponde alla curva CR “3”.
Figura 3.10 – Modifica/inserimento delle funzioni di costo in Visum
3.3.3. L’influenza dei mezzi pesanti
Questa esercitazione è volta allo studio di un sistema di trasporto privato pertanto
vengono considerate, in tutte le valutazioni, solamente flussi di traffico relativi ad
autovetture. Ciò detto, risulta necessario tenere in qualche modo conto
dell'influenza che i veicoli pesanti (autobus ed autocarri) hanno sul modello del
sistema in relazione alle semplificazioni sopra richiamate.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
31
Disponendo quindi della capacità ideale di una strada, Cid, espressa in veicoli/h e
calcolata come precedentemente riportato, conoscendo la percentuale pMP di mezzi
pesanti che transitano sulla strada in esame ed inoltre il coefficiente di equivalenza
E (che si assume sia unico per tutte le categorie) tra autovetture e mezzi pesanti, la
capacità C espressa in veicoli/h viene data come:
ù
é
1
C = Cid × ê
ú
ë 1 - p MP + p MP × E û
Le matrici Origine-Destinazione che verranno assegnate alla rete stradale verranno,
come si vedrà in seguito, ricavate anch'esse in termini di autovetture; dovrebbero
quindi incrementare dette matrici secondo la percentuale pMP di mezzi pesanti
gravanti su ogni relazione O/D. Per semplificare le operazioni, viene introdotta una
ulteriore riduzione della capacità al fine di compensare quell'incremento di
domanda, e quindi di flusso, di cui si sarebbe dovuto tenere conto per quanto
appena detto.
Indicando quindi con fA il flusso di sole autovetture e con fT il flusso totale
rapportabile a C, per quanto detto si ha:
f A = (1 - pMP ) × fT Þ fT =
fA
1 - pMP
e, volendo mantenere costante il grado di saturazione fT/C:
fT
fA
f
=
= A ÞC f = (1 - pMP ) × C
C (1 - pMP ) × C C f
Il valore di pMP viene valutato mediante una indagine ad hoc che può essere
effettuata a livello zonale, pervenendo a dei valori medi attribuibili a tutte quelle
strade ricadenti nelle diverse zone.
In casi particolari di direttrici di traffico particolarmente gravate dai mezzi pesanti, la
percentuale di mezzi pesanti da inserire nel calcolo della capacità andrà valutata
appositamente.
Coefficienti indicativi che possono essere individuati per la percentuale di mezzi
pesanti e per il coefficiente di equivalenza in funzione della localizzazione della zona
sono riportati nella seguente tabella 3.2.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
32
Tabella 3.2 - Percentuali di mezzi pesanti
Centro
E
pMP
I Corona
II Corona
2
2
2
5%
10%
15%
Nell’ambito di un sistema completo di modelli per la pianificazione dei trasporti
risulta in generale importante effettuare delle misure di flussi sulle strade. Queste
misure possono essere utilizzate, tra l’altro, per la validazione dei risultati
modellistici ottenuti in seguito all’assegnazione e/o per correggere i risultati dei
modelli di domanda con tecniche che tengano conto dei flussi misurati.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
33
3.4. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre avere prodotto
•
Tavola 3 - Grafo della rete stradale (esempio in figura 3.11)
Figura 3.11 – Elaborati da produrre: il grafo stradale
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
34
4. LA STIMA DELLA DOMANDA DI TRASPORTO
In questa esercitazione la stima della domanda di mobilità verrà effettuata utilizzando
un sistema di modelli di domanda a quattro stadi avente una notevole caratterizzazione
in senso comportamentale. Dall’applicazione di questo sistema modellistico si ricaverà
la matrice O/D rappresentativa della domanda di mobilità sul modo auto nella nostra
area di studio riferita alla fascia oraria della punta antimeridiana (7.30-8.30).
La domanda di trasporto (passeggeri) può essere definita come la caratterizzazione
analitica, finalizzata alla rappresentazione modellistica, del fenomeno della mobilità
(delle persone). Nell’ambito del più generale sistema complessivo delle attività urbane,
l’esigenza della mobilità può essere vista come una necessità derivata da esigenze
primarie legate allo svolgimento delle attività economiche e sociali del territorio. In
quest’ottica è evidente come la domanda di trasporto sia fortemente influenzata, tra
l’altro, dalla dislocazione delle attività nell’area di studio.
La caratterizzazione analitica della mobilità avviene tipicamente associando alla
domanda di trasporto: caratteristiche motivazionali (legate alle esigenze primitive che
la mobilità è intesa a soddisfare, ad esempio spostamenti per il motivo Casa-Lavoro,
Casa-Studio, Casa-Acquisti, …); caratteristiche temporali (il periodo di riferimento cui
la mobilità viene riferita); caratteristiche spaziali (l’origine e/o la destinazione degli
spostamenti); caratteristiche di modalità degli spostamenti (il modo con cui gli
spostamenti vengono effettuati, ad esempio in auto, coi mezzi di trasporto collettivo, a
piedi, …); altre caratteristiche ritenute di volta in volta utili per l’individuazione
modellistica del fenomeno della mobilità.
Un’ulteriore importante distinzione può essere opportunamente effettuata rispetto agli
approcci
modellistici
che
di
seguito
verranno
proposti
relativamente
alla
caratterizzazione spaziale (origine e destinazione) degli spostamenti. È opportuno
suddividere (per ogni dato motivo dello spostamento) l'insieme degli spostamenti che
interessano l'area di studio in 4 sottoinsiemi costituiti da:
ü spostamenti interni, ovvero con entrambi gli estremi interni all'area di studio,
tipicamente effettuati nella fascia di punta antimeridiana da residenti nell’area di
studio;
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
35
ü spostamenti di scambio dall’interno verso l’esterno dell’area di studio,
ovvero col solo estremo iniziale interno all'area di studio, tipicamente effettuati
nella fascia di punta antimeridiana da residenti all'interno dell'area di studio;
ü spostamenti di scambio dall’esterno verso l’interno dell’area di studio,
ovvero con il solo estremo finale nell’area di studio, tipicamente effettuati
nell’ora di punta antimeridiana da residenti all'esterno dell'area di studio;
ü spostamenti di attraversamento, ovvero spostamenti con entrambi gli estremi
esterni all'area di studio, tipicamente effettuati nell’ora di punta antimeridiana da
residenti all’esterno dell’area di studio.
Se indichiamo con ni il numero di zone interne all'area e con nc il numero di centroidi
al cordone, la matrice O/D può essere suddivisa in 4 sottomatrici (figura 4.1):
ü la sottomatrice A, con righe e colonne da 1 a ni, relativa agli spostamenti interni;
ü la sottomatrice B, con righe da 1 ad ni e colonne da ni+1 ad ni + nc, relativa agli
spostamenti di scambio verso l’esterno;
ü la sottomatrice C, con righe da ni+1 ad ni+nc e colonne da 1 ad ni, relative agli
spostamenti di scambio verso l’interno;
ü la sottomatrice D, con righe e colonne da ni+1 ad ni+nc relativa agli spostamenti
di attraversamento.
D
D O
o
n i +nc
ni ni+1
1
1
A
B
C
D
ni
ni+1
n i+nc
Fig. 4 - Matrice O/D e sottomatrici componenti.
Figura 4.1 – Matrice O/D e sottomatrici componenti
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
36
Per qualsivoglia motivo dello spostamento (sistematico o non sistematico che sia) è
approccio comune quello di simulare la struttura analitica degli spostamenti interni
attraverso un sistema di modelli di domanda e di utilizzare procedure di rilevazione e
stima diretta per la determinazione della domanda di scambio e di attraversamento.
L'applicazione di un sistema di modelli all'area esterna a quella di studio, infatti, pone
una serie di difficoltà relative alla raccolta dei dati di base delle zone esterne, ed ai
coefficienti da utilizzare nei sottomodelli.
4.1. Stima della matrice O/D degli spostamenti di scambio ed attraversamento
La stima diretta delle sottomatrici di scambio e di attraversamento introdotte in
precedenza
può
effettuarsi
seguendo
metodologie
diverse,
principalmente
riconducibili a due tecniche: indagini al cordone e conteggi di flussi.
Le interviste al cordone dell'area di studio, condotte su un campione di utenti, portano
a stime migliori in quanto permettono di conoscere rispettivamente origine,
destinazione, motivo, modo, attributi socioeconomici dell'utente e quanto altro
necessario per definire in maniera compiuta ogni spostamento. Tutti i vantaggi
derivanti dall'uso di questo metodo si scontrano con il notevole onere organizzativo e
finanziario ad esso relativo (tipicamente queste interviste vengono condotte con la
collaborazione di agenti in divisa: vigili urbani, polizia stradale, ecc.).
L'utilizzo dell’approccio basato su conteggi di flusso, che può a sua volta essere
condotto con tecniche diverse (tipicamente conteggi classificati semplici e conteggi
con il metodo della targa), permette generalmente di conoscere il numero di utenti in
entrata ed in uscita da ogni sezione al cordone per il modo considerato. A seconda del
tipo di tecnica specifica utilizzata per il conteggio dei flussi è inoltre possibile ottenere
(in particolare con il metodo della targa) anche una stima separata per il numero di
utenti che effettuano spostamenti di attraversamento e per quelli che effettuano
spostamenti di scambio.
In ogni caso le tecniche relative al conteggio dei flussi permettono di pervenire a dei
risultati validi e comparabili con quelli stimati da modello per la domanda interna, ma
non permettono la classificazione degli spostamenti per motivo.
Il conteggio dei flussi svolto con il metodo della targa fornisce buoni risultati quando
l'area in esame è di modeste dimensioni, il traffico di attraversamento è preponderante
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
37
rispetto a quello di scambio ed il numero delle sezioni al cordone non è molto alto.
L'indagine consiste nel registrare il numero di targa di un campione di veicoli in
ingresso ed in uscita attraverso le sezioni al cordone (eventualmente con l'aiuto di
registratori portatili): dal confronto tra i numeri di targa dei veicoli in ingresso in una
sezione ed in uscita da tutte le altre è possibile stimare direttamente la struttura
specifica della domanda di attraversamento. Inoltre, è possibile, per differenza, stimare
quanti veicoli si fermano nell'area (traffico di scambio con ingresso in ogni sezione).
La domanda di scambio (in entrata in ogni sezione ed in uscita da ogni sezione) deve
poi essere opportunamente ripartita rispettivamente rispetto alla destinazione o alla
origine) tra i centroidi interni. A tale ultimo scopo si possono utilizzare tecniche simili a
quelle che verranno descritte nel par.4.1.1. In ogni caso, nell’applicazione del metodo,
è opportuno tenere conto della necessità di sfalsare il rilevamento nelle sezioni di
entrata rispetto alle sezioni di uscita di un tempo pari a quello medio di attraversamento
dell'area.
4.1.1. Una tecnica applicativa semplificata per la stima della domanda di scambio ed
attraversamento
Le sotto-matrici di scambio e di attraversamento per la presente esercitazione
verranno fornite dal docente del Corso. La procedura di stima adottata verrà di
seguito esposta per completezza di documentazione. È necessario precisare che la
tecnica adottata conduce a stime con uno scarso grado di approssimazione e la sua
validità deve essere limitata al contesto puramente didattico per il quale è presentata.
In ogni caso si suppone fin dall’inizio che la mobilità di scambio ed attraversamento,
riferita all’ora di punta antimeridiana, possa essere in via semplificata attribuita al solo
motivo dello spostamento casa-lavoro. Inoltre si suppone di potere considerare
trascurabile l’interazione dell’area di studio con il sistema esterno relativamente al
modo di trasporto collettivo (anche per la sporadicità e la trascurabilità del sistema di
offerta di trasporto collettivo tra l’area di studio e l’ambiente esterno, testimoniata dal
valore basso di flussi al cordone conteggiati per tale modalità di trasporto); è dunque
possibile considerare in via semplificata tutti gli spostamenti di scambio ed
attraversamento come afferenti al solo modo di trasporto privato.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
38
La valutazione degli spostamenti di scambio viene condotta basandosi sui conteggi di
flussi di traffico effettuati in corrispondenza delle sezioni al cordone. La procedura
adottata si articola nei seguenti passi fondamentali:
ü rilevamento dei flussi: in corrispondenza delle sezioni al cordone, vengono
rilevati, per la fascia oraria considerata, il numero di autovetture e mezzi pesanti
che attraversano la sezione nei due versi, cioè in ingresso ed in uscita dall'area
di studio;
ü ripartizione dei flussi: in base a stime qualitative basate sulla conoscenza
personale del funzionamento del sistema dei trasporti nell’area di studio, i flussi
di autovetture rilevati in ingresso alle diverse sezioni vengono suddivisi in due
aliquote, una che rappresenta la quota di scambio e l'altra quella di
attraversamento; in maniera del tutto analoga si procede per i flussi rilevati in
uscita;
ü determinazione spostamenti di attraversamento (sottomatrice D): per ogni
sezione al cordone, la parte di flusso entrante nell'area attraverso la sezione
stessa che rappresentante l'aliquota di attraversamento, è quella che viene
identificata in destinazione a tutte le restanti sezioni al cordone sulla base del
confronto tra le targhe registrate in ingresso/uscita alle sezioni;
ü determinazione degli spostamenti di scambio (sottomatrici B e C):
considerato il periodo di riferimento (7:30-8:30), si può con buona
approssimazione ritenere che si tratti di spostamenti casa-lavoro effettuati da
residenti nell'area per le uscite e da residenti all'esterno per gli ingressi, pertanto
si possono ripartire gli spostamenti in uscita da una certa sezione tra le zone
servite da quella sezione in proporzione al numero di occupati e gli spostamenti
in ingresso in proporzione al numero di addetti, pertanto se Ns è il numero dei
veicoli della quota di scambio usciti (entrati) in corrispondenza di una sezione,
Wi il numero di occupati (addetti) della zona i-esima servita dalla sezione e
Wt = SiWi è il totale degli occupati (addetti) nelle zone servite dalla sezione, il
numero Vi di veicoli con origine (destinazione) nella zona i-esima può essere
ottenuto in prima approssimazione con Vi = N s ×
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
Wi
.
Wt
39
4.2. Stima della matrice O/D degli spostamenti interni
La simulazione delle scelte di viaggio permette di determinare la domanda di trasporto
secondo la caratterizzazione già precedentemente discussa. Le scelte di viaggio che
si intende modellizzare sono:
ü la scelta di effettuare gli spostamenti (per ognuno dei motivi considerati) nel
periodo di riferimento considerato (ora di punta antimeridiana);
ü la scelta della destinazione del viaggio;
ü la scelta del modo di trasporto utilizzato;
ü la scelta del percorso utilizzato per compiere lo spostamento.
Come è noto tale sequenza di scelte è quella simulata dalla ben nota struttura
modellistica dei modelli di domanda a quattro stadi, in cui ad ognuno dei precedenti
livelli di scelta corrisponde un ben preciso sottomodello di domanda, e precisamente:
ü un modello di generazione, per la valutazione degli spostamenti emessi da ogni
zona di traffico per ognuno dei motivi considerati nel periodo temporale
considerato (modello descrittivo del tipo indici per categoria);
ü un modello di distribuzione, per la simulazione delle scelte relative alla
destinazione degli spostamenti (modello comportamentale di tipo Logit
multinomiale);
ü un modello di scelta modale, per la simulazione delle scelte relative alle
modalità di trasporto utilizzate per compiere gli spostamenti (modello
comportamentale di tipo Logit multinomiale).
Come è noto, le scelte di percorso vengono trattate nell’ambito di apposite procedure
inserite nei modelli di assegnazione.
4.2.1. Un sistema di modelli ad aliquote parziali
I modelli di domanda che verranno utilizzati possono essere inquadrati nella famiglia
dei modelli ad aliquote parziali del tipo “a 4 stadi”. In particolare, a parte il modello di
scelta del percorso che verrà inglobato nel modello di assegnazione, i modelli utilizzati
sono qui di seguito descritti.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
40
Modello di generazione
Il modello utilizzato è un modello descrittivo del tipo "indice per categorie" che permette
di stimare il numero medio di spostamenti emessi dalla zona i nella fascia oraria in
esame (7:30-8:30) per il motivo s considerato.
La procedura generale da utilizzare nell'ambito del motivo s è la seguente:
ü determinazione, per ogni zona di traffico interna all’area di studio, del numero
N(o) di decisori compatibili con il motivo s dello spostamento, ricavabile sulla
base dei dati ISTAT dopo avere proceduto all’aggregazione del dato per somma
su tutte le particelle componenti ogni singola zona;
ü calcolo del numero medio di spostamenti ET(o) con origine nella zona:
ET(o) = N(o) × m(s) × p
dove m(s) è il numero medio degli spostamenti effettuati da un decisore per il
motivo s nel periodo 6:00-9:00 e p è la frazione di spostamenti della fascia
considerata rispetto a tale periodo;
ü determinazione del numero medio di spostamenti di scambio ES(o) dei residenti
per il motivo in esame su mezzo privato emessi dalla zona o durante l'intervallo
considerato, ricavato con indagini al cordone e nel modo approssimato indicato
nel paragrafo relativo alla domanda di scambio ed attraversamento;
ü calcolo del numero medio di spostamenti interni EI(o) dei residenti con origine
nella zona o:
EI(o) = ET(o) - ES(o)
In realtà, si considera plausibile poter ipotizzare, in questo caso particolare, che il
numero di spostamenti di scambio interno-esterno per il motivo s nella fascia oraria
considerata sia trascurabile e quindi si può assumere ES(o)=0 per qualsivoglia zona
di traffico.
Modello di distribuzione
Per ottenere le matrici degli spostamenti interni per ciascun motivo, occorre calcolare
le frazioni degli spostamenti p(d os) emessi dalla zona o, con destinazione d, per il
motivo s, tramite il modello di distribuzione:
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
41
p(d/os) =
y2
Ady1 × Cod
y1
y2
å Ak × Cok
k
dove:
ü Ad è la capacità attrattiva della zona d (interna all’area di studio) dipendente dal
motivo dello spostamento s (per il motivo Casa-Altri motivi si considerino gli
addetti nel settore dei servizi alle famiglie);
ü Cod è il costo medio del trasporto connesso allo spostamento tra una qualunque
zona o ed una qualunque zona d, entrambe interne all’area di studio;
ü y1>0 e y2<0 sono i parametri del modello.
Gli spostamenti emessi da ogni zona o e destinati in ogni altra zona d (entrambe
interne all’area di studio) possono dunque essere calcolati come:
dod(s)=EI(o)*p(d/os)
Tali quantità rappresentano gli elementi della sottomatrice degli spostamenti interni su
tutti i modi relativi al motivo dello spostamento s.
Modello di scelta modale
Le probabilità di scelta dei singoli modi di trasporto (Auto, Bus, Piedi) possono essere
calcolate con un modello di utilità casuale di tipo Logit:
p(m/od) =
exp(Vmod )
od
od
od
exp(Vpiedi
) + exp(Vbus
) + exp(VAuto
)
Le utilità connesse all'utilizzo dei diversi modi possono essere calcolate come:
od
od
od
V Auto
= b bordo × TAuto
+ b cos to × C Auto
+ b park × Diff _ park d + b Auto
od
od
od
od
od
VBus
= b bordo × TBus
+ b Attesa × TAttesa
+ b Ped × TPed
_ bus + b cos to × CBus + b Bus
od
od
VPiedi
= b ped × TPiedi
dove :
od
Tpiedi
= tempo di minimo costo su rete pedonale per la coppia od, calcolato sul
minimo percorso pedonale;
od
TAuto
= tempo di minimo costo su rete stradale per la coppia od, calcolato sul
minimo percorso in condizioni di flusso nullo;
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
42
od
Tbus
= tempo a bordo sull’ipercammino di minimo costo sulla rete del trasporto
collettivo per la coppia od;
od
TAttesa
= tempo di attesa alla fermata sull’ipercammino di minimo costo sulla
rete del trasporto collettivo per la coppia od;
od
TPed_bus
= tempo a piedi di accesso-egresso dalle fermate sull’ipercammino di
minimo costo sulla rete del trasporto collettivo per la coppia od;
od
C Auto
= costo monetario del trasporto privato sulla relazione od;
od
Cbus
= costo monetario del trasporto pubblico sulla relazione od;
Diff_parkd = variabile discreta che rappresenta una misura della difficoltà di
parcheggiare l’auto nella zona di destinazione d;
b i = parametri del modello.
4.2.2. La matrice O/D da assegnare alla rete stradale
Applicati i modelli di emissione, distribuzione e scelta modale per tutti i motivi di
spostamento è possibile sommare le matrici O/D ottenute per determinare la matrice
O/D su autovettura. Questa matrice, ricavata per coppie O/D con estremi entrambi
interni all’area di studio, costituisce la sottomatrice “interna” degli spostamenti da
assegnare alla rete stradale. La matrice complessiva viene ottenuta “bordando” la
matrice interna con le sottomatrici relative agli spostamenti di scambio ed
attraversamento.
Allo scopo di accelerare le operazioni relative all’esercitazione, la stima della
domanda di trasporto è già stata effettuata e la matrice O/D in Visum (figura 4.2)
verrà fornita dal docente del Corso.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
43
Figura 4.2 – Matrice O/D in Visum
Sarà cura degli allievi produrre i risultati dell’analisi della matrice O/D sulla base
delle indicazioni che seguono.
Oltre a una copia della matrice O/D che dovrà essere inserita nella relazione tecnica
(per la quale si suggerisce di copiare/incollare la matrice O/D da Visum a MS EXCEL,
e da qui produrre poi la tabella da inserire nel documento), con Visum è possibile
rappresentare i dati associati alle zone mediante istogrammi (figura 4.3).
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
44
Figura 4.3 – Esempio di istogramma in Visum
In particolare, utilizzando gli strumenti di rappresentazione di Visum, dovranno essere
prodotte:
•
una rappresentazione tramite istogrammi degli emessi (giallo) e degli attratti
(rosso) da ogni zona (vedi figura 4.4);
•
una rappresentazione in linee di desiderio degli attratti da tutte le zone verso
una zona specifica (vedi figura 4.5) assegnata come qui di seguito definito:
n_zona =
n_gruppo
se n_gruppo ≤ 17
n_gruppo-17
se 18 ≤ n_gruppo≤ 34
n_gruppo-34
se n_gruppo≥ 35
dove:
n_zona è il numero della zona specifica assegnata al gruppo;
n_gruppo è il numero del gruppo di lavoro di appartenenza.
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45
Figura 4.4 – Elaborati da produrre: spostamenti emessi (giallo) e attratti (rosso)
Figura 4.5 – Elaborati da produrre: linee di desiderio per zona di attrazione
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
46
4.3. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre avere prodotto
•
Matrice O/D auto (formato Tabella)
•
Tavola 4 – Spostamenti emessi e attratti (esempio in figura 4.4)
•
Tavola 5 – Linee di desiderio per la zona di attrazione assegnata (esempio in
figura 4.5)
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47
5. L’ASSEGNAZIONE DELLA DOMANDA ALLA RETE
5.1. Il modello di assegnazione
Come modello di assegnazione si utilizza un modello di assegnazione all’equilibrio che
permette di associare la matrice O/D degli spostamenti, precedentemente descritta, al
modello di rete definito dall'insieme dei nodi, rami e funzioni di costo. Le operazioni
di assegnazione avverranno con l’ausilio del software Visum, utilizzando un
modello assegnazione di equilibrio.
I risultati del modello di assegnazione per ogni ramo orientato sono qui di seguito
riportati:
ü il flusso veicolare (veic/h);
ü il grado di saturazione (o criticità) inteso come rapporto tra il flusso e la capacità
offerta;
ü il tempo di percorrenza in condizioni di equilibrio (min);
ü la velocità di deflusso all'equilibrio (Km/h).
Questi risultati dovranno essere riportati utilizzando le liste di Visum.
Gli allievi, inoltre, dovranno rappresentare i risultati dell’assegnazione, mediante gli
strumenti di rappresentazione di Visum, con un flussogramma che utilizza una
opportuna scala di spessori, per rappresentare l’entità dei flussi, ed una opportuna
gamma di colori, per rappresentare il grado di saturazione (figura 5.1).
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48
Figura 5.1– Esempio di Flussogramma in Visum
5.2. Calcolo degli indicatori sintetici di prestazione
Sulla base dei risultati ottenuti dall’assegnazione è possibile valutare in maniera
sintetica lo stato del sistema mediante opportuni indicatori di prestazione.
Gli indicatori adottati in questa esercitazione sono i seguenti:
ü Tempo totale su rete viaria (veic-h)
Calcolato come:
veic - h = åa t a × f a
dove:
ta è il tempo di percorrenza del ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Percorrenza totale su rete viaria (veic-km)
Calcolata come:
veic - km = åa l a × f a
dove:
l a è la lunghezza del ramo a;
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
49
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Velocità media su rete viaria
Calcolata come:
Vmedia =
åa f a × v a
åa f a
dove: va è la velocità all’equilibrio sul ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a;
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Grado medio di saturazione della rete viaria
Calcolato come:
Gmedio =
æ fa ö
÷÷ × f a
a
è aø
åa f a
å çç C
dove: Ca è la capacità del ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a;
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Emissioni inquinanti su rete viaria
Calcolate come:
æ
742 ö
÷÷ × l a × f a
es = åa çç 4 +
v
a
ø
è
[g ]
dove: va è la velocità all’equilibrio sul ramo a.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
50
l a è la lunghezza del ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
Tutti gli indicatori appena descritti dovranno essere calcolati sia per la rete complessiva
che per il centro, la prima corona e la seconda corona.
Gli allievi possono calcolare gli indicatori attraverso le liste di Visum o mediante EXCEL
trasferendovi i risultati dell’assegnazione e tutte le informazioni necessarie al calcolo.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
51
5.3. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre avere prodotto
•
Tavola 6 – Flussogramma della rete stradale (esempio in figura 5.1)
•
Risultati dell’assegnazione (formato tabella)
•
Indicatori di prestazione (formato tabella)
Figura 5.1 – Elaborati da produrre: flussogramma
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52
6. LO SCENARIO DI PROGETTO
6.1. Introduzione
In questo capitolo sono contenute le indicazioni su come implementare e valutare gli
effetti dell’applicazione di politiche di mobilità per la riqualificazione del centro storico
dell’area di studio attraverso la realizzazione di una zona pedonale nel centro città.
Lo scenario di progetto verrà costruito a partire da quello attuale implementando il
divieto totale di accesso ai veicoli a motore nell’area del centro, che nel modello di
simulazione coincide con l’area rappresentata dalle zone 6 e 11 (vedi Figura 6.1).
Figura 6.1–Scenario di progetto: Localizzazione dell’area pedonale
Al fine di espletare le operazioni e le analisi richieste per la costruzione e l’analisi
dello scenario di progetto si consiglia di procedere alla creazione di un nuovo
file “ver” in Visum, copiando con un altro nome quello sviluppato per lo scenario
attuale.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
53
6.2. La rete di progetto
Il primo passo da compiere consiste nella creazione del modello di offerta di progetto
che dovrà tener conto della nuova caratterizzazione delle zone 6 e 11 che
costituiscono l’area pedonale e che quindi saranno percorribili solo a piedi.
A tal proposito, a partire dal grafo di rete definito per lo scenario attuale, si renderà
necessaria l’eliminazione degli archi stradali (archi interni e/o di attraversamento) che
interessano le zone oggetto dell’intervento di progetto, nonché la creazione di
opportuni archi fittizi tra i centroidi e i nodi stradali al confine dell’area pedonale che
rappresentano gli spostamenti pedonali in origine e/o destinazione per le zone di
traffico appartenenti all’area pedonale (zone 6 e 11).
A titolo di esempio, in Figura 6.2 viene riportato lo schema della rete stradale di
progetto, dove risulta evidente l’assenza di infrastrutture dedicate al traffico
automobilistico all’interno dell’area pedonale.
Figura 6.2 - Scenario di progetto: esempio di schema di rete
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
54
Successivamente occorre procedere alla definizione degli archi pedonali che devono
rappresentare gli spostamenti a piedi all’interno dell’area pedonale di progetto.
Gli archi pedonali, in considerazione del fatto che rappresentano degli spostamenti a
piedi, non dovranno avere lunghezze superiori ai 500 metri e dovranno garantire
un ottimale accessibilità alle zone non più raggiungibili con i veicoli a motore.
Si ricorda che gli archi di tipo “pedonale” indicano una rappresentazione fittizia della
maglia di rete pedonale non esplicitamente rappresentata come elementi del grafo;
per questo motivo non è necessario seguire il tracciato della strada reale, ma occorre
definire questi archi in modo del tutto simile a quello dei connettori (vedi par. 3.2).
A titolo di esempio, in Figura 6.3 si riporta una possibile configurazione degli archi
pedonali.
Figura 6.3 – Scenario di Progetto: esempio di grafo di rete con area pedonale
6.3. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre aver prodotto i seguenti elaborati:
•
Tavola 8 – La rete di base di progetto (esempio in Figura 6.2)
•
Tavola 9 – Grafo della rete di progetto (esempio in Figura 6.3)
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
55
Figura 6.4 – Rete di base di progetto
Figura 6.5 – Grafo della rete di progetto
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
56
6.4. La domanda di trasporto di progetto
Per quanto riguarda la domanda di trasporto di progetto, in relazione al periodo di
simulazione (7:30-8:30) ed alla politica di intervento adottata (area pedonale in una
limitata zona del centro città) è possibile assumere che, ad eccezione degli
spostamenti tra le zone di traffico dell’area pedonale, la domanda totale su autovetture
rimanga costante.
Sotto questa ipotesi, la matrice O/D di progetto verrà definita a partire da quella attuale
azzerando gli spostamenti tra le zone O/D appartenenti all’area pedonale (zone 6 e
11).
6.5. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre aver prodotto:
•
matrice O/D auto di progetto (formato Tabella)
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57
6.6. L’assegnazione della domanda alla rete di progetto
Anche in questa fase dell’esercitazione come modello di assegnazione verrà utilizzato
un modello di assegnazione all’equilibrio che permette di associare la matrice O/D di
progetto, precedentemente descritta (cfr. par.6.4), al modello di rete di progetto. Le
operazioni di assegnazione avverranno con l’ausilio del software Visum. Gli allievi
dovranno utilizzare lo stesso modello di assegnazione in Visum usato per la
simulazione dello scenario attuale.
I risultati dell’assegnazione alla rete di progetto per ogni ramo orientato sono qui di
seguito riportati:
ü il flusso veicolare (veic/h);
ü il grado di saturazione (o criticità) inteso come rapporto tra il flusso e la capacità
offerta;
ü il tempo di percorrenza in condizioni di equilibrio (min);
ü la velocità di deflusso all'equilibrio (Km/h).
Come per lo scenario attuale, anche in questo caso i risultati dovranno essere riportati
utilizzando le liste di Visum.
Gli allievi, inoltre, dovranno rappresentare i risultati dell’assegnazione mediante gli
strumenti di rappresentazione di Visum, con un flussogramma che utilizza una
opportuna scala di spessori, per rappresentare l’entità dei flussi, ed una opportuna
gamma di colori, per rappresentare il grado di saturazione (Figura 6.4).
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
58
Figura 6.4 – Flussogramma della rete di progetto
6.7. Calcolo e confronto degli indicatori sintetici di prestazione
Secondo le stesse modalità descritte nel paragrafo 5.2, si procederà alla valutazione
del sistema nella configurazione di progetto mediante opportuni indicatori di
prestazione, che sono alla base del confronto con lo scenario attuale per valutare gli
effetti dello scenario di progetto:
ü Tempo totale su rete viaria (veic-h)
Calcolato come:
veic - h = åa t a × f a
dove:
ta è il tempo di percorrenza del ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
59
ü Tempo totale su rete pedonale (ped-h)
Calcolato come:
veic - h = åa t a × f a
dove:
ta è il tempo di percorrenza del ramo a;
f a è il flusso sul ramo a.
la sommatoria è estesa ai soli archi pedonali.
ü Percorrenza totale su rete viaria (veic-km)
Calcolata come:
veic - km = åa l a × f a
dove:
l a è la lunghezza del ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Percorrenza totale su rete pedonale (ped-km)
Calcolata come:
veic - km = åa l a × f a
dove:
l a è la lunghezza del ramo a;
f a è il flusso sul ramo a.
la sommatoria è estesa ai soli archi pedonali.
ü Velocità media su rete viaria
Calcolato come:
Vmedia =
åa f a × v a
åa f a
dove: va è la velocità all’equilibrio sul ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
60
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Grado medio di saturazione della rete viaria
Calcolato come:
a
Gmedio =
æ fa ö
÷÷ × f a
è aø
åa f a
å çç C
dove: Ca è la capacità del ramo a;
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
ü Emissioni inquinanti su rete viaria
Calcolate come:
æ
742 ö
÷ × la × f a
es = åa çç 4 +
va ÷ø
è
[g ]
dove: va è la velocità all’equilibrio sul ramo a.
l a è la lunghezza del ramo a.
f a è il flusso all’equilibrio sul ramo a.
la sommatoria è estesa a tutti gli archi stradali.
Questo indicatore va calcolato in maniera aggregata per il centro, la prima corona e la
seconda corona.
Tutti gli indicatori calcolati andranno adeguatamente confrontati con gli stessi
indicatori calcolati per lo scenario attuale sia per la rete nel suo complesso che
per il centro, la prima corona e la seconda corona.
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61
6.8. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre aver prodotto i seguenti elaborati:
•
Tavola 10 – Flussogramma della rete di progetto (esempio in Figura 6.4);
•
Risultati dell’assegnazione (formato tabella);
•
Confronto degli indicatori di prestazione (formato tabella);
Crisalli U. – Guida al Progetto di Traffico – a.a.2021-2022
62
7. LA RELAZIONE TECNICA
Tutti gli elaborati prodotti dovranno essere accompagnati da una relazione tecnica atta
a descrivere la metodologia utilizzata, gli elementi caratteristici e le peculiarità del
progetto svolto (differenti per ogni gruppo), quali ad esempio le caratteristiche del
modello di offerta (in termini di nodi, archi, etc.), insieme ad un’ampia analisi e
descrizione dei risultati ottenuti.
La struttura della relazione, per sua definizione, non può che riprendere quella della
presente guida all’esercitazione.
Al fine di lasciare agli allievi ampio margine di elaborazione, non è posto alcun limite
in termini di dimensioni massime per questo elaborato, mentre è fissato un limite
minimo per i contenuti, che dovranno tassativamente ricalcare le attività svolte in
termini di metodologia utilizzata, implementazione eseguita e risultati ottenuti.
Per agevolare la redazione della relazione tecnica, il docente del corso fornirà una
relazione tipo da personalizzare ed arricchire in termini di tavole, analisi e commenti
sui risultati ottenuti dagli allievi.
7.1. Elaborati da produrre
Al termine di questa fase dell’esercitazione occorre avere prodotto:
•
Relazione tecnica
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63
APPENDICE A
ELENCO DEGLI ELABORATI DA PRODURRE
Ogni gruppo di lavoro, al termine dell’esercitazione, dovrà produrre i seguenti elaborati:
ü relazione tecnica delle attività svolte contenente i report e i risultati richiesti nel
testo della guida;
ü tavole indicate nel testo della guida in formato A3;
ü CD contenente la relazione tecnica, le versioni di Visum (attuale e progetto),
nonché tutti i dati di input/output utilizzati per lo sviluppo del lavoro (tabelle,
figure, dati, ecc.). In alternativa al CD, quanto richiesto potrà essere consegnato
su penna USB.
Gli elaborati prodotti in formato cartaceo dovranno essere consegnati all’interno di un
idoneo raccoglitore, così come verrà spiegato dal docente durante il corso.
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