Confronto fra le varie metodologie di calcolo della capacità

In questo paragrafo viene effettuato un confronto fra i valori di capacità ottenibili dai diversi metodi di calcolo internazionali esposti nei paragrafi precedenti.

In Tabella 3.25 e nel diagramma di Figura 3.22 vengono riportati i risultati ottenuti applicando le diverse metodologie internazionali per il calcolo della capacità ad una rotatoria a singola corsia con diametro esterno di 50 m, larghezza di entrata pari a 5 m, corsia della strada d’approccio larga 4,5 m, anello di 6 m, raggio d’entrata di 40 m, angolo di entrata di 60°, lunghezza della svasatura pari a 30 m e larghezza dell’isola divisionale di 15 m. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1530 1449 1369 1288 1208 1127 1047 966 886 805 725 644 564 459 403 322 1385 1281 1184 1094 1011 933 862 795 733 676 623 573 528 486 447 411 1161 1067 979 898 823 754 691 632 578 528 483 441 402 367 334 304 1250 1158 1069 983 899 817 738 661 586 514 443 375 309 245 183 123 1218 1144 1070 996 922 848 774 700 626 552 478 404 330 256 182 108 1226 1101 988 888 797 716 642 577 518 465 418 375 337 302 271 244 1440 1323 1216 1117 1026 943 866 796 731 672 617 567 521 479 440 404 1500 1411 1322 1233 1144 1056 967 878 789 700 611 522 433 344 256 167 1387 1335 1282 1229 1177 1124 1071 1019 966 913 861 808 755 703 650 598 1300 1225 1150 1075 1000 925 850 775 700 625 550 475 400 325 250 175 1538 1453 1386 1313 1250 1189 1130 1070 1010 947 880 808 730 643 545 435 Portata Circolante Qc Metodologia Brilon Esponenziale Semi-Two-Lane Guide Suisse TRRL CETUR Ca p a ci tà SETRA HCM 2000 Up. Bound HCM 2000 Lw. Bound HBS 2001 Brilion Lineare AUSTROADS

Capitolo 3 – Gli standard prestazionali di una rotatoria: stima delle capacità delle code e dei ritardi secondo le principali normative internazionali

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 0 1 4 0 0 1 5 0 0 C ap ac it à  [v e ic /h ] Portata Circolante QC [veic/h] Confronto fra varie metodologie internazionali per il calcolo della capacità SETRA HCM  2000 Up. Bound HCM  2000 Lw. Bound HBS 2001 Brilion Lineare Brilon Esponenziale Semi‐Two‐Lane Guide Suisse TRRL CETUR AUSTROADS

Figura 3.29: Variazione della capacità in funzione del traffico circolante in base ai diversi metodi

Da un’analisi specifica dei dati ottenuti dai singoli metodi si possono estrapolare le seguenti conclusioni:

• La formulazione australiana fornisce, fino ad una portata circolante di 1100 veic/h, i valori di capacità più elevati; dopo tale soglia di Qc è

invece la formulazione del TRRL [3.19] che restituisce i livelli di capacità maggiori.

• Per portate circolanti inferiori a 600 veic/h, anche la formula del SETRA [3.9] restituisce elevati livelli di capacità: ciò è dovuto al fatto che, essendo stata posta pari a 15 m la larghezza dell’isola spartitraffico, allora la capacità di un approccio non risente del disturbo prodotto dal traffico uscente sull’approccio stesso.

• La metodologia tedesca studiata da Brilon per il calcolo della capacità delle Semi-Two-Lane Roundabout [3.8] garantisce valori di capacità del tutto identici a quelli che si ottengono con l’HCM 2000 [3.16], con la

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scelta però dei parametri psicotecnici al loro limite superiore (Upper Bound).

• La formulazione di capacità presente nell’HBS 2001 [3.26] fornisce dei valori assai prossimi a quelli che si ottengono con l’applicazione della formula lineare di Brilon [3.17]. Entrambe queste due metodiche danno i valori più bassi di capacità per portate circolanti maggiori di 1200 veic/h. • I valori più bassi di capacità si ottengono invece con l’applicazione della

formula esponenziale di Brilon [3.17] e con quella dell’HCM 2000 [3.16] con l’utilizzo però dei valori inferiori dei parametri psicotecnici (Lower Bound). C’è da aggiungere che per valori di Qc inferiori a 250 veic/h è

l’equazione esponenziale di Brilon [3.17] che dà capacità più elevate, mentre per portate circolanti superiori a tale livello le cose s’invertono: in particolare per Qc>800 veic/h i due andamenti corrono paralleli con un distanziamento costante prossimo ad 80 veic/h.

• La metodologia svizzera, che è di tipo lineare, per portate circolanti basse presenta elevati valori di capacità prossimi a quelli che si ottengono con la formulazione australiana [3.10] e francese [3.9]. Invece per valori di Qc assai elevati, la capacità si abbatte notevolmente fino a coincidere

praticamente con i valori di capacità ottenibili con l’equazione introdotta dal CETUR [3.22].

E più in generale, si può affermare che le discordanze tra le stime di capacità effettuate possono ricondursi ad i seguenti motivi [3.1]:

• le differenze di comportamento dei conducenti in prossimità delle rotatorie sono spesso dovute alla presenza più o meno lunga di tali intersezioni nelle reti stradali dei vari paesi;

• la diversificazione, da Stato a Stato, degli standard geometrici delle rotatorie, non rende del tutto corrispondenti configurazioni altrimenti simili per numero di corsie all’anello ed alle entrate;

• la presenza, nelle misure utilizzate per la realizzazione e la taratura di alcune formulazioni di calcolo, di dati di specifica provenienza

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territoriale (ambito urbano, extraurbano, ecc.) particolarmente significativi dal punto di vista statistico, accanto ad altri solo genericamente assimilabili a quelli relativi a campioni più rilevanti;

• la non coincidenza (viste le diverse peculiarità urbanistiche) nelle diverse situazioni nazionali, dei contesti di localizzazione delle rotatorie, anche se indicati con locuzioni equivalenti;

• l’esistenza di correlazioni tra le variabili geometriche e le grandezze di traffico, in fase sperimentale, ha evidenziato o nascosto il ruolo di alcuni parametri, facendoli comparire o meno nelle diverse formulazioni di capacità.

Bisogna comunque aggiungere che le considerazioni riportate in questo capitolo si basano tutte sull’ipotesi che i sistemi considerati si trovino in equilibrio statistico, ovvero che i modelli per essi utilizzati siano di tipo stazionario [3.15].

Di solito infatti nelle fasi di progetto o di verifica di un’intersezione attraverso delle formulazioni stazionarie, le lunghezze delle code ed i tempi d’attesa vengono valutati con riferimento ai traffici di progetto di un’ora opportunamente scelta. Durante quest’ora, nei sottoperiodi, il volume di traffico viene supposto costante ed il valore complessivo di traffico viene amplificato per il fattore dell’ora di punta, per tener conto delle fluttuazioni che in realtà avvengono all’interno dell’ora stessa.

Tale approccio risulta sicuramente più semplice nella applicabilità pur presentando di fatto l’assunzione che il fenomeno sia in equilibrio stazionario, calcolando le lunghezze di coda ed i tempi d’attesa in tali condizioni, si possono ricavare dei valori sensibilmente superiori a quelli reali, pervenendo così ad un sovradimensionamento degli elementi geometrici dell’intersezione. Un altro problema inoltre è che i modelli probabilistici stazionari risultano non essere compatibili con portate prossime o superiori alla capacità, perché, in questa circostanza, restituiscono lunghezze di coda e tempi d’attesa che tendono a divenire, a rigore, infiniti.

Pertanto, accanto ad una facilità d’applicazione, il limite principale di questo approccio consiste nell’impossibilità di trattare valori di domanda di traffico prossimi o maggiori della capacità, mentre in condizioni di punta è possibile che queste

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situazioni critiche possano presentarsi per periodi di tempo di durata più o meno estesa.

Si tratta perciò di situazioni del tutto diverse rispetto alla situazione reale: infatti sia nei regimi transitori che in quelli di picco, le code ed i tempi d’attesa non tendono comunque all’infinito come previsto dalla teoria stazionaria, ma si mantengono di fatto limitati, vista l’ampiezza finita del periodo critico nel quale la domanda è vicina o almeno pari alla capacità.

Per quantificare quindi l’efficienza di un’intersezione a rotatoria, durante una punta di traffico, è opportuno ricorrere a procedure che, a differenza di quelle esposte nei paragrafi precedenti, tengono conto delle variazioni di portata nel tempo, consentendo il calcolo dei parametri prestazionali (lunghezza delle code, tempi d’attesa, etc.) nel tempo, noto l’andamento della domanda anche nel caso che questa sia vicina o non minore della capacità.

Tali considerazioni saranno esposte in dettaglio nel paragrafo successivo in cui verranno analizzate le differenze fra i fenomeni in stato stazionario e quelli in stato transitorio.