Modelli commodity-based

I modelli commodity-based possono avere due differenti strutture: approccio sequenziale e approccio diretto.

Nel caso dell’approccio sequenziale, il modello è costituito da una successione di sottomodelli, che comprende un modello di generazione (in quantità), un modello di distribuzione (in quantità), un modello di scelta del modo/servizio (da quantità a veicoli) e, infine, un modello di assegnazione.

Nel caso di approccio diretto il primo passo consiste nella stima diretta della matrice d–w. A questo segue la scelta del servizio e l’assegnazione.

Un sistema di modelli per la stima delle quantità di merci attratte o prodotte da una zona, in funzione di alcune variabili, è stato sviluppato da Ogden nel 1992 utilizzando i dati raccolti nella città di Melbourne in Australia. I modelli sono stati elaborati per le seguenti tipologie merceologiche: prodotti agricoli e alimentari, materiale edile, prodotti manifatturieri, prodotti petroliferi, rifiuti, altro. Inoltre, è stato calibrato un modello per la stima aggregata delle merci. La quantità di merce (ton/giorno) della tipologia merceologica k attratta (o prodotta nel caso di rifiuti) da una generica zona d può essere espressa come combinazione di alcuni attributi

Xd, come, ad esempio, numero di impiegati, numero di operai, popolazione, numero di famiglie della generica zona di traffico. L’espressione utilizzata nel modello per determinare la quantità di merce è la seguente:

k i di k i k d

X

Cost

Q

=∑β

⋅

+

.

Tabella 19 - Modello di generazione (modelli commodity-based)

Impiegati Operai _{manifatturieri} Addetti Popolazione Famiglie Cost ρ2 Prodotti Alimentari 0,0894 0,0158 -391 0,65 Materiale Edile 0,0957 0,1380 333 0,44 Prodotti Manifatturieri 0,0798 0,1460 -731 0,67 Prodotti Petroliferi 0,0163 0,00202 30,5 0,46 Rifiuti 0,0450 0,0214 -191 0,58 Altro 0,0704 -173 0,84 0,4670 0,0317 0,68 -1417 Tutte le tipologie -0,2240 0,7260 -749 0,84

Dopo aver ottenuto la stima della quantità attratta da ogni zona di traffico, si deve individuare da quale zona w questa merce proviene mediante un modello di distribuzione vincolato all’origine d. Il modello è di tipo gravitazionale ed è espresso nel seguente modo:

∑

− −

⋅

⋅

⋅

=

k k dw k d dw k w k d k dw

d

Q

d

Q

Q

Q

_β β dove: k dw

Q

è la merce di tipologia k che proviene da w e va in d;

k d

Q

è la quantità di merce di tipologia k attratta/prodotta in d (ton);

k w

Q

è la quantità di merce di tipologia k attratta da w (ton);

dw

d

è la distanza in linea d’aria tra w e d;

k

β

è un parametro calibrato per ciascuna tipologia di merce k.

I valori che assume il parametro

β

k a seconda della tipologia merceologica sono riportati nella tabella 20.

Tabella 20 - Modello di distribuzione (modelli commodity-based) Prodotti Alimentari Materiale Edile Prodotti Manifatturieri Prodotti

Petroliferi Rifiuti Altro Tutte le tipologie

βk _{0,9 1,1 0,7 0,6 2,1 1,4 1,1}

Una volta definite le zone di origine d e destinazione w della merce k, si utilizzano in sequenza i modelli di scelta modale, i modelli di scelta del servizio e i modelli di assegnazione per ottenere i flussi sulla rete.

I modelli di scelta modale per spostamenti merci in ambito urbano sono poco numerosi e, soprattutto, sono poco applicati. Infatti, la maggior parte dei decisori utilizza veicoli stradali e

sono isolati i casi in cui le scelte portano all’utilizzo di modi alternativi come la ferrovia per il trasporto delle merci in ambito urbano.

In Europa sono stati svolti vari studi con lo scopo di simulare la scelta modale in ambito urbano. I modelli di scelta modale ottenuti da questi studi presentano un insieme di alternative che comprendono varie tipologie di veicoli.

L’aspetto che diversifica fortemente il trasporto merci dal trasporto passeggeri è dato dalla non coincidenza dell’oggetto trasportato con il soggetto decisore della scelta. Mentre per i passeggeri, usualmente, si ha la coincidenza dell’oggetto trasportato con il decisore della scelta, nel caso delle merci si deve fare riferimento a più soggetti coinvolti. I modelli aggregati si basano su informazioni relative al flusso aggregato di merci di una determinata tipologia (ad esempio prodotti di un settore economico) fra le diverse zone con ciascuna modalità di trasporto. In questo caso gli attributi utilizzati sono prevalentemente di livello di servizio (tempi medi di resa, prezzi medi, ecc.). I modelli aggregati, benché più semplici da applicare, hanno mostrato limitate capacità di analizzare e riprodurre il fenomeno della scelta modale delle merci, in quanto molti importanti fattori di decisione sono riconducibili ad un livello di disaggregazione più spinto. Per queste ragioni di recente si sono studiati con maggiore frequenza modelli di scelta modale disaggregati. Questo tipo di modelli si basano su informazioni relative alla singola spedizione. Dal punto di vista teorico, i modelli disaggregati sembrano più interessanti di quelli aggregati, anche se richiedono una certa mole di informazioni per poter essere calibrati. Infatti è necessario, per esempio, tenere conto dei diversi comportamenti per ciascun decisore in relazione alla tipologia merceologica da spedire e della dimensione della spedizione. I modelli aggregati, benché più semplici da applicare, hanno mostrato limitate capacità di analisi e riproduzione del fenomeno della scelta modale delle merci, in quanto molti importanti fattori di decisione sono riconducibili ad un livello di disaggregazione più spinto di quello adottato.

Tipologia di modello Vantaggi Svantaggi

Elasticity-based Pochi dati necessari; semplicità di applicazione

Le elasticità potebbero non essere trasferibili; solo impatti di singole misure, non sinergie. Modelli di ripartizione

modale aggregati Pochi dati necessari

Debolezza delle basi teoriche; limitate capacità di analisi e riproduzione del fenomeno della scelta modale delle merci

Neoclassici Pochi dati necessari Difficili da integrare nel modello a quattro stadi Modelli di stima diretta

della domanda Pochi dati necessari Difficili da integrare nel modello a quattro stadi Modelli di ripartizione

modale disaggregati

Potenzialità di includere variabili causali e misure politiche

Necessità di dati disaggregati Approccio di

microsimulazione

Alcune scelte comportamentali

Necessità di molti dati o assunzioni sulla distribuzione

Rete multi-modale Pochi dati necessari Utilizzato, in genere, con domanda rigida Figura 28 – Modelli di ripartizione modale per il trasporto merci (de Jong et alii, 2002)

Dopo aver determinato i flussi che si hanno tra un’origine e una destinazione, utilizzando o meno un modello di scelta modale, si deve convertire la matrice origine-destinazione da quantità a veicoli applicando un modello di scelta del servizio. Noortman (1984) ne ha proposto uno nel quale le quantità di merce trasportata tra definite coppie origine- destinazione sono convertite in numero di veicoli, associando a ciascun veicolo una quantità pari alla capacità del veicolo stesso. Questa ipotesi è accettabile per alcune merci, quali prodotti edili, prodotti petroliferi, ma non è accettabile per la maggior parte delle merci che circolano in ambito urbano in cui esiste una relazione tra quantità distribuita e capacità di carico del veicolo. Button e Pearman (1981) suggeriscono che un modello di vehicle loading dovrà tener conto di: disponibilità e capacità del veicolo, caratteristica della spedizione, rapporto tra capacità del veicolo e ciascuna spedizione, volume aggregato di spedizioni di ciascun spedizioniere in uno specifico arco temporale, abilità propria del decisore di ottimizzare la capacità di ciascun veicolo.

Un altro modello per la scelta del modo e della dimensione della spedizione è proposto da Abelwahad e Sargious (1991). Assunto che si possano utilizzare diversi metodi empirici o meno per la conversione delle quantità in veicoli, è necessario disporre di modelli di assegnazione per ottenere i flussi su rete. Inoltre, esiste una certa difficoltà, riscontrata dai ricercatori che hanno studiato i modelli di assegnazione al traffico commerciale, a relazionare le informazioni che si dispongono fra le spedizioni di merci fra coppie origine-destinazione (d- w) e le informazioni sui percorsi (h) dei veicoli (specialmente per spedizioni che prevedono più consegne durante lo stesso viaggio).

La differenza principale fra modelli di assegnazione per il traffico privato e commerciale è data dal fatto che la rete non è sempre la stessa, ma esistono degli archi che hanno delle limitazioni per il transito di veicoli commerciali. Infatti, nel caso in cui si utilizzi la stessa rete di trasporto, le prestazioni della rete devono tener conto di alcuni vincoli che esistono per i veicoli merci. Reilly e Hochmuth (1990) presentano un’applicazione all’area urbana di Chicago in cui il tempo di viaggio e le lunghezze degli archi si sono supposte, rispettivamente, il 10% ed il 40% più alti di quelli percepiti dagli utenti privati.

Un primo modello logit per la scelta del percorso è stato proposto per la stima dei flussi merci nell’area metropolitana di Sydney da Yeomans e Balce (1992). Il modello definisce l’utilità sistematica associata a ciascun percorso funzione del costo o del tempo di viaggio non considerando le tipologie e la quantità di merce trasportate né la dimensione del veicolo in questione. In letteratura esistono, come detto precedentemente, anche modelli per la stima diretta dei flussi delle merci. Nell’approccio diretto, i diversi sotto-modelli che si susseguono nell’approccio sequenziale sono riuniti in un unico modello. Un modello di questo tipo è stato elaborato da Ogden (1992) e fornisce la probabilità per una determinata tipologia

k di merce di scegliere una particolare combinazione di w (origine della spedizione) e mq

= ) / , (wmq ALTS pk

∑

exp[ ( , , , )] )] , , , ( exp[ R M C T U R M C T U dove: k è la tipologia di merce;

w è l’origine dello spostamento della merce;

mq è la combinazione modo/dimensione della spedizione; ALTS è l’insieme di alternative che il ricevente ha a disposizione;

) , , ,

(T C M R

U è l’utilità associata al ricevente della merce ed è funzione di attributi di trasporto, della tipologia di merce, del mercato e specifici del ricevente.

Nel documento Modelli e nuove tecnologie per il trasporto merci e la logistica (pagine 119-123)