CORSO DI TEORIA DEI SISTEMI DI TRASPORTO 1 + 2

(1)

CORSO DI

TEORIA DEI SISTEMI DI TRASPORTO 1 + 2

Esempi Applicativi

Vers. del 20 marzo 2018

(2)

Esempi applicativi

Corso di Teoria dei Sistemi di Trasporto 1 + 2 – docente: prof. ing. A. Comi 2

SOMMARIO

Premessa ... 3

1. Il sistema di analisi e simulazione ... 5

1.1 Esercizio ... 6

2. Matrici Origine-Destinazione ... 9

2.1 Esercizio 1 ... 10

3. Modelli di offerta ... 17

4. Modelli di scelta del percorso ... 35

5. Modelli di assegnazione ... 47

6. Inquinamento atmosferico ed acustico da traffico ... 55

6.1 Inquinamento atmosferico ... 55

6.2 Inquinamento acustico ... 59

7. Valutazione degli interventi... 67

7.1 Esercizio ... 70

8. Indice delle Tabelle... 77

9. Indice delle Figure ... 79

(3)

PREMESSA

Il presente volume si prefigge di fornire un supporto alla comprensione degli elementi di base del Corso di Teoria dei Sistemi di Trasporto.

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1. IL SISTEMA DI ANALISI E SIMULAZIONE

L’individuazione del sistema di trasporto consiste nella definizione delle componenti e delle reciproche relazioni che compongono il sistema di analisi. Schematicamente essa prevede le seguenti fasi:

 identificazione delle caratteristiche spaziali rilevanti, che a sua volta si può suddividere in o delimitazione dell’area di studio (in questa fase viene definita l’area geografica

all’interno della quale si trova il sistema di trasporto sul quale si intende intervenire e nella quale si ritiene si esauriscano la maggior parte degli effetti degli interventi progettati),

o suddivisione dell’area in zone di traffico (zonizzazione), (per consentire la modellizzazione del sistema è tuttavia necessario suddividere l’area di studio in un numero contenuto di unità geografiche chiamate zone di traffico),

o individuazione della rete di base (individuazione dell’insieme degli elementi fisici rappresentati per un’applicazione);

 identificazione delle dimensioni temporali rilevanti, le cui fasi principali includono:

o definizione dell’orizzonte di analisi e delle fasi che riguardano gli andamenti di lungo periodo nelle variabili esogene,

o selezione dei periodi di riferimento per evidenziare le variazioni della domanda e dell’offerta di trasporto,

o ipotesi circa la variabilità dei parametri del sistema entro ciascun periodo di riferimento selezionato,

o procedure per dedurre gli attributi dell’intero sistema combinando i risultati ottenuti dall’analisi o la simulazione di ciascun periodo di riferimento;

 definizione delle componenti della domanda di mobilità rilevanti.

Le tre fasi sono preliminari alla costruzione del modello complessivo dell’offerta e della domanda, in quanto definiscono la delimitazione spaziale del sistema di studio e il livello di disaggregazione al quale vanno riferiti i modelli.

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1.1 Esercizio

Si consideri l’area di studio rappresentata in Figura 1 costituita da 20 particelle di censimento ISTAT i cui principali dati socioeconomici sono riportati in Tabella 1. Si effettui un’ipotesi di zonizzazione della suddetta area ricavando le informazioni relative ad ogni zona di traffico.

Figura 1 – Area di studio

(7)

Tabella 1 – Dati socio-economici area di studio Sezione di

Censimento

Popolazione Residente

Popolazione Attiva

Popolazione Occupata

Unità Locali

Addetti di base

Unità Locali alle Istituzioni

Addetti Istituzioni

1 438 165 126 54 79 5 17

2 754 339 264 67 120 5 74

3 391 151 113 60 152 6 23

4 290 119 82 66 151 - -

5 193 62 42 32 139 1 -

6 553 210 157 130 268 8 34

7 807 333 240 36 80 3 54

8 335 121 84 57 102 3 8

9 621 250 190 97 298 2 82

10 724 313 227 83 220 2 10

11 691 300 244 39 125 2 46

12 717 292 193 52 113 4 155

13 802 323 250 68 188 7 38

14 767 323 250 23 38 3 91

15 638 256 182 27 78 1 11

16 426 192 151 9 30 3 77

17 1.130 529 289 12 16 2 -

18 792 279 212 123 385 15 297

19 318 129 93 54 129 6 47

20 648 263 200 33 69 12 323

Totale 12.035 4.949 3.589 1.122 2.780 90 1.387

Svolgimento

Dall’analisi del contesto territoriale e dei dati socio-economici di Tabella 1, l’area di studio può essere suddivisa in 6 zone di traffico così come riportato in Figura 2.

La corrispondenza tra le zone di traffico e le particelle di censimento è riportata in Tabella 2.

Tabella 2 – Corrispondenza tra particella di censimento e zona di traffico

Zona di Traffico A A A B B B B B C C D D D D D E E E G G Sezione di

Censimento 6 8 11 1 3 4 5 9 7 18 2 10 12 13 14 15 16 17 19 20

Nella Tabella 3 sono riportati i dati socioeconomici per le 6 zone di traffico ottenuti sommando, per ogni zona, i dati relativi alle particelle censuarie appartenenti alla stessa zona.

(8)

Figura 2 – Esempio di zonizzazione

Tabella 3 – Dati socio-economici per zona di traffico Zona di

Traffico

Popolazione Residente

Popolazione Attiva

Popolazione

Occupata Unità Locali Addetti di base

Unità Locali all'Istituzione

Addetti Istituzioni

A 1.579 631 485 226 495 13 88

B 1.933 747 553 309 819 14 122

C 1.599 612 452 159 465 18 351

D 3.764 1.590 1.184 293 679 21 368

E 2.194 977 622 48 124 6 88

G 966 392 293 87 198 18 370

Totale 12.035 4.949 3.589 1.122 2.780 90 1.387

(9)

2. MATRICI ORIGINE-DESTINAZIONE

Si definisce

 spostamento l’atto di recarsi da un luogo (origine) ad un altro (destinazione), anche usando più mezzi o modi di trasporto, per svolgervi una o più attività;

 domanda di trasporto l’aggregazione dei singoli spostamenti che hanno luogo nell’area di studio e nel periodo di riferimento;

 flusso di domanda di trasporto il numero di utenti con determinate caratteristiche che

“consuma” il servizio offerto da un sistema di trasporto in un periodo di tempo prefissato ovvero come un flusso di spostamenti.

La domanda di trasporto (mobilità) si può caratterizzare essenzialmente in base a:

 elementi spaziali (matrici O/D),

 elementi temporali,

 modo di trasporto,

 motivo dello spostamento,

 caratteristiche degli utenti.

Le matrici Origine-Destinazione (O/D) sono matrici che hanno un numero di righe e di colonne pari al numero di zone, il cui generico elemento dod fornisce il numero degli spostamenti che hanno origine nella zona “o” e destinazione nella zona “d” nel periodo di riferimento considerato (flusso O/D).

Gli elementi di una matrice O/D possono essere classificati in relazione al tipo di zona di origine e destinazione in (Figura 3):

 spostamenti interni,

 spostamenti di scambio,

 spostamenti di attraversamento.

(10)

Area di studio

O/D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Totale

1

Spostamenti interni

A

Spostamenti di scambio Interni - Esterni

B

2 3 4 5 6

7 Spostamenti di scambio Esterni - Interni

C

Spostamenti di attraversamento

D

8 9 10 Totale

Figura 3 – Esempio di matrice O/D

2.1 Esercizio 1

Con riferimento all’area di studio suddivisa in 6 zone di traffico descritta nell’esercizio di cui al par. 1.1 e data la matrice O/D interna (sottomatrice A) “tutti i modi” riferita alla fascia oraria di punta mattutina (Figura 4), si calcolino:

 i flussi emessi ed attratti da ciascuna zona di traffico,

 il livello di mobilità complessivo,

 la percentuale di spostamenti “intrazonali” per ciascuna zona di traffico.

O/D 1 2 3 4 5 6

1 779 364 712 584 930 816

2 161 751 286 641 278 422

3 108 201 357 728 334 368

4 109 900 945 677 77 387

5 450 803 453 262 478 79

6 282 764 516 769 915 307

Figura 4 – Matrice O/D area di studio [spostamenti/ora]

(11)

Svolgimento

Il flusso emesso, do., da ciascuna origine o e d  1, 2, 3, 4, 5, 6 è pari a:

o. d od

d 



d [spostamenti/ora].

Pertanto, nel caso in esame, si avrà che il flusso emesso da ciascuna zona di traffico è:

 d1. = 779 + 364 + 712 + 584 + 930 + 816 = 4.185 [spostamenti/ora],

 d2.= 2.539 [spostamenti/ora],

 d6.= 3.553 [spostamenti/ora].

Di contro, il flusso attratto da ciascuna zona di traffico d, d.d, è pari a:

.d o od

d 



Pertanto, nel caso dell’esempio, si avrà:

 d.1 = 779 + 161 + 108 + 109 + 450 + 282 = 1.889 [spostamenti/ora],

 d.2= 3.783 [spostamenti/ora],

 d.3=3.269 [spostamenti/ora],

 d.6= 2.379 [spostamenti/ora].

Il livello di domanda complessivo è data da:

.. o,d od

d 



Quindi nel caso in esame esso è pari a:

d.. = d11 +d12 + … + d16 + d21 + … + d26 + …. + d66 =

= 779 + 364 + … + 161 + … + 422 + … + 307 = 17.993 [spostamenti/ora]

Infine, le percentuali degli spostamenti intrazonali di ogni zona di traffico sono pari a:

(12)

 zona 3: 357 / 2.096 = 17% [spostamenti/ora],

 zona 6: 307 / 3.553 = 9% [spostamenti/ora].

2.2 Esercizio 2

Con riferimento all’area di studio descritta all’esercizio di cui al par. 1.1, si considerino le matrici O/D interne relative all’ora di punta mattutina per i modi di trasporto bus, piedi ed auto, riportate in Figura 5.

BUS

O/D 1 2 3 4 5 6

1 452 47 43 134 474 392

2 93 406 57 321 86 76

3 12 18 136 197 97 70

4 31 108 265 379 30 224

5 185 402 100 144 24 23

6 164 122 98 138 92 6

PIEDI

O/D 1 2 3 4 5 6

1 171 58 164 193 233 204

2 18 30 69 141 22 42

3 8 18 118 218 114 77

4 11 135 28 61 1 54

5 135 177 36 52 67 14

6 37 244 72 231 174 49

AUTO

O/D 1 2 3 4 5 6

1 156 259 505 257 223 220

2 50 315 160 179 170 304

3 88 165 103 313 123 221

4 67 657 652 237 46 109

5 130 224 317 66 387 42

6 81 398 346 400 649 252

Figura 5 – Matrici O/D modali relative alla fascia di punta mattutina [spostamenti/ora]

(13)

Si calcolino:

 le percentuali modali globali per i tre modi di trasporto,

 gli spostamenti emessi ed attratti sul modo di trasporto collettivo (bus) per ogni zona di traffico,

 gli spostamenti emessi ed attratti sul modo di trasporto piedi per ogni zona di traffico,

 gli spostamenti emessi ed attratti sul modo di trasporto privato (auto) per ogni zona di traffico,

 le percentuali degli spostamenti per ciascun modo di trasporto considerato (bus, piedi, auto) e per ciascuna coppia O/D.

Svolgimento

Per la stima delle percentuali modali globali con i tre modi di trasporto considerati è necessario determinare gli spostamenti totali con ciascun modo di trasporto; pertanto si ha che gli spostamenti con il modo

 bus sono pari a:

   

.. o,d od

d bus 



d bus ^5.646 [spostamenti/ora],

 piedi sono pari a:

   

.. o,d od

d piedi 



d piedi ^3.476 [spostamenti/ora],

 auto sono pari a:

   

.. o,d od

d auto 



d auto ^8.871 [spostamenti/ora],

Le percentuali modali globali di ciascun modo di trasporto sono:

 bus

%bus5.646 17.99331%

 piedi

%piedi3.476 17.993 19%

(14)

I flussi di spostamenti emessi ed attratti per ciascun modo di trasporto nell’ora di punta mattutina sono pari a:

 bus

       

o. d od .d o od

1.542 937

1.039 1.103

530 699

d bus d bus d bus d bus

1.037 1.313

878 803

620 791

   

   

     

   

   

 

 piedi

       

o. d od .d o od

1.023 380

322 662

553 487

d piedi d piedi d piedi d piedi

290 896

481 611

807 440

   

   

     

   

   

 

 auto

       

o. d od .d o od

1.620 572

1.178 2.018

1.013 2.083

d auto d auto d auto d auto

1.768 1.452

1.166 1.598

2.126 1.148

   

   

     

   

   

 

Infine, le percentuali degli spostamenti di ogni zona di traffico su ciascun modo di trasporto considerato sono pari a:

 bus

bus bus bus

11 11 12 12 16 16

bus bus

61 61 66 66

d d d d .... d d

.... .... ....

d d .... d d

 

 

 

;

 piedi

piedi piedi piedi

11 11 12 12 16 16

piedi piedi

61 61 66 66

d d d d .... d d

.... .... ....

d d .... d d

 

 

 

;

(15)

 auto

auto auto auto

11 11 12 12 16 16

auto auto

61 61 66 66

d d d d .... d d

.... .... ....

d d .... d d

 

 

 

;

Nella Figura 6 si riportano i valori delle percentuali relative per ciascun modo di trasporto.

BUS

O/D 1 2 3 4 5 6

1 58% 13% 6% 23% 51% 48%

2 58% 54% 20% 50% 31% 18%

3 11% 9% 38% 27% 29% 19%

4 28% 12% 28% 56% 39% 58%

5 41% 50% 22% 55% 5% 29%

6 58% 16% 19% 18% 10% 2%

PIEDI

O/D 1 2 3 4 5 6

1 22% 16% 23% 33% 25% 25%

2 11% 4% 24% 22% 8% 10%

3 7% 9% 33% 30% 34% 21%

4 10% 15% 3% 9% 1% 14%

5 30% 22% 8% 20% 14% 18%

6 13% 32% 14% 30% 19% 16%

AUTO

O/D 1 2 3 4 5 6

1 20% 71% 71% 44% 24% 27%

2 31% 42% 56% 28% 61% 72%

3 82% 82% 29% 43% 37% 60%

4 62% 73% 69% 35% 60% 28%

5 29% 28% 70% 25% 81% 53%

6 29% 52% 67% 52% 71% 82%

Figura 6 – Percentuali degli spostamenti di ogni zona di traffico su modo di trasporto bus, piedi e auto [spostamenti/ora]