Infrastrutture di Trasporto - Appunti di Studio PDF

Introduzione ai sistemi di trasporto e alla teoria del traffico Variabili di traffico Le variabili di traffico sono fondamentali per comprendere e gestire il flusso veicolare sulle infrastrutture stradali. In pratica, l'andamento del traffico può essere rappresentato da una linea spezzata che defin...

Introduzione ai sistemi di trasporto e alla teoria del traffico Variabili di traffico Le variabili di traffico sono fondamentali per comprendere e gestire il flusso veicolare sulle infrastrutture stradali. In pratica, l'andamento del traffico può essere rappresentato da una linea spezzata che definisce due condizioni di fluidità: una stabile, dove il flusso si mantiene costante, e una instabile, caratterizzata da interruzioni fino alla congestione. Ecco alcuni aspetti chiave relativi alle variabili di traffico: Curva di deflusso: Questa curva, o spezzata di deflusso, permette di distinguere tra flusso stabile e instabile. Il ramo superiore della curva indica un flusso stabile, mentre il ramo inferiore, caratterizzato da interruzioni, indica un flusso instabile che può portare alla congestione. Rilievi sperimentali: A causa della complessità del fenomeno del traffico e della variabilità dei parametri, si fa riferimento a rilievi sperimentali piuttosto che a formulazioni teoriche. Livelli di servizio (LOS): Il campo descritto dalla curva di deflusso viene suddiviso in porzioni che corrispondono a diverse condizioni qualitative del servizio offerto dalla strada, misurate in termini di soddisfazione dell'utenza. I livelli di servizio sono intervalli di velocità del flusso a cui corrispondono altrettanti intervalli di densità veicolare. Velocità e flusso: Per modellare il livello di servizio, si utilizzano principalmente due variabili: la velocità media (V) e il flusso (Q). Diagramma v-Q e v-Q/C: Esiste una bassa correlazione tra flusso e velocità per bassi flussi di traffico. Il diagramma v-Q ha un limite destro rappresentato dalla capacità dell'infrastruttura. Per rendere i grafici univoci per diverse infrastrutture, il flusso viene parametrizzato rispetto alla capacità (Q/C), ottenendo un diagramma v-Q/C. Andamento della funzione: Il livello di servizio può essere definito in funzione delle variabili Q e v, con un andamento qualitativo. Inizialmente, per bassi flussi, la velocità si mantiene costante all'aumentare del rapporto Q/C. Man mano che questo rapporto aumenta, la dipendenza della velocità dal flusso diventa più significativa. Rapporto Q/C = 1: Questo punto rappresenta il flusso massimo. Oltre questo limite, il flusso diventa instabile e discontinuo. Livelli di servizio (LOS): I sei livelli di servizio (da A a F) sono definiti in base a velocità e rapporto Q/C: o Livello A: Velocità massima e Q/C minimo. o Livello B: Velocità in calo e Q/C in aumento. o Livello E: Velocità basse e Q/C tendente a 1. o Livello F: Flusso irregolare, velocità tendente a zero e Q/C tendente a zero. In sintesi, le variabili di traffico sono fondamentali per analizzare e progettare le infrastrutture stradali. Attraverso l'analisi di queste variabili, è possibile definire i livelli di servizio e valutare la capacità delle strade, garantendo una migliore gestione del flusso veicolare. Capacità delle strade La capacità delle strade è definita come il massimo flusso orario atteso di veicoli o persone in un punto o sezione uniforme (tronco) di una strada, durante un determinato periodo e in specifiche condizioni di strada, traffico e sistemi di controllo. È importante notare che questo flusso è "atteso", ovvero ottenibile tramite calcoli teorici e non misurabile a priori. La capacità può essere calcolata sia in un punto che in un tronco di strada, grazie al principio di continuità e all'ipotesi di moto uniforme. Il concetto di capacità è stato introdotto dal Highway Capacity Manual (HCM), pubblicato per la prima volta nel 1960 negli USA, basato su rilievi di traffico condotti su 100.000 km di strade. L'HCM definisce una teoria generale che è stata poi adottata in tutto il mondo. L'ultima versione dell'HCM (del 2000) individua tre tipologie fondamentali di strade extraurbane con deflusso ininterrotto: autostrade, superstrade e strade ordinarie. Le strade urbane, caratterizzate da flusso interrotto, hanno valori di capacità che dipendono prevalentemente dai tempi di verde dei semafori. La capacità di una strada è influenzata da diversi fattori, tra cui: Condizioni generali: buone condizioni meteo, buone condizioni della pavimentazione, familiarità degli utenti con il sistema, assenza di incidenti. Tracciato: livelletta orizzontale, larghezza delle corsie, distanza dagli ostacoli laterali, assenza di accessi laterali, velocità di progetto e distanza di visibilità per il sorpasso. Corrente di traffico: flusso ininterrotto e omogeneità dei flussi. La capacità massima teorica varia a seconda della tipologia di strada: Autostrade (tre corsie per senso di marcia): 2.400 veicoli/ora per corsia, per un totale di 7.200 veicoli/ora per carreggiata. Superstrade (due corsie per senso di marcia): 2.000 veicoli/ora per corsia. Strade ordinarie (unica carreggiata, due corsie totali): 1.600 veicoli/ora per senso di marcia, per un totale di 3.200 veicoli/ora nei due sensi. È importante notare che questi valori si riferiscono a "condizioni ottime". La presenza di elementi che si discostano da queste condizioni ottimali comporta una riduzione della capacità. Ad esempio, la larghezza delle corsie, la presenza di accessi laterali, la limitata visibilità per il sorpasso e altri fattori possono ridurre la capacità effettiva. L'HCM 2000 fornisce coefficienti riduttivi da applicare alla capacità teorica per tenere conto di queste difformità. La Capacità Effettiva (CE) si calcola moltiplicando la Capacità Ottima (CO) per i coefficienti riduttivi (r1, r2, r3,...) relativi alle difformità rilevate: CE = CO * r1 * r2 * r3.... Per dimensionare e verificare le strade, si utilizza la teoria dei Livelli di Servizio (LOS), definita nell'HCM. I LOS sono uno strumento per misurare qualitativamente le condizioni operative di una corrente di traffico e la loro percezione da parte degli utenti. Sono definiti sei livelli, da A (migliore) a F (peggiore), che corrispondono a diversi intervalli di velocità del flusso e densità veicolare. Il livello di servizio è una funzione di diverse variabili, tra cui velocità, possibilità di sorpasso, stress dell'utente, eccetera. Tuttavia, per semplificare la modellazione, l'HCM considera solo due variabili principali: la velocità media (V) e il flusso (Q). I diagrammi v-Q e v-Q/C sono utilizzati per analizzare la relazione tra flusso e velocità. Il diagramma v-Q/C, dove il flusso è parametrizzato rispetto alla capacità (C), permette di avere grafici univoci per diverse infrastrutture. Questi grafici mostrano come la velocità si mantenga costante per bassi valori di Q/C, mentre diminuisce con l'aumentare di tale rapporto, fino a raggiungere il limite della capacità. Oltre questo limite, il flusso diventa instabile e discontinuo. In sintesi, la capacità delle strade è un concetto fondamentale per la progettazione e la manutenzione delle infrastrutture di trasporto. È influenzata da molte variabili e può essere ridotta se le condizioni ottimali non sono garantite. I livelli di servizio (LOS) sono uno strumento utile per valutare la qualità del flusso di traffico e la percezione degli utenti. Livelli di servizio (LOS) I Livelli di Servizio (LOS) sono uno strumento per misurare qualitativamente le condizioni operative del traffico e la loro percezione da parte degli utenti. Essi sono un artificio che permette di valutare il traffico che un'infrastruttura può sopportare, evitando code o rallentamenti. Ecco alcuni punti chiave sui LOS: Definizione: I LOS sono intervalli di velocità del flusso a cui corrispondono intervalli di densità veicolare. Sono stati definiti nel Highway Capacity Manual (HCM) a partire dal 1960. Misura qualitativa: I LOS sono una misura qualitativa, che cerca di quantificare un dato soggettivo, ovvero la qualità del servizio percepita dagli utenti. Non misurano le condizioni reali dell'infrastruttura, ma la percezione di tali condizioni. Variabili: Il LOS è funzione di molte variabili, come velocità, sorpassi per chilometro, attesa per il sorpasso e stress. Tuttavia, l'HCM semplifica il modello, considerando solo due variabili principali: la velocità media (V) e il flusso (Q), trascurando le altre variabili. Correlazione v-Q: Esiste una bassa correlazione tra flusso e velocità per bassi flussi di traffico. Il grafico v-Q ha un limite destro rappresentato dalla capacità dell'infrastruttura. Scala v-Q/C: Per rendere i grafici univoci per diverse infrastrutture, il flusso (Q) viene parametrizzato rispetto alla capacità (C), creando la scala v-Q/C. Sei Livelli di Servizio: Il manuale HCM definisce sei livelli di servizio, da A (migliore) a F (peggiore), che corrispondono a diverse condizioni di traffico: o Livello A: Velocità massima e rapporto Q/C minimo. o Livello B: Velocità in calo e rapporto Q/C in aumento. o Livello E: Velocità basse e rapporto Q/C tendente a 1. o Livello F: Flusso irregolare, velocità tendente a zero e rapporto Q/C tendente a zero. Diagrammi di calcolo: Si usano abachi per legare flusso, velocità e livello di servizio per ogni tipologia di infrastruttura, considerando le diverse velocità libere. I livelli di servizio sono utilizzati per valutare a priori il traffico che un'infrastruttura può sostenere, e per definire un andamento qualitativo della funzione del traffico in funzione delle variabili Q e v. Essi aiutano a determinare come l'infrastruttura sta funzionando in base all'analisi svolta. È importante notare che la capacità delle strade è influenzata da vari fattori, come le condizioni geometriche del tracciato, le condizioni atmosferiche e la presenza di incidenti. Le condizioni ottimali definite dall'HCM includono larghezza delle corsie, distanza dagli ostacoli laterali, e velocità di progetto. Il mancato rispetto di queste condizioni porta a una riduzione della capacità effettiva della strada. Tecniche di rilievo Le "Tecniche di rilievo" si riferiscono ai metodi utilizzati per raccogliere dati sul traffico. I rilievi possono essere manuali o automatici. Tecniche di rilievo manuale: Non viene specificato nel testo come si svolgano questi tipi di rilievi. Tecniche di rilievo automatico: Sistemi magnetodinamici. Sistemi di analisi video del traffico. Questi sistemi di rilevamento automatico sono in grado di trasmettere e ricevere dati, fornire visualizzazioni e misurazioni. Le tecniche di monitoraggio del traffico vengono utilizzate per vari scopi, tra cui il monitoraggio di strade, e possono avere vari utenti. L'ambito del sistema da monitorare è un fattore importante. I rilievi di traffico sono alla base della teoria del traffico, che mira a comprendere e prevedere il comportamento dei flussi veicolari. I rilievi di traffico sono fondamentali anche per la determinazione della capacità delle strade, e per la definizione dei livelli di servizio (LOS). I primi studi sulla capacità delle strade risalgono al 1960, con la pubblicazione del primo Highway Capacity Manual (HCM) negli USA, basato su rilievi di traffico condotti su 100.000 km di strade. I dati raccolti tramite rilievi di traffico sono utilizzati per vari scopi, tra cui: la progettazione e la manutenzione delle infrastrutture di trasporto. il dimensionamento e la verifica delle strade in base ai flussi veicolari. la valutazione della qualità del servizio offerto dalla strada in termini di soddisfazione dell’utenza. la previsione del traffico che potrà essere sopportato da un'infrastruttura. I monitoraggi del traffico possono includere anche sensori per la misurazione del rumore. Ad esempio, le province di Bolzano e Trento e la Regione Veneto hanno installato 12 stazioni di rilevamento dei flussi di traffico, con 24 telecamere e fonometri per il rumore, sulle strade intorno al massiccio del Sella. Teoria dei flussi La teoria dei flussi di traffico è una disciplina che mira a comprendere e modellare il movimento dei veicoli all'interno di un sistema di trasporto. Questa teoria si basa su una trasposizione di concetti di fluidodinamica, assimilando lo scorrimento del traffico a quello di un liquido, considerato composto da unità elementari discretizzate. L'obiettivo principale è analizzare come le variabili di traffico influenzano le prestazioni delle infrastrutture stradali e come ottimizzare il flusso veicolare. Ecco alcuni aspetti chiave della teoria dei flussi di traffico: Definizione di sistema di trasporto: La teoria inizia con la definizione di un sistema di trasporto, che comprende le infrastrutture stradali, i veicoli e gli utenti. Variabili di traffico: Le variabili chiave includono il flusso (Q), la velocità media (V) e la densità veicolare. Queste variabili sono interconnesse e influenzano reciprocamente il livello di servizio di una strada. La relazione tra queste variabili può essere rappresentata attraverso la curva di deflusso, che mostra come il flusso varia in funzione della densità. o Flusso stabile e instabile: La curva di deflusso permette di identificare due condizioni di fluidità del traffico: un flusso stabile, dove il traffico si mantiene costante, e un flusso instabile, caratterizzato da interruzioni e potenziali congestioni. Rilievi sperimentali: A causa della complessità del traffico e della variabilità dei parametri, si preferisce fare riferimento a rilievi sperimentali piuttosto che a formulazioni teoriche. Capacità: La capacità di una strada è definita come il massimo flusso orario di veicoli che può transitare in un punto o sezione uniforme della strada, in date condizioni. o La capacità è un valore atteso e non misurabile a priori. o La capacità può essere calcolata sia in un punto che in un tronco di strada in modo equivalente, grazie al principio di continuità e all'ipotesi di moto uniforme. Livelli di servizio (LOS): I LOS sono una misura qualitativa delle condizioni operative del traffico e della loro percezione da parte degli utenti. o I livelli di servizio sono definiti in base a intervalli di velocità del flusso e corrispondenti intervalli di densità veicolare. o L'HCM (Highway Capacity Manual) definisce sei livelli di servizio, da A (migliore) a F (peggiore), basandosi su velocità e rapporto flusso/capacità (Q/C). o I modelli matematici basati sui livelli di servizio vengono utilizzati per valutare a priori il traffico che un'infrastruttura può sopportare senza che si verifichino code o rallentamenti. Diagramma v-Q e v-Q/C: Questi diagrammi mostrano la relazione tra velocità e flusso. Per bassi flussi, la velocità è poco influenzata dal flusso. Il diagramma v-Q ha un limite destro che rappresenta la capacità. Per rendere i grafici universali, il flusso viene parametrizzato rispetto alla capacità (Q/C), ottenendo un diagramma v-Q/C. o L'andamento della funzione, in questo diagramma, mostra come, per bassi flussi, la velocità rimane costante all'aumentare del rapporto Q/C. Man mano che questo rapporto aumenta, la dipendenza della velocità dal flusso si fa più significativa, fino ad un punto limite. o Il punto limite, dove Q/C è uguale a 1, corrisponde al flusso massimo. Oltre questo punto, il flusso diventa instabile. Applicazioni: La teoria dei flussi di traffico è utilizzata per dimensionare e verificare le strade in base ai flussi veicolari, ricorrendo alla teoria dei LOS. L'obiettivo è progettare infrastrutture che possano gestire il traffico in modo efficiente, evitando congestioni e garantendo un buon livello di servizio.  Parametri di riferimento: L'HCM, pubblicato per la prima volta nel 1960, definisce i parametri di riferimento per la capacità delle strade, considerando diverse tipologie (autostrade, superstrade, strade ordinarie) e condizioni ottimali. In sintesi, la teoria dei flussi di traffico è fondamentale per analizzare, progettare e gestire le infrastrutture stradali, ottimizzando il flusso veicolare e garantendo un elevato livello di servizio per gli utenti. La comprensione delle variabili di traffico e del loro impatto sulla capacità e sui livelli di servizio è cruciale per una pianificazione efficace del sistema di trasporto. 1. Definizione di Sistema di Trasporto e Richiami di Teoria del Traffico: Il documento inizia introducendo i sistemi di trasporto e fornendo richiami preliminari della teoria del traffico. Viene sottolineata l'importanza dei rilievi di traffico, del traffico orario, del fattore ora di punta, delle componenti del traffico, degli indicatori di traffico e dei censimenti. Si evidenzia la complessità del fenomeno del traffico e la necessità di fare riferimento a rilievi sperimentali piuttosto che a formulazioni teoriche. “Generalmente però, per la complessità del fenomeno e per la grande variabilità dei parametri influenti, è d’uso fare riferimento a rilievi sperimentali più che a formulazioni teoriche”. 1. Variabili di Traffico e Curva di Deflusso: La curva di deflusso viene presentata come strumento per definire le condizioni di fluidità del traffico, distinguendo tra flusso stabile (ramo superiore) e flusso instabile caratterizzato da interruzioni (ramo inferiore), fino alla congestione. "La curva di deflusso, tradotta nella pratica in una spezzata di deflusso, consente di definire due possibili condizioni di fluidità del traffico: una, corrispondente al ramo superiore, ove il flusso si mantiene sostanzialmente stabile, e l’altra, relativa al ramo inferiore, ove il flusso è caratterizzato da interruzioni (flusso che definiremo “instabile”) sino al punto di raggiungere la congestione e il blocco del traffico." Si evidenzia come in pratica si adotti una linea spezzata per rappresentare queste variabili. 1. Capacità delle Strade e Highway Capacity Manual (HCM): Si fa riferimento al primo Highway Capacity Manual (HCM) del 1960, che ha definito una teoria generale sulla capacità delle strade basata su rilievi condotti su 100.000 km di strade. L'ultima versione dell'HCM (del 2000) a cura del Transportation Research Board (TRB) di Washington, classifica le strade extraurbane in tre categorie: autostrade, superstrade e strade ordinarie. "Nell’ultima versione dell’HCM (del 2000) a cura del Transportation Research Board (TRB) di Washington, vengono individuate, per la determinazione della capacità, tre fondamentali tipologie di strade extra-urbane operanti in condizioni di deflusso ininterrotto: - autostrade (controllo totale degli accessi ed assenza di incroci o disturbi laterali) - superstrade (più corsie per carreggiata ma velocità inferiore e senza corsia di emergenza) - strade ordinarie (unica carreggiata e due corsie totali con svincoli anche a raso)". Le strade urbane sono caratterizzate da flusso interrotto e la capacità è legata ai tempi dei semafori. Si introduce la suddivisione della curva di deflusso in porzioni corrispondenti a diversi livelli di servizio (LOS), associati a intervalli di velocità e densità veicolare. Viene specificato che per dimensionare e verificare le strade si utilizza la teoria dei LOS, introdotta nel 1960 dall’HCM. 1. Livelli di Servizio (LOS): Vengono definiti sei livelli di servizio (da A a F), rappresentanti diverse condizioni di traffico, dalla migliore (A) alla peggiore (F). I LOS sono utilizzati per valutare la qualità del servizio offerto da una strada e la soddisfazione dell'utenza, basandosi su parametri come velocità e densità veicolare. “Si definiscono livelli di servizio gli intervalli di velocità del flusso, ai quali corrispondono altrettanti intervalli di densità veicolare”. Si sottolinea come il ricorso a modelli matematici basati sui livelli di servizio è fondamentale per la verifica a priori del traffico sopportabile da un'infrastruttura, al fine di evitare code e rallentamenti. 1. Monitoraggio del Traffico e Sensoristica:  Viene dato ampio spazio all’argomento del monitoraggio del traffico, citando le componenti del sistema, la classificazione dei sistemi, l’oggetto del monitoraggio, i possibili usi e utenti, l’ambito del sistema e le tecniche e tecnologie di monitoraggio. Si menzionano tecniche di rilievo manuale e automatico, inclusi sistemi magnetodinamici e video analysis. Vengono inoltre menzionati la trasmissione e ricezione dei dati e la visualizzazione e misurazione dei dati raccolti. Vengono citati alcuni casi studio con link a video e articoli online. 1. Teoria dei Flussi di Traffico e Condizioni Ideali: Si sottolinea come la teoria dei flussi di traffico assimila lo scorrimento del traffico a quello di un liquido. "TEORIA DEI FLUSSI DI TRAFFICO Scienza che si basa su una trasposizione di concetti di fluidodinamica assimilando lo scorrimento del traffico a quello di un liquido, considerandolo composto da unità elementari discretizzate." Le definizioni successive si ritengono valide in condizioni ideali quali: buone condizioni meteo e della pavimentazione, familiarità degli utenti, assenza di incidenti, tracciato orizzontale, larghezza corsie ≥ 3.60 m, distanza ostacoli laterali ≥ 1.80 m, assenza di accessi laterali, V progetto media ≥ 100 km/h, distanza di visibilità per il sorpasso sempre > 450 m, flusso ininterrotto, omogeneità dei flussi. 1. Definizione di Capacità e Tronco Stradale: La capacità viene definita come il massimo flusso orario atteso per il trasporto di persone o veicoli in un punto o sezione uniforme (tronco) di una strada, sotto specifiche condizioni. "Possiamo dare una definizione di capacità di un elemento di trasporto definendola come: il massimo flusso orario atteso per trasporto di persone o veicoli in un punto o sezione (tronco) uniforme (di corsia o di strada), durante un dato periodo, e sotto fissate condizioni della strada, del traffico, e dei sistemi di controllo." Si sottolinea la differenza tra il concetto di punto o sezione (inteso come sezione longitudinale - tronco) e sezione trasversale. Viene evidenziato come sia possibile calcolare la capacità sia in un punto che in un tronco, grazie al principio di continuità e all'ipotesi (forte) di moto uniforme. 1. Correlazione tra Livello di Servizio e Variabili di Traffico: Si spiega come il LOS sia una misura qualitativa delle condizioni operative del traffico e della percezione da parte degli utenti. Si sottolinea come il LOS sia funzione di una serie enorme di variabili, che l’HCM riduce alla velocità media (V) e al flusso (Q). "LOS = f (velocità, sorpassi/km, attesa sorpasso, stress, …) sarebbe quindi impossibile portare avanti una modellazione in questo modo. L'HCM opera quindi una scelta, portando avanti solo due variabili e considerando come indirette le altre, e quindi di trascurabile effetto sulla funzione cercata. V - velocità media, Q - flusso". Si introduce il concetto di diagramma v-Q e v-Q/C (capacità normalizzata), spiegando come la relazione tra velocità e flusso non sia lineare e come la capacità sia un limite destro di questo diagramma. La scala Q/C rende i grafici univoci per diverse infrastrutture. 1. Analisi del Grafico v-Q/C e dei Sei Gradi del LOS: Si analizza il grafico v-Q/C, evidenziando come la velocità si mantenga costante per bassi valori del rapporto Q/C e come la dipendenza si faccia più significativa all'aumentare di questo valore, fino ad un punto limite, che rappresenta l'unità del rapporto Q/C ovvero il flusso massimo. Il ramo inferiore, invece, descrive la curva di saturazione dell'infrastruttura, con un flusso "stop and go". Si descrivono in dettaglio i sei livelli di servizio (da A a F), legandoli alle velocità e ai valori del rapporto Q/C.  1. Diagrammi di Calcolo e Tavole HCM: Viene descritto l'utilizzo di abachi, derivati dalle tavole dell'HCM, per legare flusso, velocità e livello di servizio per diverse tipologie di infrastrutture. Si sottolinea che le curve sono state generate per esprimere i legami tra flusso orario per corsia e la velocità media della corrente veicolare parametrizzata alla capacità per diverse velocità libere, cosi da generalizzare l'abaco e renderlo valido per ogni infrastruttura. 1. Capacità Massima e Condizioni Ottime per le Diverse Tipologie di Strade: Vengono presentati i valori di capacità massima e le condizioni ottimali per autostrade (7200 veic/h totali a 3 corsie per senso di marcia con 2.400 veic/h per singola corsia), superstrade (2000 veic/h per corsia) e strade ordinarie (1.600 veic/h per senso di marcia). Si sottolinea come la mancata osservanza delle condizioni ottimali (geometriche e di esercizio) comporti riduzioni della capacità. "La mancata osservanza dei parametri geometrici comporta coefficienti riduttivi della capacità: la presenza di accessi laterali, ad esempio, verrà calcolata con un fattore riduttivo inferiore a 1 che determina un valore di veicoli/h minore rispetto all’ottimo stabilito." Si introduce il concetto di Capacità Effettiva (CE) calcolata come prodotto della Capacità Ottima (CO) e una serie di coefficienti riduttivi per ogni difformità riscontrata rispetto alle condizioni ottime. “In genere quindi la Capacità Effettiva (CE) può desumersi dalla Capacità Ottima (CO) CE = CO * r1 * r2 * r3…. Dove ri è il coefficiente riduttivo da applicarsi per ogni difformità rilevata con ri < = 1”. Si specifica che la capacità teorica dell’HCM è valida solo in condizioni di flusso ininterrotto. Vengono riportati esempi specifici di calcolo della capacità per autostrade con riferimento a tabelle fornite e applicando i coefficienti riduttivi per le differenti condizioni di esercizio. Conclusioni: Questo briefing document evidenzia come la comprensione della teoria del traffico e la capacità stradale, così come descritte nell'Highway Capacity Manual, siano cruciali per la progettazione e la gestione delle infrastrutture di trasporto. L'analisi dei livelli di servizio e delle variabili di traffico, unitamente ai rilievi sperimentali e alla sensoristica, permette di comprendere la dinamica del flusso veicolare e di ottimizzare la funzionalità e la sicurezza della rete stradale. L'applicazione dei conc etti di capacità e livelli di servizio, insieme al monitoraggio e all'analisi, sono essenziali per la pianificazione e la gestione del traffico al fine di ottimizzare l'efficienza della rete viaria e garantire livelli di servizio adeguati agli utenti della strada. 1. Cosa si intende per "sistema di trasporto" e quali sono i concetti preliminari della teoria del traffico? Un "sistema di trasporto" si riferisce all'insieme di infrastrutture, veicoli e sistemi di controllo che permettono lo spostamento di persone e merci. La teoria del traffico è la branca della scienza che studia il flusso di tali elementi all'interno del sistema di trasporto, analizzando variabili come flusso, velocità e densità veicolare. Questa teoria cerca di comprendere e prevedere il comportamento del traffico per ottimizzare la progettazione e la gestione delle infrastrutture. 2. Quali sono le principali variabili di traffico e come vengono utilizzate nell'analisi? Le principali variabili di traffico sono: il flusso (numero di veicoli che passano in un punto in un dato tempo), la velocità (la rapidità con cui i veicoli si muovono) e la densità (il numero di veicoli per unità di lunghezza di strada). Queste variabili sono interconnesse e vengono studiate attraverso rilievi sperimentali e modellazioni teoriche per comprendere la fluidità del traffico. La relazione tra flusso e velocità è particolarmente utile per individuare condizioni di traffico stabile (flusso contin uo e velocità regolare) e instabile (flusso con interruzioni e possibili congestioni). 3. Cos'è il fattore ora di punta e come influenza la progettazione delle infrastrutture? Il fattore ora di punta è un indicatore che esprime la variazione del flusso di traffico durante le diverse ore del giorno, con particolare attenzione alle ore di maggiore intensità. Questo fattore è cruciale nella progettazione delle infrastrutture perché permette di dimensionare le strade in modo da assorbire il flusso massimo di veicoli durante le ore di punta, evitando così congestioni. L'analisi del fattore ora di punta aiuta a determinare la capacità necessaria per un determinato tratto stradale. 4. Cos'è l'Highway Capacity Manual (HCM) e qual è il suo ruolo nella progettazione delle strade? L'Highway Capacity Manual (HCM) è un manuale di riferimento, sviluppato negli Stati Uniti e adottato in tutto il mondo, che fornisce una metodologia standardizzata per l'analisi della capacità delle strade. Attraverso rilievi di traffico e modellizzazioni, l'HCM definisce la capacità di diversi tipi di strade (autostrade, superstrade, strade ordinarie) e i relativi livelli di servizio (LOS). Il manuale è fondamentale per progettare e verificare le strade in base ai flussi veicolari previsti, garantendo un livello di servizio adeguato per gli utenti. 5. Cosa si intende per "livello di servizio" (LOS) e quali sono le sue categorie? Il "livello di servizio" (LOS) è un indicatore qualitativo che descrive le condizioni operative di una strada, basandosi sulla percezione degli utenti. L'HCM definisce sei livelli di servizio, da A a F, che vanno dalle migliori condizioni (flusso libero, alta velocità) alle peggiori (flusso instabile, congestione). Il LOS è determinato principalmente da velocità e flusso ed è utilizzato per valutare l'efficienza delle strade e pianificare interventi migliorativi. 6. Come viene calcolata la capacità di una strada e quali fattori influenzano questo valore? La capacità di una strada è il massimo flusso orario che può essere sostenuto in un dato punto o sezione, in condizioni specificate. Il calcolo della capacità tiene conto di fattori geometrici della strada (larghezza corsie, banchine, distanze dagli ostacoli), condizioni del traffico (omogeneità dei flussi, assenza di interruzioni) e caratteristiche funzionali (tipo di strada, svincoli). La mancata osservanza delle condizioni ottimali porta a una riduzione della capacità, calcolata attraverso coefficienti riduttivi (come per la larghezza delle banchine o la visibilità limitata). 7. Quali sono i principali sistemi di monitoraggio del traffico e come vengono utilizzati? I sistemi di monitoraggio del traffico includono sia tecniche di rilievo manuale (osservazione diretta) che automatico (sensori, telecamere, sistemi magnetodinamici). Questi sistemi raccolgono dati sul flusso, la velocità, la densità e altre variabili di traffico. Le informazioni raccolte sono utilizzate per analizzare il comportamento del traffico in tempo reale, identificare i punti critici, pianificare interventi di gestione del traffico e migliorare la progettazione delle infrastrutture. 8. In che modo la teoria dei flussi di traffico, come definita nell'HCM, viene applicata in pratica? La teoria dei flussi di traffico, così come formalizzata nell'HCM, viene applicata attraverso la modellazione matematica dei flussi, basata sull'assimilazione del traffico a un fluido. Questo approccio permette di studiare le relazioni tra flusso, velocità e densità, e di prevedere le condizioni del traffico in diverse situazioni. Attraverso diagrammi v-Q e v-Q/C, l'HCM permette di visualizzare e analizzare i livelli di servizio di diverse infrastrutture e di progettare soluzioni per migliorare la fluidità del traffico. L'applicazione pratica di questa teoria permette di dimensionare strade, regolare semafori, e gestire il traffico in modo più efficiente e sicuro. Progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto Sistemi di trasporto Un sistema di trasporto è definito come l'insieme di componenti e delle loro interazioni che determinano la domanda di mobilità di persone e cose tra diversi punti del territorio e l'offerta di servizi di trasporto per soddisfare tale domanda. Il sistema comprende le vie di comunicazione e i mezzi attraverso cui si realizza il trasferimento di persone o cose da un luogo all'altro. Componenti di un sistema di trasporto: Veicoli: si suddividono in terrestri, fluviali e marittimi, aerei e spaziali. Infrastrutture: costituite da impianti fissi che formano le reti, a loro volta suddivise in linee e terminali. Sottosistemi di un sistema di trasporto: Offerta di trasporto: comprende tutte le infrastrutture, i veicoli, le tecnologie, i servizi, le regole e i prezzi che consentono di spostarsi da un punto all'altro del territorio. Domanda di trasporto: l'insieme dei bisogni di mobilità espressi in un determinato territorio. o Domanda e offerta si influenzano reciprocamente: gli utenti decidono di spostarsi (generando domanda) e scelgono i servizi dell'offerta (trasporto pubblico o veicoli privati). o La localizzazione di abitazioni, uffici, scuole, negozi, aree turistiche influenza la domanda di mobilità in termini di coppie origine-destinazione. Interazione tra domanda e offerta: La congestione si verifica quando la domanda supera l'offerta, ad esempio quando il rapporto tra flussi di traffico e capacità di smaltimento raggiunge determinate soglie o quando la domanda di passeggeri supera l'offerta nel trasporto pubblico. Dopo l'abolizione delle frontiere e la riduzione dei prezzi, i volumi di merci e persone trasportate sono aumentati. Questo aumento ha portato a una crescita economica, ma anche a costi sociali ed ecologici, rendendo importante il concetto di mobilità sostenibile. Il settore dei trasporti è responsabile di circa un quarto delle emissioni di gas serra nell'Unione Europea. Teoria del traffico: La valutazione dei flussi di traffico è fondamentale per la progettazione di interventi viari, sia urbani che extraurbani. La funzione economica di una strada è di produrre traffico a velocità controllata. Gli interventi sulla viabilità devono considerare l'intero sistema della mobilità, i diversi modi di trasporto e le componenti della mobilità. Analisi preliminari per interventi viabilistici:  Analisi territoriali, socioeconomiche, relazionali (attrazione e generazione del traffico) e dell'organizzazione del sistema dei trasporti. Analisi dei dati dei Censimenti ISTAT per gli spostamenti. Considerazioni quantitative legate alle dinamiche economiche e variabili specifiche come nuovi insediamenti o eventi. Visione a lungo termine (20-30 anni) per evitare strade insufficienti o sovradimensionate. Considerazione di ampliamenti futuri, salvaguardando le aree necessarie. Ogni modifica stradale ha ripercussioni sul tempo di percorrenza, velocità e flussi. Rilievi di traffico: È importante stabilire le sezioni di rilevamento per cogliere i flussi principali. La dimensione dell'intervento determina l'area geografica e il numero di sezioni di rilevamento. I dati di rilievo sono soggetti a molte variabili, soprattutto in ambito urbano ed extraurbano. In Svizzera, i dati sono raccolti con contatori automatici in numerosi punti, fornendo indicazioni sulla variabilità del traffico. I diagrammi di variazione del traffico orario sono utili per individuare i momenti di punta. Tipi di traffico: Traffico di lunga percorrenza con scarso pendolarismo: punte nei giorni festivi e volumi deboli nelle ore serali e notturne. Traffico locale e di lunga percorrenza con pendolarismo: variabilità settimanale, punte al mattino e tardo pomeriggio. Traffico pendolare: forti punte al mattino e alla sera. Traffico orario e fattore ora di punta: Tutti i rilievi di traffico devono essere riferiti all'ora, sia effettiva che virtuale. La "portata veicolare" o "portata" (Q) è il flusso di veicoli in un'ora. La capacità è la massima portata possibile in un tratto di strada, influenzata da variabili come geometria e contesto. Per definire la portata di riferimento, si considerano fluttuazioni sub-orarie, usando intervalli di 15 minuti in ambito extraurbano e 5-10 minuti in ambito urbano. Il deflusso orario equivalente (GF) è calcolato usando la formula GF = F * 60/∆T. Il peak hour factor (phf) esprime il rapporto tra il numero di veicoli nell'ora di punta e il massimo deflusso orario equivalente in periodi inferiori all'ora. Il phf è calcolato con la formula: phf = [V60 / VDT] * [DT / 60]. Un phf basso indica un carico veicolare concentrato, mentre un phf di 1 indica uniformità. Valori di PHF sono stati ricavati in diversi contesti, con valori minimi da adottare nelle pratiche applicazioni in Italia pari a 0,85. Componenti del traffico: Il traffico include pedoni, velocipedi, ciclomotori, autovetture, veicoli commerciali leggeri e pesanti, autotreni, autoarticolati e autobus. Si distinguono le categorie per i diversi ingombri dinamici e capacità di accelerazione/frenata. Si effettuano rilievi quantificando le componenti principali, come cicli e moto, automobili, veicoli commerciali leggeri e pesanti.  I dati vengono espressi in "veicoli equivalenti" usando coefficienti variabili. Indicatori del traffico: Il traffico varia stagionalmente, settimanalmente, giornalmente e orariamente. Si usano due indicatori di sintesi: o TGM (Traffico Giornaliero Medio): volume di traffico annuo diviso 365. o Thpn (Traffico Ora di Punta Normale): situazione di maggior circolazione (esclusi eventi rari). Esiste una relazione: Tphn = a * TGM, con 'a' che dipende dalla fluttuazione annuale. La finalità è di non dimensionare le strade per eventi occasionali, accettando la congestione per poche ore all'anno. Censimenti di traffico: Censimenti generali sull’intera rete per ottenere il TGM. Censimenti mirati su poche arterie per ottenere il traffico dell'ora di punta Thpn. Per la rappresentazione dei dati si usano flussogrammi. Questo riepilogo offre una panoramica sui sistemi di trasporto, la loro complessità e i vari elementi che li compongono e come vengono studiati e analizzati. Progettazione infrastrutture Il modulo "Progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto" si concentra sullo sviluppo delle competenze necessarie agli ingegneri civili e dei trasporti. Il corso è diviso in due parti principali: una che tratta i flussi stradali e la progettazione geometrica delle strade, e l'altra sulla gestione della qualità delle strade e della mobilità, con un focus sulla sostenibilità ambientale. Ecco alcuni degli argomenti trattati nel modulo: Introduzione ai sistemi di trasporto e alla teoria del traffico: Definizione di sistema di trasporto, richiami di teoria del traffico, rilievi di traffico, traffico orario, fattore ora di punta, componenti del traffico, indicatori di traffico, censimenti di traffico, rilievi di velocità e variabili di traffico. La capacità delle strade: Introduzione al concetto di capacità, analisi di autostrade, superstrade e strade ordinarie, e i livelli di servizio (LOS). Progettazione di incroci semaforizzati: Definizione e classificazione degli incroci semaforizzati, caratteristiche geometriche e di traffico, progetto del piano semaforico a tempi fissi e attuato dal traffico. Progettazione di rotatorie: Definizione di rotatoria, analisi di fattibilità, del traffico, geometrica, verifica di capacità e prestazioni, visibilità, elementi di completamento, pavimentazione, segnaletica e illuminazione. Progettazione di intersezioni complesse: Definizione, verifica di fattibilità, analisi del traffico, caratteristiche geometrico-funzionali, verifica della capacità e delle prestazioni, elementi di completamento e di arredo. La domanda di trasporto e l’analisi dei costi: Domanda di trasporto, matrice Origine- Destinazione, grafo di rete, calibrazione dei modelli di domanda, analisi dei costi. Acquisizione e utilizzo dei dati: Uso di IoT, Big Data e IA per lo studio della mobilità e dei trasporti. Road Quality Management: Gestione della qualità stradale, definizione degli ammaloramenti della pavimentazione, tecniche di rilievo e gestione del PMS. Mobility Management: Definizione del mobility management, analisi normativa, compiti del mobility manager, definizione dei Piani di Spostamento. Concetti chiave: Sistema di trasporto: È definito come l'insieme di componenti e interazioni che determinano la domanda di mobilità di persone e cose tra diversi punti del territorio e l'offerta di servizi di trasporto. Il sistema comprende vie di comunicazione e mezzi di trasporto. Il sistema dei trasporti può essere schematizzato come composto dai sottosistemi dell'offerta e della domanda che si influenzano reciprocamente. Domanda di trasporto: Rappresenta i bisogni di mobilità in un dato territorio. Offerta di trasporto: Include infrastrutture, veicoli, tecnologie, servizi, regole e prezzi che permettono lo spostamento. Congestione: Si verifica quando la domanda supera l'offerta, ad esempio quando il flusso di traffico supera la capacità di smaltimento. Mobilità sostenibile: Questo concetto è diventato sempre più importante a causa dei costi sociali ed ecologici del settore dei trasporti. Il settore dei trasporti è responsabile di circa un quarto delle emissioni totali di gas serra nell'Unione Europea. Flussi di traffico: La valutazione dei flussi di traffico è fondamentale per la progettazione di interventi viari. La funzione di una strada è di produrre traffico a velocità controllata.  Rilievi di traffico: Sono necessari per valutare le condizioni di circolazione e la sicurezza stradale. Questi rilievi includono l'analisi di dati provenienti dai censimenti ISTAT. o La scelta delle sezioni di rilevamento richiede uno studio approfondito. o I dati di traffico sono variabili in base al contesto geografico e al periodo. o I diagrammi di variazione del traffico orario sono fondamentali per identificare i momenti di punta. o I rilievi di traffico si riferiscono all'ora e permettono di determinare l'ora più idonea per valutare la situazione di punta. Traffico orario: L'entità del flusso veicolare, solitamente rapportata a base oraria, viene definita "portata veicolare". Capacità stradale: È la massima portata veicolare possibile in un determinato tratto di strada. È influenzata da vari fattori come la geometria della strada e la presenza di intersezioni. Fattore ora di punta (PHF): Esprime il rapporto tra il numero di veicoli in transito durante l'ora di punta e il massimo deflusso orario equivalente registrato in periodi inferiori all'ora. Il PHF indica quanto il traffico è concentrato in tempi limitati. In Italia è opportuno assumere un PHF di almeno 0,85. Componenti del traffico: Il traffico è composto da diverse categorie di utenti, come pedoni, cicli, moto, automobili, veicoli commerciali e autobus. Per i modelli di assegnazione è spesso necessario esprimere il traffico in termini di veicoli equivalenti, usando coefficienti di equivalenza. Indicatori del traffico: Il traffico giornaliero medio (TGM) e il traffico ora di punta normale (Thpn) sono due indicatori di sintesi per valutare il traffico. Il Thpn è una percentuale del TGM. Questo modulo fornisce una panoramica completa sulla progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto, coprendo aspetti teorici e pratici relativi alla gestione dei flussi di traffico e alla progettazione di strade e intersezioni. Teoria del traffico La teoria del traffico è un elemento fondamentale nella progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto. Questa teoria si occupa di analizzare e comprendere il flusso di veicoli e persone all'interno di un sistema di trasporto, al fine di ottimizzare la mobilità e la sicurezza. Ecco alcuni concetti chiave: Definizione di Sistema di Trasporto: Un sistema di trasporto è un insieme di componenti e interazioni che determinano la domanda di mobilità di persone e cose tra diversi punti del territorio. Include le vie di comunicazione e i mezzi di trasferimento. Il sistema è composto da due sottosistemi: l'offerta e la domanda. L'offerta include infrastrutture, veicoli, tecnologie e servizi. La domanda è l'insieme dei bisogni di mobilità. Interazione Domanda e Offerta: La domanda e l'offerta di trasporto si influenzano reciprocamente. Se la domanda supera l'offerta in determinati punti o periodi, si verifica la congestione. Inoltre, la localizzazione di abitazioni, uffici e altri punti di interesse influenza la domanda di mobilità in termini di coppie origine-destinazione. Rilievi di Traffico: La valutazione dei flussi di traffico è essenziale per la progettazione di interventi viari. I rilievi di traffico comprendono la misurazione di parametri come il traffico orario, il fattore ora di punta, le componenti del traffico, gli indicatori di traffico, i censimenti di traffico e le variabili di traffico. Traffico Orario e Fattore Ora di Punta: Il traffico orario è il flusso di veicoli in un'ora. Il fattore ora di punta (PHF) esprime il rapporto tra il numero di veicoli in transito durante l'ora di punta e il massimo deflusso orario equivalente registrato in periodi inferiori all'ora. Un PHF basso indica un carico veicolare concentrato in tempi limitati. Per le strade extraurbane, i valori di PHF sono generalmente compresi tra 0,83 e 0,96, mentre in Italia è opportuno assumere un valore di almeno 0,85. Componenti del Traffico: Il traffico è composto da diverse categorie di utenza, come pedoni, velocipedi, ciclomotori, autovetture, veicoli commerciali leggeri e pesanti, autobus. Per i modelli di assegnazione, il traffico viene spesso espresso in termini di veicoli equivalenti, utilizzando coefficienti variabili. Indicatori di Traffico: Due indicatori di sintesi sono il Traffico Giornaliero Medio (TGM) e il Traffico Ora di Punta Normale (Thpn). Esiste una relazione tra i due indicatori: Tphn = a * TGM, dove a è un coefficiente che varia in base al tipo di strada. Le strade non devono essere dimensionate per eventi occasionali di flusso, ma per il Thpn. Capacità Stradale: La capacità di un tratto di strada è la massima portata veicolare possibile. Questa è influenzata da variabili come la geometria della strada, la presenza di parcheggi, l'ubicazione (urbana o extraurbana) e la presenza di semafori o intersezioni. Rilievi di Velocità: I rilievi di velocità sono importanti per valutare l'efficienza del flusso di traffico. Censimenti di Traffico: Si distinguono in censimenti generali, per ottenere il TGM, e censimenti mirati, per ottenere il traffico dell'ora di punta. I dati dei censimenti sono spesso rappresentati attraverso flussogrammi. Analisi del Traffico: L'analisi del traffico deve considerare le caratteristiche del bacino di utenza, includendo aspetti territoriali, socioeconomici, relazionali e l'organizzazione del sistema dei trasporti. L'analisi dei dati deve avvenire con una visione di lungo periodo per evitare di costruire strade insufficienti o sovradimensionate. Mobilità Sostenibile: Il settore dei trasporti, pur essendo economicamente prospero, ha comportato costi sociali ed ecologici crescenti. Per questo, l'idea di una mobilità sostenibile ha acquisito sempre maggiore importanza. Questi sono i principali concetti della teoria del traffico, essenziali per la progettazione e la gestione efficace delle infrastrutture di trasporto. Gestione della mobilità La gestione della mobilità, o mobility management, è un tema trattato nel corso di studi sulla progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto. Ecco alcuni aspetti chiave relativi alla gestione della mobilità: Definizione: Il mobility management si riferisce alla gestione della mobilità. Analisi normativa e compiti del mobility manager: La gestione della mobilità include l'analisi normativa e i compiti del mobility manager d'area e d'azienda. Piani di spostamento: La gestione della mobilità comporta la definizione di Piani di Spostamento, come PSCL (Piani di Spostamento Casa Lavoro), PSCS e PSCU. Sostenibilità ambientale: La gestione della mobilità è strettamente collegata alla sostenibilità ambientale, mirando a una mobilità più sostenibile. L'idea di una "mobilità sostenibile" ha acquisito sempre maggiore importanza, dato che il settore dei trasporti rappresenta circa un quarto delle emissioni totali di gas serra prodotte dall'uomo nell'Unione Europea. Interazione tra domanda e offerta: La gestione della mobilità considera l'interazione tra la domanda di trasporto e l'offerta di servizi di trasporto. La domanda di trasporto è influenzata dalla localizzazione di abitazioni, uffici, scuole, negozi e aree turistiche, mentre l'offerta di trasporto comprende infrastrutture, veicoli, tecnologie, servizi, regole e prezzi. Congestione: La gestione della mobilità si occupa anche del problema della congestione, che si verifica quando la domanda supera l'offerta, ad esempio quando il rapporto tra flussi di traffico e capacità di smaltimento raggiunge determinate soglie. Acquisizione e utilizzo dei dati: La gestione della mobilità si avvale dell'uso di tecnologie come IoT, Big Data e Intelligenza Artificiale (IA) per lo studio della mobilità e dei trasporti. Obiettivi: L'obiettivo della gestione della mobilità è quello di sviluppare competenze negli ingegneri civili e dei trasporti, con una comprensione delle dinamiche stradali, dei flussi di saturazione e della progettazione degli incroci. Inoltre, è necessario avere una conoscenza avanzata dei principi e dei metodi per progettare intersezioni complesse. Analisi dei costi: La gestione della mobilità include l'analisi dei costi e dei benefici degli interventi progettuali, nonché l'analisi della domanda di trasporto. In sintesi, la gestione della mobilità è un approccio olistico che mira a organizzare e ottimizzare il movimento di persone e merci, tenendo conto degli aspetti ambientali, economici e sociali, e utilizzando strumenti tecnologici per un'analisi più efficace. Analisi costi-benefici L'analisi costi-benefici (C/B) è uno strumento utilizzato nella valutazione degli interventi progettuali nel settore dei trasporti. Ecco alcuni aspetti chiave dell'analisi costi-benefici, come si evince dai documenti forniti: Obiettivo: L'analisi C/B è una tecnica per la scelta degli interventi progettuali. Contesto: L'analisi C/B viene applicata nel contesto della pianificazione e gestione delle infrastrutture di trasporto, dove è necessario valutare gli impatti economici, sociali e ambientali di diversi progetti. Mobilità Sostenibile: L'analisi C/B diventa sempre più importante nel contesto della mobilità sostenibile, in quanto i trasporti sono una fonte significativa di emissioni di gas serra. Domanda di trasporto: La domanda di trasporto, influenzata dalla localizzazione di attività come abitazioni, uffici, scuole, negozi e aree turistiche, è un fattore importante nell'analisi dei costi. Questa analisi considera come le persone e le merci si spostano tra diversi punti del territorio. Costi Sociali ed Ecologici: L'aumento dei volumi di traffico, dovuto all'abolizione delle frontiere e alla liberalizzazione dei mercati, ha portato a costi sociali ed ecologici crescenti. L'analisi costi-benefici valuta questi costi insieme ai benefici economici. Analisi Preliminare: Prima di effettuare un'analisi costi-benefici, è necessario effettuare un'analisi conoscitiva del bacino di utenza, comprese analisi territoriali, socioeconomiche, relazionali e dell'organizzazione del sistema dei trasporti. Questa analisi preliminare aiuta a comprendere le dinamiche della domanda e dell'offerta di trasporto. Valutazione dei Flussi di Traffico: La valutazione dei flussi di traffico è fondamentale per la progettazione di qualsiasi intervento viario, sia extraurbano che urbano. Fattori che Influenzano i Costi: La capacità di un arco stradale è influenzata da variabili come la geometria, la presenza di parcheggi, l'ubicazione in ambito urbano o extraurbano e la presenza di semafori. Interventi nel Sistema della Viabilità: Tutti gli interventi sul sistema della viabilità devono essere progettati considerando l'intero sistema della mobilità, includendo diversi modi di trasporto e componenti della mobilità. L'analisi C/B è quindi un processo complesso che richiede una comprensione approfondita di molti fattori che interagiscono tra loro, inclusi l'economia, la società e l'ambiente. 1. Introduzione e Obiettivi del Corso Il modulo "Progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto" (CEAR 03 A e B), parte del corso di studi in Gestione e protezione delle risorse territoriali e ambientali (LM23/LM35), si pone l'obiettivo di sviluppare le competenze fondamentali per gli ingegneri civili e dei trasporti. Il corso, diviso in due parti, si concentra: Sui flussi stradali, con particolare attenzione ai concetti di flusso di saturazione, formazione e dissipazione di code agli incroci, e principi di progettazione degli incroci segnalati. Sulla progettazione geometrica delle strade e sulla gestione della qualità delle infrastrutture e della mobilità in ottica di sostenibilità ambientale. "Il corso ha l’obiettivo di sviluppare le competenze richieste agli ingegneri civili e dei trasporti. In particolare, le dinamiche stradali richiedono una comprensione dei concetti di flusso di saturazione, di come le code si accumulano e si dissipano agli incroci e dei principi della progettazione degli incroci segnalati." 2. Struttura del Corso (Lezione 1) La Lezione 1 è strutturata in diversi punti chiave: Introduzione ai Sistemi di Trasporto e Teoria del Traffico: Definizione di sistema di trasporto come insieme di componenti e interazioni che determinano la domanda di mobilità e l'offerta di servizi. "Il sistema dei trasporti è definito come l'insieme di componenti e di loro reciproche interazioni che determinano la domanda di mobilità di persone e cose fra punti diversi del territorio e l'offerta di servizi di trasporto per il soddisfacimento di tale domanda." Richiami preliminari di teoria del traffico, con enfasi sull'importanza della valutazione dei flussi per la progettazione stradale. "La valutazione dei flussi di traffico costituisce difatti la premessa per la progettazione di un qualsiasi intervento viario, sia extraurbano sia urbano." Introduzione ai rilievi di traffico, traffico orario, fattore ora di punta, componenti e indicatori di traffico, censimenti, rilievi di velocità, variabili di traffico. Capacità delle Strade: Concetto di capacità stradale e distinzione tra autostrade, superstrade e strade ordinarie. Livelli di servizio (LOS) definiti dall'HCM (Highway Capacity Manual) e loro applicazione pratica. Progettazione di Incroci Semaforizzati: Definizione, classificazione e caratteristiche geometriche, di traffico e di regolamentazione degli incroci semaforizzati. Progetto del piano semaforico a tempi fissi e attuato dal traffico, analisi funzionale dell'intersezione. Progettazione di Rotatorie: Definizione, regolamentazione e tipologie di rotatorie. Fattibilità, analisi del traffico, geometria, capacità, prestazioni, visibilità, elementi di completamento (pavimentazione, segnaletica, illuminazione). Progettazione di Intersezioni Complesse: Definizione, regolamentazione, fattibilità, analisi del traffico, caratteristiche geometrico - funzionali e verifica della capacità. Domanda di Trasporto e Analisi dei Costi: Domanda di trasporto, matrice Origine-Destinazione (O/D), grafo di rete e modelli di domanda. Analisi dei costi. Acquisizione e utilizzo dei dati: IoT, Big Data e IA applicata allo studio della mobilità e dei trasporti Analisi Costi-Benefici: Analisi C/B e tecniche di scelta degli interventi progettuali. Road Quality Management: Definizione e gestione della qualità delle pavimentazioni stradali (PMS). Mobility Management: Definizione di Mobility Management e analisi normativa. Compiti del mobility manager d’area e d’azienda, piani di spostamento (PSCL, PSCS, PSCU). 3. Temi Principali e Concetti Chiave Sistema di Trasporto: Viene descritto come un sistema complesso composto da domanda e offerta di mobilità, influenzato dalle attività umane e dalla distribuzione territoriale. L'aumento della mobilità ha portato a benefici economici, ma anche a costi sociali ed ecologici, sottolineando l'importanza della mobilità sostenibile. "Se da un lato il settore dei trasporti si è dimostrato economicamente prospero e dinamico, dall'altro ha comportato costi sociali ed ecologici sempre crescenti... È per questa ragione che l'idea di una «mobilità sostenibile» ha acquisito sempre maggiore importanza." Teoria del Traffico: La valutazione dei flussi di traffico è fondamentale per la progettazione viaria. Si sottolinea l'importanza di considerare il contesto urbano e extraurbano, il piano urbanistico e le esigenze di tutti gli utenti della strada. "Tutti gli interventi sul sis tema della viabilità devono essere concepiti, progettati e verificati nella logica dell'intero sistema della mobilità e dell’assetto del territorio". Rilievi di Traffico: Sono descritti metodi di rilievo (censimenti ISTAT, analisi di dettaglio) e l'importanza di una visione a lungo termine (20-30 anni) per evitare sovradimensionamenti o sottodimensionamenti delle infrastrutture. Si evidenzia come le modifiche a una strada o a un'intera rete si ripercuotono sulla velocità e i flussi. "Ma chi lavora nel settore trasporti deve agire con una visione di scenario di lungo periodo (20-30 anni almeno)". Traffico Orario e Fattore Ora di Punta (PHF): Il traffico è variabile e va analizzato su base oraria, individuando l'ora di punta più rilevante per la progettazione. Il PHF è un indicatore chiave che esprime il rapporto tra il traffico nell'ora di punta e il massimo deflusso orario equivalente, evidenziando le fluttuazioni sub-orarie. "Per determinare il servizio di una infrastruttura si ricorre al peak hour factor (phf, fattore dell'ora di punta) valore che esprime il rapporto esistente fra il numero di veicoli in transito nella sezione di rilevament o durante l'ora di punta e il massimo deflusso orario equivalente registrato nei periodi (DT) inferiori all’ora." Componenti del Traffico: Le diverse categorie di veicoli (pedoni, bici, ciclomotori, auto, veicoli commerciali, ecc.) hanno un impatto diverso e necessitano di essere considerate nei modelli di assegnazione. Si usano coefficienti di equivalenza per esprimere il traffico totale in "veicoli equivalenti". "L’ingombro dinamico, unitamente alle diverse capacità di accelerazione e frenata, è molto diverso e quindi è necessario distinguere le categorie ai fini di poter instaurare rapporti di equivalenza tra le varie componenti." Indicatori di Traffico: Vengono introdotti indicatori come il Traffico Giornaliero Medio (TGM) e il Traffico Ora di Punta Normale (Thpn) per sintetizzare le variazioni di traffico durante l'anno e dimensionare correttamente le infrastrutture. "In un anno abbiamo 8760 ore e altre ttanti diversi valori. E’ quindi necessario individuare due indicatori di sintesi: - TGM (Traffico Giornaliero Medio) risultante dal volume di traffico annuo diviso 365 - Thpn (Traffico Ora di Punta Normale) corrispondente alla situazione ricorrente di maggior circolazione (esclusi eventi rari)." 4. Conclusioni Questo corso fornisce una base solida per la progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto, enfatizzando la necessità di un approccio olistico che consideri gli aspetti tecnici, economici, ambientali e sociali. La comprensione dei concetti di flusso di traffico, capacità stradale, e la gestione efficiente della mobilità sono fondamentali per un'ingegneria civile e dei trasporti consapevole e sostenibile. Questo documento offre una panoramica dettagliata dei principali argomenti trattati nel corso e dei concetti più importanti evidenziati. 1. Cosa si intende per sistema di trasporto e quali sono i suoi sottosistemi principali? Un sistema di trasporto è definito come l'insieme di componenti e delle loro interazioni che determinano la domanda di mobilità di persone e merci tra diversi punti del territorio, nonché l'offerta di servizi di trasporto per soddisfare tale domanda. Comprende le vie di comunicazione (infrastrutture) e i mezzi (veicoli) attraverso cui si realizza il trasferimento. I sottosistemi principali sono due: l'offerta di trasporto (infrastrutture, veicoli, tecnologie, servizi) e la domanda di trasporto (bisogni di mobilità). Questi due sottosistemi interagiscono influenzandosi a vicenda e sono ulteriormente influenzati dal sistema delle attività (localizzazione di abitazioni, uffici, etc.). 2. Cosa sono i "rilievi di traffico" e qual è il loro scopo? I rilievi di traffico sono indagini e misurazioni effettuate per raccogliere dati sulle caratteristiche del traffico stradale. Il loro scopo è fornire informazioni necessarie per la pianificazione e la progettazione di interventi viabilistici, sia in ambito urbano che extraurbano. Questi rilievi aiutano a capire la quantità dei flussi veicolari, le direzioni di spostamento, le variazioni temporali del traffico (orarie, giornaliere, settimanali, stagionali) e le componenti del traffico (tipi di veicoli). I dati raccolti sono fondamentali per evitare di progettare infrastrutture insufficienti o sovradimensionate e per comprendere l'impatto di modifiche alla rete stradale. 3. Cos'è il "fattore ora di punta" (PHF) e perché è importante? Il fattore ora di punta (PHF) è un valore che esprime il rapporto tra il numero di veicoli in transito durante l'ora di punta e il massimo deflusso orario equivalente registrato in periodi inferiori all'ora. Questo indicatore aiuta a comprendere la concentrazione del carico veicolare in specifici momenti. Un PHF basso indica una forte concentrazione del traffico in brevi periodi, mentre un PHF vicino a 1 indica un flusso più uniforme nell'ora di punta. Il PHF è fondamentale per dimensionare le infrastrutture di trasporto in modo efficiente e per analizzare la qualità del servizio offerto dalla strada. 4. Cosa si intende per "capacità di una strada" e come viene influenzata? La capacità di una strada è la massima portata veicolare possibile in un determinato tratto. Non è un valore fisso ma dipende da diverse variabili, tra cui: la geometria della strada (numero di corsie, larghezza), la presenza di parcheggi sulla sede stradale, l'ubicazione (urbana o extraurbana), la presenza di intersezioni semaforizzate, attraversamenti pedonali. Le caratteristiche geometriche, tipologiche, spaziali e funzionali di una strada influenzano quindi la sua capacità di smaltimento del traffico. 5. In che modo vengono classificate le strade e come influisce questa classificazione nella valutazione della capacità? Le strade vengono classificate in base a diverse caratteristiche, quali la loro funzione, il numero di corsie e la tipologia. Nel documento vengono menzionate tre tipologie principali: autostrade (tre corsie per senso di marcia), superstrade (due corsie per senso di marcia) e strade ordinarie (unica carreggiata, due corsie totali). Questa classificazione è fondamentale per la valutazione della capacità poiché ogni tipologia di strada ha una diversa capacità di deflusso in funzione delle sue caratteristiche geometriche e del tipo di traffico che la caratterizza. Le autostrade, ad esempio, hanno una capacità maggiore rispetto alle strade ordinarie. 6. Cosa sono i "livelli di servizio" (LOS) e a cosa servono? I Livelli di Servizio (LOS) sono una classificazione qualitativa della qualità del flusso di traffico su una strada. Sono utilizzati per descrivere le condizioni operative in termini di velocità, densità di traffico e libertà di manovra. I LOS sono definiti secondo parametri stabiliti da linee guida internazionali come l'HCM (Highway Capacity Manual), e rappresentano diverse situazioni di fluidità di traffico, da un flusso libero e scorrevole a condizioni di congestione estrema. Questa classificazione permette di valutare l'adeguatezza di un'infrastruttura di trasporto e di pianificare interventi per migliorare le condizioni di circolazione. 7. Qual è l'importanza di considerare la "domanda di trasporto" nella progettazione delle infrastrutture? La domanda di trasporto è l'insieme dei bisogni di mobilità espressi in un certo territorio. Considerare la domanda di trasporto è essenziale nella progettazione di infrastrutture per garantire che queste siano adeguate a soddisfare le esigenze di mobilità. L'analisi della domanda include la comprensione della matrice Origine -Destinazione (O/D), del grafo di rete e dei modelli di domanda. La localizzazione di abitazioni, uffici e servizi influisce sulla domanda di mobilità, e la progettazione di infrastrutture deve tener conto di queste interazioni per creare un sistema di trasporto efficiente. 8. Quali sono alcuni dei metodi di rilievo del traffico e come vengono utilizzate le nuove tecnologie? Per i rilievi di traffico si utilizzano metodi automatici come tubi pneumatici, spire induttive, sensori piezoelettrici, sensori magnetici, rilevatori a infrarossi, a ultrasuoni e acustici, telecamere e sistemi per il trattamento automatico delle immagini. Inoltre, le nuove tecnologie come l'IoT (Internet of Things), i Big Data e l'Intelligenza Artificiale (IA) vengono sempre più impiegate nello studio della mobilità e dei trasporti, per raccogliere, analizzare e gestire i dati in modo più efficace. Queste tecnologie permettono di monitorare il traffico in tempo reale e di ottenere una comprensione più accurata delle dinamiche di mobilità. Lezione II Introduzione ai sistemi di trasporto e teoria del traffico Sistemi di trasporto I sistemi di trasporto sono introdotti come argomento principale nel corso di studi in Gestione e protezione delle risorse territoriali e ambientali. La lezione include una introduzione ai sistemi di trasporto e alla teoria del traffico, richiami preliminari di teoria del traffico, rilievi di traffico, traffico orario, fattore ora di punta, componenti del traffico, indicatori di traffico, censimenti di traffico, rilievi di velocità, variabili di traffico ed esempi e casi studio. I sistemi di trasporto sono studiati nel contesto della progettazione e manutenzione delle infrastrutture di trasporto. Definizione di sistema di trasporto: Non viene data una definizione esplicita di "sistema di trasporto" nei materiali forniti. Tuttavia, i materiali si concentrano sull'analisi e la gestione del traffico, suggerendo che un "sistema di trasporto" si riferisce all'insieme di infrastrutture e flussi di veicoli che consentono lo spostamento di persone e merci. Teoria del traffico: La teoria del traffico è una componente chiave nello studio dei sistemi di trasporto. Questa include lo studio dei flussi di traffico, la velocità, la densità e la loro interrelazione. I modelli di assegnazione spesso richiedono che il dato complessivo del traffico sia espresso in termini di veicoli equivalenti. Per ottenere questo valore si utilizzano coefficienti variabili per i veicoli commerciali, da un minimo di 2 ad un massimo di 10 autovetture equivalenti. Rilievi di traffico: I rilievi di traffico sono essenziali per la comprensione e la gestione dei sistemi di trasporto. Esistono due tipi di censimenti: generali sull'intera rete per ottenere il TGM (Traffico Giornaliero Medio) e mirati su poche arterie per ottenere il traffico dell'ora di punta (Thpn). I censimenti di traffico sono volti a stimare l'entità dei flussi di traffico e a determinare le origini e destinazioni prevalenti. Per una migliore comprensione si possono integrare i dati con interviste mirate. I censimenti origine-destinazione possono essere effettuati elaborando dati ISTAT, indagini telefoniche, rilevando le targhe o intervistando un campione di conducenti. Per la rappresentazione dei dati di censimento si utilizzano spesso flussogrammi. Traffico orario e Fattore ora di punta: Il traffico orario è un dato fondamentale nei sistemi di trasporto. Non viene data una definizione esplicita di "fattore ora di punta", tuttavia, il documento afferma che dimensionare una strada per la massima punta oraria dell'anno comporterebbe il sotto utilizzo per la maggior parte del tempo. Quindi, si cerca di collocare il dimensionamento della strada in un punto della curva di distribuzione del traffico dove a lievi variazioni di portata corrispondono grandi variazioni nelle ore di traffico intenso. Componenti del traffico:  I modelli di assegnazione del traffico richiedono che i dati siano espressi in termini di veicoli equivalenti. Per ottenere questo valore, si utilizzano coefficienti che variano per i veicoli commerciali. La finalità è di evitare di dimensionare le strade per eventi occasionali di flusso. Indicatori di traffico: Si definisce "passo del traffico" l'intervallo continuo di minor estensione cinematica con il 50% di frequenza. Le unità di misura sono importanti e la relazione base è V[km/h]= v[m/s]*3,6. Per cogliere il significato di una distribuzione di velocità, si utilizzano diagrammi di distribuzione di frequenza per classi di velocità e curve cumulate delle percentuali. V85, la velocità dell’85° percentile, è un indicatore sensibile delle condizioni di flusso. La velocità modale è l'intervallo cinematico più frequente. Rilievi di velocità: I rilievi di velocità possono essere riferiti a una sezione (velocità istantanea) o a un tratto omogeneo (velocità media). La velocità media nel tempo (Vt) e nello spazio (Vs) sono calcolate con formule specifiche. Non sono sufficienti i valori medi: servono anche la velocità dell’85° percentile (V85) e la velocità modale. Variabili di traffico: Oltre alla portata (Q) e alla velocità (V), la densità (D) è una variabile importante. La relazione fondamentale di deflusso è Q = D * V. La densità D0 corrisponde alla massima portata alla velocità Vm, mentre Dj corrisponde ad una coda di veicoli fermi. La congestione inizia quando calano V e Q e aumenta solo D. In prima approssimazione, vale la relazione D = D max - kV, dove K = (D max / V max). La relazione tra Q e V non è lineare, ma parabolica. Il massimo valore possibile di Q corrisponde alla capacità. Il valore massimo di portata si verifica per velocità del flusso pari a circa la metà della velocità massima. Capacità delle strade: I primi studi sulla capacità risalgono al 1960 con l'Highway Capacity Manual (HCM). L'HCM individua tre tipologie di strade extraurbane: autostrade, superstrade e strade ordinarie. Le strade urbane hanno valori di capacità dipendenti dai tempi di verde semaforici. Il campo descritto dalla curva di deflusso è suddiviso in porzioni che corrispondono a condizioni qualitative del servizio offerto dalla strada, definiti livelli di servizio (LOS). Livelli di servizio (LOS): Per dimensionare le strade, si utilizza la teoria dei LOS, che definisce sei livelli di servizio, dalla situazione migliore (A) alla peggiore (F). Monitoraggio del traffico: I sistemi di monitoraggio del traffico sono utilizzati per raccogliere dati sulle condizioni del traffico. Esistono tecniche di rilievo manuale e automatico. Il monitoraggio include aspetti come le componenti del sistema, la classificazione dei sistemi, l'oggetto del monitoraggio, i possibili usi e utenti, l'ambito del sistema e le tecniche di rilievo. Teoria del traffico La teoria del traffico, secondo le fonti, include diversi concetti e metodologie per comprendere e gestire i flussi veicolari. Ecco i principali aspetti trattati: Sistemi di trasporto: La teoria del traffico si inserisce nello studio dei sistemi di trasporto. Rilievi di traffico: Questi rilievi sono fondamentali per la raccolta di dati sul traffico. I censimenti del traffico si dividono in due tipologie: o Censimenti generali: Si effettuano sull'intera rete stradale per ottenere il Traffico Giornaliero Medio (TGM) attraverso misurazioni campionarie. In genere, si usa un campione di 16 giorni all'anno per stimare il TGM. Nelle grandi aree metropolitane, i rilievi possono avvenire in continuo, come a Torino, dove il TGM è calcolato in tempo reale tramite dati provenienti da 500 sezioni monitorate da 1500 spire. o Censimenti mirati: Si concentrano su poche arterie per ottenere il traffico dell'ora di punta (Thpn). Traffico orario: I modelli di assegnazione spesso richiedono che i dati sul traffico siano espressi in termini di veicoli equivalenti. A tal fine, si utilizzano coefficienti che variano per i veicoli commerciali, da un minimo di 2 ad un massimo di 10 autovetture equivalenti. Ad esempio, un transito orario di 100 camion può essere trasformato in 200-1000 veicoli equivalenti. Fattore ora di punta: Le strade non vengono dimensionate per eventi occasionali di flusso massimo, ma si accetta la presenza di congestione per un numero limitato di ore all'anno, le ore di punta. L'obiettivo è di dimensionare le strade in modo da evitare il sottoutilizzo per la maggior parte del tempo. Componenti del traffico: I censimenti del traffico mirano a stimare l'entità dei flussi e a determinare le origini e le destinazioni prevalenti. Per una comprensione più approfondita, si possono integrare i dati quantitativi con interviste sulla durata del viaggio, i motivi degli spostamenti, la frequenza, ecc.. I censimenti origine-destinazione possono essere effettuati tramite dati ISTAT, indagini telefoniche, rilevamento delle targhe o interviste ai conducenti. Questi censimenti sono cruciali per determinare i volumi di traffico deviati, generati o attratti da nuovi interventi stradali. Indicatori di traffico: o Passo del traffico: L'intervallo continuo di minor estensione cinematica con il 50% di frequenza. o Velocità: La velocità può essere media nel tempo o nello spazio. Oltre ai valori medi, si considerano la velocità dell'85° percentile (V85), superata solo dal 15% dei conducenti, e la velocità modale. La velocità dell'85° percentile è utilizzata come indicatore delle condizioni di flusso. o Diagrammi di velocità: Per analizzare la distribuzione delle velocità si utilizzano diagrammi di frequenza per classi di velocità e curve cumulate delle percentuali. La forma della curva cumulata varia con l'aumentare del traffico. Variabili di traffico: Oltre alla portata (Q) e alla velocità (V), è importante la densità (D), ovvero il numero di veicoli presenti per chilometro. La relazione fondamentale è Q = D * V. Esistono relazioni tra le tre variabili, ottenute da modelli deterministici e stocastici. o Relazione tra densità e velocità: La densità massima (Dmax) si ha con veicoli fermi (V=0) mentre la densità minima (Dmin) si ha per velocità massima (Vmax). Esiste una relazione approssimativa D = Dmax [1 – (V/Vmax)]. o Relazione tra portata e velocità: La relazione tra portata (Q) e velocità (V) è non lineare. Il valore massimo di portata si verifica per una velocità pari a circa la metà della velocità massima. La relazione tra Q e V può essere rappresentata graficamente con una curva di deflusso, nella pratica semplificata in una spezzata di deflusso.  Questa spezzata permette di definire condizioni di flusso stabili (ramo superiore) e instabili (ramo inferiore), fino alla congestione. Capacità delle strade: La capacità è il numero massimo di veicoli che può transitare lungo una corsia o carreggiata. I primi studi risalgono al 1960 con la pubblicazione dell'Highway Capacity Manual (HCM). L'HCM definisce tre tipologie di strade extraurbane con deflusso ininterrotto: autostrade, superstrade e strade ordinarie. Per le strade urbane, la capacità dipende dai tempi dei semafori. Livelli di servizio (LOS): Per dimensionare le strade, si utilizza la teoria dei LOS, che definisce diverse condizioni qualitative del servizio offerto dalla strada. Nell'HCM, sono definiti sei livelli di servizio, dalla situazione migliore (A) alla peggiore (F). Monitoraggio del traffico: Il monitoraggio del traffico comprende l'oggetto del monitoraggio, i possibili usi e utenti, l'ambito del sistema da monitorare e le tecniche di rilievo, che possono essere manuali o automatiche. In sintesi, la teoria del traffico si basa su dati misurati tramite censimenti, variabili come portata, velocità e densità, e su modelli teorici per comprendere e gestire il flusso dei veicoli. Rilievi di traffico I "rilievi di traffico" sono studi che mirano a stimare l'entità dei flussi di traffico e a determinare, in prima approssimazione, le origini e le destinazioni prevalenti in un'area. Questi rilievi sono fondamentali per la progettazione e la manutenzione delle infrastrutture di trasporto. Ecco alcuni aspetti chiave dei rilievi di traffico discussi nelle fonti: Tipi di censimenti: o Censimenti generali: Si effettuano sull'intera rete stradale per ottenere il TGM (Traffico Giornaliero Medio) attraverso misure campionarie. In genere, si utilizzano campioni di 16 giorni durante l'anno per desumere il TGM. Nelle grandi aree metropolitane, come Torino, i rilievi possono avvenire in continuo, con il TGM calcolato in tempo reale tramite sensori. o Censimenti mirati: Si concentrano su poche arterie con finalità specifiche di progetto o riqualificazione, al fine di ottenere il traffico dell'ora di punta (Thpn). Questi censimenti vengono generalmente effettuati per almeno due o tre giorni alla settimana. Metodi di rilevamento Origine-Destinazione: o Elaborazione dei dati dei censimenti ISTAT. o Indagini telefoniche (metodo CATI). o Rilevamento delle targhe. o Interviste a un campione di conducenti in transito (10-20%). Finalità dei censimenti: o Stimare i flussi di traffico. o Determinare le origini e le destinazioni prevalenti. o Integrare le misure quantitative con interviste mirate per comprendere meglio i fenomeni (durata del viaggio, motivi dello spostamento, frequenza, ecc.). o Determinare i volumi di traffico deviati, generati o attratti da nuovi interventi viari. Rilevamenti di velocità: o Si possono riferire a una sezione specifica (variabilità nel tempo della velocità istantanea) o a un tratto omogeneo (velocità media). o La velocità media nel tempo (Vt) si calcola considerando le velocità dei singoli veicoli rilevati nel tempo. o La velocità media nello spazio (Vs) considera la velocità di ciascun veicolo nel tratto considerato e la lunghezza del tratto. o Oltre alle medie, si considerano anche la V85 (velocità dell'85° percentile, superata solo dal 15% dei conducenti) e la Vmodale (intervallo cinematico più frequente). o Questi dati sono utilizzati per rappresentare la distribuzione delle velocità, attraverso diagrammi di frequenza e curve cumulate delle percentuali. Indicatori di traffico: o Il passo del traffico è l'intervallo continuo di minor estensione cinematica con il 50% di frequenza. o Le velocità vengono espresse in km/h o m/s (10 m/s = 36 km/h, 15 m/s = 54 km/h, etc.). Variabili di traffico: o Oltre alla portata (Q) e alla velocità (V), è importante considerare la densità (D), ovvero il numero di veicoli presenti per chilometro in una corsia. o La relazione fondamentale è Q = D * V. o Esistono relazioni tra le tre variabili, ottenute da modelli deterministici e stocastici. o La densità critica D0 corrisponde alla massima portata alla velocità Vm.  o La densità Dj corrisponde a una coda di veicoli fermi. o La congestione inizia quando la velocità e la portata diminuiscono, mentre la densità aumenta. o La relazione tra V e D può essere rappresentata da una retta interpolante. o Una formula approssimativa per la densità è D = Dmax [1 – (V / Vmax)]. o La portata massima (capacità) si verifica quando la velocità del flusso è circa la metà della velocità massima. Capacità stradale: o Gli studi sulla capacità stradale risalgono al 1960 con il primo Highway Capacity Manual (HCM). o L'HCM individua tre tipologie di strade extra-urbane con deflusso ininterrotto: autostrade, superstrade e strade ordinarie. o I livelli di servizio (LOS) definiscono le condizioni qualitative del servizio offerto dalla strada, con intervalli di velocità e densità veicolare. Si usano sei livelli di servizio (da A a F) dalla migliore alla peggiore condizione. In sintesi, i rilievi di traffico sono un insieme di attività complesse che utilizzano diverse tecniche e metodologie per analizzare i flussi veicolari, le velocità e le densità, al fine di progettare e gestire in modo efficace le infrastrutture di trasporto. Indicatori di traffico Gli indicatori di traffico sono strumenti utilizzati per analizzare e comprendere le caratteristiche del flusso veicolare. Essi forniscono informazioni cruciali per la progettazione, la gestione e la manutenzione delle infrastrutture di trasporto. Ecco alcuni degli indicatori di traffico discussi nelle fonti: Passo del traffico: Definito come l'intervallo continuo di minima estensione cinematica con il 50% di frequenza. Velocità media nel tempo (Vt): Calcolata come la media delle velocità istantanee di n veicoli rilevati in un dato momento. Velocità media nello spazio (Vs): Calcolata considerando la velocità di ogni veicolo i-esimo e la lunghezza del tratto considerato. V85 (velocità dell'85° percentile): La velocità superata solo dal 15% dei conducenti. Questo indicatore è utile per valutare le condizioni effettive di flusso. Vmodale: L'intervallo cinematico più frequente. Le fonti sottolineano che i valori medi di velocità non sono sufficienti per una completa analisi del traffico; è importante considerare anche la V85 e la Vmodale. Diagrammi per l'analisi della distribuzione della velocità: Per analizzare la distribuzione delle velocità rilevate, vengono utilizzati due tipi di diagrammi: Distribuzione di frequenza per classi di velocità. Curva cumulata delle percentuali. La forma della curva cumulata varia in base all'aumento del traffico. Se la curva tende all'asintoto verticale, significa che tutti i veicoli viaggiano alla stessa velocità, indicando una situazione di coda. Relazione tra velocità, portata e densità: Oltre alla portata (Q) e alla velocità (V), è importante considerare la densità (D), che rappresenta il numero di veicoli presenti per chilometro di strada in un dato momento. La relazione fondamentale di deflusso è data da: Q = D * V. D0: Densità corrispondente alla massima portata alla velocità Vm. Dj: Densità corrispondente ad una coda di veicoli fermi. La congestione inizia quando la velocità (V) e la portata (Q) diminuiscono, mentre la densità (D) aumenta. In prima approssimazione, la relazione tra densità e velocità può essere espressa come: * D = Dmax - kV, dove K = (Dmax / Vmax) * D = Dmax [1 – ( V / Vmax )] La relazione tra portata (Q) e velocità (V) non è lineare e può essere rappresentata da una parabola. Il valore massimo della portata (Q) corrisponde alla capacità della strada e si verifica quando la velocità è circa la metà della velocità massima. Livelli di Servizio (LOS): Per valutare la qualità del servizio offerto dalla strada, si ricorre alla teoria dei LOS (Level of Service). Questa teoria suddivide il campo descritto dalla curva di deflusso in porzioni che corrispondono a diverse condizioni qualitative del servizio, dalla situazione migliore (A) alla peggiore (F). Monitoraggio del Traffico: I dati relativi agli indicatori di traffico possono essere ottenuti attraverso censimenti e rilievi. I censimenti possono essere generali, su tutta la rete, o mirati, su specifiche arterie. Si utilizzano anche flussogrammi per la rappresentazione dei dati. I censimenti possono includere anche interviste per comprendere meglio le ragioni degli spostamenti. Il monitoraggio del traffico può essere effettuato sia manualmente che attraverso sistemi automatici. Questi indicatori, insieme alle relazioni e ai diagrammi che li rappresentano, sono fondamentali per la comprensione e la gestione del traffico veicolare. Variabili di traffico Le variabili di traffico sono fondamentali per comprendere e gestire il flusso veicolare. Oltre alla portata (Q) espressa in veicoli all'ora, e alla velocità (V) in km/h, un terzo parametro cruciale è la densità (D), misurata in veicoli per km. La densità rappresenta il numero di veicoli presenti su una singola corsia in un determinato momento e in un tratto omogeneo. Ecco alcuni punti chiave relativi alle variabili di traffico: Relazione fondamentale: La relazione fondamentale del deflusso è espressa come Q = D * V. Ad esempio, una portata di 1800 veicoli/ora può corrispondere ad una densità di 30 veicoli/km e una velocità media di 60 km/h. Relazioni tra le variabili: Esistono relazioni tra queste tre variabili, ottenute tramite modelli deterministici (basati su rilievi) e stocastici (teoria delle probabilità). Queste relazioni spesso non sono lineari e presentano valori critici. Densità critica (D0): La densità D0 corrisponde alla massima portata alla velocità Vm. Densità di congestione (Dj): La densità Dj si verifica in condizioni di coda di veicoli fermi. Congestione: La congestione inizia quando la velocità (V) e la portata (Q) diminuiscono, mentre la densità (D) aumenta. Relazione approssimata tra D e V: In prima approssimazione, la densità (D) può essere calcolata come D = Dmax - kV, dove K = (Dmax / Vmax). Questa relazione può essere espressa anche come D = Dmax [1 – (V / Vmax )]. In questa formula, Dmax è la densità massima (veicoli fermi), e Vmax è la velocità massima (veicolo isolato o assenza di veicoli). Relazione tra Q e V: La relazione tra portata (Q) e velocità (V) non è lineare e può essere descritta con una parabola. Per velocità pari a zero (V=0), la portata è zero (Q=0), mentre per V = Vmax, Q = Qmax. Il valore massimo di portata si verifica per velocità pari alla metà della velocità massima. La relazione tra Q e V è espressa anche come Q = Dmax * [V (V^2 / Vmax)]. Massima portata (capacità): La massima portata corrisponde alla capacità della strada, cioè il numero massimo di veicoli che possono transitare in una corsia o carreggiata. La velocità Vmax è anche la velocità di un veicolo isolato e corrisponde alla velocità di progetto nella geometria stradale. Effetto della velocità sul flusso: Il fattore velocità è inversamente correlato al fattore flusso; ovvero, la massima portata si verifica quando la velocità è circa la metà della velocità massima. Rilievi sperimentali: A causa della complessità e variabilità dei parametri, spesso si fa riferimento a rilievi sperimentali piuttosto che a formulazioni teoriche. In pratica, la relazione tra portata e velocità può essere rappresentata con una linea spezzata. Ad esempio, in autostrada (Vmax = 140 km/h), la velocità corrispondente alla capacità massima è inferiore alla metà della velocità di progetto (50 km/h invece di 70 km/h) a causa del comportamento degli utenti. Curve cumulate: La forma della curva cumulata delle velocità varia con l'aumentare del traffico. Se la curva tende a un asintoto verticale, significa che i veicoli si muovono alla stessa velocità (coda). V85: La V85, ovvero la velocità superata solo dal 15% dei conducenti, è un indicatore sensibile delle condizioni effettive di flusso e indica il progressivo decadimento della cinematica della strada da parte degli utenti più veloci. Livelli di servizio (LOS): Le strade sono classificate in livelli di servizio (LOS) definiti dall'HCM (Highway Capacity Manual) che sono intervalli di velocità e densità che indicano la qualità del servizio offerto dalla strada. I livelli di servizio variano dalla situazione migliore (A) alla peggiore (F). In sintesi, le variabili di traffico (portata, velocità e densità) sono interconnesse e influenzate da diversi fattori. Il monitoraggio e l'analisi di queste variabili sono fondamentali per la progettazione e la gestione efficiente delle infrastrutture di trasporto.  1. Definizione e Componenti del Sistema di Trasporto: La lezione introduce una panoramica sui sistemi di trasporto, focalizzandosi sul concetto di traffico e sulle sue componenti. Si sottolinea come il traffico non sia un’entità uniforme, ma un insieme di variabili interconnesse che richiedono un’analisi dettagliata per la corretta progettazione e gestione delle infrastrutture. 2. Teoria del Traffico e Rilievi: Si introducono i concetti fondamentali della teoria del traffico, come il traffico orario, il fattore ora di punta, e gli indicatori di traffico. Particolare attenzione è dedicata ai metodi di rilevazione del traffico, che includono censimenti generali e mirati, rilievi di velocità, e analisi origine-destinazione. 3. Censimenti di Traffico: I censimenti sono suddivisi in due categorie: generali, per stimare il TGM (Traffico Giornaliero Medio), e mirati, per analizzare il traffico dell'ora di punta (Thpn). Si sottolinea l'importanza di integrare i dati quantitativi con interviste per comprend ere meglio le motivazioni degli spostamenti e le loro caratteristiche. I metodi di censimento origine - destinazione includono l'elaborazione di dati ISTAT, indagini telefoniche (CATI), rilevamento targhe e interviste a un campione di conducenti. " Censimenti mirati e analisi origine – destinazione si adottano sempre al fine di determinare, nella fase di progettazione di nuove strade o collegamenti, quali possano essere i volumi di traffico deviati, generati o attratti da nuovi o mutati interventi viari…… Non bisogna infatti dimenticare come ogni nuovo collegamento determini nuove modalità di utilizzo dell’intera rete." 4. Rilievi di Velocità e Indicatori: I rilievi di velocità vengono condotti sia in sezione (velocità istantanea nel tempo) che su un tratto omogeneo (velocità media). Oltre alla velocità media nel tempo (Vt) e nello spazio (Vs), sono importanti anche la velocità dell'85° percentile (V85) e l a velocità modale. Si definisce il "passo del traffico" come l’intervallo continuo di minor estensione cinematica con il 50% di frequenza. Si utilizzano diagrammi di frequenza e curve cumulate per analizzare le distribuzioni di velocità. 5. Variabili di Traffico: Vengono identificate tre variabili fondamentali: la portata (Q), la velocità (V) e la densità (D). La relazione fondamentale è Q = D * V. Si descrivono le relazioni non lineari tra queste variabili e i valori critici, come la densità D0 (massima portata) e Dj (coda di veicoli fermi). " La densità D0 è quella cui corrisponde la massima portata alla velocità Vm. La densità Dj corrisponde ad una coda di veicoli fermi. La congestione inizia quando calano Ve Q e aumenta soltanto D." Si presentano approssimazioni lineari e paraboliche per descrivere le relazioni tra queste variabili. Si evidenzia come il massimo valore di portata si verifica per velocità del flusso pari a circa la metà della velocità massima. " Il valore massimo di portata si verifica per velocità del flusso pari a circa la metà della velocità massima, ciò porta a considerare come il fattore velocità sia avverso al fattore flusso " 6. Capacità delle Strade e Livelli di Servizio (LOS): Si introducono i concetti relativi alla capacità delle strade, con riferimento all'Highway Capacity Manual (HCM). Si identificano tre tipi di strade extraurbane (autostrade, superstrade e strade ordinarie) e si discute come la capacità delle strade urbane sia influenzata dai tempi dei semafori. Si spiega come il campo descritto dalla curva di deflusso venga suddiviso in porzioni che corrispondono a diversi livelli di servizio (LOS) per misurare la soddisfazione dell'utenza, con sei livelli qualitativi da A (migliore) a F (peggiore). "Per dimensionare e/o verificare le strade in base ai flussi veicolari non si ricorre direttamente alla capacità bensì alla teoria dei LOS (Level of Service) definita già nell’HCM dal 1960." 7. Monitoraggio del Traffico: Si discute l’importanza del monitoraggio del traffico, i suoi obiettivi (es. valutazione della fluidità, raccolta di dati per la pianificazione, sicurezza), e le tecnologie utilizzate. I sistemi di monitoraggio includono tecniche manuali e automatiche. Vi ene anche specificato l'ambito del sistema da monitorare. Idee e Fatti Importanti Veicoli Equivalenti: Per la modellazione del traffico, è necessario convertire i diversi tipi di veicoli in "veicoli equivalenti," utilizzando coefficienti che variano in base al tipo di strada e di veicolo. Ad esempio, " per ottenere questo valore si ricorre ad appositi coefficienti, variabili per i veicoli commerciali da un minimo di 2 autovetture equivalenti ad un massimo di 10 (ad esempio per strade di montagna). Cioè un transito orario di 100 camion viene trasformato i n 200-1000 veicoli equivalenti."  Evitare il Sovradimensionamento: Le strade non devono essere dimensionate per la massima punta oraria dell'anno, poiché questo comporterebbe un sottoutilizzo per la maggior parte del tempo. " La finalità è di evitare di dimensionare le strade per eventi occasionali di flusso, accettando la presenza di congestione per un numero limitato di ore nell’anno, ore di punta da non ritenersi quindi significative ai fini del servizio della strada." Importanza della Velocità V85: La velocità dell'85° percentile (V85) è un indicatore sensibile delle condizioni effettive di flusso, utile per valutare la qualità del servizio. " Ecco perché V85 viene usata come indicatore sensibile delle condizioni effettive di flusso " Relazione tra Portata e Velocità: Il massimo valore della portata si raggiunge quando la velocità del