Corso di PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI TRASPORTO. prof. ing. Agostino Nuzzolo Ottobre 2007

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1 Corso d PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI TRASPORTO prof. ng. Agostno Nuzzolo Ottobre 2007 I MODELLI PER LA SIMULAZIONE DELLE INTERAZIONI TRASPORTI-TERRITORIO TERRITORIO 1 Introduzone Modfche del sstema d offerta d trasporto Impatt d breve perodo Ex: scelta modale, dstrbuzone per motv non vncolat n destnazone Modell d domanda ad alquote parzal Impatt d lungo perodo Ex: dovut a nuove localzzazon d resdenze ed attvtà d produzone e d servz Nuov approcc modellstc Domanda d mobltà Sstema delle attvtà Offerta d trasporto 2

2 Il prncpo dell accessbltà Defnzon Dverse sono le defnzon present n letteratura: L accessbltà può essere defnta come l potenzale delle opportuntà nella nterazone (Hansen); Il concetto d accessbltà assoca un apprezzamento sa della qualtà delle condzon d trasporto, sa del potenzale soddsfacmento delle destnazon con rfermento ad un dato bsogno (Koenng); L accessbltà denota la facltà con cu ogn attvtà può essere raggunta (Burns). L accessbltà s confgura, qund, come una msura delle mpedenze spazal (tempo, costo, ecc.) al movmento d persone e cose e allo scambo d ben e servz. 3 Il prncpo dell accessbltà Defnzon Accessbltà ATTIVA Msura la facltà con cu soggett (famgle, mprese) che s trovano n una zona possono raggungere le dverse funzon (produttve, commercal, socal) present ne dvers punt del terrtoro. PASSIVA Msura la facltà con cu le funzon present n una zona possono essere raggunte da utent localzzat n punt dvers del terrtoro. L accessbltà, nell ambto de sstem terrtoral, rappresenta uno strumento d anals che consente d esprmere l grado d connessone d un area rspetto all ambente crcostante; noltre, poché lega l sstema delle attvtà con l sstema de trasport, può essere consderata un ndcatore sntetco del lvello d 4 organzzazone terrtorale e d LOCALIZZAZIONE.

3 Esempo d calcolo dell accessbltà Accessbltà PASSIVA della zona d dove: [ ] β ( d ) = Re s( o) 1 exp( β c _ gen( o,d )) Acc _ pass 2 -Res(o)popolazone resdente nella zona o; - c_gen(o,d) costo generalzzato dello spostamento da o a d ; - β 1 e β 2 parametr. o 5 Esempo d calcolo dell accessbltà Accessbltà ATTIVA della zona d dove: [ ] β ( o) = Add ( s, d ) 3 exp( β ds tan za( o d )) Acc, _ att 4 d - Add(s,d) numero d addett alle attvtà s present nella zona d; - dstanza(o,d) dstanza su rete dalla zona o alla zona d ; - β 3 e β 4 parametr. 6

4 La localzzazone delle attvtà Resdenze Attvtà Economche vncolate altre attvtà 7 La localzzazone delle attvtà Settore delle ATTIVITA VINCOLATE Settore costtuto da quelle attvtà la cu localzzazone non è ndotta da varazon della confgurazone dell offerta d trasporto, ma dpende dagl ndrzz d panfcazone terrtorale stablt dall Ammnstrazone Pubblca o da fattor localzzatv macro-azendal. Esemp sono: le grand ndustre; la Pubblca Ammnstrazone; la Dfesa, la Santà l Istruzone; altr servz pubblc e socal. 8

5 La localzzazone delle attvtà Settore delle ALTRE ATTIVITA 1. Attvtà orentate alla denstà d domanda 2. Attvtà orentate al controllo o a smbol d potere 3. Attvtà che utlzzano altre strutture urbane 4. Attvtà a bassa effcenza spazale 9 La localzzazone delle attvtà Settore delle ALTRE ATTIVITA 1. Attvtà orentate alla denstà d domanda Sono attvtà la cu localzzazone segue la dstrbuzone della clentela. A questa categora d settor appartengono: le attvtà d commerco al dettaglo (supermercat o negoz); le azende d servz (servz per uffc, assstenza nformatca, lbrere e centr fotocope per le unverstà, ecc.). Esemp La localzzazone d attvtà commercal che vendono prodott a largo consumo (es. prodott almentar) è determnata dalla dstrbuzone de resdent (potenzal clent) sul terrtoro. Queste attvtà s localzzano sa n funzone dell accessbltà, che n funzone della dstrbuzone d altr soggett economc (resdent, azende, student, ecc.). La localzzazone d tal attvtà può avvenre anche n luogh 10 poco accessbl (centr urban fortemente congestonat o zone pedonal).

6 La localzzazone delle attvtà Settore delle ALTRE ATTIVITA 2. Attvtà orentate al controllo o a smbol d potere Sono partcolar attvtà che rchedono localzzazon d prestgo e facltà d comuncazone (sed central d banche, sttut asscuratv, attvtà drezonal, negoz d alta moda, ecc.). Fattor determnant per le attvtà orentate a smbol d potere sono: l prestgo della zona n cu c s localzza; la vsbltà al pubblco. Per quanto concerne la localzzazone: le sed central, che svolgono funzon d rappresentanza, prvlegano fattor legat alla vsbltà e al prestgo della zona d ubcazone; le sed operatve, che fornscono servz a clent, sono fortemente 11 nfluenzate dall accessbltà passva rspetto alle famgle e alle mprese. La localzzazone delle attvtà Settore delle ALTRE ATTIVITA 3. Attvtà che utlzzano altre strutture urbane Sono attvtà che rchedono forte accessbltà ad alcun servz urban (trbunal, ospedal, unverstà, pol nfrastruttural strategc, port, aeroport, stazon, ecc.), come ad esempo gl stud d avvocat rchedono accessbltà a trbunal, così nota alle banche, gl spedzoner rchedono accessbltà al trasporto ferrovaro e/o aeroportuale; ecc. L accessbltà goca un ruolo fondamentale n tal strutture: l accessbltà attva nel caso, ad esempo, d un avvocato o d un perto legale rspetto ad un trbunale, o d un notao rspetto alle banche; l accessbltà passva nel caso d un azenda operante nel settore della trasformazone, che prvlega zone ad alta accessbltà passva rspetto a forntor. 12

7 La localzzazone delle attvtà Settore delle ALTRE ATTIVITA 4. Attvtà a bassa effcenza spazale Sono attvtà che rchedono grand spaz come, ad esempo, attvtà d stoccaggo e magazznaggo, commerco all ngrosso, attvtà manfatturere, concessonare auto, ecc. Per tal attvtà s può pensare ad un meccansmo d scelta localzzatva n cu l fattore determnante è l trade-off tra la dmensone degl mmobl e l prezzo, puttosto che l accessbltà passva a clent (s pens ad esempo a grand centr commercal spesso ubcat n aree perferche a bassa rendta). 13 Modell d nterazone trasport-terrtoro Gl approcc present n letteratura: Interazone spazale (Lowry, 1964) Massmzzazone dell entropa (Wlson, 1970) Modell Input/Output (MEPLAN, TRANUS) Actvtes based o modell dnamc (Wegener, Smmonds) Approcco comportamentale d equlbro 14

8 L approcco comportamentale d equlbro La domanda d mobltà e la dstrbuzone delle resdenze e delle attvtà sono l rsultato d scelte ndvdual S studa la confgurazone del sstema n cu le dverse component sono n equlbro Il sstema urbano è rappresentato da sstema d trasporto Domanda d mobltà Offerta d trasporto sstema delle attvtà urbane Resdenze Attvtà soco-economche SISTEMA DI TRASPORTO Domanda d mobltà Offerta d trasporto SISTEMA DELLE ATTIVITA Resdenze Attvtà economche 15 Struttura modellstca complessva Modello Modello d d Domanda: Domanda: Modello Modello d d Emssone Emssone Modello d dstrbuzone Modello d dstrbuzone Modello Modello d d scelta scelta modale modale Attrbut d LdS Ret d trasporto Matrc O-D Modello Modello d d assegnazone assegnazone Costo generalzzato spostamento* Addett total per zona Accessbltà d zona Sstema delle resdenze Modello Modello d d localzzazone localzzazone delle delle resdenze resdenze Resdent per zona Grado d occup. delle resdenze Sstema delle attvtà economche Modello Modello d d localzzazone localzzazone delle delle attvtà attvtà * dato dalla combnazone lneare d attrbut qual l costo monetaro ed l tempo medo d vaggo, la dstanza tra l orgne e la destnazone, ecc. 16

9 Il modello del sstema d trasporto Resdent per zona Attvtà economche Modello Modello d d Domanda: Domanda: Modello d Emssone Modello d Emssone Modello Modello d d dstrbuzone dstrbuzone Modello Modello d d scelta scelta modale modale Costo generalzzato Accessbltà Attrbut d LdS Matrc O-D Modello Modello d d assegnazone assegnazone Prestazon del sstema Ret d trasporto 17 Il modello del sstema delle attvtà urbane Modello d localzzazone delle resdenze Modello d localzzazone delle attvtà economche modello d localzzazone de servz modello d localzzazone delle attvtà commercal 18

10 Il modello d localzzazone delle resdenze Approcco comportamentale (secondo la teora dell utltà aleatora) Identfcazone de decsor occupat dell area d studo (reddto alto/reddto basso) Defnzone delle regole comportamental la scelta della zona d resdenza è condzonata alla zona n cu s lavora Defnzone del choce set tutte le zone dell area d studo 19 Il modello d localzzazone delle resdenze Probabltà d rsedere nella generca zona o per l occupato d categora S può esprmere n forma chusa come segue: n cu: P res -cond (o d) = o' exp(v exp(v o/d ) o' /d P res-cond (o d) = probabltà che un occupato della categora rseda n o condzonata al fatto d lavorare nella zona d; V (o d) = utltà sstematca percepta da resdent della categora nel localzzare la resdenza nella zona o, lavorando nella zona d; ) 20

11 Il modello d localzzazone delle resdenze Espressone dell utltà sstematca dagl occupat della categora nel localzzare la resdenza nella zona o, lavorando nella zona d Esempo: Categora occupato Reddto alto Reddto Basso Costo generalzzato (o,d) Vo/d = βk( ) X k( o,d ) Prezzo degl mmobl (o) (-6.6) k Grado d occup delle resdenze* (-3.1) (-4.7) 3 Res(o) x(o) = 10 mq(o) dove Res(o) e mq(o) sono rspettvamente resdent e metr quadr d cvl abtazon nella zona (o) 21 (o) Numero d abtazon 1.88 (o) *Il grado d occupazone delle resdenze, x(o), è dato da: percentuale case popolar (o) (-1.7) (-1.9) Indce d prestgo zona (o) Il modello d localzzazone delle resdenze Calcolo de resdent nella generca zona o Occ ( o ) = Re s( o ) = d P res -cond k( o ) (o d)add Occ ( o ) ( d ) n cu: Occ (o)= numero d occupat della categora nella zona o; P res-cond (o d) = probabltà che l occupato della categora rseda n o condzonata al fatto d lavorare nella zona d; Add (d) = numero d Addett della categora nella zona d; k (o)= numero medo d resdent per occupato nella zona o; Res (o)= numero d resdent total nella zona o; 22

12 Il modello d localzzazone delle resdenze Problema d equlbro: R * = R [x (R * )] Sstema delle resdenze Resdent per zona Modello d d localzzazone delle delle resdenze Grado d occup. delle resdenze Costo generalzzato dello spostamento Addett total per zona 23 Il modello d localzzazone delle resdenze Problema d equlbro: R * = R [x (R * )] L esstenza e l unctà sono garantte: dalla forma funzonale della funzone d probabltà d rsedere n una data zona; dalla funzone del grado d occupazone (crescente strettamente monotona). Algortmo rsolutvo: Method of Successve Averages (MSA) R k = [(k-1)/k] R k-1 + (1/k) R k M 24

13 Il modello d localzzazone delle attvtà economche S può esprmere n forma chusa come segue: a exp(vd ) P (d) = a a V = exp(v ) βk( a ) X d' a d' a d k ( d ) k n cu: P a (d) = probabltà d localzzare l attvtà a nella zona d; V a d = valore dell utltà sstematca relatva alla localzzazone dell attvtà a nella zona d. 25 Il modello d localzzazone delle attvtà economche Esempo Accessbltà (d) Numero Resdent (d) Numero Addett attvtà d Base (d) Centro (d) Servz Commerco dove: - Accessbltà(d) è l accessbltà passva della zona data da: β _ pass( d ) = Re s( o) 1 exp( β c _ gen( o,d )) o [ ] Acc 2 -Centro(d)è una varable dummy che vale 1 se la zona d appartene al Centro; 0 altrment. 26

14 Il modello d localzzazone delle attvtà economche Problema d equlbro: R * = R [A * ] A * = A [R * ] Sstema delle resdenze Modello d d localzzazone delle delle resdenze Resdent per zona Grado d occup. delle resdenze Costo generalzzato dello spostamento Addett total per zona Sstema delle attvtà economche Modello d d localzzazone delle delle attvtà attvtà Accessbltà d zona 27 Applcazon: area urbana d Roma 28

15 Applcazon: area urbana d Roma Area d studo e zonzzazone 2,7 mlon d resdent Addett d Base Addett commerco Addett a servz prvat 463 zone Applcazon stuazone attuale ntervent nfrastruttural sulla rete d trasporto collettvo 29 Applcazon: modello ISTAT Low-ncome workers Reddto basso Hgh-ncome workers Reddto alto observed data observed data estmated data Commerco Workplaces n "Commerce" estmated data Servz Workplaces n prvat "Servces" observed data 6000 observed data estmated data estmated data 30

16 Applcazon: elastctà del modello elastctà d arco E j, X Δ Re s = Re ΔX k j s Re s X k Re sj Localzzazone delle resdenze Localzzazone delle attvtà var. d soddsfazone scelte modal (logsum) alto basso dretta ncrocata prezz delle abtazon al mq dretta ncrocata Servz: accessbltà dretta ncrocata Commerco accessbltà dretta ncrocata Applcazon: realzzazone d nuove lnee metropoltane 1/2 Varazon d Popolazone Varazone percentuale della poplazone < -15% -15% - -2% -2% - 2% 2% - 15% > 15% 32

17 Applcazon: realzzazone d nuove lnee metropoltane 2/2 Varazon d Addett a servz Varazone percentuale degl addett a servz prvat < -15% -15% - -2% -2% - 2% 2% - 15% > 15% 33