LE INTERAZIONI TRASPORTI-TERRITORIO:

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1 Corso di TRASPORTI E TERRITORIO LE INTERAZIONI TRASPORTI-TERRITORIO: modelli Land-Use Transport Interaction LUTI Agostino Nuzzolo Dipartimento di Ingegneria dell Impresa Università degli Studi di Roma Tor Vergata nuzzolo@ing.uniroma2.it 1

2 Libro testo Territorio, Economia, Logistica e Trasporti - Volume Secondo Analisi e previsione della mobilità delle persone di Ennio Cascetta, Agostino Nuzzolo, Pierluigi Coppola. 1. INTRODUZIONE 2. SCELTE DI LOCALIZZAZIONE E SCELTE DI VIAGGIO: PRINCIPI COMPORTAMENTALI E MODELLI DI SIMULAZIONE 2.1 Introduzione 2.2 Il principio della massimizzazione dell utilità 2.3 Modelli di utilità aleatoria Il modello Logit Multinomiale La variabile di soddisfazione Esercizi 2.4 Il principio dell accessibilità e la competizione spaziale Indicatori di accessibilità Esercizi 2.5 I modelli di scelta della localizzazione delle attività Localizzazione delle residenze Localizzazione urbana delle attività produttive 3. I SISTEMI DI MODELLI PER L ANALISI E LA PREVISIONE DELLA DOMANDA DI MOBILITÀ 3.1 Introduzione 3.5 La simulazione di scenari futuri di lungo periodo 3.6 La base economica urbana 3.7 Esercizi Esempio di simulazione di scelte localizzative

3 Effetti esterni degli interventi trasportistici Effetti sull economia produttività delle imprese crescita economica (aumento di PIL) crescita occupazionale Effetti sulla società impatti sugli stili di vita incidentalità stradale Effetti sul territorio ECONOMIA AMBIENTE localizzazioni dei residenti e delle attività economiche localizzazione delle nuove abitazioni Effetti sull ambiente emissioni inquinanti (inquinamento atmosferico) livelli di rumore da traffico (inquinamento acustico) Domanda di Mobilità Offerta di Trasporto TERRITORIO SOCIETÀ 3

4 Sistema dei trasporti e sistema delle attività Gli interventi sul sistema di trasporti, nel lungo periodo, hanno effetti : sulla localizzazione dei residenti all interno dell area di studio; sul mercato immobiliare: ad esempio, sui prezzi delle abitazioni sulla localizzazione delle attività economiche di base e delle imprese; 4

5 Quando si utilizzano i modelli d interazione trasporti-territorio Modifiche del sistema d offerta di trasporto Modelli di interazione Trasporti-Territorio Effetti di breve periodo Ex: scelta modale, distribuzione per motivi non vincolati in destinazione Modelli di domanda di spostamento Effetti di lungo periodo Ex: nuove localizzazioni di residenze, di attività di produzione e servizi Modelli d interazione trasportiterritorio Domanda di mobilità Sistema delle attività Offerta di trasporto 5

6 L accessibilità ACCESSIBILITÀ PASSIVA Misura la facilità con cui le funzioni presenti in una zona possono essere raggiunte da utenti localizzati in punti diversi del territorio. Zona o i # di Residenti Zona o 1 Zona d Zona o n 6 Costo generalizzato dello spostamento

7 Esempio di calcolo dell accessibilità Accessibilità PASSIVA della zona d d Re s o 1 exp c _ gen o,d Acc _ pass 2 dove: - Res(o) popolazione residente nella zona o; - c_gen(o,d) costo generalizzato dello spostamento da o a d ; - 1 e 2 parametri. o 7

8 L accessibilità Costo gener. dello spost. # posti di lavoro Zona d i Zona d 1 Zona o Zona d n ACCESSIBILITÀ ATTIVA Misura la facilità con cui i soggetti (famiglie, imprese) che si trovano in una zona possono raggiungere le diverse funzioni (produttive, commerciali, sociali) presenti nei diversi punti del territorio.

9 Esempio di calcolo dell accessibilità Accessibilità ATTIVA della zona d dove: 3 o Add s, d exp c _ gen o, d Acc _ att 4 d - Add(s,d) numero di addetti alle attività s presenti nella zona d; - c_gen(o,d) costo generalizzato dello spostamento da o a d ; - 3 e 4 parametri. 9

10 L accessibilità L accessibilità, nell ambito dei sistemi territoriali, rappresenta uno strumento di analisi che consente di esprimere il grado di connessione di un area rispetto all ambiente circostante; inoltre, poiché lega il sistema delle attività con il sistema dei trasporti, può essere considerata un indicatore sintetico del livello di organizzazione territoriale e di LOCALIZZAZIONE. Diverse sono le definizioni presenti in letteratura: L accessibilità può essere definita come il potenziale delle opportunità nella interazione (Hansen); Il concetto di accessibilità associa un apprezzamento sia della qualità delle condizioni di trasporto, sia del potenziale soddisfacimento delle destinazioni con riferimento ad un dato bisogno (Koening); L accessibilità denota la facilità con cui ogni attività può essere raggiunta (Burns). L accessibilità si configura, quindi, come una misura delle impedenze spaziali (tempo, costo, ecc.) al movimento di persone ed allo scambio di beni e servizi. 10

11 Il ciclo integrato trasporti-territorio

12 Sistema dei trasporti e sistema delle attività SISTEMA DEI TRASPORTI OFFERTA Infrastrutture e servizi di trasporto Prestazioni del sistema di trasporto Accessibilita' Capacità degli elementi d offerta Congestione Flussi di domanda OD per modo SISTEMA DELLE ATTIVITÀ Distribuzione spaziale dei residenti, delle attività economiche e delle superfici disponibili Livello e distribuzione spaziale della domanda (Matrici OD) DOMANDA 12

13 Classificazione delle attività socioeconomiche in relazione alla decisione localizzativa Attività Socio-economiche vincolate altre attività Residenziali 13

14 Classificazione delle attività socio-economiche Settore delle ATTIVITA a LOCALIZZAZIONE VINCOLATA Settore costituito da quelle attività la cui localizzazione non è indotta solo da variazioni della configurazione dell offerta di trasporto, ma dipende dagli indirizzi di pianificazione territoriale stabiliti dall Amministrazione Pubblica o da fattori localizzativi macro-aziendali. Esempi sono: le grandi industrie; la Pubblica Amministrazione; la Difesa, la Sanità l Istruzione; altri servizi pubblici e sociali. 14

15 Classificazione delle attività socio-economiche Settore delle ALTRE ATTIVITA 1. Attività orientate alla densità di domanda 2. Attività orientate al controllo o ai simboli di potere 3. Attività che utilizzano altre strutture urbane 4. Attività a bassa efficienza spaziale 15

16 Settore delle ALTRE ATTIVITA 1. Attività orientate alla densità di domanda Sono attività la cui localizzazione segue la distribuzione della clientela. A questa categoria di settori appartengono: Classificazione delle attività socio-economiche le attività di commercio al dettaglio (supermercati o negozi); le aziende di servizi (servizi per uffici, assistenza informatica, librerie e centri fotocopie per le università, ecc.). Esempi La localizzazione di attività commerciali che vendono prodotti a largo consumo (es. prodotti alimentari) è determinata dalla distribuzione dei residenti (potenziali clienti) sul territorio. Queste attività si localizzano sia in funzione dell accessibilità, che in funzione della distribuzione di altri soggetti economici (residenti, aziende, studenti, ecc.). La localizzazione di tali attività può avvenire anche in luoghi poco accessibili (centri urbani fortemente congestionati o zone pedonali).

17 Classificazione delle attività socio-economiche Settore delle ALTRE ATTIVITA 2. Attività orientate al controllo o ai simboli di potere Sono particolari attività che richiedono localizzazioni di prestigio e facilità di comunicazione (sedi centrali di banche, istituti assicurativi, attività direzionali, negozi di alta moda, ecc.). Fattori determinanti per le attività orientate ai simboli di potere sono: il prestigio della zona in cui ci si localizza; la visibilità al pubblico. Per quanto concerne la localizzazione: le sedi centrali, che svolgono funzioni di rappresentanza, privilegiano fattori legati alla visibilità e al prestigio della zona di ubicazione; le sedi operative, che forniscono servizi ai clienti, sono fortemente influenzate dall accessibilità passiva rispetto alle famiglie e alle imprese.

18 Classificazione delle attività socio-economiche Settore delle ALTRE ATTIVITA 3. Attività che utilizzano altre strutture urbane Sono attività che richiedono forte accessibilità ad alcuni servizi urbani (tribunali, ospedali, università, poli infrastrutturali strategici, porti, aeroporti, stazioni, ecc.), come ad esempio gli studi di avvocati richiedono accessibilità ai tribunali, così i notai alle banche, gli spedizionieri richiedono accessibilità al trasporto ferroviario e/o aeroportuale; ecc. L accessibilità gioca un ruolo fondamentale in tali strutture: l accessibilità attiva nel caso, ad esempio, di un avvocato o di un perito legale rispetto ad un tribunale, o di un notaio rispetto alle banche; l accessibilità passiva nel caso di un azienda operante nel settore della trasformazione, che privilegia zone ad alta accessibilità passiva rispetto ai fornitori. 18

19 Classificazione delle attività socio-economiche Settore delle ALTRE ATTIVITA 4. Attività a bassa efficienza spaziale Sono attività che richiedono grandi spazi come, ad esempio, attività di stoccaggio e magazzinaggio, commercio all ingrosso, attività manifatturiere, concessionarie auto, ecc. Per tali attività si può pensare ad un meccanismo di scelta localizzativa in cui il fattore determinante è il trade-off tra la dimensione degli immobili e il prezzo, piuttosto che l accessibilità passiva ai clienti (si pensi ad esempio ai grandi centri commerciali spesso ubicati in aree periferiche a bassa rendita). 19

20 I modelli di simulazione delle interazioni trasporti-territorio

21 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Modelli di interazione trasporti-territorio Gli approcci presenti in letteratura: Interazione spaziale (Lowry, 1964) Massimizzazione dell entropia (Wilson, 1970) Modelli Input/Output (MEPLAN, TRANUS) Activities based o modelli dinamici (Wegener, Simmonds) Approccio comportamentale d equilibrio 21

22 Modelli di interazione Trasporti-Territorio L approccio comportamentale d equilibrio La domanda di mobilità e la distribuzione delle residenze e delle attività sul territorio sono il risultato di scelte individuali Si studia la configurazione del sistema in cui le diverse componenti sono in equilibrio Il sistema urbano è rappresentato da sistema di trasporto Domanda di mobilità Offerta di trasporto sistema delle attività urbane Residenze Attività socio-economiche SISTEMA DI TRASPORTO Domanda di mobilità Offerta di trasporto SISTEMA DELLE ATTIVITA Residenze Attività economiche 22

23 Struttura modellistica complessiva Modelli di interazione Trasporti-Territorio Modello di Domanda: Modello di Emissione Modello di distribuzione Modello di scelta modale Attributi di LdS Modello di Reti di trasporto Matrici O-D assegnazione Costo generalizzato spostamento* Addetti totali per zona Accessibilità di zona Sistema delle residenze Residenti per zona Modello di localizzazione delle residenze Grado di occup. delle residenze Sistema delle attività economiche Modello di localizzazione delle attività * dato dalla combinazione lineare di attributi quali il costo monetario ed il tempo medio di viaggio, la distanza tra l origine e la destinazione, ecc. 23

24 Il modello del sistema di trasporto Modelli di interazione Trasporti-Territorio Residenti per zona Attività economiche Modello di Domanda: Modello di Emissione Modello di distribuzione Modello di scelta modale Costo generalizzat o Accessibilità Attributi di LdS Matrici O-D Modello di assegnazione Prestazioni del sistema Reti di trasporto 24

25 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello del sistema delle attività urbane Modello di localizzazione delle residenze Modello di localizzazione delle attività economiche modello di localizzazione dei servizi modello di localizzazione delle attività commerciali 25

26 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello di localizzazione delle residenze Approccio comportamentale (secondo la teoria dell utilità ) Identificazione dei decisori occupati dell area di studio (reddito alto/reddito basso) Definizione delle regole comportamentali la scelta della zona di residenza è condizionata alla zona in cui si lavora Definizione del choice set tutte le zone dell area di studio 26

27 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello di localizzazione delle residenze Probabilità di risiedere nella generica zona o per l occupato di categoria i che lavora in zona d Si può esprimere con un modello logit: in cui: P i res-cond (o d) o' exp(v exp(v i o/d ) i o' /d P i res-cond (o d) = probabilità che un occupato della categoria i risieda in o condizionata al fatto di lavorare nella zona d; V i (o d) = utilità sistematica degli occupati della categoria i nel localizzare la residenza nella zona o, lavorando nella zona d; ) 27

28 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello di localizzazione delle residenze Espressione dell utilità sistematica dagli occupati della categoria i nel localizzare la residenza nella zona o, lavorando nella zona d Esempio: Categoria occupato V Costo generalizzato i i o/d k(i ) X k( o,d ) k Prezzo degli immobili Grado di occup delle residenze* Numero di abitazioni Indice di prestigio zona (o,d) (o) (o) (o) (o) Reddito alto Reddito Basso *Il grado di occupazione delle residenze, x(o), è dato da: 3 Res(o) x(o) 10 mq(o) dove Res(o) e mq(o) sono rispettivamente i residenti e i metri quadri di civili abitazioni nella zona (o)

29 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello di localizzazione delle residenze Calcolo dei residenti nella generica zona o in cui: Occ i ( o ) Re s( o ) d P i res-cond k( o ) i (o d)add Occ i ( o ) i ( d ) Occ i (o)= numero di occupati della categoria i nella zona o; P i res-cond (o d) = probabilità che l occupato della categoria i risieda in o condizionata al fatto di lavorare nella zona d; Add i (d) = numero di Addetti della categoria i nella zona d; k (o)= numero medio di residenti per occupato nella zona o; Res (o)= numero di residenti totali nella zona o; 29

30 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello di localizzazione delle residenze Problema d equilibrio: R * = R [x (R * )] Sistema delle residenze Residenti per zona Modello di localizzazione delle residenze Grado di occup. delle residenze Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona 30

31 Modelli di interazione Trasporti-Territorio Il modello di localizzazione delle residenze Problema d equilibrio: R * = R [x (R * )] L esistenza e l unicità sono garantite: dalla forma funzionale della funzione di probabilità di risiedere in una data zona; dalla funzione del grado di occupazione (crescente strettamente monotona). Algoritmo risolutivo: Method of Successive Averages (MSA) R k = [(k-1)/k] R k-1 + (1/k) R k M 31

32 Il modello di localizzazione delle attività economiche Si può esprimere in forma chiusa come segue: Modelli di interazione Trasporti-Territorio a exp(vd ) P (d) a a V exp(v ) k( a ) d' a d' a d X k ( d ) k in cui: P a (d) = probabilità di localizzare l attività a nella zona d; V a d = valore dell utilità sistematica relativa alla localizzazione dell attività a nella zona d. 32

33 Il modello di localizzazione delle attività economiche Esempio Modelli di interazione Trasporti-Territorio Accessibilità (d) Numero Residenti (d) Numero Addetti attività vincolate (d) Centro (d) Servizi Commercio dove: - Accessibilità(d) è l accessibilità passiva della zona data da: d Re s o 1 exp c _ gen o,d Acc _ pass 2 o - Centro(d) è una variabile dummy che vale 1 se la zona d appartiene al Centro; 0 altrimenti. 33

34 Il modello di localizzazione delle attività economiche Modelli di interazione Trasporti-Territorio Problema d equilibrio: R * = R [A * ] A * = A [R * ] Sistema delle residenze Residenti per zona Modello di localizzazione delle residenze Grado di occup. delle residenze Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona Sistema delle attività economiche Modello di localizzazione delle attività Accessibilità di zona 34