SEMINARIO: Criteri di progettazione e analisi di capacità delle rotatorie

Transcript

1 Cagliari 10 Marzo, 2016 SEMINARIO: Criteri di progettazione e analisi di capacità delle rotatorie ing. Paolo Dejana Direttore tecnico pdejana@mlab-srl.com SCUOLA DI FORMAZIONE COMMISSIONE TRASPORTI 1

2 PREMESSA E INQUADRAMENTO METODOLOGIE ESEMPI CONCLUSIONI

3 INTERSEZIONI aree di una rete di trasporto dove correnti di traffico di diverso tipo e appartenenti a percorsi e diversi si incrociano, convergono e divergono.

4 ROTATORIE La rotatoria è uno dei metodi con il quale questi conflitti di traiettorie vengono regolati nel tempo e nello spazio

5 ROTATORIE Schematizzata come una serie di intersezioni a T in cui l asse con diritto di precedenza, è l anello che li raccorda. Strade secondarie Strada principale

6 CAPACITA Capacità del ramo: Massima portata smaltibile [eq/h] da un accesso in rotatoria prima che si formino accodamenti permanenti. È l oggetto della valutazione dei modelli di calcolo. Non si può calcolare la capacità di un braccio se non è nota la matrice O/D della rotatoria.

7 CAPACITA Capacità Semplice: somma delle capacità dei rami in ingresso alla rotatoria nelle condizioni di traffico in cui un accesso giunge a capacità. Capacità totale: somma delle capacita di tutti i rami in ingresso alla rotatoria, nelle condizioni di traffico in cui i rami stessi giungono a capacità contemporaneamente.

8 ELEMENTI CHE DETERMINANO LA CAPACITA DI UN ACCESSO Capacità del singolo approccio: Elementi geometrici della rotatoria Flusso circolante in conflitto con i veicoli in ingresso Caratteristiche comportamentali dei conducenti Strada principale Strade secondarie Intervallo critico

9 Comportamento dei conducenti Metodi analitici Volumi di traffico Geometria Metodi empirici CAPACITA

10 METODI ANALITICI Approccio «comportamentale» Fondati sulla teoria del «gap acceptance» (intervallo critico) e «follow up headway» (intervallo di uscita) la capacità è funzione dei flussi veicolari circolanti Logica integrata nei software di simulazione

11 METODI EMPIRICI La capacita è funzione di alcune caratteristiche geometriche della rotatoria e dei flussi circolanti Il legame fra capacità e caratteristiche geometriche è costituito da curve di regressione basate su ampi database di osservazioni sul campo La reazione dei conducenti alle caratteristiche geometriche è comunque una questione «comportamentale».

12 Analisi statiche Calcolo manuale della capacità tramite uno o più metodi Software di simulazione statica Dinamica (microsimulazione)

13 Highway Capacity Manual Analogia con I sistemi a precedenza accettazione dell intervallo (Gap Acceptance) Tempo di scalamento in coda Intervallo critico, t c Tempo di scalamento in coda, t f

14 Highway Capacity Manual C = Q c e Q c t c / e Q c t f /3600 C = capacità del braccio (v/h) Q c = flusso veicolare circolante conflitto con quello entrante dal braccio considerato (v/h) t c = intervallo critico (s) t f = tempo di scalamento in coda (s) HCM suggerisce l applicazione del modello a rotatorie in cui l anello di circolazione è composto da un unica corsia, e in presenza di flussi circolanti nell anello inferiori a 1200 v/h. Quest ultima condizione può essere derogata nel caso in cui si possieda una base dati sufficiente al calcolo di nuovi valori dell intervallo critico e di uscita.

15 Highway Capacity Manual 1984 t c = (s) t f = (s) 1997 t c = (s) t f = (s) Intervallo critico, t c 2010 t c 3.1 (s) t f 2.1 (s) Tempo di scalamento in coda, t f

16 Highway Capacity Manual Cmax Cmin C1991 C2010

17 Kimber (UK) Larghezza entrata, e Larghezza della corsia, v Lunghezza della svasatura, L Raggio di entrata, r Elementi geometrici considerati nel calcolo della capacità di Kimber Angolo di entrata, ϕ

18 Kimber (UK) C = K F f c Q c C = capacità del braccio (v/h) K = ϕ r Q c = flusso veicolare circolante conflitto con quello entrante dal braccio considerato (v/h) F = 303 x 2 f c = x 2 t d K, F e f c = parametri dipendenti dalla geometria della rotatoria x 2 = V + e V S S = 1. 6 e V L t d = e D 60 10

19 Kimber (UK) e= larghezza entrata v= larghezza corsia L = lunghezza svasatura S= snellezza svasatura D= diametro inscritto = angolo di entrata r= raggio d entrata 4-15m 2-7.3m 1-100m m m

20 Capacity Capacity Capacity Capacity Capacity Capacity Kimber (UK) m v 8 m e l 100 m Caratteristiche geometriche con impatto maggiore sulla capacità m D 10 m r 30 Caratteristiche geometriche con impatto minore sulla capacità Source: Barry Crown

21 SETRA (fr) Q u Q c Larghezza semicarreggiata ingresso, L i Larghezza isola divisionale, L d Larghezza anello, L c Elementi considerati nel calcolo della capacità SETRA

22 SETRA (fr) C = Q d L i 3. 5 C = capacità del braccio (v/h) Q d = Q c Q u L c 8 Q d = flusso veicolare circolante in conflitto (disturbo) con quello entrante dal braccio considerato (v/h) Q u = Q u 15 L d 15 L i = larghezza semicarreggiata in ingresso L c = larghezza anello L d = larghezza isola divisionale * Riferimento per la normative regionale lombarda

23 CETUR (fr) Q u Q c Numero di corsie Larghezza anello, ANN Elementi considerati nel calcolo della capacità CETUR

24 CETUR (fr) C = γ Q d C = capacità del braccio (v/h) Q d = b Q c Q u Q d = flusso veicolare circolante conflitto con quello entrante dal braccio considerato (v/h) γ = Accesso a 1 corsia Accesso a 2 o più corsie b= parametro dipendenti dalla geometria della rotatoria 1 ANN <8m b = 0. 7 ANN 8m e R 20m 0. 9 ANN 8m e R 20m procedura valida per le rotatorie ubicate in area urbana, R=22-35m.

25 Metodo Tedesco C = A B Q c C = capacità del braccio (v/h) A= capacità ideale del ramo d ingresso B = coeffciente di riduzione Q c Numero di corsie Corsie nell anello, ANN Elementi considerati nel calcolo della capacità metodo TEDESCO

26 Metodo Tedesco C = A B Q c C = capacità del braccio (v/h) A= capacità ideale del ramo d ingresso B = coeffciente di riduzione Corsie in ingresso Corsie nell anello A B /

27 Ulteriori fattori correttivi Svasatura degli accessi Interferenze con i pedoni ped/h ped/h ped/h ped/h 300 ped/h ped/h ped/h 400 ped/h Fattori correttivi per attraversamenti pedonali

28 Confronto Le espressioni dei modelli sono molto varie Ciascun modello è aderente all approccio alla progettazione e al comportamento dei conducenti di ciascun paese Le ricerche più estensive vengono dagli USA, anche in questo caso il legame con il comportamento specifico dei conducenti americani deve essere considerato attentamente.

29 Confronto Corsia singola Corsia doppia (multipla) Rotatorie compatte TEDESCO KIMBER Rotatoria non compatte KIMBER, SETRA CETUR, HCM

30 Confronto Francese: SETRA Francese: CETUR Kimber Tedesco HCM HCM modificato Rilievo Comparazione fra capacità stimate con I diversi metodi di calcolo Elaborazione da dati prodotti dal ing. A. Murgia

31 Simulazioni statiche Esempio di interfaccia per la definizione di una rotatoria in Sidra, SIDRA SOLUTION

32 Simulazioni statiche Esempio di interfaccia per la definizione di una rotatoria in Sidra, SIDRA SOLUTION

33 Microsimulazione Dettagli plano-altimetrici Dettagli geometrici Dettagli cinematici Simulazione per frazioni di secondo Parametri comportamentali Simulazione di eventi accidentali Variabilità istantanea Variabilità statistica Interfaccia Aimsun 8.1, TSS

34 Microsimulazione Dettagli plano-altimetrici Dettagli geometrici Dettagli cinematici Simulazione per frazioni di secondo Parametri comportamentali Simulazione di eventi accidentali Variabilità istantanea Variabilità statistica Interfaccia Aimsun 8.1, TSS

35 VIDEO Esempio di microsimulazione - Via Cadello, Cagliari

36 Nonostante limiti applicativi e la grande attenzione richiesta al tecnico, gli strumenti di valutazione della capacità di una rotatoria, in particolare la microsimulazione, rimangono validi e indispensabili: COSA: prestazioni Benefici/costi Benefici diretti (utenti della rotatoria) PERCHE : no «sentimenti popolari» confronto fra alternative ottimizzazione degli investimenti QUANDO: Prima.

37

38 Cagliari 10 Marzo, 2016 ing. Paolo Dejana Direttore tecnico SCUOLA DI FORMAZIONE COMMISSIONE TRASPORTI October 28, Russian Conference on Transport Modelling 41