Stima diretta della domanda di trasporto

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1 Teoria dei Sistemi di Trasporto (9 CFU) A. A Stima diretta della domanda di trasporto prof. ing. Antonio Comi Department of Enterprise Engineering University of Rome Tor Vergata Prof. Ing. Antonio Comi Teoria dei Sistemi di Trasporto (9 CFU)

2 Stima della domanda di trasporto Introduzione STIMA DELLA DOMANDA ATTUALE STIMA DELLA DOMANDA ATTUALE E FUTURA STIMA DIRETTA STIMA DA MODELLO 2

3 Stima della domanda di trasporto Stima diretta Introduzione : interviste su di un campione di utenti (informazioni disaggregate) Statistica inferenziale Eventualmente: Conteggio dei flussi: per la correzione di una stima diretta o preesistente (informazioni aggregate) 3

4 Stima della domanda di trasporto Stima da modello Introduzione Specificazione del modello (forma funzionale e attributi) Calibrazione del modello Validazione del modello Interviste su di un campione (informazioni disaggregate) Informazioni aggregate sulla domanda Eventualmente: Conteggio dei flussi: per la specificazione e la calibrazione dei modelli (informazioni aggregate) 4

5 Metodologie di indagine (1/2) durante il viaggio o a bordo si intervista un campione degli utenti di un modo di trasporto (es. a bordo-strada per gli automobilisti e i loro passeggeri), sul mezzo o ai terminali (stazioni, aeroporti, porto, fermate) per gli utenti di sistemi di trasporto pubblico dirette a domicilio si intervista un campione delle famiglie o delle persone residenti all interno dell area di studio sugli spostamenti da loro effettuati in un prefissato periodo di riferimento (es. il giorno precedente quello dell intervista). 5

6 Metodologie di indagine (2/2) telefoniche a domicilio (spesso assistita dal computer) a destinazione gli utenti vengono intervistati nei luoghi di destinazione degli spostamenti (posti di lavoro, scuole, negozi, etc.) postali gli utenti vengono intervistati per posta. più economiche, ma con problemi di completezza dell universo campionario e conseguente distorsione delle stime 6

7 Tipologia di indagine RP (Revealed Preference o Preferenze Rivelate) indagini sui comportamenti effettivi (rivelati) dagli utenti in un contesto reale SP (Stated Preference o Preferenze Dichiarate) indagini sui comportamenti dichiarati dagli utenti in contesti ipotetici 7

8 Esempio di indagine RP (1/4) Finalità dell indagine stima della domanda di scambio e attraversamento Metodologia d indagine indagine a bordo strada 8

9 Esempio di indagine RP Finalità dell indagine stima della domanda di scambio e attraversamento Metodologia d indagine indagine telefonica QUESTIONARIO INDAGINE TELEFONICA 7.00 / 9.00 Buongiorno/sera sono della.. Il nostro Istituto sta svolgendo un indagine per conto del Comune di Roma sugli spostamenti in città. Potrei parlare con una persona della sua famiglia di (sesso) e di età compresa tra e? Le preciso che in base alla legge 675 sulla tutela della privacy, lei è libero di accettare l intervista o di interromperla nel momento in cui lo ritenga opportuno. Le garantisco che qualsiasi informazione ci verrà data, verrà trattata in forma strettamente riservata e senza l uso dei dati personali. D. 1 SESSO 1 Uomo 2 Donna D. 2 QUAL E LA SUA ETA? anni D. 3 NELLA GIORNATA DI IERI LEI ERA A ROMA? 1 Si 2 No (passare a dom. 8) (2/4) D. 3.1 E SEMPRE NELLA GIORNATA DI IERI LEI HA EFFETTUATO SPOSTAMENTI IN CITTA CHE ABBIANO AVUTO INIZIO O TERMINE TRA LE ORE 7.00 E LE ORE 9.00? 1 Si 2 No (passare a dom. 8) D. 4 DA QUANTE PERSONE E COMPOSTA LA SUA FAMIGLIA (LEI COMPRESA/O)? N persone D. 5 TRA LE PERSONE DELLA SUA FAMIGLIA QUANTE HANNO LA PATENTE DI GUIDA? persone D. 6 E LEI IN PARTICOLARE HA LA PATENTE DI GUIDA? 1 Si 2 No 9

10 Esempio di indagine RP Finalità dell indagine stima della domanda interna Metodologia d indagine indagine telefonica PENSANDO SEMPRE NELLA GIORNATA DI IERI ALLA FASCIA ORARIA TRA LE ORE 7.00 E LE ORE 9.00, VORREI RICOSTRUIRE I SUOI SPOSTAMENTI. PER SPOSTAMENTO S INTENDE OGNI VOLTA CHE SI E MOSSO PER UNO SCOPO SPECIFICO. FINALITÀ DELL INDAGINE stima della domanda interna D.7 A CHE ORA HA AVUTO INIZIO IL PRIMO SPOSTAMENTO? : ora minuti D.7.1 DA QUALE INDIRIZZO HA AVUTO INIZIO QUESTO SPOSTAMENTO (indirizzo per esteso comprensivo di numero civico) METODOLOGIA D INDAGINE indagine telefonica Comune : 1 Roma 2 Fuori Roma (registrare il Comune per gli spostamenti successivi al primo) Via/Piazza/Largo N civico: D.7.2 IN QUALE COMUNE ED INDIRIZZO HA AVUTO TERMINE QUESTO SPOSTAMENTO? (comune ed indirizzo per esteso comprensivo di numero civico) Comune : 1 Roma 2 Fuori Roma (Non registrare l indirizzo se lo spostamento ha avuto termine fuori Roma) Via/Piazza/Largo N civico: (3/4) D.7.3 A CHE ORA E GIUNTO A DESTINAZIONE (nel comune e/o all indirizzo citato a dom. 7.2)? : ora minuti D. 7.4 QUALE ERA IL MOTIVO DI QUESTO SPOSTAMENTO? 1 Andare al posto di lavoro 2 Visita a clienti/affari consegne 3 Andare a scuola 4 Acquisti, commissioni personali 5 Visita a parenti/amici 6 Visite mediche/cure personali 7 Svago (tutti escluso culturale), Sport (spettatore e/o praticante) 8 Svago culturale (cinema, teatro, museo) 9 Accompagnamento/prelevamento persone 10 Parrucchiere, barbiere, estetica 11 Ritorno all abitazione abituale 12 Altri motivi D.7.5. CON QUALE FREQUENZA EFFETTUA QUESTO SPOSTAMENTO? volte alla settimana volte al mese 10 volte all anno (codificare con 1 volta all anno lo spostamento occasionale/ prima volta)

11 Esempio di indagine RP D.7.6. QUALE MEZZO/I HA UTILIZZATO PER EFFETTUARE QUESTO SPOSTAMENTO? SE HA USATO PIU DI UN MEZZO LI INDICHI IN SEQUENZA 1 mezzo 2 mezzo 3 mezzo 4 mezzo (4/4) Finalità dell indagine stima della domanda interna Metodologia d indagine indagine telefonica 1 A piedi 2 Bicicletta 3 Motocicletta ciclomotori (conducente) 4 Motocicletta ciclomotori (passeggero) 5 Auto privata (conducente) 6 Auto privata (passeggero) 7 Veicolo merci ad uso promiscuo 8 Taxi 9 Autobus (ATAC,COTRAL) 10 Tram 11 Metropolitana 12 Altro mezzo (treno FS, aereo) D.7.7. (Per tutti coloro con cod.3, 5 e 7 a dom. 7.6, eccetto quando a dom.7.2 la risposta è uguale a 2 (fuori Roma) e a dom. 7.6 è stato citato solo cod. 3 o 5 o 7)DOVE HA PARCHEGGIATO? 1 Strada o area pubblica gratuita 2 Strada o area pubblica a pagamento 3 Posto auto privato di proprietà 4 Posto auto privato a pagamento 5 Posto auto privato gratuito o riservato azienda 6 Autorimessa D.7.8. (Se ha usato più mezzi) IN QUALE INDIRIZZO HA PRESO IL SECONDO MEZZO? ED IL TERZO? Indirizzo per esteso secondo mezzo Via/Piazza/Largo N civico: Indirizzo per esteso terzo mezzo Via/Piazza/Largo N civico: ATTENZIONE PORRE LE DOM. DA 7 A 7.8 PER OGNI SPOSTAMENTO EFFETTUATO SUCCESSIVAMENTE AL PRIMO CONTROLLANDO CHE L INDIRIZZO DI ORIGINE COINCIDA CON QUELLO DI DESTINAZIONE DELLO SPOSTAMENTO PRECEDENTE 11

12 Esempio di indagine SP Finalità dell indagine l istituzione di un sevizio innovativo via mare per i siti archeologici di Pompei e Ercolano alternativo alla Circumvesuviana SCHEDA INTERVISTA SP AI TURISTI - POMPEI SCAVI Ora intervista [ ] Nome intervistatore [ ] N. Scheda [ ] Zona di origine dello [ ] spostamento May I ask you where did your journey to Pompei's ruins start? E' giunto a Pompei con la [ ] (Se SI prosegue l'intervista) Circumvesuviana? Did you use the National railway or the Circumvesuviana railway to reach Pompei? Stazione Circumvesuviana di partenza In which station did get on the train? Con quale mezzo è giunto alla stazione di partenza? How did you reach that station? [ ] Piedi (on foot) Trasp. Pubblico (Public transport) (1/2) Auto+Park (by car driving) Taxi (Taxi) Auto+accomp. (by car driven) Altro (other means) Età [ ] Sesso [ ] Nazionalità Condizione professionale Dirigente, Quadro (manager) Impiegato (employee) Imprenditore, Libero Artigiano, Lavoratore Autonomo, Professionista Commerciante (business man) (craftsman, trader) Altro (Specificare) (other) Studente (student) Disoccupato (unemployed) 12 (*) Porto più prossimo alla zona d'origine: Napoli [ ] Portici [ ] Sorrento [ ]

13 Esempio di indagine SP Finalità dell indagine l istituzione di un sevizio innovativo via mare per i siti archeologici di Pompei e Ercolano alternativo alla Circumvesuviana Gioco 1 Tempo Viaggio (Travel time) Gioco 2 Costo (Fare) Tempo Viaggio (Travel time) Gioco 3 Costo (Fare) Tempo Viaggio (Travel time) Costo (Fare) Traghetto Ferry Boat) Circumvesuviana (Train) da Napoli M.B. (Piazza Municipio) da Napoli P.Garibaldi Minibus vai a 2 e 4 vai a 3 e 5 Traghetto Ferry Boat) Circumvesuviana (Train) da Napoli M.B. (Piazza Municipio) da Napoli P.Garibaldi Minibus Traghetto Ferry Boat) Circumvesuviana (Train) da Napoli M.B. (Piazza Municipio) da Napoli P.Garibaldi Minibus (2/2) Gioco 4 Traghetto Ferry Boat) Circumvesuviana (Train) da Napoli M.B. (Piazza Municipio) da Napoli P.Garibaldi Tempo Viaggio (Travel time) Costo (Fare) Minibus Gioco 5 Traghetto Ferry Boat) Circumvesuviana (Train) da Napoli M.B. (Piazza Municipio) da Napoli P.Garibaldi Tempo Viaggio (Travel time) Costo (Fare) Minibus

14 Stima della domanda con i metodi SP (1/2) Vantaggi consentono di introdurre alternative di scelta attualmente non disponibili (es. servizi innovativi di trasporto in un contesto di scelta modale) consentono di introdurre nei modelli attributi di qualità del servizio non presenti nel contesto di scelta reale (es. climatizzazione, informazione, presenza di altri servizi a bordo). consentono di ottenere più informazioni (campioni più numerosi) a parità di costo (ad ogni intervistato vengono sottoposti più contesti di scelta) 14

15 Stima della domanda con i metodi SP (2/2) Svantaggi distorsioni derivanti dalla possibile difformità fra i comportamenti di scelta dichiarati e quelli effettivi a causa di: contesto irrealistico, mancanza di attributi rilevanti per il decisore stanchezza dell intervistato tecniche di indagine complementari e non alternative alle tecniche di Preferenze Rilevate 15

16 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione delle unità di campionamento (es. persona, famiglia, veicolo, etc.) e del metodo di conteggio dell universo (es. elenchi anagrafici dei residenti o conteggi dei veicoli transitati) Definizione della strategia di campionamento cioè del metodo con cui viene estratto il campione di individui da intervistare Definizione dello stimatore da adottare cioè della funzione delle informazioni ottenute dall indagine con cui ottenere una stima della quantità incognita. Definizione della numerosità del campione da estrarre. 16

17 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione delle unità di campionamento È influenzata da: aspetti pratici (disponibilità di dati e di informazioni); tipo di indagine, per esempio: (1/2) Tipo di indagine a domicilio a bordo strada al terminale Unità di campionamento famiglia/persona veicolo/passeggero passeggero 17

18 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione delle unità di campionamento (2/2) Campionamento probabilistico Consente di: definire i possibili risultati dell estrazione del campione; assegnare una probabilità a ciascun risultato; estrarre a caso gli elementi del campione con quella probabilità. 18

19 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione della strategia di campionamento Esempi di CAMPIONAMENTO PROBABILISTICO: (1/2) Campionamento casuale semplice: tutti gli elementi della popolazione hanno una uguale probabilità di appartenere al campione estratto; Campionamento casuale stratificato: la popolazione è divisa in gruppi (strati) non sovrapponentisi ed esaustivi, in ciascuno strato viene estratto un campione di utenti e ogni elemento di uno stesso strato ha una uguale probabilità di appartenere al campione; utenti di strati diversi possono avere probabilità diverse; 19

20 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione della strategia di campionamento Esempi di CAMPIONAMENTO PROBABILISTICO: Campionamento a grappolo: le unità di riferimento (es. le persone) sono riunite in grappoli (ad esempio le famiglie o i passeggeri di un veicolo) che vengono estratti a caso con prefissata probabilità di appartenere al campione (a grappolo casuale semplice) oppure suddivisi in strati e campionati con probabilità diverse nei diversi strati (a grappolo casuale stratificato). Campionamento a grappolo a doppio stadio: si estrae prima un campione di grappoli (es. un campione di famiglie), e successivamente un campione di individui all interno di ciascun grappolo. 20 (2/2)

21 Progettazione statistica dell intervista Definizione degli stimatori Stima diretta della domanda di trasporto La scelta dello stimatore dipende dalle grandezze di cui si intende ottenere una stima e dalla strategia di campionamento adottata. Es. Stima dei flussi di domanda od Campionamento casuale semplice: i n od = i = n 1...n od dˆ od = ( N / n) nod con: = (1 / α) nod = N nod i = generico elemento del campione n = numerosità del campione N = numerosità dell universo α = n/n = tasso di campionamento n od = numero totale di spostamenti del tipo in esame effettuati dal campione n od = n od /n = numero medio di spostamenti del tipo in esame effettuato da un elemento del campione = stima campionaria del flusso di domanda per l intero universo dˆod 21 (1/2)

22 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione degli stimatori Campionamento casuale semplice: (2/2) dove: [ ] Var d ˆ od 2 ŝ [ ] 2 2 dˆ = N ŝ (1 α / n Var od ) = varianza della stima campionaria del flusso di domanda i = stima campionaria della varianza di, definita come: ŝ 2 = 1/ n od i ( n -1) ( n od n ) i = 1... n od 2 dˆod 22

23 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione degli stimatori Campionamento stratificato: con: n ik od k n od w k dˆ od = N ik w k...k k n i..n od / nk = N = 1 = 1 k = 1...K = numero di spostamenti con le caratteristiche desiderate effettuati dall elemento i del campione estratto nello strato k = numero medio di spostamenti stimato nello strato k = N k /N = peso dello strato k rispetto all universo con: α k 2 ŝ k Var k [ ] 2 dˆ od N 2 2 = wk ŝk ( 1 αk )/ nk k 1...K = tasso di campionamento dello strato k = stima campionaria della varianza di n ik od : w k n k od ŝ 2 k = 1/ ( n 1) i = 1...n k ( n ik od n k od ) 2 23

24 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione degli stimatori Intervalli di confidenza: dˆ od Campione sufficientemente numeroso segue una legge Normale Delimitano l intervallo che ha una probabilità (1-γ) di comprendere il valore vero d od Teorema centrale del limite L S γ ( dˆ od ) [ ] 1 / = dˆ + z Var dˆ 2 I [ ] 1 / L ˆ 2 γ ( dod ) d od + zγ / 2Var dod od 1 γ / 2 od = con: z 1-γ /2, z γ /2 = percentili della variabile normale standard Intervallo relativo di confidenza IR(1-γ) = [L γs (d od )-L γi (d od )]/d od 24

25 Stima diretta della domanda di trasporto Progettazione statistica dell intervista Definizione della numerosità del campione In base alla precisione desiderata 2 2 Es. cv z1 γ 2( 1 α ) n 4 IR( 1 γ ) 2 Compatibilmente con i vincoli di budget Per analogia sulla base di indagini di caratteristiche simili che hanno fornito risultati accettabili Es.: Tassi di campionamento per indagini a domicilio in funzione della popolazione residente (BPR-USA) POPOLAZIONE RESIDENTE TASSO DI CAMPIONAMENTO RACCOMANDATO MINIMO meno di più di

26 Esempio Stima diretta della domanda di trasporto 5 utenti Età media: 37.6 Utente Età a 35 b 40 c 28 d 30 e 55 N=5 n = 2 α = 2/5 Età media = 32.5 s 2 = 12.5 Var = γ = 0.05 L sup = 51.5 L inf =

27 Esempio Stima diretta della domanda di trasporto 5 utenti Età media: 37.6 Utente Età a 35 b 40 c 28 d 30 e 55 N=5 n = 3 α = 3/5 Età media = 35 s 2 = 25 Var = 83.3 γ = 0.05 L sup = 52.8 L inf =

28 Esempio Stima diretta della domanda di trasporto 5 utenti Età media: 37.6 Utente Età a 35 b 40 c 28 d 30 e 55 N=5 n = 5 α = 1 Età media = 37,6 s 2 = 116,3 Var = 0,0 γ = 0.05 L sup = 37,6 L inf = 37,6 28