Corso di TRASPORTI E TERRITORIO. prof. ing. Agostino Nuzzolo I MODELLI PER LA SIMULAZIONE DELLE INTERAZIONI TRASPORTI-TERRITORIO. Gli impatti esterni

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1 Corso TRASPORTI E TERRITORIO prof. ing. Agostino Nuzzolo I MODELLI PER LA SIMULAZIONE DELLE INTERAZIONI TRASPORTI-TERRITORIO TERRITORIO 1 Gli impatti esterni Introduzione al corso TT Impatti sull economia produttività delle imprese crescita economica (aumento PIL) crescita occupazionale Impatti sulla società impatti sugli stili vita incidentalità stradale Impatti sul territorio ECONOMIA AMBIENTE localizzazioni dei residenti e delle attività economiche localizzazione delle nuove abitazioni Impatti sull ambiente emissioni inquinanti (inquinamento atmosferico) livelli rumore da traffico (inquinamento acustico) Domanda Mobilità Offerta Trasporto TERRITORIO SOCIETÀ 2 1

2 Introduzione Mofiche del sistema d offerta trasporto Impatti breve periodo Ex: scelta modale, stribuzione per motivi non vincolati in destinazione Modelli domanda ad aliquote parziali Impatti lungo periodo Ex: dovuti a nuove localizzazioni residenze ed attività produzione e servizi Nuovi approcci modellistici Domanda mobilità Sistema delle attività Offerta trasporto 3 Il principio dell accessibilità Definizioni Diverse sono le definizioni presenti in letteratura: L accessibilità può essere definita come il potenziale delle opportunità nella interazione (Hansen); Il concetto accessibilità associa un apprezzamento sia della qualità delle conzioni trasporto, sia del potenziale sodsfacimento 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, quin, come una misura delle impedenze spaziali (tempo, costo, ecc.) al movimento persone e cose e allo scambio beni e servizi. 4 2

3 Il principio dell accessibilità Definizioni Accessibilità ATTIVA Misura la facilità con cui i soggetti (famiglie, imprese) che si trovano in una zona possono raggiungere le verse funzioni (produttive, commerciali, sociali) presenti nei versi punti del territorio. PASSIVA Misura la facilità con cui le funzioni presenti in una zona possono essere raggiunte da utenti localizzati in punti versi del territorio. L accessibilità, nell ambito dei sistemi territoriali, rappresenta uno strumento analisi che consente esprimere il grado connessione un area rispetto all ambiente circostante; inoltre, poiché lega il sistema delle attività con il sistema dei trasporti, può essere considerata un incatore sintetico del livello 5 organizzazione territoriale e LOCALIZZAZIONE. Esempio calcolo dell accessibilità Accessibilità PASSIVA della zona d [ ] β ( d ) = Re s( o) 1 exp( β 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 ; - β 1 e β 2 parametri. o 6 3

4 Esempio calcolo dell accessibilità Accessibilità ATTIVA della zona d [ ] β3 ( o) = Add( s, d ) exp( β c _ gen( o d )) Acc att, _ 4 d dove: - Add(s,d) numero addetti alle attività s presenti nella zona d; - c_gen(o,d) costo generalizzato dello spostamento da o a d ; - β 3 e β 4 parametri. 7 La localizzazione delle attività Residenze Attività Economiche vincolate altre attività 8 4

5 La localizzazione delle attività Settore delle ATTIVITA VINCOLATE Settore costituito da quelle attività la cui localizzazione non è indotta da variazioni della configurazione dell offerta trasporto, ma pende dagli inrizzi pianificazione territoriale stabiliti dall Amministrazione Pubblica o da fattori localizzativi macro-aziendali. Esempi sono: le gran industrie; la Pubblica Amministrazione; la Difesa, la Sanità l Istruzione; altri servizi pubblici e sociali. 9 La localizzazione delle attività Settore delle ALTRE ATTIVITA 1. Attività orientate alla densità domanda 2. Attività orientate al controllo o ai simboli potere 3. Attività che utilizzano altre strutture urbane 4. Attività a bassa efficienza spaziale 10 5

6 La localizzazione delle attività Settore delle ALTRE ATTIVITA 1. Attività orientate alla densità domanda Sono attività la cui localizzazione segue la stribuzione della clientela. A questa categoria settori appartengono: le attività commercio al dettaglio (supermercati o negozi); le aziende servizi (servizi per uffici, assistenza informatica, librerie e centri fotocopie per le università, ecc.). Esempi La localizzazione attività commerciali che vendono prodotti a largo consumo (es. prodotti alimentari) è determinata dalla stribuzione dei residenti (potenziali clienti) sul territorio. Queste attività si localizzano sia in funzione dell accessibilità, che in funzione della stribuzione altri soggetti economici (residenti, aziende, studenti, ecc.). La localizzazione tali attività può avvenire anche in luoghi 11 poco accessibili (centri urbani fortemente congestionati o zone pedonali). La localizzazione delle attività Settore delle ALTRE ATTIVITA 2. Attività orientate al controllo o ai simboli potere Sono particolari attività che richiedono localizzazioni prestigio e facilità comunicazione (se centrali banche, istituti assicurativi, attività rezionali, negozi alta moda, ecc.). Fattori determinanti per le attività orientate ai simboli potere sono: il prestigio della zona in cui ci si localizza; la visibilità al pubblico. Per quanto concerne la localizzazione: le se centrali, che svolgono funzioni rappresentanza, privilegiano fattori legati alla visibilità e al prestigio della zona ubicazione; le se operative, che forniscono servizi ai clienti, sono fortemente 12 influenzate dall accessibilità passiva rispetto alle famiglie e alle imprese. 6

7 La localizzazione delle attività 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 stu avvocati richiedono accessibilità ai tribunali, così i notai alle banche, gli spezionieri 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, un avvocato o un perito legale rispetto ad un tribunale, o un notaio rispetto alle banche; l accessibilità passiva nel caso un azienda operante nel settore della trasformazione, che privilegia zone ad alta accessibilità passiva rispetto ai fornitori. 13 La localizzazione delle attività Settore delle ALTRE ATTIVITA 4. Attività a bassa efficienza spaziale Sono attività che richiedono gran spazi come, ad esempio, attività stoccaggio e magazzinaggio, commercio all ingrosso, attività manifatturiere, concessionarie auto, ecc. Per tali attività si può pensare ad un meccanismo scelta localizzativa in cui il fattore determinante è il trade-off tra la mensione degli immobili e il prezzo, piuttosto che l accessibilità passiva ai clienti (si pensi ad esempio ai gran centri commerciali spesso ubicati in aree periferiche a bassa renta). 14 7

8 Modelli 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 namici (Wegener, Simmonds) Approccio comportamentale d equilibrio 15 L approccio comportamentale d equilibrio La domanda mobilità e la stribuzione delle residenze e delle attività sono il risultato scelte inviduali Si stua la configurazione del sistema in cui le verse componenti sono in equilibrio Il sistema urbano è rappresentato da sistema trasporto Domanda mobilità Offerta trasporto sistema delle attività urbane Residenze Attività socio-economiche SISTEMA DI TRASPORTO Domanda mobilità Offerta trasporto SISTEMA DELLE ATTIVITA Residenze Attività economiche 16 8

9 Struttura modellistica complessiva Modello Modello Domanda: Domanda: Emissione Emissione stribuzione stribuzione scelta scelta modale modale Attributi LdS Reti trasporto Matrici O-D Modello Modello assegnazione assegnazione Costo generalizzato spostamento* Addetti totali per zona Accessibilità zona Sistema delle residenze Modello Modello localizzazione localizzazione delle delle residenze residenze Residenti per zona Grado occup. delle residenze Sistema delle attività economiche Modello Modello localizzazione localizzazione delle delle attività attività * dato dalla combinazione lineare attributi quali il costo monetario ed il tempo meo viaggio, la stanza tra l origine e la destinazione, ecc. 17 Il modello del sistema trasporto Residenti per zona Attività economiche Modello Modello Domanda: Domanda: Emissione Emissione stribuzione stribuzione scelta scelta modale modale Costo generalizzato Accessibilità Attributi LdS Matrici O-D Modello Modello assegnazione assegnazione Prestazioni del sistema Reti trasporto 18 9

10 Il modello del sistema delle attività urbane Modello localizzazione delle residenze Modello localizzazione delle attività economiche modello localizzazione dei servizi modello localizzazione delle attività commerciali 19 Il modello localizzazione delle residenze Approccio comportamentale (secondo la teoria dell utilità aleatoria) Identificazione dei decisori occupati dell area stuo (redto alto/redto basso) Definizione delle regole comportamentali la scelta della zona residenza è conzionata alla zona in cui si lavora Definizione del choice set tutte le zone dell area stuo 20 10

11 Il modello localizzazione delle residenze Probabilità risiedere nella generica zona o per l occupato categoria i Si può esprimere in forma chiusa come segue: i i exp(v o/d ) Pres -cond (o d) = i exp(v o' /d ) in cui: o' P i res-cond (o d) = probabilità che un occupato della categoria i risieda in o conzionata al fatto lavorare nella zona d; V i (o d) = utilità sistematica percepita dai residenti della categoria i nel localizzare la residenza nella zona o, lavorando nella zona d; 21 Il modello 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 i Vo/d = βk( i ) X k( o,d ) Costo generalizzato (o,d) k Prezzo degli immobili (o) i Grado occup delle residenze* (o) Numero abitazioni (o) Ince prestigio zona (o) Redto alto - Redto Basso - *Il grado occupazione delle residenze, x(o), è dato da: Res(o) x(o) = 10 mq(o) dove Res(o) e mq(o) sono rispettivamente i residenti e i metri quadri civili abitazioni 22 nella zona (o) 11

12 Il modello localizzazione delle residenze Calcolo dei residenti nella generica zona o i Occ ( o ) = Re s( o ) d P i res -cond = k( o ) i (o d)add i Occ ( o ) i ( d ) in cui: Occ i (o)= numero occupati della categoria i nella zona o; P i res-cond (o d) = probabilità che l occupato della categoria i risieda in o conzionata al fatto lavorare nella zona d; Add i (d) = numero Addetti della categoria i nella zona d; k (o)= numero meo residenti per occupato nella zona o; Res (o)= numero residenti totali nella zona o; 23 Il modello localizzazione delle residenze Problema d equilibrio: R * = R [x (R * )] Sistema delle residenze Residenti per zona Modello localizzazione delle delle residenze Grado occup. delle residenze Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona 24 12

13 Il modello localizzazione delle residenze Problema d equilibrio: R * = R [x (R * )] L esistenza e l unicità sono garantite: dalla forma funzionale della funzione probabilità risiedere in una data zona; dalla funzione del grado occupazione (crescente strettamente monotona). Algoritmo risolutivo: Method of Successive Averages (MSA) R k = [(k-1)/k] R k-1 + (1/k) R k M 25 Il modello localizzazione delle attività economiche Si può esprimere in forma chiusa come segue: a exp(vd ) P (d) = a a V = exp(v ) βk( a ) X d' a d' a d k ( d ) k in cui: P a (d) = probabilità localizzare l attività a nella zona d; V a d = valore dell utilità sistematica relativa alla localizzazione dell attività a nella zona d

14 Il modello localizzazione delle attività economiche Esempio Servizi Accessibilità (d) Numero Residenti (d) Numero Addetti attività vincolate (d) - Centro (d) Commercio dove: - Accessibilità(d) è l accessibilità passiva della zona data da: β Acc _ pass( d ) = [ Re s( o) 1 exp( β 2 c _ gen( o,d ))] o - Centro(d) è una variabile dummy che vale 1 se la zona d appartiene al Centro; 0 altrimenti. 27 Il modello localizzazione delle attività economiche Problema d equilibrio: R * = R [A * ] A * = A [R * ] Sistema delle residenze Modello localizzazione delle delle residenze Residenti per zona Grado occup. delle residenze Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona Sistema delle attività economiche Modello localizzazione delle delle attività attività Accessibilità zona 28 14

15 Applicazioni: area urbana Roma 29 Applicazione del modello allo scenario del nuovo Piano Regolatore Generale (PRG) Area stuo e zonizzazione 2,7 milioni residenti Addetti Base Addetti commercio Addetti ai servizi privati 463 zone 30 15

16 GLI INDIRIZZI DEL PRG DI ROMA Le Nuove Centralità Le strategie per lo sviluppo policentrico: riorganizzazione funzionale attraverso lo sviluppo un modello multipolare policentrico; creazione una sistema nuove centralità (concentrazione decentralizzata) messe in rete con l intero sistema metropolitano dalla rete della mobilità su ferro; stretta integrazione fra politiche urbanistiche e politiche della mobilità in sede pianificazione degli usi del suolo e segno dei vari tipi rete. fiumicino magliana GLI INDIRIZZI DEL PRG DI ROMA Localizzazione delle nuove centralità cesano la storta massimina bufalotta saxa rubra ostiense alitalia magliana euro sud castellacc acilia madonnetta pietralata torre spaccata polo tecnologico tor vergata anagnina romanina Nuova centralità Ferr. Regionali Metropolitane p.te nona lunghe Centralità acilia madonnetta alitalia magliana anagnina romanina bufalotta cesano euro sud castellaccio fiumicino magliana la storta massimina ostiense p.te nona lunghe pietralata polo tecnologico ponte mammolo saxa rubra tor vergata torre spaccata Totale posti lavoro

17 Caratterizzazione delle nuove centralità IL SISTEMA DEI TRASPORTI I principali interventi del PRG Roma linea A: prolungamento Battistini-Torrevecchia e Anagnina- Romanina; ammodernamento della linea attuale l appalto dei lavori della nuova linea C (in costruzione) apertura dei cantieri della linea B1: prolungamento della tratta Bologna - Conca d'oro fino al GRA linea B: B prolungamento Laurentina -Cecchignola in progetto -la linea D: la 4 linea metro che attraverserà la città Roma collegando i quartieri Bufalotta ed Eur 17

18 Valutazione degli impatti sulla localizzazione delle residenze e sulla mobilità Nuova localizzazione dei posti lavoro nelle centralità (dato input) Nuove Localizzazioni residenti, servizi privati e commercio Nuova struttura della mobilità SIMULAZIONE DELLO SCENARIO PRG Risultati Variazione % del numero residenti, servizi e commercio per macro area Residenti Servizi Privati Commercio Addetti totali Centro -9.8% -5.9% -5.6% -4.5% Interno GRA -1.1% 6.3% 4.5% 2.3% Esterno GRA 6.3% 21.7% 12.4% 47.2% Totale -1.0% 7.4% 5.6% 11.2% Migrazione dal centro verso l esterno, in particolare verso le zone servite dalle nuove metro e verso le nuove centralità 18

19 SIMULAZIONE DELLO SCENARIO PRG Risultati Variazioni localizzazione dei residenti Variazioni % SIMULAZIONE DELLO SCENARIO PRG Risultati impatti sulla ripartizione modale (Ora punta) Spost. Attratti Domanda attuale Auto+Moto Domanda Scenario PRG Auto+Moto ff% Domanda attuale Trasporto Coll. Domanda Scenario PRG Trasporto Coll. ff % Centro % % cintura ferroviaria % % GRA % % Totale % % Attratti 66% 52% 34% 48% 19

20 SIMULAZIONE DELLO SCENARIO PRG Risultati Aumento della stanza mea dello spostamento Distanza mea spost. Tempo meo spost. Attuale PRG % % Attuale PRG Trasporto inviduale (auto+moto) Distanza mea spost Tempo meo spost Attuale PRG Trasporto Collettivo Distanza mea spost Tempo meo spost % 14% -13% -11% 20