S.I.I.V IL SISTEMA AEROPORTUALE SICILIANO: UN CASO DI STUDIO DI RIPARTIZIONE DELLA DOMANDA DI TRASPORTO AEREO

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1 S.I.I.V XI Convegno Nazionale IL SISTEMA AEROPORTUALE SICILIANO: UN CASO DI STUDIO DI RIPARTIZIONE DELLA DOMANDA DI TRASPORTO AEREO Renato Lamberti Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Luigi Tohetti Università degli Studi di Napoli Federio II Via Claudio, Napoli Tel: Fax: rlambert@unina.it Vittorio de Riso di Carpinone Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Luigi Tohetti Università degli Studi di Napoli Federio II Via Claudio, Napoli Tel: Fax: vderiso@inwind.it Elpidio Romano Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Luigi Tohetti Università degli Studi di Napoli Federio II Via Claudio, Napoli Tel: Fax: elromano@unina.it XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE 2001

2 IL SISTEMA AEROPORTUALE SICILIANO: UN CASO DI STUDIO DI RIPARTIZIONE DELLA DOMANDA DI TRASPORTO AEREO RENATO LAMBERTI - Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Università di Napoli VITTORIO DE RISO DI CARPINONE Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Università di Napoli ELPIDIO ROMANO - Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Università di Napoli SOMMARIO L obiettivo dello studio è l analisi di fattibilità di una terza infrastruttura aeroportuale della regione Siilia, nel quadro di una integrazione sistemia on le infrastrutture esistenti. A tale sopo è stata utilizzata, in maniera innovativa, una proedura basata su metodi razionali sotto il profilo matematio in grado di analizzare iasun intervento di progetto, mediante la valutazione quantitativa degli effetti he iasuno di essi produe. L analisi è stata sviluppata attraverso fasi onseutive, relativamente indipendenti: 1. La prima fase ha riguardato la shematizzazione del baino di traffio (zonizzazione) afferente iasun aeroporto siiliano esistente; 2. La seonda fase ha simulato il omportamento degli utenti del trasporto aereo nella selta tra alternative di spostamento ompetitive (ostituite dagli aeroporti dell area di studio); questa fase è stata sviluppata attraverso un ilo di analisi, iterativo, osiddetto di Trial and Error, ostituito dalla: 2.1. speifiazione del modello: è stata utilizzata una tipologia di modelli matematii, definiti di utilità aleatoria, la ui forma funzionale è stata individuata ipotizzando un partiolare omportamento di selta dei viaggiatori aerei, nei onfronti di diverse alternative aeroportuali interessanti la regione siiliana; 2.2. la alibrazione del modello, onsistente nella determinazione dei oeffiienti inogniti he lo aratterizzano mediante la lettura interpretativa dell attuale assetto; 2.3. la validazione del modello, he verifia la riproduibilità della realtà omportamentale dei viaggiatori; in altre parole è stata ontrollata, mediante opportuni test statistii, la apaità del modello di simulare la attuale ripartizione di utenti tra le infrastrutture aeroportuali esistenti; 3. Suessivamente alla ostruzione del modello ed alla sua verifia di funzionalità, garantita dalla suddetta attività di validazione, lo stesso modello omportamentale è stato appliato ipotizzando aluni senari progettuali alternativi (nuovo aeroporto); sono stati quindi verifiati gli effetti della distribuzione di traffio tra le infrastrutture aeroportuali a servizio dell area di studio, potendo effettuare una prima valutazione, di massima, ira la selta della loalizzazione ottimale di un nuovo aeroporto. ABSTRACT The subjet of the present paper onerns the feasibility study of a new airport infrastruture loated in southern Siily. The new infrastruture should be omplied XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

3 with atual infrastrutures existing in Siily. A new proedure based on rational mathematial methods has been used in this study. The proedure is able to analyze eah one of the possible loation hypothesized evaluating the effets that eah one of them has on the other infrastrutures. The analyses has been developed in independent phases: 1. The first phase onerns the searh of the athment area for eah of the urrent Siilian airports; 2. The seond is a simulation of the behavior of the air transport passengers among the different possible airport loations of the study area. This phase has been developed throught a yli analyses alled Trial and Error: 2.1. Speifiation of the model: a mathematial kind of model alled aleatory utility has been used. Its funtional form has been determined under the hypothesis of a partiular hoie model among the different airports existing in Siily for air passengers The model alibration, onsisting in the evaluation of the unknown oeffiients; 2.3. The model validation; it has been heked with statisti tests the apability of the model to simulate the atual passenger sharing among the existing infrastrutures; 3. Finally, the same behavior model has been applied under the hypothesis of different senarios (new possible loations). The effets of the traffi sharing have been verified among the infrastrutures available in the athment area and it has been possible to give an evaluation of the loation in whih to build the new infrastruture. 1. PREMESSA La Siilia è un isola ben agganiata alla terraferma attraverso ollegamenti per via di mare, di terra ed aerea In partiolare, per quanto riguarda i legami marittimi, dal porto di Palermo sono disponibili ollegamenti giornalieri a frequenza singola on Cagliari, Genova, Livorno e Napoli. Collegamenti di linea regolari vengono attuati on Malta, le isole Eolie e l isola di Ustia. Dal porto di Milazzo, è possibile raggiungere le isole Eolie mentre quello di Messina è frequentemente ollegato on Villa S. Giovanni e Reggio Calabria. Sulla osta oidentale, i porti di Trapani e Marsala sono dediati prevalentemente al traffio di abotaggio on le isole Egadi, fatta eezione per i ollegamenti stagionali on Tunisi e Cagliari. Sul versante orientale dell isola non sono attivi ollegamenti di linea; tuttavia, è partiolarmente sviluppato il traffio meri, soprattutto per quello he riguarda gli oli minerali, he fa apo alle raffinerie della zona ompresa fra Catania ed Augusta. La osta a sud non prevede ollegamenti on il ontinente ma solo on le isole di Linosa, Lampedusa e Pantelleria, attraverso la struttura portuale di Porto Empedole, viino Agrigento. I ollegamenti ferroviari sono legati alla spola dei traghetti fra Reggio Calabria e Villa S. Giovanni. Per quanto riguarda invee i ollegamenti per via aerea, questi vengono effettuati prevalentemente dagli aeroporti di Palermo e Catania. Esistono altre infrastrutture aeroportuali, ma sono relative prevalentemente a realtà loali, ome le isole di Pantelleria e Lampedusa, oppure Trapani. Quest ultimo aeroporto in partiolare, pur XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

4 loalizzato sulla terraferma, ha un traffio passeggeri molto basso (dell ordine dei passeggeri anno). Esso risulta, infatti, in diretta onorrenza on Palermo, ome si vedrà nel seguito. Dall analisi di aessibilità agli aeroporti esistenti, è possibile individuare un ampia zona, faente apo alla provinia di Agrigento e a parte delle provine di Caltanissetta ed Enna, he risulta al di fuori di intervalli temporali di aessibilità normali, he sono dell ordine, massimo, di 90 minuti. Questa onsiderazione, unita al fatto he i ollegamenti marittimi da porto Empedole per il ontinente sono di fatto inesistenti, ha portato alla onsiderazione di esaminare la fattibilità di un infrastruttura aeroportuale nella Siilia entro meridionale, al fine di migliorare la mobilità di una delle aree più depresse del meridione. 2. ORGANIZZAZIONE DELLO STUDIO La prima fase è stata quella di simulare, on modelli matematii, gli aspetti rilevanti del funzionamento del sistema di offerta, ostituito dalle omponenti fisihe ed organizzative finalizzate alla produzione dei servizi di trasporto nella regione. I modelli matematii dei sistemi di offerta di trasporto utilizzano da un lato la teoria dei grafi e delle reti per rappresentare la struttura topologia e funzionale del sistema e dall altro i risultati di diverse disipline dell ingegneria per desrivere le prestazioni e le interazioni degli elementi he lo ompongono. Questi, he rappresentano i servizi on delle reti, ossia on insiemi di nodi, di arhi e di funzioni di osto he esprimono a loro volta quello generalizzato di trasporto, perepito dagli utenti in funzione delle aratteristihe fisihe e funzionali delle infrastrutture e dei servizi medesimi, nonhé dei flussi di traffio e degli eventuali fenomeni di ongestione he essi flussi possono ausare, hanno una duplie funzione: la rappresentazione shematia del funzionamento del servizio offerto agli utenti e gli impatti per l ambiente esterno, nonhé la possibilità di rivelare, mediante modelli di interazione domanda offerta noti on il nome di modelli di assegnazione, i flussi he interessano iasuna omponente del sistema di trasporto. La ostruzione del modello di rete si artiola in due fasi: la prima onsiste nella osiddetta delimitazione dell area di studio, nella quale vengono preisati i onfini all interno dei quali si trova il sistema di trasporto, oggetto dell analisi, e nei quali si ritiene he possano esaurirsi, in via potenziale, gli effetti di un qualsiasi intervento; infatti, il grado di inisività dell intervento dipenderà anhe da altri fattori oltre l aessibilità quali l offerta disponibile sul sito in esame in termini di destinazioni, le tariffe, e. Nel aso in esame l area di studio è stata determinata attraverso un analisi razionale di tipo matematio. In altri termini onsiderando ome punto entrale iasun aeroporto esistente della regione, sono stati aggregati tutti i territori aessibili a iasuno di essi in un raggio di 90 minuti/auto; oltre tale limite il mezzo aereo inominia a perdere di ompetitività sulle altre modalità, he possono risultare più appetibili sui lunghi spostamenti, he un aereo è destinato a rioprire, soprattutto in onsiderazione del perditempo delle operazioni di aettazione del passeggero, attesa al gate, ontrolli, e. he vanno a sommarsi al tempo di aesso all infrastruttura. L aggregazione dei omuni è stata effettuata utilizzando opportuni modelli di simulazione tipo autoroute in grado di determinare, nota iasuna relazione origine destinazione, il tempo minimo di perorrenza utilizzando le infrastrutture disponibili. I tempi di aesso sono stati XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

5 alolati sulla base del perorso più veloe effettuabile in auto dai residenti del baino da tutti i omuni on più di abitanti e dalle loalità di maggiore rilievo turistio. I omuni sono quindi stati differenziati in almeno tre ategorie, a seonda delle fase orarie neessarie per l aesso all infrastruttura: da 0 a 30 min, da 30 a 60 min. e da 60 a 90 min. Sono state assunte ome ipotesi del modello le veloità medie di perorrenza delle strade riportate nella tabella he segue e distinte per ategoria; Normale Lenta Urbana Urbana- Autostrada L - t Doppia arreggiata Statale Statale stretta Proviniale Altre Strade la fase suessiva è onsistita nella ostruzione del modello di rete, nella quale le infrastrutture di trasporto rilevanti sono shematizzate da un insieme di nodi ed arhi; a quest ultimi è assoiato un osto generalizzato di spostamento, rappresentativo delle disutilità he l utente perepise nell effettuazione delle selte di trasporto, e, più in partiolare, nella selta del perorso. In altri termini, il osto di trasporto di un aro riflette le diverse voi di osto sopportate dagli utenti per perorrere l aro stesso (rappresentativo di un ollegamento tra due posizioni spazio temporali differenti, per esempio l elemento fisio ostituito da un trono di strada). Le omponenti del osto di trasporto sono, in generale, grandezze non omogenee, per esempio, il tempo di perorrenza, il osto monetario, le frequenze dei voli disponibili in iasuno degli aeroporti esistenti. Per ragioni di pratiità, allora, è stato neessario ridurre il osto anzidetto ad un unia grandezza salare, mediante l uso di oeffiienti moltipliativi β di omogeneizzazione, il ui valore può essere stimato mediante opportuni modelli matematii, in una fase di studio nota ome alibrazione e he è stata analizzata nel prossimo apitolo. 3. DELIMITAZIONE DEI BACINI DI UTENZA POTENZIALI E SCELTA DELLE POSSIBILI LOCALIZZAZIONI DA ANALIZZARE Come aennato al punto preedente, tale fase dello studio è stata effettuata on un modello di tipo autoroute, he fornise le distanze e i tempi di perorrenza fra due loalità distinte. Il primo step è onsistito nella determinazione delle isorone relative ai tre aeroporti esistenti di Palermo, Catania e Trapani. Le osservazioni he nasono da questo studio sono molteplii. In primo luogo, un ampia area della Siilia Centro Meridionale, ostituita nella sua interezza dalla provinia di Agrigento e parte delle provine di Caltanissetta e Enna, risulta al di fuori delle isorone 90. Il barientro di quest area sguarnita è la zona di Liata; esso XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

6 tuttavia inlude anhe la ittà di Agrigento. Dal punto di vista dell aessibilità agli aeroporti, il baino di Catania è il più grande dei tre aeroporti onsiderati. D altro anto, il baino dell aeroporto di Trapani è sostanzialmente inluso in quello di Palermo, fatta eezione per la zona meridionale del baino medesimo, he si estende verso oriente grazie alla presenza della SS 115. E possibile dunque formulare le due ipotesi loalizzative he sono state esaminate on maggiore dettaglio. La prima è ovviamente quella di Liata. Liata è situata in orrispondenza del barientro geometrio dell area al di fuori delle isorone e quindi appare opportuno almeno onsiderare di poter rioprire quest area on un aeroporto, he avrebbe il minor grado di sovrapposizione possibile on le isorone degli altri aeroporti. La selta è dettata pertanto da onsiderazioni di tipo geometrio. Al onfine dell area al di fuori delle isorone, verso oidente, è situata la seonda alternativa di studio: Agrigento. La ittà di Agrigento, apoluogo di provinia, non è situata nel barientro dell area non operta dalle isorone, ma ha un numero di abitanti residenti, anhe nei omuni viini, molto superiore rispetto a quelli di Liata. Questo naturalmente genera l opportunità di atturare maggior traffio, a ausa della ridotta (pratiamente nulla) distanza fra l infrastruttura ed un area densamente popolata. Difatti, l utente Agrigentino, qualora venisse messo di fronte all alternativa Palermo Liata, dovrebbe pesare in qualhe misura (misure he saranno illustrate più avanti) la distanza fra le due alternative e la possibilità di usufruire di un maggior numero di destinazioni e tariffe migliori su Palermo. E evidente he, qualora la loalizzazione risultasse Agrigento e non Liata, il peso della distanza senderebbe a zero. Sono state esaminate, in via preliminare, anhe altre possibilità. Una di esse è quella relativa a Gela. Pur sottolineando l ottima situazione orografia della zona (Gela è loalizzata al entro di una pianura, e quindi non vi sarebbero ostaoli naturali lungo le traiettorie di avviinamento e deollo), è neessario notare he le sue isorone si sovrapporrebbero quasi ompletamente a quelle di Catania, generando un aso similare a quello di Trapani-Palermo. Gela è inoltre dotata di una serie di ollegamenti stradali on il resto dell isola perlomeno buoni, e lo sviluppo dell infrastrutturazione stradale non potrà far altro he migliorare l aessibilità di Gela alle altre infrastrutture aeroportuali dell isola, partiolarmente on Catania. Si riorda he l individuazione di una erta ipotesi loalizzativa e del suo possibile baino di utenza avvengono attraverso la definizione di entroidi d area. Pertanto, tutte le aratteristihe di traffio vengono determinate in relazione al entroide, anhe se la loalizzazione esatta dell infrastruttura può non oinidere on il entroide stesso. 4. ANALISI QUANTITATIVA DELLA DOMANDA DI TRASPORTO. METODOLOGIA OPERATIVA Individuata l area di studio, oinidente on l intera Regione Siiliana, è neessario, per failitare la modellizzazione dello spostamento al suo interno, disretizzare il problema, suddividendo l area di studio in zone di traffio (le 9 Provine siiliane). In iasuna di esse sono si possono individuare dei nodi ideali (ulteriori entroidi), approssimativamente oinidenti on il barientro delle attività (Capoluoghi di Provinia), nei quali si ipotizza inizi e/o termini lo spostamento da e verso iasun aeroporto dell area. XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

7 Ciò fatto è possibile ostruire il modello omportamentale he si artiola, ome detto, in una suessione di fasi lavorative he onsistono nella sua speifiazione, ovvero nella determinazione del formalismo matematio apae di riprodurre la selta degli utenti, nella alibrazione, ossia nella determinazione su base statistia utilizzando dati reali di spostamento dei oeffiienti inogniti del modello, ed infine nella verifia della riproduibilità del reale omportamento dei viaggiatori aerei dell area (validazione del modello). Bisogna onsiderare, peraltro, he il proesso di ostruzione-alibrazionevalidazione potrebbe produrre risultati distanti dalla realtà esaminata; è neessario, pertanto, iterare la proedura fin quando non si giunge ad una aettabile qualità statistia del modello, ovvero la sua apaità riproduttiva dei dati reali disponibili Speifiazione del Modello Ciasuno spostamento è il risultato di numerose selte ompiute dagli utenti del servizio di trasporto. Nel aso dei viaggiatori aerei le selte inerisono il fare o meno uno spostamento per un erto motivo, in una erta fasia oraria e verso quale destinazione (aeroporto). Partendo da questi presupposti, molti dei modelli matematii utilizzati per simulare la domanda di spostamento tentano di riprodurre i omportamenti di selta degli utenti, mediante modelli, appunto, omportamentali. A questa famiglia appartengono i modelli di utilità aleatoria, i quali si basano sulla ipotesi he ogni utente, eventualmente appartenente ad una lasse di utenti omogenea dal punto di vista omportamentale, sia un deisore razionale, ovvero un massimizzatore dell utilità relativa alle proprie selte. Nel aso di studio è stato messo a punto un modello del tipo Nested Logit, appartenente alla suddetta lasse. In partiolare per iasuna alternativa di selta (uno degli aeroporti dell area di studio) è stata definita una funzione di utilità perepita dipendente dalle aratteristihe (attributi delle alternative): Tempo di spostamento, indiato on l abbreviazione TT (Travel Time), ovvero il tempo impiegato per raggiungere iasun aeroporto Siiliano dai apoluoghi di Provinia (espresso in minuti); Tariffa del biglietto aereo, (FARE) per l insieme dei voli disponibili in iasun aeroporto, alolata mediante dati uffiiali (espressa in lire italiane); Frequenza dei voli disponibili da e verso iasun aeroporto dell area (FREQ.), espressa in numero di voli al giorno. È stato provato, da aluni studi di riera, he le aratteristihe onsiderate rilevanti nel ompimento della selta tra diversi aeroporti a servizio di un area, sono proprio quelle elenate. Ciasun attributo è stato moltipliato per oeffiienti inogniti (β i ), da determinarsi nella fase di alibrazione, aratterizzanti il peso he iasun utente attribuise a iasuno di essi. È verosimile attendersi he per le diverse tipologie di viaggiatori aerei (turisti o viaggiatori di affari o altro) il omportamento di selta sia diverso. Questo si tradue in un diverso valore dei oeffiienti (β i ) del modello per iasuna ategoria di utenti: Il ontrollo di quanto detto rivestirà un ruolo importante nella fase di validazione del modello. I modelli per la domanda di spostamenti aerei simulano la quantità media di spostamenti, on le loro aratteristihe rilevanti aventi ome Origine o Destinazione gli aeroporti della Siilia, in un determinato periodo di riferimento. Il sistema di modelli XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

8 simula il flusso di domanda di spostamenti emessi o generati da iasuna provinia siiliana (zone dell area di studio), nel periodo di riferimento, e la ripartise fra i diversi aeroporti dell area di studio. La sequenza di sottomodelli è la seguente: d s, h, aereo = n o p s, h p od n [] o no α i V exp i θ = 0 i n V j exp j 1 θ0 [ ] [ ] [ ] =., ostituise il modello di generazione;, rappresenta il modello di distribuzione = inoltre: α i è la perentuale di spostamenti, per un determinato motivo, ompiuti dagli utenti della ategoria ; rappresenta la ategoria di utenti omogenea dal punto di vista del omportamento di selta: viaggiatori italiani (DISC. FARE), turisti stranieri (INTL. DI LINEA), viaggiatori he pagano una tariffa piena (FULL FARE) e viaggiatori harter (CHARTER); o, d rappresentano, rispettivamente, il luogo di origine e di destinazione dello spostamento; s, ostituise il motivo dello spostamento, diversifiato in ragione delle diverse ategorie di utenti e quindi del diverso omportamento degli stessi. Il primo sottomodello ostituise il modello di emissione o di generazione, il quale fornise il numero medio di spostamenti rilevanti effettuati nel periodo di riferimento (h), per il motivo s dal generio utente appartenente alla ategoria on origine nella zona o. Gli spostamenti rilevanti possono essere tutti gli spostamenti effettuati per un erto motivo, ad esempio viaggi turistii ovvero d affari. Il modello utilizzato è appartenente alla ategoria dei osiddetti modelli desrittivi. Ci sono alune ipotesi assunte alla base dell analisi: 1 Il numero di passeggeri in partenza è identio al numero di quelli in arrivo: l analisi delle serie storihe dei dati, relativi agli aeroporti siiliani, dimostra l attendibilità di tale ipotesi; 2 Il numero di viaggi generati per provinia è dato dal prodotto di un fattore di generazione per il numero di oupati della provinia. Tale fattore è stato determinato rapportando il numero di passeggeri aerei totali rilevati in Siilia (esluso la domanda harter, he è l unia disaggregata dalle statistihe ENAC, [1]) al numero di oupati totali in Siilia. In questo modo si è ottenuto un indie numero di spostamenti per oupato su base regionale, e quindi valido per tutta la Siilia, he fotografa la situazione allo stato attuale. Detto fattore può essere variabile in funzione del tempo, proprio in quanto legato all inremento o deremento eonomio del territorio. Si è quindi formulata l ipotesi semplifiativa he vi sia proporzionalità diretta tra i viaggi in aereo e la sola parte produttiva della popolazione. Il numero di passeggeri generati per iasuna ategoria di spostamenti aerei è stato determinato ome segue (determinazione del oeffiiente α i ): d XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

9 Passeggeri per il motivo turistio: differenziato tra viaggiatori he si spostano all interno dei onfini nazionali (DISC. FARE) e quelli he sono diretti o originati da paesi stranieri (indifferente, per l ipotesi 1) (INTL. DI LINEA). E stata onsiderata he una perentuale pari al 90% del numero totale di spostamenti aerei, interessanti l area di studio, possa rappresentare il numero di spostamenti turistii: per essi è stato stimato, onfrontando i dati statistii degli aeroporti siiliani degli ultimi anni, he il 95% si sposta avendo ome origine/destinazione una loalità italiana, il 5% si sposta da o verso loalità straniere; il restante 10%, del totale, aratterizzerà gli spostamenti per lavoro. Questa ripartizione è il risultato di un analisi ondotta su diversi aeroporti e per diverse tipologie di ollegamenti aerei, he ha dimostrato ome, mediamente il 10% del ario pagante, su iasun aereo, sia rappresentato da viaggiatori he pagano la tariffa piena e he quindi si muovono indipendentemente dalla tariffa [2, 3,4]. Passeggeri per motivi di lavoro (FULL FARE); ome spiegato preedentemente rappresenta il 10% degli spostamenti aerei omplessivi interessanti, in origine o destinazione, l area di studio; Passeggeri harter (CHARTER); questo numero è stato determinato onduendo un analisi statistia sui dati uffiiali (ENAC) degli aeroporti della Siilia esistenti. Il modello di distribuzione è del tipo Nested Logit. Nel seguito si riporta la formulazione matematia del modello, ovvero la espressione dell utilità assoiata a iasuna alternativa, la probabilità di selta di uno degli aeroporti della Regione: V i = β 1 TT + δ log exp i n i= 1 ( β Fare + β Freq ) V exp i θ 0 p i = n V = exp j j 1 θ0 dove rappresenta la ategoria di utenti omogenea dal punto di vista del omportamento di selta: viaggiatori italiani (DISC. FARE), turisti stranieri (INTL. DI LINEA), viaggiatori d affari (FULL FARE) e viaggiatori harter (CHARTER); θ i rappresenta uno degli aeroporti siiliani; δ =, on θ e θ 0, oeffiienti del modello Logit. In partiolare è possibile rendersi onto, dalle tabelle 1, 2 e 3 he seguono, del valore degli attributi aratterizzanti iasuna alternativa di selta, nella situazione attuale (anno 2000). 4.2 Calibrazione del Modello. La alibrazione del modello di selta onsiste, ome detto, nell ottenere delle stime dei oeffiienti β (osto dello spostamento) e del parametro θ (stabilità rispetto alla massimizzazione), sulla base delle selte realmente effettuate dagli utenti. Ciò si ottiene utilizzando opportuni modelli statistii (detti di Massima verosimiglianza). Nella tabella 4 sono riportati i risultati della fase di alibrazione relativa ai pesi aratterizzanti iasun attributo per le diverse ategorie di utenti: 2 θ 0 i 3 i XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

10 Destinazione Attributi Aeroporto di Palermo ANNO 2000 TT (Travel Time; min.) Provine AG CL CT EN ME PA RG SR TP TT (APT - Prov. ) Freq. (Voli/sett.) Fare (lire Ital.) BOLOGNA FIRENZE 1, LAMPEDUSA MALTA 0, MILANO LINATE MILANO MXP NAPOLI PANTELLERIA PARIGI CDG 0, PISA ROMA TORINO 3, TUNISI 0, VENEZIA VERONA Tabella 1 - Valore degli attributi rilevanti per l alternativa aeroporto di Palermo. Destinazione Attributi Aeroporto di Catania ANNO 2000 TT (Travel Time; min.) Provine AG CL CT EN ME PA RG SR TP TT (APT - Prov. ) Freq. (Voli/sett.) Fare (lire Ital.) AMSTERDAM 0, BARI 0, BOLOGNA BRUXELLES 0, FIRENZE LONDRA MALTA MILANO LINATE MILANO MXP MONACO 0, NAPOLI PARIGI (CDG) PISA ROMA TORINO VENEZIA VERONA 2, Tabella 2 - Valore degli attributi rilevanti per l alternativa aeroporto di Catania. Destinazione Attributi Aeroporto di Trapani ANNO 2000 TT (Travel Time; min.) Provine AG CL CT EN ME PA RG SR TP Freq. (Voli/sett.) Fare (lire Ital.) TT (APT - Prov. ) PANTELLERIA , ROMA 2, Tabella 3 - Valore degli attributi rilevanti per l alternativa aeroporto di Trapani. XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

11 DISC. FARE INTL. LINEA FULL FARE CHARTER Prima Dominante FARE FARE TT FARE Seonda Dominante FREQ. FREQ. FREQ. FREQ. Terza Dominante TT TT TT Tabella 4 - Importanza relativa degli attributi per iasuna ategoria di utenti aventi una diversa dimensione di selta 4.3 Validazione (verifia di signifiatività). L'operazione di validazione, ossia la verifia della signifiatività del modello a riprodurre fedelmente, le selte effettuate da un ampione di utenti, è artiolata utilizzando diversi test statistii. Sono stati ompiuti, in questa fase, una serie di test statistii, formali ed informali (verifia dei segni attesi dei oeffiienti del modello), tendenti a verifiare la bontà del modello ostruito. Un primo test effettuato è quello, informale, sui segni dei oeffiienti β alibrati; l attesa è he i oeffiienti di attributi orrispondenti a osti o a disutilità quali tempo di viaggio, osto monetario, disponibilità, abbiano segno negativo e, analogamente, he quelli relativi ad attributi di onvenienza quali le frequenze dei voli, siano positivi. Detto test ha dato, ovviamente, esito positivo. Segni errati dei oeffiienti indiano he, probabilmente, vi sono degli errori in fase di speifiazione del modello ossia nella misurazione di iasuna variabile. I test statistii he sono stati utilizzati sono: il test del rapporto di verosimiglianza sui vettori dei oeffiienti; il test ρ 2 (rho quadrato) sulla bontà dell'aostamento del modello alla realtà. Il primo verifia la osiddetta ipotesi nulla seondo la quale tutti i oeffiienti sono eguali a zero ovvero he il modello non fornisa nessuna ulteriore informazione rispetto all'ipotesi di equiprobabilità delle selte (on β tutti nulli), ontro l'ipotesi alternativa he iò non sia vero; la forma della funzione statistia è la seguente: LR = 2 [ log L() 0 log L( β )]. Il test ρ 2 è una misura normalizzata nell'intervallo (0,1) della apaità del modello a riprodurre le selte osservate: 2 log L( β ) ρ = 1. log L() 0 La statistia ρ 2 vale "0" se L(β)=L(0), vale "1" se il modello fornise una probabilità pari ad "1" di osservare la selta effettivamente fatta da ogni utente del ampione. Nel aso in esame il valore di ρ 2 ha raggiunto il valore di 0,4267, a testimonianza di una ragionevole apaità del modello a riprodurre le selte degli utenti di trasporto aereo. E appena il aso di riordare he valori di ρ 2 dell ordine di 0,4 sono giudiati perlomeno buoni dalla letteratura internazionale [5]. Riordiamo, inoltre, he il valore nullo dei oeffiienti β è indiativo della equiprobabilità di selta delle alternative di trasporto aereo (i diversi aeroporti della XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

12 Regione Siilia), ovvero della impossibilità di perepire la diversità delle alternative disponibili. Un ulteriore test onsentirà di ontrollare, in seguito alla determinazione dei flussi passeggeri, realizzata ome si dirà nel paragrafo suessivo, he la differenza tra il numero medio di passeggeri rilevato mediante indagini statistihe e quello simulato sia quanto più piolo possibile. 4.4 Analisi dell interazione domanda offerta e modelli di assegnazione. I modelli di assegnazione ad una rete simulano l'interazione domanda - offerta e onsentono di alolare i flussi di utenti su iasun elemento del sistema di offerta (singolo aeroporto). In generale i flussi sugli arhi sono il risultato del omportamento di selta degli utenti he dipende dai osti he si determinano sulla rete (tempo di spostamento, osti monetari e.); nel ontempo, questi osti, per effetto della ongestione, possono dipendere dai flussi. Si può osì determinare una ondizione di mutua dipendenza tra osti e flussi sugli arhi della rete, la quale può risolversi mediante l utilizzo di opportuni modelli matematii. La formulazione di questo problema è realizzata ombinando il modello di offerta e quello di domanda, desritti nei apitoli preedenti. La proedura di assegnazione dipende dalla speifiazione di alune funzioni e modelli. Le funzioni di osto definite sugli arhi della rete e he esprimono, ome detto, le prestazioni del sistema in termini di tempo di viaggio, possono distinguersi in: dipendenti dai flussi sugli stessi arhi (aso di reti ongestionate) ovvero ome indipendenti dai flussi d'aro (aso di reti non ongestionate). I modelli di selta del perorso, he rappresentano l elemento di interazione tra domanda ed offerta, possono appartenere alla ategoria dei modelli deterministii, in ui si assume he l utilità perepita sia una ostante e he gli utenti selgano l itinerario di minimo osto, o alla ategoria dei modelli di tipo omportamentale, in ui si assume he l utilità sia una variabile aleatoria e he gli utenti possano segliere alternative anhe di osto non minimo. Nel aso speifio è stato fatto riferimento a modelli di assegnazione deterministii su reti non ongestionate. Infatti è stato ipotizzato he gli utenti selgano il perorso di minimo osto perepito per raggiungere da qualsiasi punto dell area di studio un aeroporto a servizio della stessa. 4.5 Stima della ripartizione dei flussi. Per quanto affermato, in assenza di dipendenza tra osti e flussi di perorso (reti non ongestionate), sono stati utilizzati i modelli di assegnazione a osti ostanti o di ario della rete (Network Loading): modello he onsente di determinare, on estrema failità, il numero di viaggiatori he utilizzano gli aeroporti siiliani. Noti, infatti, i osti di perorso, le frequenze dei ollegamenti aerei disponibili da iasun aeroporto siiliano e le tariffe pratiate, e quindi le probabilità di selta degli stessi aeroporti, è bastato moltipliare la domanda omplessiva di spostamento aereo (modello di generazione) per le suddette probabilità ottenendo il numero di viaggiatori giornalieri he utilizza iasuna alternativa aeroportuale. Questi valori sono stati onfrontati on i dati statistii di traffio per iasuno di essi. Il risultato, ome può notarsi, dalla tabella he segue, è una orretta apaità del modello a simulare il omportamento di selta dei viaggiatori siiliani: XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

13 Dall analisi della tabella 5. emergono alune linee di ommento. L aeroporto di Palermo assorbe ompletamente il traffio generato dalla sua provinia e quasi tutto quello di Trapani e Agrigento. Fa eezione, per quanto riguarda Trapani, una parte dei passeggeri full fare, allettati dal basso tempo di aesso all infrastruttura rispetto a Palermo mentre per quanto riguarda Agrigento, un aliquota signifiativa dei full fare va su Catania poihé le destinazioni sono maggiori. La presenza dei disount fare di Enna e Caltanissetta su Palermo, più distante rispetto a Catania, può spiegarsi on i prezzi inferiori ottenibili a Palermo rispetto a Catania. Aldilà di Enna e Caltanissetta, il tempo di aesso favorise deisamente Catania rispetto a qualunque altra ipotesi. Per quanto riguarda Trapani, a ausa delle pohe destinazioni disponibili, esso attura solo una piola parte del suo baino naturale. I risultati omplessivi riguardanti la validazione del modello sono rappresentati in tab. 5: le differenze perentuali fra i valori osservati e quelli simulati sono inferiori al 2%. APT PALERMO (CINISI) Prov. DISC. FARE INTL. LINEA FULL FARE CHARTER DISC. FARE TRAPANI (BIRGI) CATANIA (S. GIORGIO) INTL. LINEA FULL FARE CHARTER DISC. FARE INTL. LINEA FULL FARE CHARTER AG CL CT EN ME PA RG SR TP TOT % 45,372% 0,660% 53,968% Valori reali % reali 44% 1% 55% Tabella 5 - Confronto tra la ripartizione reale e da modello tra gli aeroporti della Siilia 5. PREVISIONE DELLA DOMANDA DI TRAFFICO AEREO NEL NUOVO ASSETTO 5.1 Stima dei parametri aratteristii del futuro intersambio passeggeri e meri In questa fase di studio sono stati individuati quei parametri he aratterizzano la minore o maggiore propensione del baino di traffio di generare e/o attrarre spostamenti sul trasporto aereo. In partiolare sono stati utilizzati dati storii riguardanti aluni indii statistii: residenti; addetti, differenziati per iasun settore di attività; attivi; XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

14 arrivi turistii nazionali ed internazionali nelle diverse strutture riettive dell'area di studio; altre variabili da queste derivate; Oltre a queste variabili ne sono state onsiderate delle altre relative a aratteristihe dimensionali, funzionali e di traffio degli aeroporti. 5.2 Stima della futura domanda di trasporto aereo. L'appliazione ongiunta del modello di generazione/attrazione messo a punto nella fase preedente e del modello di distribuzione (Nested Logit), alibrato sulla rilevazione dell'attuale omportamento di selta degli utenti del trasporto aereo, on l aggiunta di alternative ipotetihe di trasporto aereo, la ui fattibilità tenio eonomia ambientale sarà delineata nei paragrafi he seguono, ha onsentito la determinazione della futura domanda di trasporto aereo (flussi di utenti) in un determinato intervallo temporale (tipiamente l'ora di punta). Pertanto, è stata ipotizzata e verifiata l ipotesi di intervento aratterizzante la realizzazione e la funzionalità di un terzo aeroporto nella Siilia Centro Meridionale per iasuna delle due alternative ed in orrispondenza di uno senario aratterizzato dal fatto di avere almeno 4 destinazioni nazionali on frequenza doppia. Infatti, per quanto riguarda quest ultimo aspetto, mentre l ipotesi di frequenza singola sarebbe troppo autelativa e omunque non in grado di produrre riavi effiai una volta varata (si veda a tal proposito la situazione di Trapani, he ha un numero di destinazioni basso, tab. 5), uno senario aratterizzate da frequenze maggiori appare ertamente ottimistio in rapporto all apertura di una situazione exnovo quale quella della previsione di un aeroporto nella Siilia Centro Meridionale. Nelle tabelle he seguono si riportano i valori degli attributi aratterizzanti le due alternative aeroportuali ipotizzate. I valori delle tariffe, naturalmente al momento inesistenti, sono stati stimati sulla base di perorrenze omologhe partendo da altri aeroporti della Siilia. Le possibili alternative di destinazione sono state invee selte in funzione delle tratte maggiormente frequentate dai passeggeri in partenza ed arrivo da altri aeroporti siiliani. L appliazione del modello Nested Logit, on le alternative di trasporto aereo elenate, Palermo, Catania, Trapani ed uno dei due aeroporti di possibile nuova realizzazione (Agrigento o Liata), iasuno aratterizzato dall insieme degli attributi rappresentati, ha fornito i seguenti risultati in termini di flussi di viaggiatori aerei attratti da iasun aeroporto, all anno Destinazione Attributi Aeroporto di Agrigento ANNO 2000 TT (Travel Time; min.) Provine AG CL CT EN ME PA RG SR TP TT (APT - Prov. ) Freq. (Voli/sett.) Fare (lire Ital.) NAPOLI MI (LIN) MI (MXP) ROMA Tabella 7 - Attributi rilevanti per l alternativa di realizzazione dell aeroporto nella loalità di Agrigento XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

15 Destinazione Attributi Aeroporto di Liata ANNO 2000 TT (Travel Time; min.) Provine AG CL CT EN ME PA RG SR TP TT (APT - Prov. ) Freq. (Voli/sett.) Fare (lire Ital.) NAPOLI MI (LIN) MI (MXP) ROMA Tabella 8 - Attributi rilevanti per l alternativa di realizzazione dell aeroporto nella loalità di Liata PALERMO (CINISI) TRAPANI (BIRGI) CATANIA (S. GIORGIO) AGRIGENTO DOM. TUR. BUS. CHARTER DOM. TUR. BUS. CHARTER DOM. TUR. BUS. CHARTER DOM. TUR. BUS. CHARTER AG CL CT EN ME PA RG SR TP TOT % 39,641% 0,706% 53,562% 6,091% Tabella 9 - Flusso di viaggiatori aerei on l ipotesi di realizzazione del nuovo aeroporto ad Agrigento (anno 2000) PALERMO (CINISI) TRAPANI (BIRGI) CATANIA (S. GIORGIO) LICATA DOM. TUR. BUS. CHARTER DOM. TUR. BUS. CHARTER DOM. TUR. BUS. CHARTER DOM. TUR. BUS. CHARTER AG CL CT EN ME PA RG SR TP TOT % 42,233% 0,722% 53,057% 3,988% Tabella 10.: Flusso di viaggiatori aerei on l ipotesi di realizzazione del nuovo aeroporto a Liata (anno 2000) Oorre a questo punto illustrare i risultati ottenuti. Entrambe le alternative esaminate presentano, ovviamente, valori nulli in orrispondenza dei passeggeri dei voli internazionali di linea in quanto non sono previsti voli di questo tipo. L alternativa Agrigento sostanzialmente attrae traffio dalla sua provinia. Fanno eezione una parte dei viaggiatori disount fare, ira un terzo, anora attratti dalle XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE

16 tariffe di Palermo, leggermente inferiori rispetto ad Agrigento. Rispetto alla situazione attuale quindi, l alternativa Agrigento attrae traffio da un baino he in una situazione di non intervento farebbe riferimento all aeroporto di Palermo. Abbastanza simili sono i risultati ottenuti per Liata. Rispetto all ipotesi Agrigento, è una maggiore influenza su Caltanissetta, più viina rispetto ad Agrigento, mentre la relativa lontananza da Agrigento fa si he il peso del TT ridistribuisa su Palermo i viaggiatori disount fare. Rispetto all ipotesi Agrigento, l ipotesi Liata attrae un volume di traffio inferiore. La sottrazione di domanda dagli altri aeroporti non deve far pensare he la nuova infrastruttura della Siilia Centro Meridionale, qualora realizzata, debba vivere solo grazie a questo fenomeno. La ridistribuzione, è generata dall ipotesi he il nuovo aeroporto, una volta aperto, si porti subito ad una situazione di regime, on un traffio potenziale passeggeri he è quello generato in tutta la Siilia, e quindi quello gravitante sugli aeroporti attualmente esistenti. L inremento di domanda, rispetto alla situazione attuale, generato dalla nuova infrastruttura sarà invee generato negli anni a venire. Per quanto riguarda l aeroporto di Trapani, rispetto alla distribuzione ottenuta sullo status quo, esso rimane sostanzialmente invariato rispetto a tutte le alternative. 6. CONCLUSIONI L oggetto del lavoro presentato in queste pagine è l appliazione di una metodologia di analisi della domanda, appliata nella generalità dei asi alle infrastrutture di trasporto terrestri, agli aeroporti. In partiolare, essa è stata appliata ad un aso pratio, per l ipotesi di realizzazione di un nuovo aeroporto nella Siilia entro meridionale, nel quadro di una integrazione sistemia on le infrastrutture esistenti. L analisi è stata sviluppata in fasi, tutte desritte nel testo del presente lavoro, e i risultati ottenuti onfortano, in prima analisi e dal punto di vista quantitativo, la selta della fattibilità di un aeroporto exnovo nell area oggetto di studio. Bibliografia [1] ENAC Statistihe dell aviazione ivile dal 1990 al 2000; [2] Romano E. de Riso V. Tohetti A. A methodology for air route planning: the ase NAP-New York, Atti del IV onvegno ATRG 2000, Amsterdam, 2-5 luglio 2000; [3] Ashford N Benhman M. Passengers hoie of airport: an appliation of the multinomial logit model, Transportation Researh Reord n pagg. 1-5; [4] GESAC, dati statistii relativi agli anni preedenti al 1999; [5] Casetta E. Teoria e metodi dell ingegneria dei sistemi di trasporto, Utet Torino, XI CONVEGNO S.I.I.V. VERONA NOVEMBRE