IL RILIEVO DELLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE DELL ASSE STRADALE

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Laura Moroni
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1 Provincia Regionale di Catania Unione Europea DICA Università degli Studi di Catania PROJECT TREN-03-ST-S Identification of Hazard Location and Ranking of Measures to Improve Safety on Local Rural Roads Identificazione e Adeguamento delle Strade Pericolose 29 sett Le Ciminiere, Catania Il Ruolo delle Istituzioni nella Sicurezza Stradale Il Progetto I.A.S.P. della Provincia Regionale di Catania IL RILIEVO DELLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE DELL ASSE STRADALE Università degli Studi di Catania Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale

2 assenza di archivi referenziati dati strade base quantitativa per il dialogo ARCHIVIO NAZIONALE DELLE STRADE SISTEMI INFORMATIVI memoria storica Traffico Sicurezza Manutenzione Dati finanziari Monitoraggio ambientale Opere d arte CATASTO DELLE STRADE (D.M. 01/06/2001) 2

3 Catasto delle strade Elemento stradale entità lineare delimitata da due giunzioni, individuata da un insieme ordinato di punti caratterizzata da una serie di attributi (classificazione, ente proprietario, lunghezza, etc.) evento x Asse stradale Georeferenziazione delle informazioni sulla strada 3

4 Elemento stradale Identificazione georeferenziata dell asse stradale Ricostruzione della geometria 4

5 Cmos Video Laboratorio mobile del DICA GPS Laboratorio Mobile Odometro 5

6 Laboratorio mobile del DICA collaudo e validazione delle misure per il catasto delle strade misure di aderenza delle pavimentazioni GPS Serbatoio acqua Griptester Odometro misure del degrado superficiale delle pavimentazioni 1 2 6

7 Sistema di acquisizione dati CAMERA DIGITALE GPS DISPOSITIVO N SOFTWARE DI CONTROLLO OUTPUT DEI DATI ODOMETRO GIROSCOPIO POST PROCESSING 7

8 GPS: Global Positioning System Il GPS è un sistema di posizionamento e navigazione satellitare concepito per assolvere due funzioni principali: 1) determinare le coordinate geografiche di un generico punto della superficie terrestre, rispetto a un sistema di riferimento geocentrico (ellissoide WGS84), in un qualsiasi istante; 2) distribuire su scala mondiale il Tempo Universale Coordinato (UTC). sistema mondiale basato su 24 satelliti rilievo differenziale (base + rover) precisione centimetrica (± 2 cm ± 1 ppm) Il sistema, gestito dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, si basa sulla ricezione e decodifica di segnali emessi da una costellazione di satelliti artificiali in orbita intorno alla Terra (NAVSTAR-NAVigation Satellite Time And Ranging). Nato per esigenze di carattere militare e strategico, il sistema è oggi accessibile a costo zero anche agli utenti civili che siano in possesso di adeguati ricevitori. 8

9 GPS: Global Positioning System GPS in movimento Stazione di base in posizione nota Elaborazione dati in sede 9

10 GPS odometro Problema: presenza di ostacoli alla ricezione del segnale (alberi, gallerie,..) Soluzione:integrazione con misure provenienti da odometro ottico e giroscopio inerziale Tracciato GPS Tratto ricostruito Tracciato Odometro

11 R = 140 m Sv = 65 m L = 120 m L = 40 m R = 150 m Sv = 80 m L = 100 m R = 120 m Sv = 45 m 1. Rilievo 2. Asse stradale 3. Ricostruzione geometrica 11

12 Ricostruzione della geometria (1/2) Interpolazione dei punti tramite spline cubiche La spline: f(x)=a+a 1 x+a 2 x 2 +a 3 x 3 + +a n x n Uso di spline di smoothing Routine Spline Input: coordinate (N,E) dal GPS 1/R Output: parametri della spline (sviluppo e curvatura) s = x 1 + x 0 f ' ( x) dx 1 = ρ f " ( x) 2 ( x) ( 1+ f ' ) 3/ 2 12

13 Ricostruzione della geometria (2/2) Definizione clotoidi e circonferenze curvatura filtrata clotoidi circonferenze 0,02 0,015 ERRORE , , , Spline filtrata Ricerca del trapezio (Area sottesa dalla curva = area trapezio) Ricerca del rettangolo 13

14 Ricostruzione della geometria: output 14

15 Ricostruzione della geometria: output ID STRADA ID Elemento FROM TO LUNG TRATTO RAGGIO a [rad] a [gon] CCRsi

16 Il campione di strade: viabilità extraurbana locale Tipo di strada F Lunghezza totale 100 Km (65 km Rettifili 35 km curve) Numero di elementi = 1100 (531 Rettifili 569 curve) Larghezza media carreggiata 6 m S.P. 94 S.P. 69 II S.P. 231 S.P. 57 S.P. 4 II S.P. 69 II S.P. 104 S.C. 4 SP 4II SP 28II SP 57 SP 69II SP 94 SP 104 SP 231 SC 4 S.P. 28 II 16

17 Verifiche D.L. 05/11/2001 Verifica A: Lunghezza max dei rettifili (2/531) L max L max = 22 Vp max [m] Vp max = limite superiore dell intervallo di velocità di progetto della strada [Km/h] Verifica B: Lunghezza min dei rettifili (152/531) Lmin Velocità [km/h] Lungh. min [m]

18 Verifiche D.L. 05/11/2001 Verifica C: Sviluppo curva per la percezione della circonferenza (185/569) Sv S v = 2.5 v p [m] v p = velocità di progetto della curva [m/s] Verifica D: Rapporto tra raggi consecutivi (359/569) Verifica E: Raggio in rapporto al rettifilo R > L R per L R < 300 m R 400 m per L R 300 m (186/569) R min R k R max 18

19 Verifiche D.L. 05/11/ % % Elementi (Lunghezze) non verificati 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 40 Km su 100 non soddisfano almeno 1 verifica 17% n elementi km strada 0% A. Lmax Rettifili B. Verifica Lmin Rettifili C. Sv circonferenza D. Koppel E. Raggio in rapporto al rettifilo Elementi che non verificano 19

20 Distribuzione degli elementi che non soddisfano la verifica C (gravità) Sv circonferenza Si alto basso 22.16% 36.76% 83.18% 16.82% NO 41.08% medio 20

21 GRAZIE PER L ATTENZIONE! 21

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