Corso di PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI TRASPORTO I MODELLI PER LA SIMULAZIONE DELLE INTERAZIONI TRASPORTI TERRITORIO

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1 Corso PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI TRASPORTO I MODELLI PER LA SIMULAZIONE DELLE INTERAZIONI TRASPORTI TERRITORIO

2 INTRODUZIONE OFFERTA INFRASTRUTTURE E SERVIZI DI TRASPORTO CAPACITA' DEGLI ELEMENTI DI OFFERTA CARATTERISTICHE DEI SERVIZI DI TRASPORTO ACCESSIBILITA' - attiva - passiva CONGESTIONE LIVELLO E LOCALIZZAZIONE DELLE ATTIVITA' ECONOMICHE FLUSSI SULLE RETI MODALI NUMERO E LOCALIZZAZIONE DELLE FAMIGLIE PER TIPOLOGIA RIPARTIZIONE DELLA DOMANDA PER MODO DI TRASPORTO DISPONIBILITA' DI SUPERFICI PER ZONA E TIPOLOGIA SISTEMA DELLE ATTIVITA' LIVELLO E DISTRIBUZIONE SPAZIALE DELLA DOMANDA DI MOBILITA' (MATRICI O/D) PER MOTIVO DOMANDA SISTEMA DI TRASPORTO 2

3 INTRODUZIONE Mofiche del sistema d offerta trasporto Impatti breve periodo Ex: scelta modale, stribuzione per motivi non vincolati in destinazione Modelli trazionali domanda Impatti lungo periodo Ex: dovuti a nuove localizzazioni residenze ed attività Nuovi approcci modellistici Domanda mobilità Sistema delle attività Offerta trasporto 3

4 Modelli d 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) L approccio comportamentale d equilibrio 4

5 L approccio comportamentale d equilibrio proposto 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 5

6 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 dello spost. Addetti totali per zona Accessibilità zona Sistema delle residenze Modello Modello localizzazione localizzazione delle delle residenze residenze Residenti per zona Grado occup. Sistema delle attività economiche Modello Modello localizzazione localizzazione delle delle attività attività 6

7 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 7

8 Il modello del sistema delle attività urbane Modello localizzazione delle residenze Modello localizzazione delle attività economiche modello localizzazione degli addetti ai servizi modello localizzazione degli addetti al commercio 8

9 Il modello localizzazione delle residenze (I) Approccio comportamentale Identificazione dei decisori occupati dell area stuo (redto alto/redto basso) Definizione del choice set tutte le zone dell area stuo Definizione delle regole comportamentali la probabilità risiedere in una zona è conzionata alla zona in cui si lavora teoria dell utilità aleatoria 9

10 Il modello localizzazione delle residenze (II) Residenti nella generica zona o Hp: Occ_tot = Add_tot Re s p V o / d ( o) = k p( o / d ) Add _ tot( d ) ( o / d ) = = β c d exp V o' ( o / d ) ( ) exp V o' / d c( o / d ) + β x x ( o) + β int ra _ zona( o / d ) int ra Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona Modello localizzazione delle delle residenze Occupati per zona k=res(o)/occ(o) Residenti per zona 10

11 Il modello localizzazione delle residenze (II) Residenti nella generica zona o V o / d = β c c( o / d ) + β x x ( o) + β int ra _ zona( o / d ) int ra c(o/d) = costo generalizzato dello spostamento da o a d x(o) = 10 3 Res(o) mq(o) grado occupazione intra_zona(o/d) = var dummy pari a 1 se si risiede nella stessa zona in cui si lavora, 0 altrimenti βc -0,1482 β x -0,231 β int ra 0,236 k=3 11

12 Il modello localizzazione delle residenze (III) Problema d equilibrio: R * = R [x (R * )] Sistema delle residenze Residenti per zona Modello localizzazione delle delle residenze Grado occupazione Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona 12

13 Il modello localizzazione delle residenze (IV) 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 13

14 Add ( d ) Il modello localizzazione delle attività economiche (I) Addetti della generica zona d a = {servizi,commercio} p a = a ( d ) = Add _ tot p( d ) exp exp d ' ( Vd ) ( V ) d ' V a d Acc ( a) Acc( d ) + β ( a) Re s( d ) + β Add _ base( d ) + centro( d ) = β β Re s Add _ base centro Residenti per zona Accessibilità zona Modello localizzazione delle delle attività attività Addetti per zona 14

15 V a d Il modello localizzazione delle attività economiche (I) Addetti della generica zona d Acc Acc ( a) Acc( d ) + β ( a) Re s( d ) + β Add _ base( d ) + centro( d ) = β β ( d ) = 1 c exp o Re s ( o / d ) Res(d)= residenti della zona d Add_base(d)= addetti base della zona d Add _ base centro(d)= variabile dummy che vale 1 se la destinazione d è centrale, 0 altrimenti accessibilità alla zona d centro (con Res e Add_base espressi in migliaia) attività β Acc βre s β Add _ base βcentro servizi 0,137 0,11 0 1,790 comm 0,105 0,75 0,049 1,397 15

16 Il modello localizzazione delle attività economiche (II) Problema d equilibrio: R * = R [A * ] A * = A [R * ] Sistema delle residenze Residenti per zona Modello localizzazione delle delle residenze Grado occupazione Costo generalizzato dello spostamento Addetti totali per zona Sistema delle attività economiche Modello localizzazione delle delle attività attività Accessibilità zona 16

17 Generalised Travel Cost Residents/ worker ratios per zone Workers per zone Residential Location Residential Location Model Model Residential Surfaces N. of houses Zonal characteristics Model Input data Output data Residents per zone Occupancy-rate of houses Total number of workeplaces in services Level of service DEMAND MODELS trip frequency trip frequency Services Location Services model Location model Workers in Services per zone stribution stribution mode choice mode choice Zonal Accessibility Base activities workers per zone Nr. of workers per zone O-D matrices by mode and purpose Supply Networks Commerce Location Commerce model Location model Workers in Comm. per zone NETWORK NETWORK ASSIGNEMENT ASSIGNEMENT MODEL MODEL Total number of workplaces in commerce 17

18 Applicazioni: area urbana Roma Area stuo e zonizzazione 2,7 milioni residenti Addetti Base Addetti commercio Addetti ai servizi privati 463 zone Applicazioni situazione attuale interventi infrastrutturali sulla rete trasporto collettivo 18

19 Applicazioni: modello vs. ISTAT Low-income workers Redto basso High-income workers Redto alto observed data observed data estimated data Commercio Workplaces in "Commerce" estimated data Servizi Workplaces in privati "Services" observed data 6000 observed data estimated data estimated data 19

20 Applicazioni: elasticità del modello elasticità d arco E j, X = Re s X j Re s k Re s X k Re sj Localizzazione delle residenze Localizzazione delle attività var. sodsfazione scelte modali (logsum) alto basso retta incrociata prezzi delle abitazioni al mq retta incrociata Servizi: accessibilità retta incrociata Commercio accessibilità retta incrociata

21 Applicazioni: realizzazione nuove linee metropolitane (I) Variazioni Popolazione Variazione percentuale della poplazione < -15% -15% - -2% -2% - 2% 2% - 15% > 15% 21

22 Applicazioni: realizzazione nuove linee metropolitane (II) Variazioni Addetti ai servizi Variazione percentuale degli addetti ai servizi privati < -15% -15% - -2% -2% - 2% 2% - 15% > 15% 22