Umberto Crisalli

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1 corso di Teoria e Tecnica della Circolazione a.a ITS Intelligent Transport Systems SISTEMI DI TRASPORTO INTELLIGENTI Umberto Crisalli crisalli@ing.uniroma2.it

2 Introduzione Mobilità nazionale Dati attuali (CNT ) Passeggeri miliardi pax-km/anno 92,6% su strada Merci 237 miliardi ton-km/anno 61,5% su strada U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 2

3 Introduzione Mobilità nazionale Criticità Preponderanza del trasporto su strada rispetto agli altri modi di trasporto Congestione elevata (intorno ed all interno dei centri urbani) Solo il 16,3% delle merci si muove per ferrovia ed il 21,7 per vie d acqua Vulnerabilità del sistema in caso di eventi eccezionali Elevata incidentalità stradale U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 3

4 Introduzione Mobilità nazionale Effetti Effetti negativi su: Congestione Sicurezza Inquinamento atmosferico ed acustico Costi esterni U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 4

5 Introduzione Mobilità nazionale Possibili soluzioni approccio tradizionale costruzione di nuove infrastrutture incompatibilità ambientali costi di investimento elevati tempi di realizzazione approccio innovativo ( ITS) razionalizzazione e gestione dell esistente (ove possibile) concepire i trasporti in un ottica di sistema e di servizio razionalizzare l uso delle infrastrutture attraverso una gestione ottimizzata dei flussi di traffico potenziare l integrazione delle reti di trasporto per una intermodalità efficiente sia per passeggeri che per le merci U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 5

6 ITS Definizione I sistemi di trasporto intelligenti (o ITS, dall inglese Intelligent Transportation Systems) sono applicazioni integrate delle tecnologie elettroniche, delle comunicazioni e dell informazione ai sistemi di trasporto, finalizzate a migliorare la gestione della mobilità di persone e merci generando, tra l altro, una conoscenza aggiuntiva sulle condizioni del sistema e dell ambiente esterno agli utenti interessati. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 6

7 ITS Definizione Gli ITS nascono dall applicazione ai trasporti delle tecnologie informatiche e di comunicazione L integrazione delle informazioni e dei sistemi consente di affrontare in modo intelligente i problemi della mobilità e del trasporto nella loro globalità Gli ITS sono lo strumento per gestire efficacemente i sistemi di trasporto ed integrare le reti L approccio adottato è quello proprio dell ingegneria dei sistemi Lo sviluppo degli ITS segue quello delle tecnologie che lo compongono U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 7

8 ITS Definizione I sistemi di trasporto intelligenti trovano applicazione nei diversi modi di trasporto (stradale, ferroviario, navale, aereo), con riferimento sia alla mobilità delle persone che al trasporto delle merci. Le tecnologie utilizzate includono il processo dell informazione, della comunicazione ed i sistemi di controllo. Essi contribuiscono al miglioramento della sicurezza (in particolare l incidentalità stradale), della qualità (comfort) e della efficienza dei servizi di trasporto. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 8

9 ITS Definizione Utenti Infrastrutture Tecnologie di informazione e telecomunicazione Veicoli OBIETTIVI U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 9

10 ITS Definizione UTENTI: Utenti del sistema dei trasporti (guidatori, operatori, passeggeri, clienti, beneficiari dei servizi); INFRASTRUTTURE: Infrastrutture fisse (tra cui strade e binari), segnaletica, organizzazioni che gestiscono le reti di trasporto; VEICOLI: Automobili, moto, camion, autobus, locomotive, carrozze, navi, imbarcazioni. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 10

11 ITS Obiettivi Gli obiettivi dell ITS sono: Migliorare la sicurezza: abbattere i rischi e gli effetti dell incidentalità stradale; Ottimizzare l utilizzazione delle infrastrutture: ciò riduce la necessità di una maggiore dotazione di strade e servizi stradali; Migliorare il servizio del trasporto pubblico; Abbattere i costi del trasporto merci; Incrementare l efficienza del traffico ed il comfort di viaggio: ridurre la congestione, migliorare la mobilità e l accessibilità, ridurre lo stress del viaggiatore; Contribuire alla preservazione dell ambiente: ridurre l impatto ambientale e promuovere l efficienza energetica; Creare un nuovo business: migliorare l economia produttiva e incentivare lo sviluppo industriale connesso alle tecnologie utilizzate nel campo degli ITS. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 11

12 Fonte: RITA (Research and Innovative Technology Administration - U.S. Department of Transportation ) U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 12

13 ITS Architettura Esempio applicazione a rete stradale Fonte: Introduction of Transportation Engineering, James H. Banks U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 13

14 ITS Classificazione La Commissione Europea classifica i sistemi ITS per: la gestione del traffico e della mobilità (ATMS); l informazione all utenza (ATIS); la gestione del trasporto pubblico; la gestione delle flotte e del trasporto merci; il pagamento automatico; ATMIS: Sistemi avanzati di informazione e gestione del traffico il controllo avanzato del veicolo per la sicurezza del trasporto; la gestione delle emergenze e degli incidenti. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 14

15 ITS Classificazione MONITORAGGIO GESTIONE TRAFFICO E MOBILITÀ INFORMAZIONE ALL UTENZA U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 15

16 Monitoraggio Componenti principali Il monitoraggio del traffico costituisce una catena informativa. Per implementare un sistema di monitoraggio ITS occorre disporre di tecnologie e componenti in grado di effettuare la: acquisizione dell'informazione elaborazione dell informazione comunicazione dell informazione U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 16

17 Monitoraggio Componenti principali Sensore: dispositivo che produce un segnale descrittivo di caratteristiche del fenomeno da rilevare; Rilevatore: dispositivo elettronico capace di codificare il segnale prodotto dal sensore; Il monitoraggio è composto, in generale, dalle seguenti parti: Trasmissione: sistema utile al trasferimento delle informazioni codificate, dal sensore al rilevatore, dal rilevatore ad un unità locale, dall unità locale ad un unità centrale; Trattamento: destinato a fornire dei dati elaborati a partire dai dati provenienti dai rilevatori; esso può essere centralizzato o avvenire, almeno in parte, presso le unità locali (stazioni di misura). U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 17

18 Monitoraggio Componenti principali Acquisizione L acquisizione dell informazione avviene attraverso l utilizzo di: satellite (GPS) sensori radar processori di immagini telecamere comunicazioni a corto raggio (infrarossi e micro-onde) U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 18

19 Monitoraggio Componenti principali Elaborazione ELABORAZIONE DELL INFORMAZIONE: Sensori in itinere Sale Radio Personale su strada Telecamere Centro Informazioni Mobilità Sensori meteo CED Colonnine SOS Informazioni da piste Polizia stradale U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 19

20 Monitoraggio Componenti principali Comunicazione La comunicazione dell informazione avviene attraverso l utilizzo di: FM/RDS DAB GSM/GPRS Internet UMTS Comunicazioni a corto raggio (infrarossi e micro-onde) Fibre ottiche U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 20

21 Monitoraggio Classificazione In funzione dell oggetto, in generale il monitoraggio si può classificare in: Monitoraggio ambientale; Monitoraggio del traffico. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 21

22 Monitoraggio Sistemi di monitoraggio ambientale Sistemi di supporto all attuazione delle politiche di mobilità sostenibile Rilevazione stato degli inquinamenti Rilevazione stato inquinamento acustico emissioni concentrazioni U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 22

23 Monitoraggio Sistemi di monitoraggio del traffico Sistemi per la rilevazione dei flussi di traffico: sensori e spire magnetiche telecamere veicoli pilota (flotte dedicate) centrale di controllo Applicazione I dati di traffico vengono trasmessi ad una centrale di controllo del traffico che li utilizza per la gestione del traffico (output per i modelli di simulazione) e per l informazione all utenza. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 23

24 Gestione del traffico e della mobilità Classificazione La gestione del traffico e della mobilità può essere classificata in funzione de: l ambito territoriale in: urbano; extraurbano. la finalità in: controllo (management); accertamento automatico delle infrazioni (enforcement). U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 24

25 Gestione del traffico e della mobilità Ambito urbano I principali dispositivi ITS implementabili in ambito urbano possono essere classificati in: sistemi di controllo degli accessi a ZTL e centri storici; sistemi per l accertamento automatico delle infrazioni al Codice della Strada (enforcement); sistemi di regolamentazione semaforica; sistemi di gestione dei parcheggi. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 25

26 Gestione del traffico e della mobilità Accesso ZTL e centri storici Sistemi implementati per favorire lo spostamento modale verso il trasporto pubblico e attuare politiche di protezione dell ambiente: gestione degli accessi alle ZTL integrazione con politiche di road pricing Applicazione Sistema di controllo degli accessi alle ZTL di Roma U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 26

27 Gestione del traffico e della mobilità Enforcement urbano I sistemi implementabili per consentire l accertamento automatico delle infrazioni sono connessi a: accesso ZTL e centri storici; limiti di velocità (velocità istantanea); infrazioni al semaforo rosso/svolte vietate; uso improprio di corsie riservate (trasporto pubblico, HOV, ecc.); sosta vietata. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 27

28 Gestione del traffico e della mobilità Sistemi di regolamentazione semaforica centralizzazione semaforica priorità al trasporto pubblico centrale di controllo Applicazione Sistema SPOT/UTOPIA (sistema di regolazione dinamica dei cicli semaforici in grado di ottimizzare i flussi di traffico in area urbana attraverso una strategia di controllo di tipo adattivo). U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 28

29 Gestione del traffico e della mobilità Sistemi di gestione parcheggi Sistemi implementati con l obiettivo di ridurre la congestione Instradamento al parcheggio (VMS dedicati negli itinerari di accesso al parcheggio) Gestione dei posti, delle entrate e delle uscite Gestione delle prenotazioni U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 29

30 Gestione del traffico e della mobilità Ambito Extraurbano I principali dispositivi per la gestione del traffico in ambito extraurbano esistenti sul mercato degli ITS sono: sistemi per la fluidificazione del traffico (ottimizzazione capacità) basati su: controllo delle velocità (variable speed control); controllo dell accesso alle rampe (ramp metering). sistemi per l accertamento automatico delle infrazioni al Codice della Strada (enforcement); sistemi di gestione puntuali (ad es. tunnel). U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 30

31 Gestione del traffico e della mobilità Sistemi di controllo variabile della velocità U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 31

32 Gestione del traffico e della mobilità Sistemi di controllo accesso delle rampe Le installazioni tecnologiche necessarie sono costituite da una batteria di sensori di rilevamento del traffico (almeno uno per ogni corsia a monte e a valle della rampa di immissione) e da un impianto semaforico ed una centralina di elaborazione dei dati che regolano l accesso all autostrada. U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 32

33 Gestione del traffico e della mobilità Enforcement extraurbano TUTOR videocamere per l identificazione dei veicoli spire induttive per il rilevamento della velocità sistemi GPS per la certificazione del tempo U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 33

34 Gestione del traffico e della mobilità Sistemi di gestione puntuali: tunnel Sistemi per il miglioramento della sicurezza Sistemi di diagnostica per la prevenzione degli incendi Sistemi di gestione del traffico (Monte Bianco, Frejus) U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 34

35 Informazione all utenza Classificazione L informazione all utenza può essere classificata in: PUBBLICA PRIVATA PRE-TRIP ON-TRIP STATICA (orario programmato) REAL-TIME IN-VEHICLE OUT-SIDE U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 35

36 Informazione all utenza Statica PUBBLICA PRIVATA PRE-TRIP ON-TRIP STATICA (orario programmato) REAL-TIME IN-VEHICLE OUT-SIDE U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 36

37 Informazione all utenza Real-time PUBBLICA PRIVATA PRE-TRIP ON-TRIP STATICA (orario programmato) REAL-TIME IN-VEHICLE OUT-SIDE U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 37

38 Informazione all utenza Real-time PUBBLICA PRIVATA PRE-TRIP ON-TRIP STATICA (orario programmato) REAL-TIME IN-VEHICLE OUT-SIDE Verde: oltre 80 chilometri orari Giallo: chilometri orari Rosso: meno di 40 chilometri orari Grigio: nessun dato disponibile U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 38

39 Informazione all utenza In-vehicle PUBBLICA PRIVATA PRE-TRIP ON-TRIP STATICA (orario programmato) REAL-TIME IN-VEHICLE OUT-SIDE U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 39

40 Informazione all utenza Out-side PUBBLICA PRIVATA PRE-TRIP ON-TRIP STATICA (orario programmato) REAL-TIME IN-VEHICLE OUT-SIDE U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 40

41 Informazione all utenza Out-side STATICA (orario programmato) PRE-TRIP REAL-TIME PUBBLICA PRIVATA IN-VEHICLE ON-TRIP OUT-SIDE U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 41

42 Sistema informativo Autostrade per l Italia Sistemi per la rilevazione dei flussi di traffico VMS Telecamere Sistemi di rilevamento del traffico (sensori e spire) Veicoli pilota (Flotte dedicate, utenti Telepass) Centrale di controllo U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 42

43 Sistema informativo Autostrade per l Italia Sensori atmosferici Previsioni atmosferiche Previsioni di traffico Flotta aziendale Lavori in corso Telecamere TCC Servizi di emergenza DB Sensori di traffico Chioschi SOS Caselli (automatici e manuali) Polizia Stradale Allarmi da utenti U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 43

44 Sistema informativo Autostrade per l Italia Informazioni all azienda (informazione privata) U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 44

45 Sistema informativo Autostrade per l Italia Informazioni all azienda (informazione privata) allarme = Congestione = Velocità ridotta = velocità normale = Dati insufficienti U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 45

46 Sistema informativo Autostrade per l Italia Informazioni all azienda (informazione privata) U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 46

47 Sistema informativo Autostrade per l Italia Informazioni agli utenti (informazione pubblica) Pannelli a Messaggio Variabile Internet Centro Informazioni Mobilità Navigatori WEB car PDA Teletext Call Center WAP SMS EMS - MMS Radio Notiziari TV U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 47

48 Sistema informativo Autostrade per l Italia Informazioni agli utenti (informazione pubblica) U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 48

49 Il sistema ITS di Roma Realizzato nel 2000 in occasione del Giubileo Sistema a logica centralizzata che mette in sinergia una serie di sottosistemi, ciascuno dedicato a funzioni specifiche di monitoraggio e/o regolazione dei flussi di traffico Il cuore del Sistema è la Centrale di Controllo del Traffico U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 49

50 Il sistema ITS di Roma Elementi del sistema sistema UTOPIA (Urban Traffic Optimisation by Integrated Automation) di regolazione semaforica sistema di rilevamento dei flussi di traffico sistema IRIDE per il controllo automatico degli accessi nel centro storico sistema di informazione all utenza attraverso Pannelli a Messaggio Variabile VMS sistema di videosorveglianza CCTV sistema PARK per il controllo dei parcheggi TIC (Traffic Information Centre) per la divulgazione delle informazioni sullo stato del traffico, i lavori in corso, gli eventi programmati ed eccezionali sistema AVM di gestione del Trasporto Pubblico Locale U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 50

51 Il sistema ITS di Roma Dimensioni Sistema di Controllo del Traffico 380 semafori centralizzati VMS 36 lungo due itinerari a scorrimento veloce 12 sulle principali vie di accesso al centro urbano Sistema di Controllo degli Accessi (ZTL centro) 22 gate di entrata utenti Gestione del Park and Ride 32 strutture centralizzate CCTV Sistema di Sorveglianza con Telecamere 45 telecamere U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 51

52 Il sistema ITS di Roma Architettura del sistema Front end Control Diagnostic Roma 90 DB MMS P.O. Server- DBMS DB TIC DATEX - Net DB Server - DBMS UTC GUI / GIS P.O. OFF LINE PLAY BACK DB DATA SERVER GdR DB S. M. DB Server DBMS P.O. VMS Server DB G.U.I. ZTL Agenzia Giubileo (ISDN) Postazione operatore Signal - VMS - S.M - Access Control (CDN - RTC - ISDN) Centro VV.UU. (O.F.) Telecamere Router WAN LAN U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 52

53 Il sistema ITS di Roma Sala Controllo Traffico U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 53

54 Il sistema ITS di Roma Pannelli VMS U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 54

55 Il sistema ITS di Roma Rilevamento flussi di traffico U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 55

56 Il sistema ITS di Roma Alcuni risultati Principali benefici ottenuti Riduzione dei tempi di viaggio: 10% Miglioramento della sicurezza: 12% Riduzione delle emissioni inquinanti: 15% U. Crisalli - Teoria e Tecnica della Circolazione 56