Sistemi di trasporto Zonizzazione Matrici O/D

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1 Corso di Trasporti e Ambiente ing. Antonio Comi settembre 2014 Sistemi di trasporto Zonizzazione Matrici O/D

2 Struttura del sistema di modelli per la simulazione dei sistemi di trasporto OFFERTA DI INFRASTRUTTURE E SERVIZI DI TRASPORTO MODELLO DI LOCALIZZAZIONE E LIVELLO DELLE ATTIVITÀ SISTEMI DELLE ATTIVITÀ MODELLO DI OFFERTA Reti di trasporto Attributi di livello di servizio (tempi, costi) MODELLO DI DOMANDA Flussi MODELLI DI ASSEGNAZIONE MATRICI O/D Funzioni di prestazione Valutazione effetti MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTO 2

3 Struttura del sistema di modelli per la simulazione dei sistemi di trasporto OFFERTA DI INFRASTRUTTURE E SERVIZI DI TRASPORTO MODELLO DI LOCALIZZAZIONE E LIVELLO DELLE ATTIVITÀ SISTEMI DELLE ATTIVITÀ MODELLO DI OFFERTA Reti di trasporto Attributi di livello di servizio (tempi, costi) MODELLO DI DOMANDA Flussi MODELLI DI ASSEGNAZIONE MATRICI O/D Funzioni di prestazione Valutazione effetti MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTO 3

4 I Sistemi di Trasporto 4

5 Struttura del sistema di modelli per la simulazione dei sistemi di trasporto OFFERTA DI INFRASTRUTTURE E SERVIZI DI TRASPORTO MODELLO DI LOCALIZZAZIONE E LIVELLO DELLE ATTIVITÀ SISTEMI DELLE ATTIVITÀ MODELLO DI OFFERTA Reti di trasporto Attributi di livello di servizio (tempi, costi) MODELLO DI DOMANDA Flussi MODELLI DI ASSEGNAZIONE MATRICI O/D Funzioni di prestazione Valutazione effetti MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTO 5

6 I sistemi di trasporto Un sistema di trasporto può essere definito come quell insieme di componenti e di loro interazioni che determinano la domanda di spostamenti fra punti diversi del territorio e l offerta di servizi di trasporto per il soddisfacimento di tale domanda Sistema di analisi: insieme degli elementi ritenuti rilevanti per il problema in esame con le loro relazioni Ambiente esterno: se ne tiene conto unicamente attraverso le sue relazioni con il sistema di analisi Il sottosistema di progetto dipende dal problema che si intende risolvere Il sistema di trasporto di una certa area può essere visto come un sotto-sistema del più ampio sistema territoriale, con il quale interagisce 6

7 Identificazione del sistema di trasporto di analisi Definizione dell ambito territoriale, delle componenti e delle reciproche relazioni che compongono il sistema complessivo del quale si intende analizzare e simulare il funzionamento Fasi Principali Delimitazione spaziale del sistema di studio e del livello di disaggregazione di riferimento 1. Delimitazione dell area di studio; 2. Suddivisione dell area in zone di traffico (zonizzazione) Identificazione del sistema di offerta e di domanda 1. Selezione (estrazione) delle infrastrutture e/o dei servizi di trasporto rilevanti per il problema in esame (rete di base); 2. Definizione delle componenti della domanda di mobilità rilevanti. 7

8 Delimitazione dell area di studio Sistemi di Trasporto Definizione dell area geografica all interno della quale si trova il sistema di trasporto sul quale si intende intervenire (sistema di progetto) e nella quale si ritiene si esauriscano la maggior parte degli effetti degli interventi progettati. CORDONE: confine dell area di studio AMBIENTE ESTERNO: ciò che si trova al di fuori dell ideale cordone che racchiude l area di studio. Dell ambiente esterno interessano esclusivamente le interconnessioni con il sistema di progetto. cordone ambiente esterno area di studio 8

9 Zonizzazione Ipotesi di discretizzazione dello spazio (zonizzazione) Il territorio fisico sul quale si espletano la domanda e l offerta di trasporto si assume suddiviso in unità discrete (zone di traffico) alle quali sono riferite tutte le grandezze relative a quella porzione di territorio. Si assume inoltre che i punti di partenza ed arrivo di tutti gli spostamenti che interessano una zona siano concentrati in un unico punto fittizio detto centroide di zona. 9

10 Zonizzazione ZONA DI TRAFFICO: porzione di territorio con caratteristiche omogenee rispetto alle attività, all accessibilità, alle infrastrutture ed ai servizi di trasporto. CENTROIDE: punto del territorio rappresentativo del baricentro delle masse degli spostamenti di origine e destinazione di una zona di traffico: Centroidi interni Centroidi di cordone Centroidi esterni Centroidi esterni Centroidi interni 4 6 Cordone area di studio 10 10

11 Criteri per la zonizzazione La zonizzazione è strettamente collegata alla fase successiva di estrazione degli elementi di offerta rilevanti Le zone di traffico sono spesso ottenute come aggregazioni di unità territoriali amministrative per disporre di dati socio-ecomomici del sistema di attività I separatori fisici del territorio vengono di solito utilizzati come confini di zona perché implicano diverse condizioni di accessibilità. I confini delle zone tendono ad aggregare porzioni di territorio omogenee sotto i profilo territoriale socioeconomico e trasportistico È adottabile un diverso dettaglio di zonizzazione per diverse parti dell area di studio in funzione della diversa precisione con cui si vuole simulare una parte del sistema. 11

12 Esempio di zonizzazione cordone ambiente esterno area di studio 12

13 Zonizzazione dell Europa Esempio di zonizzazione NUTS unità territoriali per la statistica 13

14 Esempio di zonizzazione La zonizzazione del modello della regione Campania (SMR) 14

15 Esempio di zonizzazione La zonizzazione del modello di Napoli 15

16 Estrazione delle infrastrutture e dei servizi rilevanti (rete di base) Le infrastrutture e/o i servizi di trasporto che svolgono una funzione rilevante di collegamento fra le diverse zone in cui si è suddivisa l area di studio e fra queste e le zone esterne (rete di base). Di solito si rappresenta graficamente evidenziando le infrastrutture sulle quali avvengono i servizi di trasporto estratti e le principali caratteristiche funzionali necessarie per costruire il modello matematico dell offerta di trasporto. La rete di base dipende: dalle finalità per le quali si costruisce il modello dalla zonizzazione dai modi di trasporto considerati: sistema mono-modale, sistema multi-modale 16

17 Rete di base Criteri Sistemi di Trasporto Sistemi Stradali si evidenzieranno i tronchi principali sui quali si ipotizza si realizzano la maggior parte degli spostamenti tra le zone di traffico considerate. Sistemi di Trasporto Collettivo le infrastrutture (ferrovie, strade) sulle quali si svolgono i servizi di trasporto in esame 17

18 Esempio della rete di base per una porzione di area urbana 18

19 Esempio della rete di base ferroviaria 19

20 Struttura del sistema di modelli per la simulazione dei sistemi di trasporto OFFERTA DI INFRASTRUTTURE E SERVIZI DI TRASPORTO MODELLO DI LOCALIZZAZIONE E LIVELLO DELLE ATTIVITÀ SISTEMI DELLE ATTIVITÀ MODELLO DI OFFERTA Reti di trasporto Attributi di livello di servizio (tempi, costi) MODELLO DI DOMANDA Flussi MODELLI DI ASSEGNAZIONE MATRICI O/D Funzioni di prestazione Valutazione effetti MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTO 20

21 La domanda di mobilità Spostamento è l atto di recarsi da un luogo (origine) ad un altro (destinazione), anche usando più mezzi o modi di trasporto, per svolgervi una o più attività. Domanda di trasporto: l aggregazione dei singoli spostamenti che hanno luogo nell area di studio e nel periodo di riferimento. Flusso di domanda di trasporto: il numero di utenti con determinate caratteristiche che consuma il servizio offerto da un sistema di trasporto in un periodo di tempo prefissato ovvero come un flusso di spostamenti. 21

22 Caratteristiche della domanda di mobilità La domanda di mobilità si caratterizza essenzialmente in base a: elementi spaziali (matrici OD) elementi temporali modo di trasporto motivo dello spostamento caratteristiche degli utenti 22

23 Le matrici Origine-Destinazione Sistemi di Trasporto (1/3) Matrici Origine-Destinazione (O-D) sono matrici che hanno un numero di righe e di colonne pari al numero di zone, il cui generico elemento d od fornisce il numero degli spostamenti che hanno origine nella zona o e destinazione nella zona d nel periodo di riferimento considerato (flusso O-D). Gli elementi di una matrice O-D possono essere classificati in relazione al tipo di zona di origine e destinazione: Spostamenti interni Spostamenti di scambio Spostamenti di attraversamento O/D spostamenti di 2 scambio 3 interno-esterno spostamenti di scambio spostamenti di 9 esterno-interno attraversamento 10 = spostamenti intrazonali 23

24 Le matrici Origine-Destinazione Sistemi di Trasporto Spostamenti interni: l origine e la destinazione sono zone interne all area di studio. Spostamenti di scambio: l origine e la destinazione sono una all interno e l altra all esterno dell area di studio. Spostamenti di attraversamento: l origine e la destinazione sono entrambe esterne, ma impegnano l area di studio (2/3) Centroidi esterni area di studio Cordone O/D spostamenti di scambio 3 interno-esterno spostamenti di scambio spostamenti di 9 esterno-interno attraversamento 10 = spostamenti intrazonali 24

25 Le matrici Origine-Destinazione Sistemi di Trasporto (3/3) Aggregazioni degli elementi della matrice O-D Flusso emesso o generato della zona o Flusso attratto dalla zona d Numero totale di spostamenti O/D d. d o dod d... d od d o d d o d od 25

26 Caratterizzazione temporale della domanda di mobilità Periodo di riferimento: l ampiezza necessaria per analizzare e simulare la domanda dipende, ancora una volta, dallo scopo dell analisi. Ad esempio: nella progettazione di un una intersezione semaforizzata: ora di punta o sue frazioni nella valutazione economica e finanziaria di un intervento sul sistema di trasporto: vita tecnica dell intervento. Ipotesi di base: la domanda di trasporto è costante per periodi di tempo sufficientemente ampi da consentire al sistema di raggiungere un regime stazionario, durante il quale le caratteristiche rilevanti, quali i flussi di traffico, e le condizioni di funzionamento del sistema di offerta siano costanti, almeno in valore medio, ed indipendenti dal particolare istante in cui vengono misurati. 26

27 Caratterizzazione temporale della domanda di mobilità SPOSTAMENTI TOTALI FLUSSO TOTALE DI SPOSTAMENTI NEL CAMPIONE (spost/h) FASCIA ORARIA TOTALE 27

28 Esempi di caratterizzazione temporale della domanda La dinamica temporale della domanda può essere studiata su tre orizzonti temporali: a) variazioni di lungo periodo o trend: sono le variazioni di livello globale e/o di struttura che si evidenziano totalizzando la domanda su un numero consistente di periodi di riferimento. 190 TRAFFICO MERCI 180 TRAFFICO PASSEGGERI tonnkm paxkm ANNO STRADE NAVIGAZIONE INTERNA CONDOTTE FERROVIE ANNO AUTO PRIVATA AUTOBUS FERROVIA 28

29 Esempi di caratterizzazione temporale della domanda b) variazioni intraperiodali; sono variazioni della domanda che si ripetono ciclicamente su un certo numero di intervalli di riferimento (periodo del ciclo) (dinamica intraperiodale). SPOSTAMENTI DI ANDATA SPOSTAMENTI DI RITORNO 12% % 450 PERCENTUALE SUL TOTALE DEGLI SPOSTAMENTI GIORNALIERI PER MOTIVO 10% 8% 6% 4% 2% FLUSSO TOTALE DI SPOSTAMENTI NEL CAMPIONE (spost/h) PERCENTUALE SUL TOTALE DEGLI SPOSTAMENTI GIORNALIERI PER MOTIVO 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% FLUSSO TOTALE DI SPOSTAMENTI NEL CAMPIONE (spost/h) 0% 0 0% FASCIA ORARIA FASCIA ORARIA C-L C-S C-AM TOTALE L-C S-C AM-C TOTALE c) variazione interperiodali; sono le variazioni della domanda fra intervalli di riferimento di identiche caratteristiche (dinamica interperiodale). 29

30 Altri elementi di caratterizzazione della domanda di mobilità modo di trasporto Auto; Bus; Metropolitana; Treno; Piedi; motivo dello spostamento Casa-Lavoro; Casa-Studio; Svago; caratteristiche degli utenti Possesso patente; n. di auto in famiglia; orario desiderato di partenza e/o arrivo;... 30

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