INFRASTRUTTURE AEROPORTUALI

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1 Università degli Studi di Trieste Dipartimento di Ingegneria e Architettura Laurea Magistrale: Ingegneria Civile Corso di INFRASTRUTTURE AEROPORTUALI Lezione 04: La pianificazione aeroportuale e la scelta del sito aeroportuale Roberto Roberti Tel.: 040/ roberti@dia.units.it Anno accademico 2015/2016

2 Sommario Sistema della pianificazione del trasporto aereo Master Plan aeroportuale Esempi di Master Plan: Lax, Sidney Cenni Previsioni domanda Traffico aereo Le superfici di limitazione degli ostacoli Orientamento delle piste Roberto Roberti 2

3 Gerarchia della pianificazione PIANO: strumento per gestire e ottimizzare la trasformazione di un sistema. PIANIFICAZIONE STRATEGICA: pianificazione di lungo periodo, definisce i principi ispiratori, identifica gli obiettivi, fornisce delle linee di indirizzo. PIANIFICAZIONE TATTICA: pianificazione di breve e medio periodo, attua nel dettaglio le indicazioni della pianificazione strategica, e verifica i risultati delle singole aree d intervento. PIANIFICAZIONE PROGETTUALE: pianificazione di un singolo e specifico intervento secondo i tre gradi progettuali (Studio fattibilità, progetto definitivo, progetto esecutivo). Roberto Roberti roberti@dia.units.it 3

4 La pianificazione nel trasporto aereo (1) AVIATION SYSTEMS PLANNING: è una pianificazione strategica di tipo prevalentemente tecnico-economico, si inserisce nel Piano Nazionale dei Trasporti, riguarda tutto il sistema del trasporto aereo nazionale (Spazio aereo, aeroporti, aerei, compagnie aeree, utenti, ambiente, ecc.). AIPORT SYSTEMS PLANNING: è una pianificazione strategica di tipo economico e tecnico, riguarda tutto il sistema degli aeroporti (esistenti e nuovi). AIRPORT MASTER PLAN: è una pianificazione strategica e tattica di tipo economico, tecnico, finanziario di un singolo aeroporto, comprendente anche le fasi intermedie. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 4

5 La pianificazione nel trasporto aereo (2) Roberto Roberti 5

6 Master Plan Aeroportuale DEFINIZIONE: Il Master Plan (MP) di un aeroporto può essere definito come la pianificazione nel lungo periodo delle aree interessate al progetto di un infrastruttura aeroportuale. OBIETTIVO: ricerca di soluzioni progettuali, che siano in grado di corrispondere alla domanda di trasporto aereo, sulla base di criteri di ottimizzazione delle risorse e compatibilmente con le esigenze socioeconomiche ed ambientali della comunità. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 6

7 Obiettivi specifici OBIETTIVI SPECIFICI Definire i requisiti fisici dell aeroporto nella sua configurazione finale; Definire il condizionamento dello sviluppo del territorio adiacente l aeroporto; Determinare l impatto ambientale dell aeroporto; Stabilire i collegamenti con gli altri mezzi di trasporto; Proporre un piano economico e finanziario per l aeroporto; Stabilire le diverse fasi di realizzazione; Proporre una metodologia di verifica del Master Plan stesso; Fornire un adeguata presentazione al pubblico. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 7

8 Elementi Del Master Plan Analisi delle condizioni esistenti Previsioni della domanda di traffico Analisi della capacità e dei ritardi Identificazione e quantificazione delle necessità Scelta del sito per nuovi aeroporti (o degli ampliamenti per aeroporti esistenti) Valutazione di impatto ambientale Pianificazione dell uso del territorio Fattibilità economica e finanziaria Identificazione della configurazione finale e delle fasi di sviluppo dell aeroporto Attuazione del piano e modalità di verifica Roberto Roberti roberti@dia.units.it 8

9 Analisi delle condizioni esistenti Presenza di altri aeroporti nella regione Caratteristiche dell aeroporto (se esistente): traffico, attrezzature, ecc. Dati topografici Uso dello spazio aereo Dati meteorologici Uso del territorio Presenza di trasporti terrestri Dati ambientali Dati socioeconomici e demografici Roberto Roberti roberti@dia.units.it 9

10 Previsioni della domanda di traffico Previsioni dello sviluppo economico e demografico dell area Previsioni domanda di traffico passeggeri Previsioni domanda di traffico merci Previsione del numero di operazioni annuali e di punta Roberto Roberti roberti@dia.units.it 10

11 Analisi delle capacità e dei ritardi Aerovie Spazio aereo terminale Air side Land side Runway Aree di attesa Bretelle di uscita Sistema Taxiway Apron-gate Area Terminal Parcheggi e circolazione interna Accessi all aeroporto Roberto Roberti roberti@dia.units.it 11

12 Quantificazione delle necessità RUNWAY: numero, lunghezze, larghezze, orientamento, pendenze. TAXIWAY: numero, ubicazione, larghezze, numero e angolazione bretelle. APRON: numero stalli, possibilità movimentazione. TERMINAL: tipologia, gates, servizi interni. ACCESSI: modalità di accesso lato terra, numero parcheggi. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 12

13 Scelta del sito Sviluppo dell area circostante Condizioni meteorologiche Accessibilità lato terra Disponibilità di territorio per futuri ampliamenti Presenza di altri aeroporti e aerovie Ostacoli Economia di costruzione Disponibilità di servizi Impatto ambientale, urbanistico, sociale, economico Roberto Roberti roberti@dia.units.it 13

14 Valutazione di impatto ambientale Disturbo acustico Inquinamento dell aria e dell acqua Flora e Fauna Roberto Roberti roberti@dia.units.it 14

15 Pianificazione dell uso del territorio Territorio all interno dell area aeroportuale Territorio esterno all area aeroportuale Roberto Roberti 15

16 Fattibilità economica e finanziaria Analisi costi benefici Disponibilità finanziarie Roberto Roberti roberti@dia.units.it 16

17 Configurazione dell aeroporto Roberto Roberti 17

18 Documenti di un MP (1) Roberto Roberti 18

22 Esempio del MP di Lax Grande Hub Problematiche gestionali per la torre di controllo, complessità dello spazio aereo attorno a LAX 67 millioni di passeggeri annui (2000) operazioni per anno (equivalenti a operazioni per giorno) Quattro runways parallele (> ft.) Problematiche di rumore Costo del Master plan > 10 million $ È possibile trovare il completo di master plan all indirizzo: Roberto Roberti roberti@dia.units.it 22

23 Lax Obiettivi Ridistribuzione del traffico aereo tra i vari aeroporti regionali; Incremento della sicurezza; Incremento efficienza per il miglioramento dei benefici economici; Miglioramento dell impatto ambientale; Ottimizzare la compatibilità dell uso residenziale del territorio con la presenza dell aeroporto; Migliorare l accesso dal lato terra; Verificare che le misure adottate portino ai benefici previsti. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 23

24 Lax Mappa regionale degli aeroporti Roberto Roberti roberti@dia.units.it 24

25 Lax 2015 Domanda regionale (1) Roberto Roberti 25

26 Lax 2015 Domanda regionale (2) Roberto Roberti 26

27 Lax 2015 Contenuti (1) Table of Contents Executive Summary Preface CHAPTER 1 - Air Transportation in the Los Angeles Region CHAPTER 2 - Existing Conditions Working Paper CHAPTER 2 - Appendices A through Q CHAPTER 3 - Forecasts of Aviation Demand CHAPTER 4 - Facility Requirements CHAPTER 5 - Concept Development (Volume 1) Concept Development (Volume 2 ) Roberto Roberti roberti@dia.units.it 27

28 Lax 2015 Contenuti (2) APPENDIX A - Flight to gate assignments APPENDIX B - Unconstrained Airside options Simulation assumptions and results APPENDIX C - 2nd Iteration terminal option APPENDIX D - Scattergood fuel farm relocation feasibility study APPENDIX E - Executive summary APPENDIX F Baseline airside simulation assumption and results APPENDIX G - Chapter5 Appendices G through H APPENDIX H - Aircraft operations profiles Roberto Roberti roberti@dia.units.it 28

29 Lax 2015 Contenuti (3) APPENDIX I - Passenger activity profiles (2,385 KB) APPENDIX J - Constrained airside alternatives simulation assumptions and results APPENDIX K - Supplemental information provided for the Draft EIS/EIR APPENDIX L - Model update information APPENDIX M - Description of automated people mover systems APPENDIX N - LAX Expressway APPENDIX O - Assess cargo and Ancillary facilities APPENDIX P - Preliminary property acquisition and relocation plan APPENDIX Q - Westchester southside development APPENDIX R - Detailed Simmod reports for air quality purposes Roberto Roberti roberti@dia.units.it 29

30 Lax 2015 Evoluzione del MP (1) OTTOBRE 1994 Si cominciano a vedere le problematiche a lungo termine dell aeroporto di LAX (capacità, accessi, impatto ambientale). Viene deciso di realizzare un MP che dvrà essere svolto in tre fasi. DICEMBRE 1995 Termina la prima fase (RICERCA) nella quale si definiscono la situazione attuale e la domanda futura (nel milioni di passeggeri e 4,1 ton di cargo). FEBBRAIO 1996 Inizia la seconda fase (SVILUPPO ALTERNATIVE) si studiano circa 30 soluzioni. DICEMBRE 1996 vengono sviluppate 4 alternative: 5 Runway: nuova runway a nord 6 Runway (Est): 2 nuove (6000 ft) runways, 1 a nord e 1 a sud con estensione a est delle altre RWY 6 Runway (Ovest): 2 nuove (6000 ft) runways, 1 a nord e 1 a sud con estensione a ovest Hawthorne: 6,000 ft runway, con connessione via transit Roberto Roberti roberti@dia.units.it 30

31 Lax 2015 Evoluzione del MP (2) AGOSTO 1997 Come risultato delle osservazioni pubbliche vengono eliminate 2 alternative: 6 Runway Ovest e Hawthorne. OTTOBRE 1998 è stata attivata la III fase (Valutazione ambientale). Una nuova alternativa viene valutata (nuova Runway a sud). MARZO 1999 A seguito dello studio ambientale e all analisi prestazionale viene eliminata l alternativa 6 runway est. GIUGNO 1999 viene aggiunta una nuova alternativa a 4 runway ( 89 milioni di passeggeri e 4,1 milioni di ton. Cargo) Viene completato lo studio di impatto ambientale per tutte le alternative. GENNAIO 2001 La versione preliminare dell impatto ambientale è presentata al pubblico per le osservazioni. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 31

32 Lax 2015 Evoluzione del MP (3) MAGGIO OTTOBRE 2001 Osservazioni pubbliche OTTOBRE 2001 Viene sviluppata una nuova alternativa focalizzata sulla sicurezza (78 milioni di passeggeri 3 milioni ton. Cargo). LUGLIO 2002 GIUGNO 2003 Viene effettuata la valutazione di impatto ambientale per l ultima alternativa. AGOSTO 2003 Viene reso pubblico lo studio di impatto ambientale. NOVEMBRE 2003 terminano le osservazioni pubbliche. APRILE 2004 Si propone il MP e lo studio di impatto ambientale nella versione finale. MAGGIO OTTOBRE 2004 il MP viene approvato da varie commissioni (aeroportuale, comunale, camera commercio). DICEMBRE 2004 vengono approvati dal consiglio comunale il MP ed i benefici per la comunità. Roberto Roberti roberti@dia.units.it 32

33 Lax 2015 Sit. Esistente 1996 Roberto Roberti 33

34 Lax 2015 Zero interventi Roberto Roberti 34

35 Lax 2015 Alternativa A Roberto Roberti roberti@dia.units.it 35

36 Lax 2015 Alternativa B Roberto Roberti roberti@dia.units.it 36

37 Lax 2015 Alternativa C Roberto Roberti roberti@dia.units.it 37

38 Lax 2015 Alternativa D Roberto Roberti roberti@dia.units.it 38

39 Lax 2015 Altri interventi (1) Roberto Roberti 39

40 Lax 2015 Altri interventi (2) Roberto Roberti 40

41 Obiettivi della previsione Volumi generali di traffico (pax/anno, ton/anno) Volumi di picco (pax/giorno, pax/ora ecc.) Movimenti generali e di picco (Mov/anno, Mov/giorno, Mov/ora) Scelta dei tipi di aerei più convenienti Roberto Roberti roberti@dia.units.it 41

42 Dati per la previsione della domanda Ruolo dell aeroporto (Internazionale, nazionale, regionale, ecc.). Posizione e Bacino di utenza Caratteristiche demografiche del bacino di utenza Caratteristiche economiche del bacino di utenza Trend passati dei vari sistemi di trasporto nella nazione e nella regione. Distanze dai centri economici e sistemi di trasporto terrestri Matrici origine e destinazione Compagnie aeree, Aeromobili Roberto Roberti roberti@dia.units.it 42

43 Metodi previsione domanda MODELLI ANALITICI: Modelli macroscopici - Modelli microscopici Modelli Multimodali - Modelli unimodali Modelli multi-step modelli single-step JUDGMENTAL (a sentimento): Delphi analysis. PROIEZIONI STATISTICHE MODELLI ECONOMETRICI ANALISI DI MERCATO Roberto Roberti roberti@dia.units.it 43

44 Metodo a 4 stadi Roberto Roberti roberti@dia.units.it 44

45 Modelli Gravitazionali T ij = K P P d i χ ij j P i d ij P j Roberto Roberti roberti@dia.units.it 45

46 Proiezioni statistiche (Trend) Total Passengers 30,000,000 25,000,000 y = 2E-36e x 20,000,000 Passengers 15,000,000 y = x - 5E+08 10,000,000 5,000, Year Roberto Roberti roberti@dia.units.it 46

47 Modelli lineari Pax [10^6]/anno 2,20 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0, tempo [anni] Pax [10^6]/anno 2,60 2,40 2,20 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 y = 0,0706x + 0,8952 R 2 = 0, tempo [anni] T = T0 + k t Roberto Roberti roberti@dia.units.it 47

48 Modelli Esponenziali 2,80 2,60 2,40 2,20 Pax [10^6]/anno 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0, tempo [anni] T = T0 (1 + k) t Roberto Roberti roberti@dia.units.it 48

49 Modelli Logistici 2,50 2,00 Pax [10^6]/anno 1,50 1,00 0,50 0, tempo [anni] T = A - A - T (1 + k) 0 t Roberto Roberti roberti@dia.units.it 49

50 dt dt = T ( A - T) k Modello Logistico di Tanner dt 1 = T ( A - T ) k = = ( A - T ) k 0 0 dt T r 0 0 dt dt = T ( A - T) (A r T 0 ) T = 1+ A b e -A k t Per t = + T = A; Per t = - T = 0; Per t = 0 T = A 1+ b = T 0 b = A T T 0 0 T = T 0 + A T0 (A T ) e 0 -A k t Roberto Roberti roberti@dia.units.it 50

51 Modello Logistico di Tanner 2,50 2,00 Pax[10^6]/anno 1,50 1,00 dt T 0 0,50 0, tem po [anni] T = T 0 + A T0 (A T ) e 0 -A k t Roberto Roberti roberti@dia.units.it 51

52 T = T Modello polinamiale 2 3 n 0 + k1 t + k 2 t + k3 t k n t 20,00 Pax [10^6]/anno 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 y = -0,0018x 3 + 0,3844x 2-25,894x + 570,16 R 2 = 0,9975 y = 0,0025e 0,1102x R 2 = 0,9175 y = 0,6152x - 35,626 R 2 = 0,9884 0, anni Roberto Roberti roberti@dia.units.it 52

53 Metodi causali Alternative Models: Total Passenger 25,000,000 Passengers 20,000,000 High Income High Income/Low Fare 15,000,000 Stable Income and Fraes difference: 9 Million Passengers 10,000,000 5,000, Year Roberto Roberti roberti@dia.units.it 53

54 Metodi Econometrici Definizione dei fattori causali (var. ind.) che influenzano la domanda (var. dip.) Misura delle variabili Definizione delle relazioni che legano le variabili Stima statistica e verifica delle relazioni Previsione delle variabili indipendenti future e calcolo della domanda DOMPAX = 0,00206 IMP 0,833 INTPAX = 0, IMP 0,878 DOMPAX = passeggeri nazionali; IMP = valore delle merci importate INTPAX = passeggeri internazionali Roberto Roberti roberti@dia.units.it 54

55 Analisi di mercato Dati Roberto Roberti 55

56 Traffico annuale verso traffico di picco Roberto Roberti 56

57 Determinazione del numero di movimenti = P N i ( Ci Li ) n = ( ) i C L n t i= 1 = 1 Pt i i N i Tipo aereo mi Ci Li B747 15% % A300 30% % MD80 50% % BAE146 5% % (Mi*Ci*Li)=145 Pt = M= Roberto Roberti roberti@dia.units.it 57

58 Determinazione del traffico di punta Esempio: Mg = *0,334/100 = 334 movimenti /giorno Mh = *0,028/100 = 28 movimenti / ora Roberto Roberti roberti@dia.units.it 58

59 Superfici limiti degli ostacoli Roberto Roberti 59

60 Superficie orizzontale e conica Roberto Roberti roberti@dia.units.it 60

61 Superfici orizzontali composte Roberto Roberti 61

62 Superficie orizzontale esterna < m < 30 m Struttura < 150 m Centro aeroporto Roberto Roberti roberti@dia.units.it 62

63 Superficie di transizione e avvicinamento (1) Divergence Dist. from threshold Length inner edge Roberto Roberti roberti@dia.units.it 63

64 Superficie di transizione e avvicinamento (2) Roberto Roberti roberti@dia.units.it 64

65 Superfici interne (1) Roberto Roberti 65

66 Superficie interne (2) Roberto Roberti 66

67 Superfici interne (3) Roberto Roberti 67

68 Superficie di decollo Roberto Roberti 68

69 Superfici PANS OPS (1) Roberto Roberti 69

70 Superfici PANS OPS (2) Roberto Roberti 70

71 Normativa italiana (1) Roberto Roberti 71

74 Normativa italiana (4) Zone di tutela (PSZ Pubblic Safety Zones) Roberto Roberti 74

77 Orientamento delle piste e regime dei venti SOGLIA RUNWAY Roberto Roberti roberti@dia.units.it 77

78 Norme ICAO e FAA Lunghezza di campo Aereo [m] Vento trasversale max [km/h (nodi)] < (10) (13) > (20) NORMA ICAO Codice Aeroporto Vento trasversale max [km/h (nodi)] AI - BI 10,5 AII - BII 13,0 AIII, BIII e da CI a DIII 16,0 Da AIV a DIV 20,0 NORMA FAA Roberto Roberti roberti@dia.units.it 78

79 W = 15 knots Regime dei venti (1) NORD ( 0 ) NORD ( 0 ) OVEST 45 EST OVEST EST (270 ) (90 ) (270 ) (90 ) SUD ( 180 ) SUD ( 180 ) VENTO DA 315 A 15 KNOTS PISTA 27 Roberto Roberti roberti@dia.units.it 79

80 Regime dei venti (2) Wc = W * sin (γ) Wh = W * cos (γ) Roberto Roberti roberti@dia.units.it 80

81 Regime dei venti (3) Roberto Roberti 81

82 Calcolo del coefficiente anemometrico (1) Roberto Roberti 82

83 Calcolo del coefficiente anemometrico (2) Roberto Roberti 83

84 Calcolo del coefficiente anemometrico (3) 1,00 0,95 Coefficiente anemometrico 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW N Direzioni Roberto Roberti roberti@dia.units.it 84

85 Coefficiente per più piste Roberto Roberti 85

86 Esempio di calcolo 6/8 1/4 1/4 1/4 2/3 6/8 1/4 7/8 1/4 1/4 2/3 7/8 Roberto Roberti 86

87 Condizioni di scarsa visibilità Roberto Roberti 87

88 Metodo di calcolo FAA (1) Roberto Roberti 88

90 Metodo di calcolo FAA (3) Velocità vento Azimuth x 10 Roberto Roberti roberti@dia.units.it 90

91 Metodo di calcolo FAA (4) Runway secondaria Runway principale Roberto Roberti 91

92 Metodo di calcolo FAA (5) Airport design for microcomputer Circular AC 150/ ; appendici 1 e 11 Roberto Roberti roberti@dia.units.it 92

94 Dati aeroporto di Ronchi direzionn NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW Intensità Vento 0-4 nodi 81, ,787 0,513 1,267 1,917 4,863 1,095 1,232 0,924 0, ,102 0,376 0,41 1,13 0,102 0, , ,068 0,102 0,136 0,205 1,061 0,064 0,034 0,068 0, > ,136 0,171 0,034 0, , Roberto Roberti roberti@dia.units.it 94