SISTEMI DI TRASPORTO COLLETTIVO. Prestazioni

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1 corso di Pianificazione dei Trasporti 2 a.a SISTEMI DI TRASPORTO COLLETTIVO Prestazioni Pierluigi Coppola coppola@ing.uniroma2.it 1

2 Sistemi di trasporto collettivo urbani e metropolitani PRESTAZIONI Capacità Costi (di investimento e di esercizio) velocità, regolarità, sicurezza Impatto ambientale 2

3 Sistemi di trasporto collettivo urbani e metropolitani Capacità della linea Capacità di stazione 3

4 Portata oraria teorica della linea È il numero di unità di traffico (TU) che possono transitare su una linea di trasporto collettivo, in un intervallo temporale di riferimento (es. un'ora) sotto determinate condizioni: Q = 3600 h [ TU/h] dove: h = distanziamento temporale [sec] tra due unità di traffico successive in linea L'unità di traffico è costituita da un insieme di n carri raggruppati o, al limite, da un singolo veicolo (n=1). 4

5 Capacità teorica della linea È la massima portata oraria che può transitare sulla linea Si calcola rispetto al valore del distanziamento temporale minimo tra due TU: Q max = 3600 h min [ TU/h] Il distanziamento temporale minimo può essere calcolato sulla tratta, h w e in stazione h s 5

6 Capacità teorica della linea Rapporto rispetto al valore del distanziamento temporale minimo tra due TU successive in stazione : 3600 Q = max Max( h w, h s min [ TU/h] dove: h w = distanziamento temporale sulla tratta h s = distanziamento temporale tra due TU successive in stazione (intervallo tra due partenze successive) In molti casi h s min > h w min il distanziamento tra le stazioni determina la capacità di linea. min ) 6

7 Capacità teorica della linea La capacità può essere espressa in vetture/ora rispetto al flusso veicolare: C = Q max n [vett./h] dove: n = numero medio di vetture componenti una TU Esempio: Per un servizio di autobus (n=1) C = Q max 7

8 Capacità teorica della linea La capacità può essere espressa in utenti/ora rispetto al flusso veicolare: V = w Q dove: w = capacità della singola vettura. c max n = w n 3600 h min 8

9 Capacità teorica della linea Se V cw e V cs sono rispettivamente la capacità di tratta e di stazione: V cw = w n 3600 h wmin V cs = w n 3600 h smin la capacità della linea sarà: V c = Min(V cw, V cs ) -h w min dipende da performances del veicolo, dal regime di sicurezza e di comfort a bordo adottato, dal grado di separazione R/W; -h s min dipende in più dalle procedure di carico/scarico passeggeri e di controllo di tali operazioni. 9

10 Calcolo del distanziamento minimo teorico in linea Rapporto tra distanziamento spaziale minimo tra due TU e velocità media di transito: h w = min d w v min Il distanziamento spaziale minimo è somma della minima distanza di separazione e sicurezza d g min tra le due TU e della lunghezza media della TU; quest'ultima, a sua volta, può essere espressa come prodotto della lunghezza l l di una vettura per il numero n di vetture componenti il convoglio: h w min = d g min + n l v 1 V cw = ( 3600 n w) d g min + n l 1 v [ ut/h] 10

11 Capacità teorica della tratta La distanza d g min rappresenta la separazione minima di sicurezza tra due unità di transito successive: d g min = s 2 -s f1 s f1 = spazio percorso in frenatura dal veicolo che precede s 2 = distanza necessaria per l'arresto del veicolo che segue Inoltre s 2 = s r +s f2 + s o s r = spazio percorso, nel tempo di reazione t r, a velocità di regime (s r = v*t r ) s f2 = spazio di frenatura, inversamente proporzionale alla decelerazione (v 2 /(2a)) s o = spazio precauzionale per eventuali variazioni nelle condizioni di frenatura 11

12 Capacità teorica della tratta In definitiva: d g min = t r v 2 + v 2a s 0 2 v1 2a 1 [ m] Ponendo v 1 = v 2 = v: d g min = v t r + a 1 a a 1 a 2 2 v 2 2 da cui si ricavano in forma esplicita h w min e V cw 12

13 Capacità effettiva della linea Definizione: La capacità effettiva, C E, si ottiene moltiplicando la capacità teorica per due coefficienti riduttivi (< 1): il fattore di carico (σ), è il rapporto tra l occupazione media dei veicoli p M e l occupazione massima teorica p; in fase di progettazione può essere imposto in funzione del comfort di viaggio (grado di occupazione massimo dei veicoli): σ = p M /p [0,8 0,95] il fattore di utilizzazione (Γ), è il rapporto tra il distanziamento D T0 ed il valore che può essere realmente rispettato per avere una elevata regolarità di esercizio D T 00. Γ = D T0 / D T 00 [0,7 0,9] 13

14 Capacità effettiva della linea Le capacità effettive sono, pertanto: C E = Γ/D 0 T (conv./s) C E = Γ/D 0 T (conv./h) C E = Γσp N/D 0 T (pass./s) C E = Γσp N/D 0 T (pass./h) 14

15 Capacità effettiva della linea Esempio 1 - Calcolo di capacità effettiva per un area metropolitana: D 0 T = 5 min = 300 sec p = 150 pass./veic. n = 5 veic. Γ = 0,8 σ = 0,9 C E = 0,0027 conv./s = 9,6 conv./h = 1,8 pass./s = pass./h 15

16 Capacità di stazione Per una stazione on-line (una stazione in cui la sosta di un convoglio impedisce il transito del convoglio successivo, es. metropolitana), la capacità di stazione è condizionata da fattori legati al sistema di circolazione e di segnalamento (sicurezza). Distanziamento temporale minimo: t i = tempo di ingresso in stazione t u = tempo di uscita dalla stazione h s min = t i + t u + t s t s = tempo necessario per la sosta di servizio agli utenti 16

17 Capacità di stazione Tempo di sosta (t s ) Dipende dal tipo di servizio, dal tipo di banchine e da altri fattori; è pari a: 5 60 secondi per servizi bus 7 30 secondi per servizi di metropolitana 17

18 Capacità di stazione Tempo di uscita dalla stazione Ponendo lo spazio di avviamento pari alla lunghezza del convoglio (nl): 2 a t 2 n l1 s = = n l1 si ottiene t m1 = 2 a Tempo di ingresso in stazione Ponendo lo spazio percorso con una fase di accelerazione per una lunghezza pari alla metà della banchina (L/2) ed una di frenatura immediatamente successiva (diagramma di marcia triangolare) per una lunghezza pari all altra metà della banchina (L/2), si ottiene : s = 1 2 a t 2 = L 2 si ottiene t i = t u = L a assumendo l accelerazione pari alla decelerazione, entrambe uguali ad a 18

19 Costi di investimento Costo delle infrastrutture stradali e ferroviarie caratteristiche plano-altimetriche del tracciato tipo di piattaforma opere d arte necessarie (ponti, viadotti, gallerie, ecc.). impianti (segnalamento, comunicazione, alimentazione, illuminazione, ecc.) Una valutazione preliminare può essere effettuata considerando i km di infrastruttura con determinate caratteristiche (in viadotto, in galleria, in trincea, in rilevato, ecc.); ad ogni tipologia può essere attribuito, per analogia con i costi sostenuti in progetti precedenti, un costo a km (Euro/km). Tra i costi non devono essere dimenticati gli eventuali espropri. 19

20 Costi di investimento Costo delle infrastrutture stradali e ferroviarie (cont) Il costo totale di costruzione è dato dalla somma dei prodotti tra il costo a km di una data tipologia per i km della stessa tipologia. Esempi indicativi: il costo a km di una infrastruttura stradale varia tra 2 e 15 mld di lire/km. il costo di una infrastruttura ferroviaria, invece, supera, in genere, i 30 mld di lire/km. Costo di acquisto del materiale rotabile Si rilevano dai listini delle case produttrici 20

21 Costi di investimento Esempio COSTI DI INVESTIMENTO di una metropolitana con le seguenti caratteristiche : Lunghezza complessiva del tracciato m Lunghezza in viadotto m Lunghezza in galleria m N di stazioni 12 N di veicoli 15 21

22 Costi di investimento Esempio Costi di investimento delle opere civili Opere civili Costo totale Opere civili di linea in galleria in viadotto A-totale B- totale opere civili di fermata C- totale opere civili di deposito Totale (A+B+C)

23 Costi di investimento Esempio Costi di investimento degli impianti Impianti Costo totale Impianti di linea 142,143,000,000 Impianti di fermata 25,150,000,000 Impianti di deposito 28,500,000,000 Ricambi 13,000,000,000 Attrezzature di manutenzione 5,873,000,000 Totale 214,666,000,000 23

24 Costi di investimento Esempio Costo veicoli ed oneri vari Veicoli Costo totale Veicoli 52,500,000,000 Espropri 10,626,000,000 Risoluzione interferenze con sottoservizi 8,855,000,000 Indagini aggiuntive 5,000,000,000 Imprevisti 23,647,000,000 Totale 100,628,000,000 24

25 Costi di investimento Esempio In sintesi: costo medio di ogni fermata (compresi gli impianti) pari mediamente ai 9 Mld di lire. costo chilometrico di circa 62 Mldlire/Km. 25

26 Costi di produzione Individuazione dei centri di costo Corrispondono, tipicamente, alle più piccole unità funzionali individuabili all'interno della struttura organizzativa; inoltre per ciascun centro di costo è previsto un solo dirigente, la cui area di responsabilità è chiaramente e dettagliatamente precisata. MACRO UNITA Movimento FUNZIONE Produzione del servizio Manutenzione veicoli e depositi Contabilità e finanza Amministrazione Gestione magazzini Gestione del personale Marketing 26

27 Costi di produzione Funzioni di gestione e relative attività fondamentali delle aziende di TP FUNZIONI ATTIVITA' FUNZIONI ATTIVITA' Produzione del servizio - Trazione veicoli - Turnazione equipaggi - Turnazione veicoli - Adattamento turni - Erogazione del servizio Contabilità e Finanza - Contabilità generale - Contabilità industriale - Budgeting - Gestione paghe e stipendi - Definizione fabbisogno finanziario - Approvvigionamento finanziario Manutenzione - Manutenzione rotabili oordinaria ostraordinaria - Archivio veicoli Gestione del Personale - Bando concorsi - Selezione - Formazione e addestramento - Sviluppo carriere e schede di valutazione - Utilizzo inidonei Approvvigionamento e gestione magazzini - Acquisti di materiali e ricambi - Acquisto di autobus - Programmazione e controllo scorte - Contabilità di magazzino - Accettazione materiali e collaudi Marketing - Analisi ambiente e previsione domanda - Scelta dei livelli quantitativi di offerta - Promozione e pubblicità del servizio - Bigliettazione /distribuzione titoli viaggio - Definizione tariffe - Controllo qualitativo/quantitativo utenza 27

28 Costi di produzione Elenco delle principali voci di costo: Costi di manutenzione ordinaria: valutabili pari a circa l 1 % all anno del costo di acquisto; Costi di manutenzione straordinaria: valutabili pari a circa il 10 % del costo di acquisto ogni 5 anni; Costi di esercizio: valutabili pari al costo di 3 addetti/anno per ogni veicolo di linea; Costi di manutenzione delle infrastrutture: valutabili pari al 5 % del costo di realizzazione dell opera ogni 5 anni e, per i depositi e magazzini, in aggiunta il costo di un custode. 28

29 Costi di produzione I costi annuali di produzione C AG possono essere valutati in maniera analitica: C AG = C p + C t + C q + C a + C m + C g dove: C p = costo del personale aziendale C t = costo per la trazione C q = quote di ammortamento capitale C a = costo per assicurazioni e tasse di circolazione C m = costo per la manutenzione C g = spese generali 29

30 Costi di produzione Costo del personale aziendale E dato da: C p = c p (y) P y Az dove: c p (y) = retribuzione media contrattuale di un addetto di categoria y = numero di addetti della categoria y P y Az Il numero di addetti è valutabile come: personale di guida, valutabile pari a 2,5-3,5 addetti per veicolo per anno altro personale di movimento, pari al 20-30% del personale di guida personale amministrativo, pari al 10-15% del personale di guida personale ausiliario, pari ad 1 addetto ogni dieci veicoli del parco, comprensivo dei veicoli di scorta (15-20% dei veicoli in esercizio) 30

31 Costi di produzione Costo per la trazione E dato da: dove: C car = costo del carburante C lub = costo dei lubrificanti C pne = costo dei pneumatici C t = C car + C lub + C pne Ognuno di questi costi C x èdato da: C x = c x (q x PA) con: PA = percorrenza annua del veicolo (km) c x costo unitario materiale (Euro/x) q x consumo unitario (x/km) 31

32 Costi di produzione Costo per la manutenzione E dato da: C m = c m PA con: c m = costo per km della manutenzione (dipende dai programmi di manutenzione di ogni singolo veicolo) 32

33 Costi di produzione Quote di ammortamento I costi attribuibili alle quote di ammortamento sono espresse come somma di tre aliquote: A v = ammortamento veicoli A u = ammortamento uffici A d = ammortamento depositi Ogni quota di ammortamento è calcolata in funzione della vita utile dei veicoli o del periodo di ammortamento degli edifici. 33

34 Costi di produzione Costo per assicurazioni e tasse di circolazione Derivano direttamente dalle tariffe vigenti Spese generali (valore pari al 10-20% del totale dei costi precedenti) Comprendono le spese per: forniture elettriche Acqua Telefono Pulizie riscaldamento e climatizzazione Cancelleria spese legali interessi passivi 34