CORSI E SEMINARI DI FORMAZIONE UTILIZZO DEI MODELLI DI SIMULAZIONE DEL TRAFFICO: MODELLI MULTIMODALI E BIG DATA

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1 UTILIZZO DEI MODELLI DI SIMULAZIONE DEL TRAFFICO: MODELLI MULTIMODALI E BIG DATA giovedì 9 novembre 2017// Centro Studi PIM - Villa Scheibler

2 Modelli di simulazione Multimodale: L esperienza dell utilizzo dei modelli al Centro Studi PIM a cura di Mauro Ing. Barzizza, Matteo ing. Gambino (Centro Studi PIM) Alessandro Dott. Ing. Arena Laurea specialistica a.a. 2015/2016

3 MODELLO MONOMODALE TRAFFICO PRIVATO 2015 GRAFO di OFFERTA CENTRO STUDI PIM Ora di punta del mattino NODI ARCHI Tipologie stradali Capacità delle corsie Velocità di percorrenza Flusso rilevato: conteggi di traffico Pedaggi: sistema chiuso, sistema aperto MATRICE O/D E ZONIZZAZIONE CENTRO STUDI PIM 785 ZONE- maggior livello di disaggregazione rispetto all entità comunale: 36 MACRO-AREE PER LA CITTÀ DI MILANO idonea per l accessibilità; 225 UNITÀ SUB-COMUNALI PER I 38 COMUNI di corona del capoluogo Le città di Legnano-Busto Arsizio (2), Como-Varese (5), ecc. DISAGGREGAZIONE COMUNALE per i restanti comuni della Città Metropolitana di Milano e della Provincia di Monza Brianza e per 101 comuni delle altre Province confinanti; AGGREGAZIONE DI DUE O PIÙ COMUNI per le aree perimetrali. 3

4 MODELLO MONOMODALE TRAFFICO PRIVATO ATTUALE NODI ARCHI 988 ZONE Area di studio: territorio compreso tra A26 e A21 Fascia oraria: Grazie alle nuove funzionalità del modello è stato possibile ridurre il numero complessivo di nodi e archi (soprattutto grafici) e quindi disporre di un modello più esteso ma allo stesso tempo più leggero.

5 MODELLO MULTIMODALE MODELLO TRAFFICO PRIVATO CENTRO STUDI PIM NUOVO MODELLO TRASPORTO PUBBLICO NUOVO MODELLO MULTIMODALE - TRAFFICO PRIVATO - TRASPORTO PUBBLICO FLUSSI STRADALI VIAGGI SU TRASPORTO PUBBLICO SCELTA MODALE

6 STRUTTURA MODELLO MULTIMODALE

7 CARATTERISTICHE MODELLO MULTIMODALE IN USO AL CENTRO STUDI PIM MODELLO MULTIMODALE (RETE STRADALE E RETE FERROVIARIA) MODELLO STOCASTICO STRUTTURA A LOGIT MULTINOMIALE DOMANDA RIGIDA CLASSE DI UTENTI UNICA ORA DI PUNTA MATTUTINA DINAMICA NON INTERPERIODALE 988 ZONE DI ORIGINE E DESTINAZIONE 7

8 OFFERTA DI TRASPORTO INTEGRAZIONEAL MODELLO MONOMODALE RETE FERROVIARIA METRO TRAMVIE* *finalizzate a rappresentare correttamente l accessibilità al capoluogo e relativi interscambi RETE TRASPORTO PUBBLICO SU FERRO RETE TRASPORTO PRIVATO OFFERTA DI TRASPORTO MULTI- MODALE

9 OFFERTA DI TRASPORTO INTEGRAZIONI AL MODELLO MONOMODALE 3328 nodi inseriti Linee di forza Tram ATM Infrastruttura 3199 archi inseriti Metro Milano Sistema Ferroviario Regionale Alta Velocità Servizi Offerta di trasporto 74 linee 451 totale stazioni/fermate GRAFO DI RETE MULTIMODALE NODI TOTALI: ARCHI TOTALI: ZONE: 988 9

10 CORSI E SEMINARI DI FORMAZIONE COMPOSIZIONE INFRASTRUTTURA METROPOLITANE TRAM FERROVIA STAZIONI/FERMATE RETE STRADALE

11 SERVIZI FERROVIARI linee S suburbane Malpensa Express 12 regionali veloci 27 treni regionali 11 treni interregionali Treni Alta Velocità

12 SERVIZI FERROVIARI I servizi ferroviari sono stati modellizzati considerando: - il tempo effettivo tra 2 stazioni; - La frequenza nell ora di punta;

13 SERVIZI METROPOLITANI Le 4 linee metropolitane di Milano sono state modellizzate considerando: - il tempo totale tra i 2 capolinea - La frequenza nell ora di punta Le 2 linee che presentano delle biforcazioni (M1 e M2) sono state rappresentate come linee separate aventi, ciascuna, il tratto centrale in comune

14 Sono stati modellizzati i tram di Milano individuati come linee di forza (Tram 12, 15, 24, 27,31) in modo da simulare la corretta penetrazione nel capoluogo SERVIZI TRANVIARI Sono stati considerati: - il tempo totale tra i 2 capolinea - La frequenza nell ora di punta

15 FLUSSI TRASPORTO PUBBLICO: GENERAZIONE DEI PERCORSI La stazione può essere raggiunta: - A piedi o tramite trasporto locale, se essa è presente nella zona di residenza - Con auto privata, purché al di sotto di una prefissata distanza funzione del livello di servizio della stazione stessa Il livello di servizio (parcheggi, quantità di linee, etc.) divide le stazioni in: medio-piccola importanza (massimo 10 km) interscambio (massimo 20 km) porte di accesso a Milano (raggiungibili da ogni zona)

16 COMPOSIZIONE DOMANDA DI TRASPORTO Matrice Regione Lombardia 2014: -estrazione ora di punta adattamento alle 988 zone - eliminazione viaggi intrazonali Matrice Trasporto Privato PIM Banca dati Rilievi Centro Studi PIM Matrice Trasporto Privato Regione Lombardia Matrice Ferro Regione Lombardia Nuova Matrice Trasporto Privato PIM Nuova Matrice Commerciali e Pesanti PIM Nuova Matrice Trasporto Privato Leggero PIM MATRICE DI VIAGGIATORI Matrice Ferro PIM

17 RIPARTIZIONE MODALE: CALIBRAZIONE MATRICE DI VIAGGIATORI SCELTA MODALE: Matrice trasporto privato Matrice trasporto privato Matrice trasporto pubblico Matrice trasporto pubblico Matrice COSTI T. privato Matrice COSTI T. pubblico Ripartizione degli spostamenti delle persone nei diversi modi. La calibrazione si basa sull analisi delle OSSERVAZIONI e sul confronto con i COSTI associati ad ogni percorso. Si associano le matrici dei viaggi per modo e i relativi costi. Si considerano le coppie O/D che hanno valori non nulli in entrambe le matrici di spostamento indicando la SCELTA DEL MODO di un numero di viaggiatori a fronte di UN COSTO di viaggio sostenuto. Si estrapolano I PESI che l utenza associa a ciascun ATTRIBUTO DI COSTO di viaggio Osservazioni Da modello 17

18 CALIBRAZIONE: ANALISI DELLE OSSERVAZIONI Può portare a risultati non verosimili contemplare osservazioni: Tra zone senza un alternativa modale Tra zone più esterne del grafo Tra zone interne alla città di Milano Tra zone collegate direttamente da 2 connettori

19 RIPARTIZIONE MODALE Logit Multinomiale Matrice totale degli Spostamenti Scelta Modale Utilità = V i = β i X i Rappresentano il peso dato dall utente all attributo di costo Matrice Trasporto Privato Matrice Trasporto Pubblico Utilità auto = β 1 Tempo a bordo + β 2 Distanza a bordo + + β 3 Pedaggio autostradale + cost1 Utilità TPL = β 4 Tempo attesa iniziale + β 5 Tempo attesa trasbordi + + β 6 Tempo a bordo + β 7 Tempo accesso stazione + + β 8 Distanza a bordo + β 9 Distanza accesso stazione + + β 10 Tariffa biglietto + cost2 log-verosimiglianza(β) = ln L(β)

20 Modelli Multimodali: Caratteristiche, dati di input e output, principali parametri Scelta del set di Coefficienti b Determinazione di più scenari distinti per: Numero di parametri considerati Aggregazioni di coefficienti analoghi Variazione del numero di osservazioni considerate Scelta dello scenario di modellizzazione: Valore negativo dei coefficienti in quanto disutilità Coefficiente Tempo Auto < Coefficiente trasporto pubblico VOT trasporto privato > VOT trasporto pubblico VOT tempo di attesa > VOT tempo a bordo

21 Assegnazione Traffico Privato Ingresso: Matrice traffico privato Uscita: Flussi di traffico e costi auto 1. Determinazione dei percorsi (capacità archi stradali, velocità rete stradale, ) 2. Assegnazione tempi di percorrenza (in base a congestione stradale) 3. Assegnazione costo generalizzato [in minuti] (tempo + distanza + pedaggio) 4. Determinazione distribuzione degli spostamenti (probabilità di scelta dei percorsi) 5. Iterazione dei risultati Situazione di equilibrio (variazione dei flussi sui percorsi) Visualizzazione e analisi dei FLUSSI sulla rete Determinazione COSTI dei percorsi: Distanza Tempo Pedaggio

22 Assegnazione Trasporto Pubblico Ingresso: Matrice trasporto pubblico Uscita: Flussi di passeggeri e costi t. collettivo 1. Generazione dei percorsi (velocità e frequenza dei servizi, velocità stradale per raggiungere le stazioni, ) 2. Assegnazione tempi di percorrenza 3. Assegnazione costo generalizzato [in minuti] (tempo a bordo + tempo di attesa + distanza + tariffa) 4. Determinazione distribuzione degli spostamenti (probabilità di scelta dei percorsi) 4. Iterazione dei risultati Situazione di equilibrio (variazione dei flussi sui percorsi) Visualizzazione e analisi dei FLUSSI sulla rete Determinazione COSTI dei percorsi: Distanza e tempo a bordo Distanza e tempo per raggiungere le stazioni Tempi di attesa (iniziale, ai trasbordi) numero trasbordi tariffa

23 Test di convergenza Calcolo GAP che valuta, tra due iterazioni successive, la differenza dei flussi per i costi Verifica GAP<1% GAP = Differenze percentuali tra i flussi pesate sui costi CONVERGENZA GAP% - limite 1% 12.00% 11.00% 10.00% 9.00% 8.00% 7.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00% Iterazione Tempo di un iterazione : 22 minuti Numero iterazioni per convergenza = 21 Tempo totale simulazione : circa 8 ore

24 FLUSSI STRADALI REGIONE METROPOLITANA (ora di punta del mattino - giorno feriale tipo) distanza media a bordo tempo medio a bordo velocità media strade principali velocità media strade secondarie velocità media strade urbane 24 km 43 min 69 km/h 30 km/h 18 km/h

25 FLUSSI STRADALI FOCUS SU MILANO (ora di punta del mattino - giorno feriale tipo)

26 CORSI E SEMINARI DI FORMAZIONE FLUSSI FERROVIARI REGIONE METROPOLITANA (ora di punta del mattino - giorno feriale tipo) distanza media a bordo 32 km tempo medio a bordo 34 min tempo medio di prima attesa 7 min tempo media attesa interscambio 6 min costo medio biglietti 4,30

27 FLUSSI FERROVIARI FOCUS SU MILANO (ora di punta del mattino - giorno feriale tipo)

28 FLUSSI STRADALI E FERROVIARI REGIONE METROPOLITANA (ora di punta del mattino giorno feriale tipo)

29 UTILIZZO DEI MODELLI DI SIMULAZIONE DEL TRAFFICO Modelli di simulazione: caratteristiche, dati di input e output, principali parametri GRAZIE DELL ATTENZIONE 29

30 UTILIZZO DEI MODELLI DI SIMULAZIONE DEL TRAFFICO Modelli Multimodali Centro Studi PIM Centro Studi per la Programmazione Intercomunale dell'area Metropolitana via Felice Orsini, 21 [Villa Scheibler] Milano Sito: Referente per l organizzazione generale arch. Cristina Alinovi cristina.alinovi@pim.mi.it