Scuola di Ingegneria - Università di Pisa Anno Accademico: 2014/15 CORSO DI TECNICA ED ECONOMIA DEI TRASPORTI Docente: Marino Lupi CLASSIFICAZIONE E TIPOLOGIA DEI SISTEMI DI TRASPORTO COLLETTIVO URBANO PARTE B 1
METROPOLITANA PESANTE Supporto: ruota in acciaio su rotaia in acciaio (ma anche pneumatico in gomma su via in acciaio o su via in conglomerato cementizio) Guida: vincolata. Propulsione: motore elettrico Controllo: marcia strumentale, di tipo ferroviario, basata su sezioni di blocco (parti di sezioni di linea su cui può transitare un solo treno per volta). Sede : esclusiva (galleria o viadotto) Capacità mezzo: 1000 passeggeri (molto alta, valori anche superiori) Cadenza minima: 1,5 minuti (frequenza max = 40 passaggi/h, valore limite) Capacità della linea: 1000 x 40= 40000 pass/h (ma può essere anche superiore per la capacità del mezzo). M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 2
Fonte:Adinofi A., Le nuove unità di trazione ad inverter per la linea A della metropolitana di Roma, Ingegneria Ferroviaria,n.4 1999. Lunghezza : 17,84 m Metropolitana di Roma,linea A. (Nelle ore di punta due treni accoppiati, 6 carrozze totali, lunghezza treno 107 m) 3
Principali pregi: - Altissima capacità di linea. - Altissima affidabilità. - Nessuna interferenza con altre correnti di traffico (sia veicolari, sia pedonali). - Alta velocità commerciale. Principali difetti: - Altissimo costo di impianto (100-120 milioni di euro / km in galleria, ma attualmente anche di più) - Alta domanda affinché il sistema sia economicamente accettabile (almeno 20000-30000 pass per direzione nell ora di punta). M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 4
Le metropolitane automatiche (senza guidatore), che si sono per prime affermate, come vedremo, fra le metropolitane leggere, si stanno affermando anche fra quelle pesanti. Esempio: linea C a Roma M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 5
(Ansaldo Breda) M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Univ. Pisa - A.A. 2012/13 6 Fonte: http://www.cifi.it/upldocumenti/torino12/06%20dario%20romano%20ansaldobreda.pdf
Metropolitana leggera In passato indecisione sulla definizione: tram moderni e metrotranvie erano spesso chiamate metropolitane leggere. Oggi (almeno in Italia) si intende per metropolitana leggera un sistema di trasporto che mantiene tutte le caratteristiche della metropolitana pesante ad eccezione della capacità oraria della linea. Questa risulta ridotta perché i veicoli sono più stretti ed i treni hanno una composizione più corta (100m circa per una metropolitana pesante, contro 30m circa per una leggera). M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 7
Metropolitana leggera Supporto: ruota in acciaio su rotaia in acciaio, pneumatico in gomma su via in acciaio o su via in conglomerato cementizio Guida: vincolata. Propulsione: motore elettrico Controllo: marcia strumentale. Spesso sono completamente automatiche : ossia non c è guidatore a bordo (ma ora, come è stato detto, anche alcune nuove metropolitane pesanti sono automatiche). Sede : esclusiva. Capacità mezzo: contenuta (70+70=140 passeggeri, Val 208, Torino, con 4 passeggeri/mq. Nelle ore di punta 2 treni accoppiati: 280 passeggeri). Frequenza massima: altissima ( 50 passaggi/h, 72 sec. la cadenza minima, VAL 208, valore limite). Capacità della linea: valore limite con un solo treno: 7000 pass/h (280x50 = 14000 pass/h per un Val208, tipo Torino, con due treni accoppiati, però in questo caso il convoglio è lungo 52 metri: quindi M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Univ. Pisa - A.A. 2012/13 si esce dal concetto di leggera e sarebbe meglio definirla media ). 8
Fonte: Pautasso S.. La metropolitana automatica di Torino, Tutto Treno, n.195, 2006. Val 208 - Torino M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 9
Principali pregi di una metropolitana leggera (rispetto ad una pesante): - Gallerie di sezione contenuta. - Le stazioni (che hanno sezioni di scavo maggiore, rispetto alla piena linea ) possono essere più corte (però se si prevede la possibilità di treni accoppiati si arriva a 52m per la lunghezza di un treno completo). Principali difetti: - Il costo di impianto non è molto differente da una metropolitana pesante (70-80 milioni di euro/km per tratti in galleria) M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 10
Le metropolitane automatiche si stanno diffondendo in Italia con caratteristiche che però sono più di tipo medio piuttosto che leggero. Anche nel campo delle metropolitane automatiche si è affermato (come nel caso dei tram) il sistema modulare. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 11
Fonte: http://www.cifi.it/upldocumenti/torino12/06%20dario%20romano%20ansaldobreda.pdf Ansaldo Breda M. Lupi: "Tecnica ed Economia dei Trasporti", Univ. Pisa - A.A. 2012/13 12
Fonte: http://www.cifi.it/upldocumenti/torino12/06%20dario%20romano%20ansaldobreda.pdf La prima ad entrare in esercizio è stata quella di Copenhagen (quella di Brescia è uguale) M. Lupi,"Tecnica Lupi: ed Economia dei Trasporti", Scuola Univ. di Pisa Ingegneria, - A.A. 2012/13 Università di Pisa, A.A. 2014/15 13
Metro Leggera Automatica 14
Metrotranvia Sistema ibrido fra una tranvia ed una metropolitana: tratti in cui la marcia è a vista, magari in sede promiscua, e tratti in cui è strumentale (magari in galleria in sede esclusiva). Molto spesso si tratta di sistemi che hanno sfruttato parti di linee ferroviarie divenute nel tempo urbane. I tratti con marcia a vista condizionano la capacità di tutta la linea. Capacità della linea: 300 x 20= 6000 pass/h (ma può essere anche superiore); Esempi: Metrolink di Manchester e Metropolitana leggera di Stoccarda. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 15
Esempio: Metrolink di Manchester Fonte: Liberatore M- Sistemi di Trasporto di massa e tecnologie innovative, Masson, 1994. 16
Fonte: Liberatore M- Sistemi di Trasporto di massa e tecnologie innovative, Masson, 1994. Metrolink di Manchester (Esempio di Metrotranvia) M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 17
Esempio: Metropolitana leggera di Stoccarda 18
Metropolitana leggera di Stoccarda Fonte: Liberatore M- Sistemi di Trasporto di massa e tecnologie innovative, Masson, 1994. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 19
Fonte: Tarozzi M., Tram su gomma prime esperienze europee, le strade 3/2006.. Costo di costruzione al km di alcuni sistemi (pubblicati nell anno 2006) APM (Automated People Mover) : Metropolitane Leggere Automatiche Coefficiente di rivalutazione ISTAT: euro 2006=1,155 euro 2015 20
Capacità e livello di servizio nel caso di un mezzo di trasporto collettivo C = C linea mezzo f massima Per esempio autobus lungo (12m): C mezzo = 80 passeggeri fmassima = 20 passaggi/h (che deriva da una cadenza minima di 3 minuti*) avere considerato C linea =1600 passeggeri / h * Generalmente non si scende sotto i tre minuti in quanto i mezzi, in area urbana, si accoppiano ; tecnicamente però potrei scendere anche sotto questa cadenza. Analogamente ad altri sistemi di trasporto, per esempio quello individuale stradale, posso parlare, per un mezzo di trasporto collettivo, di livello di servizio. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 21
Livello di servizio: indice della qualità del servizio offerto. Livelli di servizio, Highway Capacity Manual (HCM), 1994, per autobus da 80 posti. Gross area) Posso generalizzare per un autobus qualsiasi. Q ( = C portata capacità ) A: B : C : Q C 0,50 0,325 0,325 < < Q C Q C 0,50 0,66 M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 22 D : E F : : 0,66 < 0,83 < Q C > 1 Q C Q C 1 0,83
Dettaglio calcolo capacità autobus (HCM 94). Da notare: Area lorda = 340 sq ft (31,6 mq 2,5x12) area netta area lorda 72% Un posto a sedere occupa: 3,3 sq ft 0,30 mq Un passeggero in piedi: 2,6 sq ft 0,24 mq (4 passeggeri/mq) M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 23
HCM (1994) 0,37 0,56 mq 0,28 0,46 mq 0,28 0,37 mq 0,37 0,84 mq 0,22 0,26 mq (3,8 4,5 pass / mq ) 0,25 mq (4 pass/mq) 0,17 mq (6 pass/mq) Livello F M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 24
HCM 2000 Livelli di servizio (Transit Capacity and Quality of Service Manual 2 Edition) 5 pass/mq Calcolo della capacità di un mezzo di trasporto collettivo: Considero la pianta del mezzo, conto i posti a sedere, a questi aggiungo il numero massimo di passeggeri in piedi. Numero di passeggeri in piedi: valuto l area per i passeggeri in piedi, moltiplico per 4 (0,25 mq per passeggero) ed ottengo il numero di passeggeri in piedi con un livello di servizio E (capacità). M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 25
Se viene superata la capacità (livello di servizio E) il servizio continua (con un livello di servizio non ammissibile): non viene interrotto come nel caso del superamento, per esempio, della capacità nel caso autostradale: dove ho la circolazione di tipo stop-and-go. Molti costruttori di mezzi di trasporto collettivo considerano come capacità quella che si ottiene con 0,17 mq/ persona in piedi (6 persone/mq): ma in questo caso il livello di servizio non è accettabile (è un livello F). Di fatto molte metropolitane (ed autobus), nelle ore di punta, funzionano con questo livello di servizio. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 26
Se non ho la pianta del mezzo posso fare un conto approssimativo Per esempio ammettiamo di avere un autobus lungo (12m) con 22 posti a sedere (dati relativi al mezzo senza avere la pianta disponibile) 12x2,5= superficie esterna 12x2,5x0,75 superficie interna utile 12x2,5x0,75 22 x 0,325= 15,35 superficie interna per i passeggeri in piedi 15,35 mq x 4 = 61 persone in piedi (superficie occupata da un passeggero seduto) Capacità mezzo = 22 (posti a sedere) + 61 83 passeggeri domanda capacità mezzo = (suppongo di conoscere questo dato) frequenza necessaria Questa deve essere compatibile con la frequenza (cadenza) limite del sistema. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 27
Esempio- Domanda: 1200 pass/h Capacità del mezzo= 80 passeggeri 1200 = 80 15passaggi/h (cadenza 4 minuti) È superiore alla cadenza limite considerata, nella pratica dell esercizio, pari a circa 3 minuti: sotto i tre minuti, in presenza di semafori, e di alta domanda, si è riscontrato il fenomeno dell accoppiamento. Ciò non toglie che, in particolari situazioni, forte protezione della sede, priorità semaforica, Bus Rapid Transit (BRT), si possa anche scendere sotto i tre minuti. M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 28
Bogotà Trans Milenio BRT (Esempio di Bus Rapid Transit ) Fonte: http://www.transmilenio.gov.co/website/default.aspx M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 29
Fonte:http://siteresources.worldbank.org/INTURBANTRANSPORT/Resources/ Factsheet-TransMilenio.pdf Bogotà Trans Milenio BRT (Esempio di Bus Rapid Transit ) M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 30
Bogota's Transmilenio BRT has won praise for its roomy coaches and well-designed stations. (Photo: Streetfilms) Fonte: http://sf.streetsblog.org/category/issues-campaigns/rail-issues-campaigns/ M. Lupi,"Tecnica ed Economia dei Trasporti", Scuola di Ingegneria, Università di Pisa, A.A. 2014/15 31