Facoltà di Ingegneria Civile Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle Infrastrutture Viarie e dei Trasporti Università degli studi Roma Tre Anno Accademico 2017/2018 RELAZIONE DI FINE TIROCINIO Strumenti di macro e microsimulazione del traffico per la valutazione degli impatti: il caso Tramvia Vittorio Emanuele-Largo Corrado Ricci Studentessa: Marianna Panno Relatore: Ernesto Cipriani Tutor: Marco Cianfano
SOMMARIO 1.INTRODUZIONE... 3 2.INQUADRAMENTO TERRITORIALE... 4 3.DESCRIZIONE DEL SOFTWARE TRANSCAD... 7 4.DESCRIZIONE DEL SOFTWARE VISSIM... 8 5.MACROSIMULAZIONI... 9 6.MICROSIMULAZIONI... 16 2
1.INTRODUZIONE Il presente elaborato intende illustrare il lavoro svolto durante l attività di tirocinio, sostenuta presso l agenzia Roma servizi per la mobilità. L attività svolta ha riguardato l analisi e la valutazione dell impatto dovuto all inserimento di una tramvia nell area di Roma compresa tra le zone di Vittorio Emanuele e Largo Corrado Ricci. Tali analisi e valutazioni sono state eseguite su due diversi livelli, un livello macroscopico e un livello microscopico. In entrambi i livelli sono stati utilizzati software di simulazione atti a valutare e quantificare gli effetti sulla viabilità stradale e gli impatti sull area di studio. Nello specifico è stato utilizzato il software Transcad per la simulazione a livello macroscopico ed il software Vissim per quella di tipo microscopico. Nella fase iniziale, il lavoro di tesi prevedeva una proposta di progetto preesistente, su questa configurazione iniziale della rete di progetto, sono state effettuate considerazioni di carattere sperimentale e valutazioni parametriche, a seguito delle quali sono state apportate diverse modifiche rispetto al progetto inizialmente proposto. Una volta effettuate tali modifiche si è proceduto di volta in volta con le simulazioni a livello micro e macroscopico. 3
2.INQUADRAMENTO TERRITORIALE L area di progetto fa parte della zona Rione Monti, I Municipio di Roma (evidenziato in rosso nella figura in basso). Nello specifico, l area di progetto è compresa tra Piazza Vittorio Emanuele e Largo Corrado Ricci. Proprio in questo tratto il progetto prevede l inserimento di una tramvia in grado di collegare i due poli. Tale tramvia sarà collegata a quella preesistente situata in via Napoleone III, percorrerà poi il tratto di strada adiacente a Piazza Vittorio Emanuele II, fino a raggiungere Via dello Statuto. Da lì si congiungerà poi a Largo Brancaccio per percorrere Via Giovanni Lanza per tutta la sua estensione, fino al tratto di Via Cavour per mezzo del quale la tramvia giungerà a Largo Corrado Ricci. Nell immagine che segue, si evidenziano in rosso gli archi su cui verrà inserita la tramvia e in nero i principali poli di attrazione/generazione che circondano l area in esame. 4
Si riportano di seguito 3 immagini della mappa di Roma in cui vengono mostrati i servizi di trasporto pubblico presenti nella città e viene evidenziata l area oggetto d esame. La prima immagine rappresenta la linea di trasporto su gomma, la seconda la linea tranviaria e la terza quella metropolitana. 5
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3.DESCRIZIONE DEL SOFTWARE TRANSCAD Il software Transcad è un motore GIS (Geographic Information System) in grado di costruire banche dati sui trasporti, creare mappe, integrare informazioni e visualizzare scenari allo scopo di risolvere problemi di mobilità di varia natura ed elaborare le soluzioni più efficaci. Transcad valuta per ciascuna zona territoriale gli spostamenti generati e attratti, la distribuzione e l assegnazione dei flussi veicolari sulla rete di trasporto, attraverso la quale è possibile stimare il numero di spostamenti attuali e in previsione. Il software permette di ricavare al termine dell assegnazione una serie di indicatori sintetici di rete al fine di confrontare e valutare i diversi scenari creati. In relazione ad archi e nodi che costituiscono la rete è possibile associarvi una serie di attributi stradali in grado di descrivere il funzionamento della rete trasportistica anche nelle situazioni più complesse. 7
4.DESCRIZIONE DEL SOFTWARE VISSIM Il software VISSIM permette di simulare e visualizzare a livello microscopico, in un unico modello, tutte le forme di traffico e le modalità con cui interagiscono tra loro, consentendo di rappresentare le geometrie più complesse. Tale software fornisce analisi complete per la valutazione e la pianificazione delle infrastrutture di trasporto urbano ed extraurbano. Con Vissim è possibile modellizzare e studiare qualsiasi geometria di nodo e qualsiasi tipo di priorità e semaforizzazione, partendo dai nodi più semplici con aree di conflitto in cui vigono regole di precedenza fino alle intersezioni semaforizzate con impianti semaforici fissi o attuati, alle rotatorie con precedenza al trasporto pubblico con interazione pedonale. I punti di forza di questo software sono la possibilità di generare una geometria dettagliata e l elevato grado di flessibilità che consente di creare un modello realistico. Vissim è in grado di rappresentare e simulare tutti i modi di trasporto e le loro interazioni e permette di modellizzare i singoli comportamenti di guida, aspetto fondamentale della microsimulazione. 8
5.MACROSIMULAZIONI Le macrosimulazioni per mezzo del software Transcad si riferiscono alle 7 zone di Roma individuate secondo il PGTU (Piano Generale del Traffico Urbano). Una volta quindi apportati gli interventi progettuali nella sola area interessata, sono stati studiati gli effetti sia sulla zona stessa che nel resto delle zone della città di Roma. Come materiale di partenza è stata fornita la mappa di Roma, la matrice degli spostamenti O/D sulla città e una proposta iniziale di progetto. Un primo lavoro ha riguardato la verifica delle caratteristiche degli archi della mappa a disposizione: controllo sui sensi di marcia, sulle capacità delle sezioni, sugli archi riservati ai soli veicoli abilitati e sugli archi non attivi. A questo punto si è proceduto con la simulazione dello stato attuale, da cui, a seguito dell assegnazione sono stati estrapolati due parametri sintetici di rete: monte-h e monte-km. Lo stesso procedimento è stato seguito per lo stato di progetto, apportando diverse modifiche rispetto a quello proposto, intervenendo anche su zone diverse dall area circoscritta nel progetto. Nell eseguire le assegnazioni a livello macroscopico, non è stata inserita la tramvia, ma si è focalizzata l attenzione su ciò che tale inserimento comporta sul trasporto privato. Le simulazioni allo stato di progetto sono state quindi eseguite dopo aver assegnato agli archi e ai nodi le nuove caratteristiche in termini di larghezza, capacità e manovre concesse e vietate. Nella figure di seguito riportata vengono evidenziate in rosso gli interventi effettuati in due diverse scale di dettaglio. 9
Per entrambi gli stati si è proceduto con la rappresentazione del rispettivo flussogramma, per arrivare poi alla comparazione dei flussi assegnati allo stato attuale e allo stato progetto. Di seguito si riportano: il flussogramma dello stato attuale (in giallo), il flussogramma dello stato di progetto (in verde) e la comparazione dei flussi tra lo stato attuale e lo stato di progetto. 10
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A questo punto è stato possibile confrontare i parametri sintetici di rete, che vengono di seguito riportati con la relativa mappa (costruita su Transcad) che mostra la suddivisione in zone della città secondo il piano PGTU. 12
In ultima analisi sono stati estrapolati i flussi di manovra al nodo previa assegnazione sia per lo stato attuale che per lo stato di progetto e per ciascun nodo appartenente all area di interesse. Tale operazione si è resa necessaria in vista dei flussi da imputare nel software di microsimulazione Vissim. Si riporta di seguito una parte dei dati estratti da Vissim (a sinistra i flussi di manovra dello stato attuale e a sinistra quelli dello stato di progetto), al fine di rendere più chiaro il processo seguito per tale operazione. 13
Un altra operazione eseguita con il software Transcad è stata la Critical Link Analysis (CLA), vale a dire un analisi nel dettaglio delle origini e delle destinazioni dei flussi in transito su alcune delle strade principali all interno del perimetro di progetto. Se ne riportano alcune illustrazioni esemplificative, in cui vengono cerchiati in rosso gli archi su cui è stata imputata la CLA. 14
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6.MICROSIMULAZIONI Nel caso delle microsimulazioni con il software Vissim, è stato necessario costruire la rete trasportistica ex novo, sia in relazione allo stato attuale che a quello di progetto, stavolta però focalizzando l attenzione sulla sola area d interesse. Tale area è delimitata dalle due piazze Vittorio Emanuele II e Piazza dell Esquilino, rispettivamente ad est e nord, e dalle vie Giovanni Lanza e Largo Corrado Ricci, rispettivamente ad ovest e sud. L area così individuata contiene l insieme delle arterie che dovranno ospitare la tramvia. È stata quindi costruita la rete stradale allo stato attuale e di progetto per mezzo di archi e connettori riferiti sia al trasporto privato che al trasporto pubblico (nello stato di progetto). La prima immagine si riferisce allo stato attuale e la seconda alla stato di progetto. 16
L assegnazione dinamica si sviluppa negli intervalli di riferimento che vengono di seguito elencati: - 15 minuti di precarico con flusso pari al 75% del flusso totale posto sull alimentatore; - 60 minuti dell ora di punta (7:30-8:30) suddivisi in 4 intervalli da 15 minuti; - 15 minuti di scarico della rete (necessari per permettere ai veicoli ancora presenti sulla rete di giungere a destinazione). Le informazioni base affinché la simulazione possa essere eseguita sono gli alimentatori di traffico sugli archi in entrata della rete e i flussi di manovra, entrambi estrapolati dai risultati della macrosimulazione. A tale scopo sono stati posizionati gli alimentatori e sono state individuate le Route su cui sono stati rispettivamente caricati i flussi in entrata e i flussi di manovra. Tale procedura è stata eseguita allo stato attuale e allo stato progetto. Nelle immagine che seguono vengono evidenziate le Route di cui sopra, prima per lo stato attuale e poi per lo stato di progetto. Nella terza immagine vengono invece evidenziati i percorsi che saranno effettuati dal tram nei due sensi di marcia. 17
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Il passo successivo ha riguardato la costruzione degli impianti semaforici. Nel caso dello stato attuale la fasatura e i tempi sono noti, essendo quelli oggi utilizzati, nel caso dello stato di progetto, partendo dai flussi di manovra e dalla fasatura proposta nel progetto iniziale, sono stati sincronizzati per mezzo del software Syncro gli impianti semaforici, a seguito delle modifiche apportate sia sulla geometria che sulle manovre vietate e concesse sugli approcci. Una volta ricavati i tempi semaforici, questi sono stati riportati sulle aree di conflitto in Vissim che prevedevano tali impianti. Nei casi in cui questi non erano previsti, le aree di conflitto sono state regolate sulla base delle regole di precedenze secondo precise procedure offerte dal programma. Allo stato attuale gli impianti semaforici inseriti nell area interessata sono tre, e vengono di seguito riportati. 19
Nello stato di progetto, i tre impianti precedenti vengono risincronizzati sulla base della nuova configurazione delle manovre e dei nuovi flussi derivanti dall assegnazione a seguito delle modifiche. E viene inserito un ulteriore impianto sull intersezione tra Vittorio Emanuele e Via dello Statuto: 20
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Prima di procedere con la miscrosimulazione non si può prescindere dalla modellizzazione del comportamento di guida dell utente. Il comportamento di guida deve riflettere quanto più possibile il reale comportamento adottato durante la guida dagli utenti che si muovono nell ambito urbano descritto. Pertanto, sulla base dei parametri adottati in aree urbane romane simili a quella di progetto e sulla base dell esperienza sono stati inseriti tutti quei parametri necessari a fornire una simulazione quanto più vicina alla realtà. Di seguito vengono riportati i parametri di cui sopra, sia per quanto riguarda gli autoveicoli sia per quanto riguarda le moto. 22
In entrambi gli scenari, attuale e di progetto, sono stati inseriti i contatori di coda posizionati sugli approcci semaforizzati in prossimità della linea di arresto, per verificare l efficacia degli impianti stessi. Sono stati poi individuati diversi percorsi sui quali calcolare i tempi di viaggio, allo scopo di confrontare eventuali aumenti o diminuzioni di costo, in termini di tempo di percorrenza. Infine sugli archi in uscita e sui relativi connettori, sono stati inseriti i contatori di traffico, che rappresentano una misura di funzionamento della rete. Il numero di veicoli offerto alla fine dell assegnazione da tali contatori, cioè, verrà confrontato con i rispettivi valori di flusso imputati sugli alimentatori di traffico. Si riporta di seguito un esempio di contatori di traffico e di coda. 23
Tutti i parametri di cui si è parlato sono stati utilizzati per il confronto tra lo stato attuale e lo stato di progetto al fine di ricavare le considerazioni conclusive circa la fattibilità del progetto. 24