APPENDICE B Le verifiche di funzionalità dei nodi Intersezioni semaforizzate e rotatorie

APPENDICE B Le verifiche di funzionalità dei nodi Intersezioni semaforizzate e rotatorie 1 Il software SEM - Calcolo e valutazione del Piano semaforico...2 1.1 Imputazione dei flussi e dei parametri base...2 1.2 Le fasi multiple...3 1.3 Il calcolo del ciclo ottimo e dei tempi di verde...3 1.4 Analisi dei risultati...4 2 Il calcolo della capacità delle rotatorie...4 2.1 Il metodo di verifica delle rotatorie extraurbane di Setra...4 2.2 Il metodo di verifica delle rotatorie urbane di Bovy...5 2.3 Il software di verifica delle rotatorie Rota...6

1 Il software SEM - Calcolo e valutazione del Piano semaforico Il calcolo e la valutazione del Piano semaforico viene condotta con il software Sem di Polinomia Srl che consente di calcolare la fasatura di un impianto semaforico, ovvero di verificarne il funzionamento a fasatura data. Il foglio di lavoro si presenta come segue. I dati di input sono evidenziati dallo sfondo verde, mentre i principali output dallo sfondo grigio. TRAFFICO DI PROGETTO FLUSSI FLUSSI RAPPORTO FLUSSO RITARDO RITARDO CODA CODA CAPACITA' RAPP. PROVENIENZA CARATTERIST.TIPO COEFF. FLUSSI Tot. DIAGRAMMA Corret. DI OMOGEN. PROGETTO ATTUALE MEDIO TOTALE MEDIA MEDIA FINALE F/C GEOMETRICH MOVIM. OMOG. cat.1 cat.2 cat.3 omog. FASATURA Fase SATURAZ. DI PROG. SATURAZ. (VEIC/H) (SEC.) (VEIC*H/H) (VEIC.) MAX Settimo -Larghezza(mt) 3,50 DX 1 631 120 0 931 1 0 0 0 0 0 1,0 1875 931 0,50 751 85,4 17,8 7,0 64,1 833 1,12 Settimo sx -Larghezza(mt) 3,00 DX 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1,0 1850 83 0,04 42 26,4 0,3 0,6 0,9 548 0,15 SX 1 15 27 0 83 Milano -Larghezza(mt) 3,50 DX 1 162 140 0 512 1 0 0 0 0 0 1,0 1875 512 0,27 302 22,0 1,8 3,8 6,7 833 0,61 Meucci -Larghezza(mt) 3,00 DX 1 158 190 0 633 0 1 0 0 0 0 1,0 1850 633 0,34 348 157,3 15,2 4,7 43,2 548 1,15 1.1 Imputazione dei flussi e dei parametri base L incrocio viene descritto per gruppi di corsie, caratterizzate dalla stessa provenienza e dai medesimi gruppi ed aspetti di segnali. Nel seguito verranno semplicemente indicati come provenienze. Per ciascuna provenienza vanno anzitutto inseriti i seguenti dati (prima colonna): - larghezza complessiva delle corsie dedicate; - pendenza (in gradi percentuali) - fattore correttivo (per modificare se necessario il risultato del calcolo del flusso di saturazione effettuato) PROVENIENZA CARATTERIST. GEOMETRICH Settimo -Larghezza(mt) 3,50 Settimo sx -Larghezza(mt) 3,00 Milano -Larghezza(mt) 3,50 Meucci -Larghezza(mt) 3,00 7 8 9 10 11 12 -Larghezza(mt) 4,00 DX 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1,0 1975 34 0,02 17 111,0 0,5 0,3 1,1 73 0,46 Diritto 1 1 0 0 1 SX 1 5 11 0 33 -Larghezza(mt) 4,00 DX 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1,0 1975 68 0,03 65 111,3 2,0 0,5 4,2 73 0,93 Diritto 1 13 2 0 18 SX 1 50 0 0 50 -Larghezza(mt) 0,00 DX 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0 1550 0 0,00 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 0,00 -Larghezza(mt) 0,00 DX 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0 1550 0 0,00 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 0,00 Tempi di fase (secondi, 0 se da calcolare) 0 0 0 0 0 0 Tempi di giallo interfase 4 4 4 4 4 4 22400 2261 1525 89 37,7 17,0 120,1 2909 0,78 Per ciascuna provenienza vanno poi imputati i flussi di traffico in flussi orari (secondo gruppo di colonne), suddivisibili in tre categorie di veicoli (con i relativi coefficienti di equivalenza specificati nel riquadro Parametri e coefficienti tecnici ), e nei tre possibili movimenti (destra, dritto e sinistra), per ciascuno dei quali è possibile definire uno specifico coefficiente di equivalenza. I diversi movimenti definiti all interno di una stessa provenienza devono condividere le stesse corsie. Corsie specializzate vanno specificate in una specifica provenienza. TRAFFICO DI PROGETTO TIPO COEFF. FLUSSI Tot. MOVIM. OMOG. cat.1 cat.2 cat.3 omog. DX 1,2 120 0 0 120 Diritto 1 600 1 0 603 SX 1,5 20 0 0 20 DX 1,2 0 0 0 0 Diritto 1 0 0 0 0 SX 1,6 15 27 0 83 DX 1,1 162 0 0 162 Diritto 1 200 10 0 225 SX 1,5 10 0 0 10 DX 1 158 190 0 633 Diritto 1 0 0 0 0 SX 1,5 25 0 0 25 PARAMETRI E COEFFICIENTI TECNICI INDICATORI TECNICI Coefficienti di omogeneizzazione veicoli Ritardo medio (sec.) 89,0 - categoria 1 1 Ritardo totale (veic*h/h) 37,7 - categoria 2 2,5 Lunghezza tot.media code (veic.) 17 - categoria 3 1 Lunghezza tot.max. code (veic.) 120 Capacità totale 2909 Parametri fasatura Rapporto F/C medio 0,78 Tempo di tutto rosso (sgombro inters 1 Ritardo cumulato alla partenza 3 Canali in congestione SI Moltiplicatore picco 1 Fase pedonale (sec.) 0 Lunghezza ciclo scelto (sec.) 54 Periodo di simulazione (min.) 15 CICLO E FASATURA Coefficiente di carico (senza L.T.) 0,87 Numero Fasi 3 Lost Time totale 12 Coeficiente finale carico incrocio 1,10 Lunghezza ciclo ottimo (sec.) 181 Lunghezza ciclo pratico (sec.) 54 Fase n.ro Verde Giallo Rosso Tot.contr. 1 23 4 27 54 2 15 4 35 54 3 1 4 49 54 4 0 0 0 0 5 0 0 0 0 6 0 0 0 0 Pedon. 0 0 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 secondi Pedonale Settimo Settimo sx Milano Meucci 7 8 9 10 11 12 Nella terzo gruppo di colonne viene specificata la fasatura: ogni colonna corrisponde ad una fase (max 6 fasi): il valore 1 corrisponde a fase verde per la relativa provenienza; 0 altrimenti. Dell ultima colonna (correzione di fase) ci si occuperà più oltre parlando delle fasi multiple. Sotto ogni riga destinata a specificare la fase è riportata una riga di 1 che sta ad indicare che la fase è inclusa nel calcolo dei tempi ottimi. L ultima riga del gruppo serve per specificare il tempo di giallo; la riga precedente contiene invece degli zeri se si vuole che il foglio calcoli la fasatura; serve altrimenti per specificare la lunghezza di ciascuna fase quando si utilizza il foglio per verificare una regolazione esistente. DIAGRAMMA FASATURA Corret. Fase 1 0 0 0 0 0 1,0 0 1 0 0 0 0 1,0 1 0 0 0 0 0 1,0 0 1 0 0 0 0 1,0 2

1.2 Le fasi multiple Il calcolo del ciclo e delle fasi avviene sulla base del rapporto tra flusso per provenienza e flusso di saturazione: per ciascuna fase viene preso il rapporto più sfavorevole per ciascuna provenienza e questo viene utilizzato nei successivi calcoli. Nel caso di provenienze che sfruttano più di una fase si elimina tale provenienza dalla ricerca del rapporto sfavorevole mettendo degli 0 al posto degli 1 sotto la riga che descrive la fasatura, ovvero si forza un diverso valore per la fase calcolata utilizzando il coefficiente specificato nella colonna correttivo di fase. Detta colonna può essere anche utilizzata per favorire/sfavorire una determinata provenienza. PARAMETRI E COEFFICIENTI TECNICI Coefficienti di omogeneizzazione veicoli - categoria 1 1 - categoria 2 2,5 - categoria 3 1 Parametri fasatura Tempo di tutto rosso (sgombro inters 1 Ritardo cumulato alla partenza 3 Moltiplicatore picco 1 Fase pedonale (sec.) 0 Lunghezza ciclo scelto (sec.) 54 Periodo di simulazione (min.) 15 Il riquadro Parametri e coefficienti tecnici specificano il tempo di tutto rosso, il ritardo cumulato all avvio di fase (tipicamente 3 ), un eventuale moltiplicatore di picco (serve per testare la sensitività dei risultati rispetto ad incrementi della domanda o a sue concentrazioni all interno dell ora, la lunghezza di una eventuale fase tutta dedicata ai pedoni, la lunghezza del ciclo semaforico ed il periodo sub-orario al quale si riferiscono i valori di traffico imputati. 1.3 Il calcolo del ciclo ottimo e dei tempi di verde Sulla base delle nozioni di flusso di saturazione, tempi persi e verde effettivo si può calcolare il ciclo semaforico minimo necessario a smaltire i flussi reali, espressi in termini di veicoli equivalenti,che interessano l intersezione in esame. In particolare ponendo: 1.3.1 Tempi di verde Per ottenere il minimo ritardo complessivo, le durate del verde effettivo devono essere proporzionali ai rapporti dei flussi y, il che si ottiene ponendo: Avendo indicato con Co la lunghezza di ciclo pratico adottato. 3

1.4 Analisi dei risultati 2 Il calcolo della capacità delle rotatorie CICLO E FASATURA Coefficiente di carico (senza L.T.) 0,81 Numero Fasi 3 Lost Time totale 12 Coeficiente finale carico incrocio 1,03 Lunghezza ciclo ottimo (sec.) 122 Lunghezza ciclo pratico (sec.) 54 Fase n.ro Verde Giallo Rosso Tot.contr. 1 20 4 30 54 2 18 4 32 54 3 1 4 49 54 4 0 0 0 0 5 0 0 0 0 6 0 0 0 0 Pedon. 0 0 0 0 Il foglio fornisce i seguenti principali output: nel riquadro ciclo e fasatura il coefficiente di carico dell incrocio senza i perditempi legati ai cambi di fase, il numero delle fasi, il lost time totale, il coefficiente di carico dell incrocio e la lunghezza del ciclo ottimo (calcolato secondo la formulazione del Webster). 2.1 Il metodo di verifica delle rotatorie extraurbane di Setra Il metodo è stato formalizzato in Francia nel 1987 dal SETRA. La capacità e i flussi sono misurati in autovetture equivalenti per ora (veq/h), valutati per periodi di rilevazione di 15 minuti sulla linea di DARE PRECEDENZA Il metodo definisce una relazione lineare fra capacità e un traffico complessivo di disturbo, (flusso che percorre l anello e quello in uscita sullo stesso ramo). Il parametro geometrico fondamentale per il calcolo della capacità è la larghezza ENT, valutata dietro la prima autovettura ferma alla striscia del DARE PRECEDENZA, ed in particolare lo scarto di rispetto ad una larghezza standard di 3,5 m. Il metodo è quello proposto dalle normative nazionali e regionali (ad esempio in Lombardia, dal Regolamento regionale N. 7 del 24 aprile 2006 per la progettazione stradale) Viene inoltre riportata la lunghezza calcolata per ciascuna fase dei tempi di verde, giallo e rosso INDICATORI TECNICI Ritardo medio (sec.) 58,7 Ritardo totale (veic*h/h) 26,4 Lunghezza tot.media code (veic.) 15 Lunghezza tot.max. code (veic.) 78 Capacità totale 2906 Rapporto F/C medio 0,72 Canali in congestione SI - nel riquadro indicatori tecnici viene riportato il ritardo totale (veic*h/ora), il ritardo medio, la lunghezza totale media e media massima degli accodamenti, la capacità totale ed il rapporto Flusso/Capacità medio per le diverse provenienze. - Nel penultimo gruppo di colonne vengono riportati per ciascuna provenienza una serie di valori, e precisamente il flusso di saturazione (capacità di deflusso per ora di verde), il flusso omogeneizzato di progetto, il rapporto tra i due valori precedenti, il flusso attuale (non omogeneizzato), il ritardo medio, il ritardo totale, la coda media e la coda media massima. - nell ultimo gruppo di colonne viene riportata per ciascuna provenienza la capacità effettiva ed il rapporto flusso/capacità. 4

2.2 Il metodo di verifica delle rotatorie urbane di Bovy Il metodo Svizzero di Bovy è più adatto alla verifica dei casi urbani. Secondo tale metodo la capacità di ogni ramo di accesso parte da un valore massimo cui va detratto l effetto del traffico disturbante che è quello che circola davanti all accesso più una quota di quello che esce dallo stesso ramo. Tale quota è tanto più importante quanto più ravvicinate sono le traiettorie di ingresso-uscita. 5

I metodi differiscono tra loro, ma le caratteristiche (in particolare urbano/extraurbano) del contesto fanno preferire un metodo rispetto all altro (in ambito urbano normalmente è più affidabile il metodo di Bovy). Verifica di capacità delle rotatorie Metodo di Bovy Software Roto Intersezione - Emilia Ovest Flussi di traffico Matrice dei flussi medi orari (Veq/h) Braccio Ovest/Liv ingstone Est (Centro) TOT 67 61 1-49 17-67 1455 2 Ovest/Livingstone 40 42 732 151 964 1521 1516 3-322 136-458 1066 977 4 Est (Centro) 22 653-302 977 455 539 Ovest/Livingstone TOT 61 1.066 885 453 2.465 964 453 1419 992 534 885 458 Geometrie e calcoli braccio 1 braccio 2 braccio 3 braccio a Dati geometrici Ovest/Livingstone Est (Centro) Distanza uscita-ingresso 9 11 9 11 Corise in ingresso 1 1 2 2 Corsie in anello 2 2 2 2 Indicatori di prestazione Traffico entrante Capacità ingresso F/C ingresso Ritardo medio Ritardo totale Coda media massima Livello di Servizio Riserva di capacità Est (Centro) Metodo Bovy Braccio Veq / h Veq / h sec h Veic 1 67 551 0,12 9 0,2 2 A 88% 2 Ovest/Livingstone 964 1.204 0,80 15 4,0 13 C 20% 3 458 823 0,56 10 1,2 5 A 44% 4 Est (Centro) 977 1.255 0,78 13 3,6 12 B 22% Totale 2.465 3.833 0,64 13 9,0 32 B 36% 2.3 Il software di verifica delle rotatorie Rota I modelli di verifica delle rotatorie sopra descritti sono stati implementati in un software in grado di effettuare il calcolo e restituire i principali indicatori di prestazione della rotatoria. 6

Verifica di capacità delle rotatorie Metodo di Setra Software Roto Intersezione - Emilia Ovest Flussi di traffico Matrice dei flussi medi orari (Veq/h) Braccio Ovest/Liv ingstone Est (Centro) TOT 67 61 1-49 17-67 1455 2 Ovest/Livingstone 40 42 732 151 964 1521 1516 3-322 136-458 1066 977 4 Est (Centro) 22 653-302 977 455 539 Ovest/Livingstone TOT 61 1.066 885 453 2.465 964 453 1419 992 534 885 458 Geometrie e calcoli braccio 1 braccio 2 braccio 3 braccio 4 Dati geometrici Ovest/Livingstone Est (Centro) Diametro rotatoria (m) DIA m 38 Larghezza isola (m) SEP m 6 11 6 13 Larghezza anello (m) ANN m 9 9 9 9 Larghezza entrata (m) ENT m 5 8 5 8 Flusso disturbante (Veq/h) 1353 590 695 884 Capacità in ingresso (Veq/h) 440 1330 970 1031 Capcità totale (Veq /h) 409 1313 954 1005 Indicatori di prestazione Metodo di Setra Traffico entrante Capacità entrante F/C Capacità massima Ritardo medio Ritardo totale Coda media massima Livello di Servizio Riserva di capacità Est (Centro) Calcolo Capacità Braccio Veq / h Veq / h Veq / h sec h Veic 1 67 440 0,15 409 13 0,2 2 B 84% 2 Ovest/Livingstone 964 1.330 0,72 1.313 8 2,1 8 A 27% 3 458 970 0,47 954 5 0,7 3 A 52% 4 Est (Centro) 977 1.031 0,95 1.005 72 19,5 60 F 3% Totale 2.465 3.771 0,65 3.681 33 23 73 D 33% 7