Università degli Studi di Trieste Dipartimento di Ingegneria e Architettura Laurea Magistrale: Ingegneria Civile Corso : Principi di Infrastrutture Viarie (cod. 239MI) Lezione 03: Sezione stradale e traffico veicolare Roberto Roberti Tel.: 040/558.3588 E-mail: roberto.roberti@dia.units.it Anno accademico 206/207
Sommario INDICATORI DEL TRAFFICO VEICOLARE RELAZIONE TRA FLUSSO; VELOCITÀ, DENSITÀ VEICOLARE CAPACITÀ E LIVELLO DI SERVIZIO DI UNA STRADA LIVELLI DI SERVIZIO PER LE AUTOSTRADE LIVELLI DI SERVIZIO PER STRADE BIDIREZIONALI LIVELLI DI SERVIZIO DI STRADE URBANE Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 2
Domanda di trasporto La domanda di trasporto è individuata: dal volume orario di traffico; dalla sua composizione; dalla velocità media di deflusso; determina, come scelta progettuale, la sezione stradale e l intervallo della velocità di progetto. In particolare, la scelta del numero di corsie di marcia della sezione stradale e della loro tipologia definisce l'offerta di traffico, mentre la scelta dell'intervallo di velocità di progetto condiziona, in relazione all'ambiente attraversato dall'infrastruttura, le caratteristiche plano-altimetriche dell'asse e le dimensioni dei vari elementi della sezione. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it roberti@dicar.units.it 3
Il traffico su strada () Per traffico si intende tutto il complesso fenomeno che riguarda il movimento (circolazione) dei mezzi di trasporto. La modalità con cui si svolge il traffico è strettamente legata alle caratteristiche proprie della via (geometria della via), ma anche dall ambiente con cui la singola via interagisce (presenza di altre strade, ecc.). Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 4
Il traffico su strada (2) Per capire con quali modalità si svolge il traffico si deve innanzitutto distinguere tra due tipologie di deflusso veicolare: initerrotto e interrotto. (DE)FLUSSO ININTERROTTO: Flusso veicolare che non riceve disturbo da cause esterne al flusso stesso. (DE)FLUSSO INTERROTTO: Flusso veicolare che riceve disturbo da cause esterne al flusso stesso. In linea generale il flusso ininterrotto è più relazionabile a strade extraurbane mentre quello interrotto si relaziona maggiormente alle strade urbane. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 5
Il traffico su strada (3) Il deflusso veicolare si può studiare attraverso modelli DETERMINISTICI o PROBABILISTICI (stocastici). Tali modelli cercano di descrivere analiticamente le relazioni tra i parametri caratteristici del traffico rilevabili sperimentalmente per esempio: il FLUSSO veicolare; la VELOCITÀ veicolare; la DENSITÀ veicolare. I modelli deterministici descrivono il traffico attraverso i valori medi dei parametri. I modelli probabilistici descrivono il traffico attraverso le distribuzioni di frequenza (funzione di probabilità) dei parametri. Q( media) λ Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 6
Il traffico su strada (4) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 7
Il traffico su strada (5) I possibili approcci per lo studio del traffico stradale sono: approccio MICROSCOPICO e approccio MACROSCOPICO. APPROCCIO MICROSCOPICO: L analisi viene focalizzata su ogni singolo elemento che partecipa all intero fenomeno. Esempio tipico le leggi della meccanica. Consideriamo ogni singolo veicolo con il relativo guidatore Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 8
Il traffico su strada (6) I possibili approcci per lo studio del traffico stradale sono: approccio MICROSCOPICO e approccio MACROSCOPICO. APPROCCIO MACROSCOPICO: L analisi viene focalizzata sul comportamento dell insieme degli elementi che partecipano al fenomeno. Esempio tipico la teoria cinetica dei gas. Consideriamo un insieme di veicoli con i relativi conducenti. Si utilizzano alcuni parametri, i più importanti sono: il FLUSSO veicolare; la VELOCITÀ veicolare; la DENSITÀ veicolare Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 9
Flusso veicolare () VOLUME DI TRAFFICO o FLUSSO VEICOLARE (o anche PORTATA VEICOLARE): è il numero dei veicoli che passa, in una determinata sezione stradale, durante un intervallo di tempo. Si esprime in genere in termini: annuali [veic/anno], giornalieri [veic/giorno], orari [V 60 o V veic/h]. 7000 Flow in vehicles per hour 6000 5000 4000 3000 2000 000 0 2:30 AM :30 AM Highw ay Capacity 2:30 AM 3:30 AM 4:30 AM 5:30 AM 6:30 AM 7:30 AM 8:30 AM 9:30 AM 0:30 AM :30 AM 2:30 PM Time of Day Highly Congested :30 PM 2:30 PM 3:30 PM 4:30 PM 5:30 PM 6:30 PM 7:30 PM 8:30 PM 9:30 PM 0:30 PM :30 PM 2:30 AM Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 0
VOLUME DI TRAFFICO MEDIO (V) in una sezione relativa ad un intervallo di osservazione (T), è dato dal numero di veicoli (N) che transitano attraverso la sezione nell unità di tempo V N T numero veicoli ore Flusso veicolare (2) x i t i V VOLUME DI TRAFFICO MEDIO (V) di un tronco (L) è dato dal prodotto del reciproco della dimensione temporale (T) per il rapporto tra la somma degli spazi (xi) percorsi da ciascun veicolo e la dimensione spaziale (L) T N i L x i dis tan za percorsa nel domin iolt area domin iolt numero veicoli ore km km Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it
Flusso veicolare (3) Nella sezione S durante il periodo T 5 min i valori medi del volume V N T 4 5 0,80 numero veicoli min Lungo il tronco L 2 Km nel periodo T 5 min i valori medi del volume V T N i L x i,5 + 2 + 2 + 2 + 0,8 5 2 0,83 numero min veicoli Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 2
Flusso veicolare (4) TRAFFICO GIORNALIERO MEDIO [TGM veic/giorno]: è il rapporto tra il numero di veicoli che transitano in una determinata sezione stradale (in genere riferito ai due sensi di marcia) ed il numero di giorni di rilevamento. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 3
Flusso veicolare (5) TRAFFICO GIORNALIERO MEDIO - METODO GINEVRA TGM E, diurno TGM I, diurno 7 7 e + h f + m g + i n + + + l + 3 2 2 2 a + o b + p d + q r + + + c + 3 2 2 2 TGM TGM, notturno 7 7 ( 4 gn + nn + fn hn) E, notturno + ( 5 dn + pn on) I + ( TGM TGM ) TGM diurno E,diurno + 2 TGM TGM diurno + TGM notturno 2 I,diurno ( TGM TGM ) TGM notturno E,notturno + 2 ( ) I,notturno Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 4
Variazioni stagionali del flusso veicolare Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 5
Variazioni giornaliere del flusso veicolare Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 6
Variazioni orarie del flusso veicolare Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 7
La variabilità del flusso nell ora Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 8
Conteggi di traffico () P x m x! 3 2 3! m 2 ( x) e e 0, 80 E ( x) m VAR ( x) m Probabilità Media Varianza Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 9
Conteggi di traffico (2) Funzione di ripartizione della distribuzione di Poisson Roberto Roberti e-mail: roberti@dicar.units.it 20
Conteggi di traffico (3) Poisson generalizzata P(X x) k i e λ k x + 0,5 λ x k+ i ( λ) ( x k + i ) ( k )! Media campionaria Roberto Roberti e-mail: roberti@dicar.units.it 2
µ 5 µ 9 Conteggi di traffico (4) µ 0 µ 8 Roberto Roberti e-mail: roberti@dicar.units.it 22
Conteggi di traffico (5) 0 ( ) ( 7,469) ( 7,469) P X 0 e 0,00057 P ( X 0) 6!! ( 6 0) 0 0,467! Poisson binomiale ( ) ( 6 0 0,467 ) 0, 00004 P( X ) k λ x k + i e ( λ ) ( x k + i ) i! 2 i e 5,438 x ( 5,438) ( x k + i )! k + i e 5,438 ( 5,438) ( 2 + ) 2+! e + 5,438 ( 5,438) ( 2 + 2 )! 2+ 2 0,0004 Poisson generalizzata Roberto Roberti e-mail: roberti@dicar.units.it 23
Conteggi di traffico (6) Roberto Roberti e-mail: roberti@dicar.units.it 24
La variabilità del flusso nell ora (3) ESEMPIO: Un osservatore registra il numero dei veicoli che passano in una sezione stradale durante un intervallo di 30 sec. Ripete l osservazione 20 volte (cioè tiene sotto controllo la sezione stradale complessivamente per un ora) e registra i risultati delle osservazioni nella tabella seguente. a) Disegnare il diagramma a segmenti della distribuzione delle frequenze (assolute e relative); b) Tabellare e disegnare la distribuzione cumulata delle frequenze assolute e/o relative (simile alla funzione di distribuzione); c) Trovare la media (speranza matematica), la varianza del campione e l indice di dissimetria; d) Individuare la mediana e la moda della distribuzione; e) Simare media e varianza della popolazione a cui il campione appartine; f) Confrontare le frequenze relative (calcolate nel punto a)) con i valori forniti dalla legge di probabilità di Poisson avente media uguale a quella del campione osservato. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 25
Portata veicolare di progetto () PORTATA VEICOLARE DI PROGETTO o FLUSSO DI SERVIZIO o INTENSITÀ di TRAFFICO [v veic/h]: è il massimo valore del flusso orario, sotto determinate condizioni della strada e di traffico; è determinato in un intervallo di tempo inferiore all ora generalmente si utilizza un intervallo di tempo di 5 minuti. v 4 V 5 V 5 veicoli transitati nei 5 minuti più caricati nell ora Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 26
Portata veicolare di progetto (2) FATTORE DELL ORA DI PUNTA [FhP oppure Peak Hour Factor PHF]: Rapporto tra il volume orario e la portata riferiti all ora di punta; negli USA PHF varia tra 0,83 e 0,96, in Italia per le autostrade si assume generalmente 0,85. PHF V/v Valori di esempio: PHF 0,80 0,90 per strade extraurbane PHF 0,85 0,93 per strade extraurbane con traffico levato PHF 0,90 0,95 per strade urbane a forte traffico PHF 0,85 0,90 per le autostrade Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 27
Portata veicolare di progetto (3) Curva delle frequenze del flusso orario Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 28
Portata veicolare di progetto (4) Curva delle frequenze del flusso orario Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 29
Portata veicolare di progetto (5) La portata veicolare che si utilizza come base per la progettazione è quella della trentesima ora di punta [v(30)]. Curva delle frequenze del flusso orario Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 30
Portata veicolare di progetto (6) Si individuano tre zone di funzionamento: Ore di punta in cui il flusso orario è compreso tra 2,5 e 5,5 volte il flusso orario medio annuo, pari al 4% delle ore dell anno nelle quali transita il 2 % del traffico totale; Ore normali caratterizzate da flussi orari compresi tra 0,5 e 2,5 volte il flusso orario medio annuo, pari al 70% delle ore dell anno nelle quali transita il 8 % del traffico totale; Ore di minor traffico caratterizzate da flussi orari < di 0,5 volte il flusso orario medio annuo, pari al 26% delle ore dell anno nelle quali transita il 7 % del traffico totale; Relazione tra traffico annuo e flusso orario raggiunto o superato Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 3
Portata veicolare di progetto (7) v (volume progetto strada ) K *TGM v (volume progetto strada, per direzione) K * D * TGM Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 32
Portata veicolare di progetto (8) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 33
Portata veicolare di progetto (9) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 34
La variabilità della velocità () Distribuzione delle velocità Distribuzione cumulata percentuale delle velocità Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 35
La variabilità della velocità (2) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 36
La variabilità della velocità (3) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 37
La velocità del flusso veicolare () Diverse VELOCITÀ vengono utilizzate nello studio del traffico veicolare FFS (Free-Flow Speed) velocità di flusso libero; RS (Runnig Speed) velocità della corrente veicolare; TS (Travel Speed) velocità di percorrenza. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 38
Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 39 La velocità del flusso veicolare (2) Velocità istantanea, media nel tempo n s S n i i t Velocità media del viaggio, media nello spazio a n i i n i i r t L t L n n t L S n i i n i i n i i r s n s n L t n S t 2 t t r S S S σ ( ) 2 n i t i 2 t S s n σ
La velocità del flusso veicolare (3) Lunghezza Tempo di Velocità Velocità SQ veicolo tronco - L viaggio - ti Ist. - si viaggio sr km ore km/h km/h (km/h)^2 3 0,030 0, 00,00 0,545 2 3 0,04 95,45 73,7 93,822 3 3 0,028 95,00 07,4 206,554 4 3 0,02 60,20 42,86 2.583,486 5 3 0,025 86,0 20,00 54,586 Totale 5,000 0,45 3.525,993 St(media) 09,37 km/h Sr(media) 03,45 km/h Varianza si 705,20 (km/h^2) Sr(media) 02,92 Formula approssimata St - St/Var(si) Sr(media) 09,7 Formula HCM,026 * St - 3,042 si ti si si [m] [s] [m/s] [km/h] 50,00,3900 35,97 29,50 2 50,00,8000 27,78 00,00 3 50,00,2405 40,3 45,0 4 50,00 2,4275 20,60 74,5 Totale 200,00 6,86 St media 2,9 (st) ^2 varianza 744,59 Sr media formula approssimata 05,55 Sr media 29,6 04,99 Sr formula HCM 2,06 Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 40 S L t n i n S r n n ti t i i i S S r r n σ s i n L L t 2 t 2 n St σ ( ) 2 t s t i i S t n n S t L n s a n i n n i i i i n s i
Velocità e flusso veicolare La distribuzione delle velocità sono influenzate dall entità dl traffico. Curve percentili al variare del flusso Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 4
Densità veicolare () DENSITÀ DI TRAFFICO [D veic/km]: è il numero di veicoli che si trovano in un tronco stradale. È un parametro fondamentale che evidenzia le modalità con cui si svolge il traffico. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 42
Densità veicolare (2) 3*236 6*36576 D24(5280/576)/20vplm Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 43
Distanziamento e separazione veicolare () h è il distanziamento (headway) tra i veicoli, g separazione (spacing o gap) D /h (relazione tra densità e distanziamento spaziale) (h) (g) V /h (relazione tra flusso e distanziamento temporale) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 44
Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 45 Densità, flusso e velocità dei veicoli () n i i r t s n S s T t s T t T t T t D n i i n i + + + + K K s T t s n t T n S V n i i n i i r T n s s T L x T V n i n i i Sr V D
Densità, flusso e velocità dei veicoli (2) si ti si si [m] [s] [m/s] [km/h] 50,00,3900 35,97 29,50 2 50,00,8000 27,78 00,00 3 50,00,2405 40,3 45,0 4 50,00 2,4275 20,60 74,5 Totale 200,00 6,86 St media 2,9 (st) ^2 varianza 744,59 Sr media formula approssimata 05,55 Sr media 29,6 04,99 Sr formula HCM 2,06 n n x s i i i V T L T s n s km S r 04, 99 n t h i i n T 4 20 v v 720 s h V S r 720 04,99 6,8 v km t ti tn + + + + n K K T T T t i + + + v i,39,80,24 2,42 D 6,8 s T s 20 0,05 km Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 46
Densità, flusso e velocità dei veicoli (2) DENSITÀ DI TRAFFICO [D veic/km]: rapporto tra il VOLUME di traffico [V] misurato in un determinato tronco stradale in un breve intervallo di tempo (5 min.) e la media delle VELOCITÀ [S] dei veicoli: D V/S [veic/h / km/h veic/km] RELAZIONE FONDAMENTALE DEL DEFLUSSO (valida per flusso stazionario) Esempio: D 000 veic/h / 50 km/h 20 veic/km Se h e t sono rispettivamente il distanziamento medio tra i veicoli in distanza e tempo valgono le seguenti relazioni: D /h V /t h S * t Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 47
Regressioni (modelli) ε α + β X β α Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 48
Modelli sperimentali: relazione densità velocità Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 49
Modelli sperimentali: diagramma fondamentale Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 50
Modelli sperimentali: Diagramma di Deflusso Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 5
Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 52 Caratteristiche dei modelli f j S S S D V 2 f j S S S D V 2 S Sf (Sf/Dj)* D D V/S j f D D D S V 2
Capacità e livelli di servizio CAPACITÀ: massimo volume orario di traffico in una generica sezione e in determinate condizioni operative, relativo ad un intervallo di tempo che generalmente è fissato in 5 min. LIVELLI DI SERVIZIO: è definito come misura della prestazione della strada nello smaltire traffico. I livelli di servizio (LOS Level Of Service) sono 6 da LOS A a LOS F. I LOS da A a D hanno una densità inferiore a quello corrispondente alla capacità. Il LOS E corrisponde alla densità critica e quindi alla capacità della strada. Il LOS F ha densità maggiori e quindi siamo in presenza di flusso instabile. Uncongested Flow Congested Flow Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 53 speed (mph) S f S 0 0 0 v m Flow (veh/hr)
Highway Capacity Manual Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 54
Livelli di servizio per autostrade () LOS A : circolazione libera, massimo comfort, flusso stabile (Densità 7 veic/km/cosia); LOS B circolazione libera, modesta riduzione della velocità, comfort accettabile, flusso stabile (7 < Densità veic/km/corsia); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 55
Livelli di servizio per autostrade (2) LOS C : primi vincoli alla circolazione, riduzione velocità, si riduce il comfort, flusso stabile ( < Densità 6 veic/km/corsia); LOS D : vincoli alla circolazione, basso comfort, flusso che può iniziare ad essere instabile (6 < Densità 22 veic/km/corsia); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 56
Livelli di servizio per autostrade (3) LOS E : flusso al limite della capacità, flusso instabile (22 < Densità 28 veic/km/corsia) LOS F : flusso forzato (Densità > 28 veic/km/corsia) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 57
Livelli di servizio per autostrade (4) Condizioni base: Larghezza minima delle corsie 3,6 m; Larghezza minima della banchina in destra,8 m; Larghezza minima della banchina in sinistra 0,60 m; Traffico composto da solo autovetture; 5 a più corsie per direzione di marcia (solo in ambito urbano); Svincoli distanziati più di 3 km; Strada pianeggiante con pendenze longitudinali inferiori al 2 %; Utenti abituali della strada in oggetto; Condizioni meteo buone; Andamento planimetrico della strada che consenta velocità di flusso libero (FFS) non inferiori a 0 km/h per autostrade urbane e 20 km/h per autostrade extraurbane Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 58
Livelli di servizio per autostrade (5) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 59
Livelli di servizio per autostrade (6) D v / S Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 60
Stima delle velocità di flusso libero FFS BFFS f LW f LC f N f ID FFS velocità di flusso libero (km/h); BFFS velocità base di flusso libero, 0 km/h (autostrade urbane) or 20 km/h (autostrade extraurbane); f LW correzione per diversa larghezza della corsia [Exhibit 23-4] (km/h); f LC correzione per diversa larghezza della banchina in destra [Exhibit 23-5] (km/h); f N correzione per il numero di corsie [Exhibit 23-6] (km/h); f ID correzione per la presenza di svincoli [Exhibit 23-7] (km/h). Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 6
Correzioni per larghezze corsie f LW correzione per diversa larghezza della corsia [Exhibit 23-4] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 62
Correzioni per larghezze banchine f LC correzione per diversa larghezza della banchina in destra [Exhibit 23-5] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 63
Correzioni per numero di corsie f N correzione per il numero di corsie [Exhibit 23-6] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 64
Correzioni per numero svincoli f ID correzione per la presenza di svincoli [Exhibit 23-7] (km/h). Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 65
Flusso di servizio in condizioni reali Il Flusso di una strada in condizioni reali sarà: ν V PHF N f HV f p v flusso orario di picco (valutato nei 5 min) [autovetture equivalenti/ora/corsia] V flusso orario [Veicoli/ora], flusso della XXX ora di punta PHF fattore dell ora di punta N numero corsie; f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli; f p coefficiente che tiene conto del tipo di utenti In fase di progetto è possibile definire il numero di corsie necessarie per smaltire un determinato flusso orario con un certo livello di servizio N PHF ν V i f HV f p Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 66
Coefficiente per il tipo di veicoli () ν V PHF N f HV f p f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli; f HV + P T (E T ) + P R (E R ) P T, P R rappresentano rispettivamente le percentuali dei veicoli pesanti e degli autobus o veicoli turistici sul traffico totale; E T, E R numero di autovetture equivalenti rispettivamente a un veicolo pesante e un autobus. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 67
Coefficiente per il tipo di veicoli (2) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 68
Coefficiente per il tipo di veicoli (3) f HV + P T (E T ) + P R (E R ) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 69
Coefficiente per il tipo di veicoli (4) 500 Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 70
Coefficiente per il tipo di veicoli (5) f HV + P T (E T ) + P R (E R ) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 7
Coefficiente per il tipo di utenti ν V PHF N f HV f p f p coefficiente che tiene conto del tipo di utenti variabile da 0,85 a,00 i valori più bassi si utilizzano in presenza di utenti non abituali. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 72
Esempio di calcolo () ANALISI DEL LIVELLO DI SERVIZIO DI UNA STRADA ESISTENTE Un autostrada extraurbana a 4 corsie (2 per ogni senso di marcia) con una velocità base di flusso libero di 0 km/h deve smaltire un traffico orario, nell ora di punta, in una direzione di 2200 v/h con 8 % di veicoli pesanti 2 % di veicoli turistici e un PHF di 0,90. Le corsie hanno una larghezza di 3,50 m, larghezza banchine 0,90 m ed il tracciato è di tipo collinare (rolling), gli utenti sono abituali. Valutare il livello di servizio della strada, ed i volumi compatibili con i LOS da A ad E; 0,4 svincoli /km FFS BFFS f LW f LC f N f ID 0--2,9-0-, 05 km/h S [km/h] FFS05 v*525 v* 300-5*FFS 300 5*05 525 Veic/h v E 800 + 5*FFS 800 + 5*05 2325 Veic/h V [veic/h/corsia] 23 FFS 800 ν + 5 FFS 300 S FFS 28 20 FFS 300 2,6 Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 73
ν V PHF N f HV f Esempio di calcolo (2) p 2200 394 [autovetture / h / corsia] 0,90 2 0,877 f ) + P ] [ + 0,08 (2,5 ) + 0,02 (2 )] HV [ + PT (ET R ( E R ) D v/s 394/05 3,3 [autovetture/km/corsia] Il livello di servizio è di tipo C 0,877 PORTATE SERVIZIO v A D*S 7*05 735 autovetture/h/corsia v B D*S *05 55 autovetture/h/corsia v C D*S 6*04,8 677 autovetture/h/corsia v D D*S 22*95 2090 autovetture/h/corsia v E D*S 28*83 2325 autovetture/h/corsia Volumi di Traffico V A v A *PHF*N*f HV *f P 735*0,90*2*0,877* 60 veic/h V B v B *PHF*N*f HV *f P 55*0,90*2*0,877* 825 veic/h V C v C *PHF*N*f HV *f P 667*0,90*2*0,877* 2650 veic/h V D v D *PHF*N*f HV *f P 2090*0,90*2*0,877* 3300 veic/h V E v E *PHF*N*f HV *f P 2325*0,90*2*0,877* 3670 veic/h Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 74
f PROGETTO DI UNA SEZIONE STRADALE ) + P Esempio di calcolo (3) Un autostrada suburbana su terreno pianeggiante deve essere progettata per almeno un LOS D. Il volume orario di traffico per cui l autostrada deve essere progettata è 4000 veic/h per direzione, con 5 % di veicoli pesanti, 3 % di veicoli ricreativi e un PHF di 0,85, gli utenti sono di tipo abituale, 0,9 svincoli/km, corsie da 3,75 m banchine da 2,50 m. Quante corsie sono necessarie per una velocità di flusso libero in condizioni ideali di 20 km/h? ] [ + 0,5 (,5 ) + 0,03 (,2 )] HV [ + PT (ET R ( E R ) V ν (N 2) PHF N f V ν (N 3) PHF N f HV HV f f FFS BFFS f LW f LC f N f ID 20-0-0-4,8-8, 07, km/h p p 4000 0,85 2 0,925 4000 0,85 3 0,925 2544 autovet./ h / corsia 696 autovet./ h / corsia 0,925 ν 23 FFS 800 ν + 5 FFS 300 S FFS D 28 20 FFS 300 2,6 06,5 km / h D ν/s 696/06,5 5,9 autov. equ./h/corsia LOS C Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 75
LOS per strade bidirezionali a due corsie () In questo tipo di strade i flussi nelle due direzioni si influenzano per cui si introduce il concetto di percentuale di tempo perso in coda dai veicoli per l impossibilità del sorpasso; tale tempo, assieme alla velocità, definisce il Livello si Servizio (LOS) della strada. L HCM considera due classi di strade assimilabili a quelle italiane C (classe I) e F (Classe II). Le condizioni base prevedono: larghezza corsie 3,6 m, larghezza banchine,8 m, sorpasso consentito lungo tutto il tracciato, solo autovetture, terreno pianeggiante, assenza di accessi, flusso ripartito al 50 % sulle due direzioni di marcia. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 76
LOS per strade bidirezionali a due corsie (2) La valutazione si può fare anche per singole direzioni. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 77
LOS per strade bidirezionali a due corsie (3) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 78
LOS per strade bidirezionali a due corsie (3) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 79
Stima della velocità flusso libero () FFS S FM + 0,025*(V F /f HV ) [km/h] FFS velocità di flusso libero (km/h), S MF velocità media misurata, V F Flusso misurato, f HV correzione per la presenza di veicoli pesanti. FFS velocità di flusso libero (km/h); FFS BFFS f LS f A BFFS velocità base di flusso libero, desunta come media ponderata delle velocità dei tratti, valutata dal diagrama delle velocità, in alternativa viene fissata dal progettista; f LS correzione per diversa larghezza della corsia e banchina [Exhibit 20-5] (km/h); f A correzione per presenza di accessi [Exhibit 20-6] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 80
Stima della velocità flusso libero (2) FFS BFFS f LS f A f LS correzione per diversa larghezza della corsia e banchina [Exhibit 20-5] (km/h); f A correzione per presenza di accessi [Exhibit 20-6] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 8
Calcolo del flusso di servizio Il Flusso di una strada in condizioni reali sarà: ν p V PHF f v p flusso orario di picco (valutato nei 5 min), [autovetture/h] V flusso orario reale di progetto [veic./h] PHF fattore dell ora di punta f G coefficiente che tiene conto delle tipo di ambiente (pianeggiante, collinare, ecc.); f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli G f HV Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 82
Coefficiente per il tipo di ambiente () ν p V PHF f G f HV Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 83
Coefficiente per il tipo di veicoli () ν p V PHF f G f HV f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli; f HV + P T (E T ) + P R (E R ) P T, P R rappresentano rispettivamente le percentuali dei veicoli pesanti e degli autobus o veicoli turistici sul traffico totale; E T, E R numero di autovetture equivalenti rispettivamente a un veicolo pesante e un autobus. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 84
Coefficiente per il tipo di veicoli (2) ν p V PHF f G f HV f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli; f HV + P T (E T ) + P R (E R ) P T, P R rappresentano rispettivamente le percentuali dei veicoli pesanti e degli autobus o veicoli turistici sul traffico totale; E T, E R numero di autovetture equivalenti rispettivamente a un veicolo pesante e un autobus. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 85
Determinazione della velocità media ATS FFS 0,025 * v p - f np [km/h] ATS (Average Travel Speed) velocità media per entrambi i sensi (km/h); FFS velocità di flusso libero (km/h); v p flusso di servizio calcolato [autov./h]; f np correzione per presenza di zone con sorpasso impedito [Exhibit 20-] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 86
Determinazione della % di tempo perso PTSF BPTSF + f d / np PTSF (Percent Time Spent Following) percentuale di tempo perso (%), tiene conto delle zone con sorpasso impedito e della distribuzione dei flussi nelle due direzioni; BPTS percentuale base di tempo perso (%); f d/np correzione per presenza di zone con sorpasso impedito [Exhibit 20-2] (km/h); BPTSF 00 ( ) 0,000879 ν e v p flusso di servizio calcolato [autov./h]; p Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 87
Esempio di calcolo () Determinare il LOS per una strada extraurbana di tipo C (Corsie 3,75 m banchine,75 m) con: BFFS 95 km/h, terreno ondulato, 60 % di zone in cui non è consentito il sorpasso, frequenza accessi 3/km. V 200 veic./h; PHF 0,88; Distribuzione traffico nei due sensi 60 % e 40 %, 6 % di veicoli pesanti, 2 % veicoli ricreativi; V 200 ν 42 [autov./ h] f 0, 969 PHF f f 0,88 0,99 0,969 HV + P (E ) + P (E ) + 0,06 (,5 ) + 0,02 (, ) G HV FFS BFFS f LS f A 95-2, 2,0 90,9 km/h ATS FFS - 0,025 * v p f np 90,9-0,025 * 42,88 7,3 T T R R ν V PHF f G f HV 200 364 0,88 [autov./ h] f ) + P ) + 0,06 (,0 ) + 0,02 (,0 ) HV + PT (ET R (E R BPTSF 00 0,000879 ν 0,000879 364 ( e ) 00 ( e ) 70% PTSF BPTSF + f 70 + 7,5 d / np 77,5% Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 88
Esempio di calcolo (2) ATS 7,3 km/h PTSF 77,5 % LOS D Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 89
Analisi Direzionale, FSS FFS d S FM + 0,025*(V F /f HV ) [km/h] FFS d velocità di flusso libero (km/h), S MF velocità media misurata, V F Flusso misurato, f HV correzione per la presenza di veicoli pesanti. FFS d velocità di flusso libero (km/h); FFS d BFFS f LS f A BFFS velocità base di flusso libero, desunta come media ponderata delle velocità dei tratti, valutata dal diagrama delle velocità, in alternativa viene fissata dal progettista; f LS correzione per diversa larghezza della corsia e banchina [Exhibit 20-5] (km/h); f A correzione per presenza di accessi [Exhibit 20-6] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 90
Analisi Direzionali, ν () ν d V PHF f G f HV ν o V PHF f o G f HV v d flusso orario di picco (valutato nei 5 min) nella direzione analizzata, [autovetture/h] v o flusso orario di picco (valutato nei 5 min) nella direzione opposta, [autovetture/h] V flusso orario reale di progetto nella direzione analizzata [veic./h] V o flusso orario reale di progetto nella direzione opposta[veic./h] PHF fattore dell ora di punta f G coefficiente che tiene conto delle tipo di ambiente (pianeggiante, collinare, ecc.); f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 9
Analisi Direzionale Estesa, f G () ν V PHF f G f HV Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 92
Analisi Direzionale specifica, f G (2) ν V PHF f G f HV In terreni pianeggianti e collinari, su salite con pendenze P 3% e lunghezze P 0,4 km ma < km si può fare un analisi specifica, mentre se la lunghezza è P km si è obbligati a fare un analisi specifica. Per terreni montagnosi si utilizza sempre l analisi specifica. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 93
Analisi Direzionale Estesa, f HV () ν V PHF f G f HV f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli; f HV + P T (E T ) + P R (E R ) P T, P R rappresentano rispettivamente le percentuali dei veicoli pesanti e degli autobus o veicoli turistici sul traffico totale; E T, E R numero di autovetture equivalenti rispettivamente a un veicolo pesante e un autobus. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 94
Analisi Direzionale Estesa, f HV (2) ν V PHF f G f HV f HV coefficiente che tiene conto del tipo di veicoli; f HV + P T (E T ) + P R (E R ) P T, P R rappresentano rispettivamente le percentuali dei veicoli pesanti e degli autobus o veicoli turistici sul traffico totale; E T, E R numero di autovetture equivalenti rispettivamente a un veicolo pesante e un autobus. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 95
ν Analisi Direzionale Specifica salite, f HV () V PHF f G f HV f HV + P T (E T ) + P R (E R ) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 96
Analisi Direzionale Specifica salite, f HV (2) ν V PHF f G f HV f HV + P T (E T ) + P R (E R ) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 97
Analisi Direzionale Specifica discese V ν f PHF f G f G HV f HV + P T (E T ) + P In terreni pianeggianti o collinari le discese con pendenze P 3% e lunghezze P km si è obbligati a fare un analisi specifica. Per terreni montagnosi si utilizza sempre l analisi specifica. Si utilizzano le tabelle per le valutazioni estese, e si utilizzano sempre i valori per il terreno level R (E R ) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 98
ν Analisi Direzionale Specifica discese forti V PHF f G f HV f HV + P TC P T ( E ) + ( P ) P (E ) + P (E ) TC TC T T R R P TC, P T, P R rappresentano rispettivamente le percentuali dei veicoli pesanti con velocità ridotta, veicoli pesanti, autobus e veicoli turistici sul traffico totale; E TC, E T, E R numero di autovetture equivalenti rispettivamente a un veicolo pesante con velocità ridotta, un veicolo pesante e un autobus. Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 99
Determinazione della velocità media ATS d FFS d 0,025 * (v d + v o )- f np ATS d velocità media nella direzione di analisi (km/h); [km/h] FFS d velocità di flusso libero nella direzione di analisi (km/h); v d flusso di servizio calcolato nella direzione di analisi [autov./h]; v o flusso di servizio calcolato nella direzione opposta [autov./h]; f np correzione per presenza di zone con sorpasso impedito [Exhibit 20-9] (km/h); Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 00
Determinazione della % di tempo perso PTSF BPTSF + f d d PTSF d percentuale di tempo perso (%) nella direzione di analisi, tiene conto delle zone con sorpasso impedito e della distribuzione dei flussi nelle due direzioni; BPTS d percentuale base di tempo perso nella direzione di analisi (%); f d/np correzione per presenza di zone con sorpasso impedito nella direzione di analisi [Exhibit 20-20] (km/h); BPTSF d 00 np ( ) a ν e v d flusso di servizio calcolato [autov./h]; b d Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 0
Corsie di sorpasso Lu Lpl Lde Ld d t ( L + L L ) L L + u pl de L d lunghezza della rimanente porzione di sezione stradale a valle della corsia di sorpasso [km]; L t lunghezza totale della sezione di analisi [km]; L u lunghezza del tratto a monte della corsia di sorpasso [km]; L pl lunghezza della corsia di sorpasso compresi raccordi [km]; L de lunghezza del tratto a valle che risente della corsia di sorpasso [km], [Exhibit 20-23]; Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 02
Determinazione della % di tempo perso () PTSF pl PTSF d L u + L d + f pl L L t pl + f + 2 pl L de PTSF pl percentuale di tempo perso in coda per l intera sezione includendo la corsia di sorpasso; PTSF d percentuale di tempo perso in coda per l intera sezione senza la corsia di sorpasso; f pl fattore per effetto della corsia di sorpasso [Exhibit 20-24]; Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 03
Determinazione della % di tempo perso (2) PTSF pl percentuale di tempo perso in coda per l intera sezione includendo la corsia di sorpasso; PTSF d percentuale di tempo perso in coda per l intera sezione senza la corsia di sorpasso; f pl fattore per effetto della corsia di sorpasso [Exhibit 20-24]; Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 04
Determinazione della velocità media () ATS pl L u + ATSd L Ld + f pl pl L + t 2 L + f de pl ATS pl velocità media per l intera sezione includendo la corsia di sorpasso; ATS d velocità media per l intera sezione senza la corsia di sorpasso; f pl fattore per effetto della corsia di sorpasso [Exhibit 20-24]; Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 05
Determinazione della velocità media (2) ATS pl velocità media per l intera sezione includendo la corsia di sorpasso; ATS d velocità media per l intera sezione senza la corsia di sorpasso; f pl fattore per effetto della corsia di sorpasso [Exhibit 20-24]; Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 06
Corsie di arrampicamento () La procedura è simile a quella delle corsie di sorpasso con alcune varianti: Nell applicare la procedura di analisi direzionale per la strada priva di corsia di arrampicamento i fattori correttivi f G e f HV si devono riferire alla specifica livelletta in esame; Il fattore f pl va calcolato con la [Exibit 20-27] L u 0; L d 0; L de 0; Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 07
Valutazioni complessive di più tratti specifici Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 08
LOS Strade urbane Per le strade urbane i livelli di servizio vengono definiti attraverso la velocità media tenendo conto di eventuali fermate. Corrispondenza categorie CdS: A(urb.) D D - E E Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 09
Caratteristiche delle strade urbane Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 0
Ritardo in un nodo Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it
Determinazione dei Livelli si servizio () Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 2
Determinazione dei Livelli si servizio (2) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 3
Determinazione dei Livelli si servizio (3) S A L 3600 + d T R ST T + d R S A 3600 ST L Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 4
Determinazione dei Livelli si servizio (4) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 5
Determinazione dei Livelli si servizio (5) Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 6
Discussione E comunque ricordate che l altra coda va sempre più veloce... Roberto Roberti e-mail: roberto.roberti@dia.units.it 7