CAPACITA’ DI TRASPORTO

DEFINIZIONI La capacità di trasporto di un sistema è il massimo valore del traffico che il sistema è in grado di servire in un tempo unitario, in relazione alle risorse tecnologiche ed organizzative impegnate. Determinano la capacità di trasporto: La capacità del parco veicolare, (numero, capacità, e produttività dei veicoli) La capacità dell’infrastruttura Le risorse di esercizio Capacità del sistema, C sis : massimo traffico consentito dalle componenti tecnologiche: parco veicolare e dalla capacità dell’infrastruttura Prodotto, o servizio offerto, in un periodo T i, S(T i ) massimo traffico consentito nel periodo nel periodo T i, in funzione delle risorse di esercizio impegnate.

CAPACITA’ DEL PARCO VEICOLI W: Capacità di carico dei veicoli n: Produttività dei veicoli M : numero di veicoli a disposizione PRODUTTIVITA’ DEL VEICOLO T s : Tempo impiegato per effettuare il servizio T 0 : Tempo di fermo Nell’ipotesi di compiere in T sempre lo stesso spostamento di lunghezza D

CAPACITA’ DEL VEICOLO Si definisce capacità del veicolo o capacità di carico W, il massimo numero di unità di carico che il veicolo può contenere. Le unità di carico sono misurate in :  N° passeggeri, per il trasporto di persone  N° di tonnellate per il trasporto delle merci a collettame  N° di TEU per le merci raggruppate in container Si definisce portata del veicolo il peso massimo trasportabile La capacità di carico dipende dalle dimensioni e dall’architettura del veicolo La portata dipende dalla struttura del veicolo Capacità di carico e portata dipendono da vincoli di infrastruttura (sagoma limite, portanza della sovrastruttura)

ARCHITETTURA DEL VEICOLO PARAMETRI DIMENSIONALI Veicoli pax Affollamento: pax /mq. Posti a sedere.% Servizi accessori: Ristoro Letto Svago Veicoli merci Fattore di carico: mc/ton. VINCOLI INFRASTRUTTURALI Sagoma limite Portanza della via di corsa CRITERIO DIMENSIONALE Veicoli passeggeri Capacità di carico crescente con lunghezza viaggio Portata crescente con lunghezza viaggio Veicoli merci Standardizzazione unità di carico

CAPACITA’ DI VEICOLI

CAPACITA’ DELLE INFRASTRUTTURE CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Si definisce capacità della via di corsa il massimo numero di veicoli che possono transitare sulla stessa nel tempo unitario. –Sistemi a densità controllata –Sistemi a densità libera CAPACITA’ DEI TERMINALI Si definisce capacità di un terminale la somma delle capacità dei singoli elementi che lo costituiscono CAPACITA’ DELLE INFRASTRUTTURE

CAPACIT Sezione corrente: un tronco di via di corsa, senza immissioni o deviazioni, compreso tra due stazioni o tra due segnali Distanza di frenatura > Distanza di visibilità Via di corsa vincolata CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità controllata: caso ferroviario Necessità del Segnalamento –Metodo del giunto e del consenso –Blocco automatico la lunghezza delle sezioni di blocco dipende dalle velocità di esercizio sulla linea

= v*t + s a + a a = margine di tempo per ritardata attivazione freni = 75 m t = tempo di reazione guidatore = 3 sec. v = velocità del veicolo= 50 m/s DISTANZA PER IL SEGNALE DI PREAVVISO Distanziamento minimo dei treni Distanza di visibilità RFI: Linee v<90 km/h 150 m Linee v>90 km/h200 m Con marcia a vista, la massima velocità per assicurare l’arresto nei limiti della distanza di visibilità, è : Linee v<90 km/h 50 km/h Linee >90 km/h 65 km/h

Capacità della linea ferroviaria Detto d* il distanziamento minimo consentito dall’impianto di segnalamento,, ovvero la lunghezza della tratta che viene impegnata da un treno per volta, la capacità teorica della linea è data dalla relazione: L= lunghezza del convoglio V= velocità media di percorrenza di d* T*= tempo di svuotamento di d* T= tempo di riferimento Nel caso di blocco automatico si ha : Nel caso di giunto e consenso

CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità controllata: caso ferroviario La capacità di un sistema ferroviario dipende inoltre da: –eventuali ritardi –tempo di instradamento –interruzione della circolazione durante le operazioni di manutenzione del binario –tempo per la circolazione di treni in movimento di servizio –mancanza di binari di sorpasso: minimo distanziamento temporale in questo caso:

Esempi di Capacità di linea in ferrovia

CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità controllata: caso ferroviario ORARIO GRAFICO

Teoria del blocco Si assume :  Che il flusso sia stazionario e uniforme( velocità costante sulla tratta ed eguale per tutti i veicoli)  che la separazione minima tra due elementi della corrente veicolare sia vincolata, e pari alla distanza necessaria per l’arresto in sicurezza del veicolo che segue, tenuto conto del sistema di segnalamento e controllo –Con: , funzione del sistema di segnalamento e controllo l, lunghezza del veicolo d, decelerazione ammissibile

Correnti a densità controllata. Teoria del blocco Portata in T: Portata di saturazione: Per T=1h v misurato in m/sec d misurato in m S= portata di saturazione in un’ora

Valore massimo di S Teoria del blocco

Teoria del blocco: modelli portata-velocità per veicoli in convoglio regime di circolazione con densità controllata

Teoria del blocco: modelli portata-velocità per veicoli isolati regime di circolazione a densità libera

La capacità teorica di una pista aeroportuale é: in cui t s è il tempo di occupazione della pista di un singolo velivolo  è un coefficiente di sicurezza minore di 1 che dipende dall’impianto di segnalamento CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità controllata: caso aeroportuale Numero di operazioni all’ora per gli aeroporti americani in diverse condizioni di layout e di segnalamento –VFR: Visual Flying Rules o Volo a Vista –IFR: Instrument Flying Rules o Volo Strumentale

Sezione corrente: tronco di infrastruttura stradale senza uscite, immissioni, o intersezioni con carreggiata di larghezza costante costituita da una o più corsie su ognuna delle quali può circolare una sola corrente veicolare. La capacità di una corsia dipende dal tipo di strada che si sta considerando e dal comportamento delle correnti veicolari. Per il calcolo, si parte dalla capacità in condizioni standard e si applicano dei coefficienti correttivi. –Starde con correnti parallele su più corsie: Q stan =2000 veic/h per corsia Coefficienti correttivi: –Presenza di veicoli di tipi differenti –Presenza di pendenze e curve –Presenza di ostacoli laterali (parcheggio, negozi…) La capacità può ridursi fino a veic/h per corsia –Strade con una corsia per senso di circolazione : Qstan=2600 veic/h complessivamente : Possibilità di sorpasso Q= veic/h complessivamente CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari indisturbate Sono portate in condizioni di saturazione

Definizione dei livelli di servizio. Per dimensionare l’infrastruttura si fissa quindi il LOS che si vuole garantire e si impone come capacità, la portata relativa a quel livello di servizio. La procedura valida in USA è stata adattata in Italia con il D. M. 5/11/2001 CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari indisturbate

Nasce un conflitto ogni qual volta due o più vie di corsa si intersecano a raso per incroci ed immissioni. Un punto di conflitto si definisce nodo. Per garantire la sicurezza in un nodo occorre stabilire delle regole di comportamento (regole di precedenza e segnaletica) o realizzare degli impianti di controllo (semafori). Si fa distinzione tra capacità dell’intersezione e capacità delle correnti in conflitto. In generale la prima è pari alla somma delle capacità delle correnti in conflitto. Si distinguono: a)Intersezioni senza controllo b)Intersezioni con impianto di controllo CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari in conflitto

a)Intersezioni senza controllo Nel caso di intersezione tra due strade di cui una ha il diritto di precedenza sull’altra, è interessante calcolare la capacità della strada secondaria: In cui: I valori di H e h dipendono essenzialmente dal tipo di manovra che si intende effettuare. Al crescere di q, Q s si riduce a valori molto bassi: la probabilità che si instaurino fenomeni di sovrasaturazione è elevata ed i comportamenti sperimentati vengono meno. Il veicolo capofila della corrente secondaria tende ad accettare gap sempre più bassi, forzando le regole di priorità e di conseguenza le condizioni di sicurezza. CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari in conflitto Necessità di regolazione semaforica

Sistemi a densità libera: correnti veicolari in conflitto Valori di gap critici (H,h f per intersezioni con precedenza Valori di capacità

b)Intersezioni con impianto di controllo Le correnti veicolari in conflitto vengono alternativamente arrestate per un tempo R i, non necessariamente eguale per ciascuna delle correnti veicolari in conflitto; ciascuna corrente, ha disponibile un tempo libero G i per impegnare l’intersezione. Si definisce percentuale di verde nel ciclo il rapporto: La capacità veicolare oraria per la i-esima manovra sarà: –h è il tempo di attraversamento per un veicolo il c valore dipende da: il tipo di manovra: attraversamento, svolta a destra, svolta a sinistra; la pendenza dell’approccio; la composizione della corrente veicolare (percentuale di veicoli pesanti); la presenza di parcheggio a bordo strada; eventuali manovre veicolari ammesse in conflitto; eventuale presenza di pedoni in conflitto. Il valore correnti di h variano tra 2,1 e 3 sec. per cui varia tra Q= veic/ora di verde CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari in conflitto

Capacità delle intersezioni semaforizzate  0,5 h= min.2,00 max.3,00 Q = max. 900 veic/h/corsia min. 600 veic/h/corsia

CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari in conflitto c)IMMISSIONI  La capacità delle immissioni dipende dalla lunghezza delle corsie di accelerazione LUNGHEZZA DELLE IMMISSIONI Autostrade con v = 140 km/hL= 300m Per strade principali con v= 110 km/hL= 200m Strade secondarie con v=90 km/hL= 100m CAPACITA’ DELLE IMMISSIONI

CAPACITA’ DELLA VIA DI CORSA Sistemi a densità libera: correnti veicolari in conflitto d)Il passaggio a livello q f = frequenza treni R = durata dell’interruzione

Un terminale è composto per grandi linee da: –Aree a servizio dei veicoli (area operativa) Area per la manovra e sosta dei veicoli Area per le operazioni di carico e scarico –Aree a servizio dell’utenza Il dimensionamento dell’area a servizio dell’utenza è uno studio prettamente architettonico e non ce ne occuperemo nel seguito Le operazioni di carico e scarico vengono effettuate in opportune postazioni. La capacità di ogni postazione S in un periodo T dipende dal tempo impiegato a servire una unità di carico e dal numero di unità di carico W servite in ogni operazione: Per il dimensionamento si utilizza un valore di capacità Q inferiore ad S di una quantità  *: CAPACITA’ DEI TERMINALI

Tabella riassuntiva per vari terminali: CAPACITA’ DEI TERMINALI

CAPACITA’ DI SISTEMA Struttura di sistema Collegamento semplice- Navetta Percorso Corridoio Rete

DIMENSIONAMENTO DELLA CAPACITA’ CRITERI Efficacia C(T)>Domanda(T) Efficienza Minimo risorse/costi Qualità Massime prestazioni richieste SCELTE Tecnologia( veic/infrast) Tipo di veicolo(w) Parco veicolare (M) Struttura spaziale del sistema (Infrast./servizi)

DIMENSIONAMENTO DELLA CAPACITA’ Dimensionamento dell’infrastruttura Dimensionamento del Parco veicolare Dimensionamento delle risorse di esercizio

DIMENSIONAMENTO DELLA CAPACITA’ DIMENSIONAMENTO CAPACITA’ DEL SISTEMA TECNOLOGICO CAPACITÀ DI PRODUZIONE Periodo di riferimentoMedio/lungo (5-30 anni)Breve, <1 anno, tempo reale Interazione domanda offertaStatico: Q>D max IN TDinamico Analisi mercatoAggregataDisaggregata Tecniche di valutazioneConfronto di scenariOttimizzazione