Trasporti e Informazioni: sistemi per la gestione e l'osservazione del servizio Pierluigi Gentile Master Universitario Trasporti e Logistica: Sistemi, Reti & Infomobilità 11/05/2007

Il sistema TPL affidato all’Agenzia per la Mobilità Metropolitana 7 linee ferroviarie metropolitane 38 linee di bus extraurbani 86 linee urbane e suburbane, di cui: - 7 linee tranviarie - 79 linee di bus 8 linee di bus di altri comuni 8 contratti Ferrovie Metropolitane: (2 contratti) 3,42 milioni treni*km Bus extraurbani: (2 Contratti) 4,37 milioni V*km Trasporto urbano e suburbano : 54,71 milioni V*km Servizio urbano di Settimo: 0,19 milioni V*km Servizio urbano di Moncalieri: 0,65 milioni V*km Servizio Urbano di Chieri: 0,13 milioni V*km 139 linee

Il sistema TPL affidato all’Agenzia per la Mobilità Metropolitana Per pianificare e governare i sistemi di trasporto occorrono informazioni generate dall’osservazione realizzata con i sistemi telematici. Nell’area metropolitana di Torino operano: il SIS Sistema Informa- tivo del Servizio di GTT il sistema RIACE di Trenitalia, ed è stata avviata la realizzazione del sistema OTX (Osservatore dei Trasport Extraurbani)

SIS: il progetto L’ATM di Torino ha intrapreso lo sviluppo del Sistema Informativo del Servizio scrivendo le specifiche del sistema nel 1984. In assenza di un mercato italiano, ATM ha costituito un Consorzio SIS con le società Italtel e Mizar per la progettazione, realizzazione e sperimentazione del sistema su un parco pilota di 100 tram e 100 bus. A seguito dei risultati positivi il sistema è stato espanso sull’intera flotta di ATM nel periodo 1989-1993. Dal 1994 il SIS regola il servizio ATM urbano e suburbano. Nel periodo 1992-1997 ATM ha promosso lo sviluppo di 5T, un vasto progetto di telematica per la mobilità , nel quale il SIS ha migliorato ed esteso la sua interazione con il sistema di controllo semaforico Utopia (150 incroci semaforizzati dove è possibile assicurare la priorità per il trasporto pubblico), e sviluppato le funzioni di informazione ai cittadini con il sistema di gestione dell’ informazione, e si è avvalso delle strategie per la mobilità generate dal sistema supervisore cittadino.

SIS: sistema, funzioni, componenti via radio MADDALENE SUPERGA via cavo radio

SIS: sistema, funzioni, componenti Tabellotto (linea, turno e distanza fra fermate) e badge Terminale di bordo Stazioni Radio Base Computer di bordo Odometro via radio Sensore apertura porte INTERA FLOTTA GTT URBANA & SUBURBANA 1200 veicoli (dal 1994) MADDALENE SUPERGA via cavo Visualizzatore informazioni arrivo radio Centrale Operativa Priorità semaforica

SIS: apparato di bordo L’apparato di bordo permette al guidatore di comunicare a voce e di inviare segnali precodificati sullo stato del veicolo e del servizio. Il centro invia al posto di guida un segnale continuo di anticipo/ritardo a veicolo in movimento; al capolinea avvia un conto alla rovescia dei minuti di sosta e segnala al guidatore il momento della partenza.

SIS: Centrale Operativa In centro il sistema interroga sequenzialmente ogni minuto e mezzo i veicoli, confronta la loro posizione reale con quella da programma di esercizio, invia a bordo il segnale di partenza a capolinea e di anticipo/ritardo durante la corsa, richiede priorità al sistema di controllo del traffico, presenta la situazione delle linee agli operatori centrali, e genera statistiche sulla propria funzionalità e sulle prestazioni del servizio (velocità commerciale e regolarità del servizio).

SIS: le variabili monitorate Dal suo inizio il SIS ha definito come proprio obiettivo il miglioramento delle prestazioni di velocità commerciale e di puntualità e regolarità del servizio. Tutte queste grandezze sono misurabili in conseguenza del monitoraggio dell’avanzamento spazio-tempo dei veicoli in esercizio e dal confronto fra i dati da programma di esercizio e quelli realizzati. Ogni linea è stata suddivisa in 4-5 tratte, più i capolinea, e in corrispondenza ad esse sono stati registrati per tutti i passaggi dei veicoli in linea il tempo di percorrenza e il tempo di passaggio. La somma dei tempi medi, per un dato periodo, genera il dato di tempo medio di percorrenza e tempo medio di sosta a capolinea.

SIS: le variabili monitorate La somma dei tempi medi, per un dato periodo, genera il dato di tempo medio di percorrenza e tempo medio di sosta a capolinea. La velocità commerciale di un dato periodo è ovviamente data dal tempo medio di percorrenza per quel periodo diviso per la lunghezza della linea. La puntualità (rispetto dell’orario, per le linee ad orario) per un certo periodo si ottiene dalla statistica degli scarti dei tempi di passaggio rispetto all’orario, generando le informazioni di media e/o di % di passaggi con anticipo e ritardo inferiore a dati limiti (es. -3 e +5 minuti). La regolarità (rispetto al programma di esercizio, per le linee a intervallo) si ottiene dalla statistica dell’intervallo ( differenza fra tempi di passaggio di veicoli successivi in linea) generando l’informazione di: - media, - scarto quadratico medio - coefficiente di irregolarità % dei passaggi con un predeterminato scarto (es +5 min.) oltre l’intervallo programmato. intervallo reale intervallo programmato

SIS: risultati

SIS: risultati Tempo attesa = H/2*(1+C^2) > regolarità < affollamento Fattore di percezione Test 1988: effetto del SIS Politiche di progetto del servizio < costi in caso di > regolarità

SISCT (Sistema Integrato Supervisione Circolazione Treni) RIACE: il sistema SISCT (Sistema Integrato Supervisione Circolazione Treni) INFORMATIVO GESTIONALE dati di orario da Banca Dati Orario denominata ROMAN (Route Management System) RIACE (Report Informativo Andamento Circolazione Esercizio) applicazione di reportistica via web server: associazione, elaborazione e aggregazione dei dati dati di andamento ed esercizio dei treni dal sistema centrale MERCURIO (Monitoraggio in tempo reale della circolazione) elaborazione in locale da parte dell’utente finale

RIACE: le variabili monitorate AFFIDABILITÀ: % di treni soppressi rispetto al programma di esercizio giornaliero; il valore rilevato è confrontato con gli standard previsti dal contratto di servizio Monitoraggio dell’ ANDAMENTO dei treni: orario di partenza orario di arrivo soste cause di scostamento rispetto al programma di esercizio soppressioni PUNTUALITÀ: (Ix) % dei treni giunti a destinazione entro x minuti dall’orario teorico; i valori rilevati sono la fascia 0-5 minuti e la fascia 0-15, per confronto con gli standard previsti dal contratto di servizio

RIACE: le informazioni disponibili Criteri di selezione AFFIDABILITÀ Periodo: scelta del giorno Campione particolare di indagine Elenco delle cause di ritardo

RIACE: le informazioni disponibili RISULTATO

RIACE: le informazioni disponibili Criteri di selezione PUNTUALITÀ Calendario per la selezione del periodo di tempo variabile da uno o più giorni Esclusione di alcuni ritardi causati da fattori esterni all’organizzazione ferroviaria Selezione ritardo treni raggruppato per fasce

RIACE: le informazioni disponibili RISULTATO 1.Indice di puntualità dei treni selezionati 2.Lista treni selezionati 3.Scheda treno giornaliera con motivi di ritardo

RIACE: le elaborazioni ai fini del governo del sistema ferroviario metropolitano

OTX: un sistema di osservazione condiviso L’Agenzia per la Mobilità Metropolitana e la Provincia di Torino governano il sistema di trasporto pubblico extraurbano, ciascuna per l’area di competenza. Il 20% delle Aziende di trasporto con oltre metà del parco del sistema opera per entrambe. Alcune Aziende eserciscono servizi anche per altre Province. Il TPL extraurbano opera in ambiente multi-vettore e multi-servizi. 30 Az. 839 bus 21 Az. 357 bus 6 Az. 435 bus 3 Az. 47 bus 27 Az. 721 bus 364 bus 71 bus 9 Az. 118 bus Sistema Solo Provincia Agenzia Entrambe 70% 43% 20% 52% 10% 6% Agenzia e Provincia hanno disegnato insieme il sistema OTX (Osservatore dei Trasporti Extraurbani) per creare ciascuna il proprio centro di osservazione e condividere funzioni, software di centro, sistema di telecomunicazioni, e apparati di bordo. OTX non deve aggravare o mutare i compiti delle Aziende. L’Osservatore è il modulo di base di un sistema di monitoraggio dei Servizi TPL, verso cui può essere fatto evolvere (dalle Aziende interessate) dotandosi: a bordo dei veicoli di un apparato di comunicazione con il guidatore al centro di software che in tempo reale permetta ai controllori centrali di comunicare con i veicoli e di intervenire per regolarizzare il servizio. OTX è aperto agli sviluppi delle funzioni di pagamento con smart card e di informazione ai clienti

OTX: apparato di bordo A bordo un apparato senza interfaccia verso il guidatore viene attivato con l’avviamento del motore e: provvede alla localizzazione sulla base del sistema satellitare GPS integrato da odometro e giroscopio (errore < 4 m.) acquisisce l’istante di apertura porte registra i dati di autodiagnostica (ricezione GPS, segnale odo/giro, segnale porte, modulo di elaborazione, campo GSM/GPRS, ecc.) memorizza le informazioni ( e le mantiene per almeno 10 giorni) trasmette a intervallo di tempo (parametricamente definito dal centro) o a evento le informazioni al centro via GSM/GPRS. - trasmette i dati via WI-FI nei depositi qualora dotati di “access point” Architettura. L’apparato di bordo è formato da un modulo alimentazione, un modulo elaborazione, un modulo localizzazione, un modulo comunicazione, 4 interfacce digitali (chiave avviamento, apertura porte, e altri 2), 5 porte di interfaccia seriale (per espansioni verso modulo guidatore, informazione passeggeri, sistema di pagamento microchip, ecc), 2 porte USB 2.0. Requisiti: temperature operative -30+60°C, protezione IP54, requisiti elettromagnetici e di resistenza a vibrazioni e urti specificati, affidabilità con MTBF >= 15.000 ore e MTTR tale che disponibilità >= 97,6%.

OTX: Centrale di Osservazione Due postazioni autonome e funzionalmente equipotenti ubicate presso l’Agenzia e la Provincia. In Centrale è generato un data-base “integrato”, costruito associando: un “geo” database (su supporto cartografico GIS): grafo dei trasporti con nodi fermate (Provincia), percorsi delle linee costituiti da “poli-linee” (Agenzia) un “PEA” database (OMNIBUS) con i programmi di esercizio delle Aziende (PEA) con linee, percorsi, corse, principali fermate, orario di fermata e frequenza di effettuazione dei servizi. Un applicativo può proporre aggiornamenti di linea/programma di esercizio acquisendo i dati reali di apertura porte/spazio/tempo. La Centrale deve poter gestire il tracking di 1000 veicoli: accettando le informazioni acquisite da bordo (congruenza fra posizione ricevuta e quelle potenzialmente raggiungibili dall’ultima accettata, su base di orientamento e grafo) associando i veicoli in operazione alle corse delle linee del PEA (entro tolleranza specificata) identificando gli scostamenti fra arrivi programmati e avvenuti @ fermate. Giornalmente la Centrale genera un reporting con: stato di funzionalità del sistema OTX (capacità di funzionare e localizzare) produzione del servizio (corse e veicoli*km effettuati) prestazioni del servizio ( velocità commerciale e puntualità dei passaggi)

OTX: le variabili monitorate

OTX: specifiche di qualità del sistema Disponibilità centro 99,7% Disponibilità telecom. 99,5% Disponibilità app. bordo 97,6% 96,8% Disponibilità complessiva Indice localizzazione 95% 92% Indice funzionalità

OTX: applicazione per i Giochi Olimpici Del sistema OTX è stato disegnata, con il supporto del Toroc, un’applicazione denominata OTO (Osservatorio Trasporti Olimpici) per supportare il monitoraggio della flotta di 250 bus dedicata al trasporto extraurbano dei clienti olimpici. OTO è un sistema di monitoraggio, con modulo a bordo di comunicazione con il guidatore, e moduli in Centro (presso Toroc) per visualizzare la posizione dei veicoli in linea (su linee speciali Olimpiche) e per permettere sulla base degli scostamenti rispetto al programma di esercizio di regolarizzare il servizio. OTO può condividere con OTX il software di accettazione/associazione della localizzazione dei veicoli alle linee, e l’apparato di bordo. Qualora l’apparato di bordo proposto per OTO fosse - stante i minimi tempi di generazione dell’applicazione – diverso da quello prescritto per OTX, la realizzazione per i Trasporti Olimpici vedrà dapprima l’installazione dell’apparato OTO e la sua disintallazione a Giochi terminati, e poi l’installazione della realizzazione OTX.

OTX: programma di realizzazione PROGRAMMA DI REALIZZAZIONE 550 20 Settembre 2005 100 200 300 400 500 600 700 800 900 2006 2007 2008 2009 2010 900 ACCETTAZIONE COLLAUDO DI SISTEMA 550 2,5/giorno COLLAUDO HW & SFW 250 VEICOLI COLLAUDATI CENTRO SPERIMENTAZIONE APPLICAZ.OLIMPICA APPLICAZ.OLIMPICA Assistenza & Manutenzione in Garanzia Assistenza & Manutenzione Post-Fornitura

OTX: criteri di valutazione delle offerte

OTX: stato della realizzazione OTX ha superato il collaudo di sistema e avvia la fase di sperimentazione l’1 giugno 2007. La realizzazione ha generato un sistema capace non soltanto di osservare in tempo differito le prestazioni dei servizi extraurbani, ma anche di monitorare in tempo reale il movimento dei veicoli. Seguono due immagini generate da OTX, in cui si può notare le linee selezionate con le informazioni di geodatabase (shape) e PEA database, il “punto” generato dal movimento dei veicoli durante una specifica corsa, i punti di apertura delle porte, il tracciato realmente seguito dai veicoli durante la corsa, ed eventualmente i “fuori percorso” rispetto alla corsa.

Valutazione dei passeggeri e informazione per i cittadini L’Agenzia per la Mobilità Metropolitana è in condizione di assicurarsi, attingendo informazione in tempo differito da SIS, RIACE e OTX, la capacità di governare i sistemi affidati per la componente offerta di servizio (quantità e qualità del servizio offerto). La componente domanda di servizio (passeggeri) risulterà fuori della capacità di governo fino a che l’Agenzia non risulti protagonista attualmente delle rilevazioni a bordo e delle indagini Formula (sulle tariffe integrate), nel prossimo futuro dello sviluppo del sistema di pagamento a microchip. Fin qui l’informazione di domanda e offerta potrebbe essere trattata off line. Le informazioni messe a disposizione dai sistemi , così come sono ma trattate on line, permettono di distribuire utili informazioni ai cittadini. SIS e RIACE, sviluppati da Aziende per obiettivi propri di monitoraggio già lo fanno per i servizi di propria competenza ed è possibile fare interrogazioni sul tempo di arrivo dei veicoli alle fermate e alle stazioni. OTX, anche senza sviluppi delle Aziende extraurbane verso il monitoraggio, permetterebbe all’Agenzia/Provincia di dare la stessa informazione. L’Agenzia mira anche, sia pure non nell’immediato, a generare una piattaforma capace di generare la risposta alla domanda in tempo reale “come posso spostarmi dalla mia origine alla mia destinazione nell’area metropolitana” sulla base della conoscenza integrata in tempo reale del funzionamento dei sistemi di trasporto affidati.