95714 - SUSTAINABLE TRANSPORT SYSTEM DESIGN

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso è diviso in due moduli: “Sustainable Transportation Engineering” copre la modellizzazione e pianificazione dei sistemi di trasporto, mentre il modulo “Urban road mobility design and maintenance” si focalizza sul design delle infrastrutture necessarie per migliorare la sostenibilità dei trasporti. Il corso si focalizza sui fondamenti teorici dei metodi necessari per comprendere, applicare e valutare i vari approcci scientifici e tecnologici che pretendono di migliorare la sostenibilità del trasporto e presenta esempi degli approcci sopra menzionati come metodi di pianificazione di infrastrutture a favore dai trasporti sostenibili, combustibili alternativi e metodi di propulsione, sistemi di trasporto innovativi e vari schemi di tassazione per includere costi esterni. Questo analizzando criticamente il potenziale di nuovi approcci al trasporto sostenibile e fornendo una panoramica completa di tutti i metodi conosciuti proposti fino ad oggi. Inoltre si intende fornire nozioni sui principali strumenti attualmente utilizzati per una corretta progettazione e programmazione degli interventi sulla mobilità sostenibile in ambito urbano. In particolare si pone l’obiettivo di illustrare le metodologie di design di interventi di sicurezza e gestione della mobilità in ambito urbano. Infine intende fornire i concetti base della gestione delle infrastrutture stradali e delle principali tecniche di manutenzione. Il corso fornisce le conoscenze di base sui sistemi di trasporto sostenibile e sarà anche un ottimo punto di partenza per gli studenti che intendano continuare il percorso di studi in Civile engineering nell’indirizzo “Sustainable mobility in urban areas”.

Contenuti

Sustainable Transportation Engineering (STE) module:

Gli specifici obiettivi di apprendimento  saranno raggiunti seguendo questo programma:

1. Introduzione: cos'è l'ingegneria dei trasporti sostenibili e perché è necessaria?

2. Veicoli: fisica del movimento dei veicoli, profilo di velocità, consumi energetici e flussi dei veicoli.

3. Reti di trasporto: definizione di base di un grafo dei trasporti, diversi modelli di costo su i archi, zonizzazione e come interagire con la domanda di trasporto

4. Modelli microscopici di trasporto: introduzione ad un software avanzato di simulazione del traffico (SUMOPy) che consente di simulare singoli veicoli e persone; questi modelli consentono di analizzare in dettaglio tutti modi di trasporto, presenti o futuri. Vengono definite reti di trasporto microscopici e modelli di veicoli, viene generata la domanda e viene simulato e valutato uno scenario di traffico urbano.

5. Modelli classici della domanda di trasporto: modelli macroscopici, orientati al flusso, della domanda di trasporto, basati sul modello di stima della domanda a 4 fasi, che include (1) modelli di generazione della domanda, (2) modelli di distribuzione della domanda, (3) modelli di ripartizione modale e ( 4) modelli di scelta del percorso; vengono presentati diversi metodi di assegnazione del traffico per reti non congestionate e congestionate.

6. Analisi dell'impatto dei trasporti: semplici modelli di impatto ambientale (inquinanti, rumore, spazio), analisi degli impatti economici (costi interni/esterni, analisi costi benefici) e sociali (accessibilità, incidenti).

7. Analisi delle prestazioni delle future tecnologie di trasporto: elettrificazione e automazione sono due driver tecnologici che cambieranno le prestazioni del trasporto privato e pubblico in termini di consumo energetico, comfort di marcia, sicurezza personale e salute personale.

8. Pianificazione del trasporto sostenibile: procedure pratiche per la pianificazione a livello di città (costruzione e valutazione di scenari di trasporto), a livello locale (reti locali, hub intermodali, riduzione del traffico, zona pedonale, spazio condiviso) e a livello di strada (misure a favore delle modalità attive).

9. Casi di studio: nuove città come Copenaghen (Danimarca), Barcellona (Spagna), Vauban (Friburgo, Germania) o Masdar City (Abu Dhabi, UEA) hanno raggiunto un livello di sostenibilità e qualità della vita straordinariamente alto. Quali sono stati i metodi che sono stati utilizzati?

Urban road mobility design and maintenance (URMDM) modulo:

Di seguito si riportano gli argomenti principali del corso:

• Introduzione al corso.

• Il concetto di piani di mobilità urbana sostenibile

• Tecniche di moderazione del traffico

• Pianificazione e progettazione di piste ciclabili

• Progettazione di nodi intermodali urbani

• Sistema infrastrutturale per utenti stradali vulnerabili

• Pavimentazione storica

• Gestione della sicurezza della rete e ispezione della sicurezza stradale

• Progettazione della pavimentazione stradale

• Sostenibilità ambientale nelle pavimentazioni stradali

• Controllo della qualità della pavimentazione stradale

• Manutenzione stradale

Testi/Bibliografia

Sustainable Transportation Engineering (STE) modulo:

• E. Cascetta. Transportation systems engineering: theory and methods. Kluwer Academic Publisher, Boston/Dordrecht/London, 2001. (Italian version available).
  
  
• WHO.Particulate matter, ozone and nitrogen dioxide. Technical report, World Health Organization, Bonn, Germany,2003. www.euro.who.int/document/e79097.pdf.
  
  
• L.C. Den Boer and A. Schroten. Traffic noise reduction in europe: Health effects, social costs and technical and policy options to reduce road and rail traffic noise. Technical report, CE Delft, the Netherlands, 2007. http://www.thepep.org/ClearingHouse/docfiles/Traffic.Noise.Reduction.in.Europe.pdf.

“Urban road mobility design and maintenance (URMDM)” modulo:

• European Platform on Sustainable Urban Mobility Plans. Guidelines for developing and implementing a sustainable urban mobility plan. 2019

• International Transport Forum. Monitoring Progres in Urban Road Safety. 2020

• Emilia Romagna Region. Guidelines for the regional cycling system (Law no. 10/2017) in coordination with the Integrated Life Project Prepair

• Directive 2008/96/EC of the European Parliament and of the Council of 19 November 2008 on Road Infrastructure Safety Management

• Directive 2004/54/EC f the European Parliament and of the Council of 29 April 2004 on minimum safety requirements for tunnels in the Trans-European Road Network.

Metodi didattici

Sustainable Transportation Engineering (STE) modulo:

1. Lezione, 3 ore a settimana.

2. Esercizi, 1 ora a settimana.

3. Ampie dispense rese disponibili on-line.

4. Vari video con tutorial sul software SUMOPy

5. Un esercizio di pianificazione come lavoro di gruppo per mettere in pratica la teoria acquisita. Durante questa esercitazione gli studenti modelleranno il traffico di una piccola area urbana utilizzando il microsimulatore SUMOPy.

Urban road mobility design and maintenance (URMDM) modulo:

Slides di lezione ed esercitazione in classe per esercizi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Sustainable Transport System Design

Il punteggio totale del corso integrato Progettazione di sistemi di trasporto sostenibile è composto da 2/3 del punteggio del modulo STE e 1/3 del punteggio del modulo URMDM. In entrambi i moduli è richiesto un punteggio minimo di 18.

Modulo Sustainable Transportation Engineering (STE)

1. L'esercizio di pianificazione (6p)

2. L'esame scritto (24p):

• 3 problemi a cui rispondere in 2 ore.
• Il primo problema è una raccolta di domande a cui rispondere o con una risposta multipla o una breve frase, che copre il materiale dell'intero corso;
• I restanti due problemi saranno calcoli, coprendo gli argomenti degli esercizi.
• È consentita una calcolatrice tascabile non programmabile e un foglio con note scritte a mano

Urban road mobility design and maintenance (URMDM) modulo:

L'esame consiste in una prova scritta composta da 3 parti sui contenuti spiegati a lezione:

1. Domande a risposta multipla

2. Domanda aperta

3. Esercizio
   

 

Strumenti a supporto della didattica

Modulo Sustainable Transportation Engineering (STE)

Appunti delle lezioni e tutorial video disponibili on-line. Si consiglia un PC o un laptop per alcuni esercizi e per elaborare e documentare l'esercizio di pianificazione. Durante l'esercizio di pianificazione, almeno uno studente del gruppo deve installare ed eseguire SUMOPy.

Urban road mobility design and maintenance (URMDM) modulo:

Un computer portatile è raccomandato per scaricare e leggere i appunti delle lezioni e possibilmente per effettuare simulazioni.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Joerg Schweizer

Consulta il sito web di Claudio Lantieri