31598 - TECNICA ED ECONOMIA DEI TRASPORTI T

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, e dopo aver superato la prova di verifica finale, lo studente è in grado di possedere le conoscenze fondamentali sulla Ingegneria dei Sistemi di Trasporto. Conosce gli elementi fondamentali sulla domanda e sulla offerta di trasporto. Per quanto riguarda la domanda conosce le caratteristiche dei principali modelli matematici utilizzati. Per quanto riguarda l’offerta di trasporto conosce la meccanica della locomozione dei veicoli stradali e ferroviari, le principali caratteristiche funzionali dei sistemi di trasporto collettivo urbano e del sistema di trasporto ferroviario. Conosce inoltre il problema dell’interazione tra domanda e offerta (assegnazione). E’ in grado di impostare la progettazione di una linea di trasporto collettivo in ambito urbano.

Contenuti

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

Non si individuano propedeuticità particolari.
Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È pertanto necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

I SISTEMI DI TRASPORTO

Definizione di sistema di trasporto. Il sottosistema della domanda ed il sottosistema dell'offerta. Interazione fra il sistema di trasporto ed il sistema socioeconomico: accessibilità.

LE RETI DI TRASPORTO

Definizione di grafo e metodi di rappresentazione numerica. Principali caratteristiche dei grafi. Definizione di rete di trasporto: il costo generalizzato di trasporto. Gli archi ed i percorsi di un grafo. Il vettore dei costi degli archi ed il vettore dei costi degli itinerari: la matrice di incidenza archi-itinerari. Funzioni di costo separabili e non separabili. Schematizzazione dell'offerta di trasporto mediante le reti. La rete di trasporto urbano: classificazione delle strade urbane e modalità di rappresentazione delle intersezioni semaforizzate. Rete congestionata e non congestionata.

La delimitazione dell'area di studio (cordone). Criteri di zonizzazione dell'area di studio. I centroidi interni ed esterni e metodi di individuazione della loro posizione.

LA DOMANDA DI TRASPORTO

Caratterizzazione della domanda di trasporto. La matrice Origine/Destinazione degli spostamenti. Il problema della stima della domanda di trasporto: stima diretta e stima indiretta.

Modelli di domanda.

Classificazione dei modelli di domanda: modelli descrittivi e comportamentali; modelli aggregati e disaggregati. Costruzione di un modello di domanda: specificazione, calibrazione, corroborazione (validazione). I modelli descrittivi: i macromodelli di domanda, i modelli gravitazionali. Elasticità della domanda. Serie temporali. Modelli comportamentali: ipotesi fondamentali dei modelli di utilità aleatoria. La variabile aleatoria di Weibull-Gumbel. Il modello logit. Pro e contro di un modello logit.

Modelli della domanda di trasporto in ambito urbano.

Il sistema di modelli a 4 stadi. Il modello di generazione. Il modello di distribuzione. Il modello di scelta modale. Il modello di scelta dell'itinerario.

I MODELLI DI ASSEGNAZIONE DELLA DOMANDA ALLE RETI DI TRASPORTO

Assegnazione a reti non congestionate. Assegnazione tutto o niente. Calcolo degli alberi di minimo costo: l'algoritmo di Dijkstra e l'algoritmo di L-deque per il calcolo degli alberi ottimi. Assegnazione stocastica di tipo probit: metodo di Montecarlo. Confronto fra Logit e Probit per la scelta del percorso.

Elementi di meccanica della locomozione dei veicoli ferroviari e stradali

Introduzione al problema del moto. Ruota, rotaia e sovrastruttura ferroviaria. Ruota stradale: pneumatico. Il fenomeno dell'aderenza. L'aderenza nel caso di ruota motrice, ruota portante, ruota frenata. Valori pratici del coefficiente di aderenza nel caso ferroviario ed in quello stradale. Le resistenze al moto nei veicoli terrestri. Resistenza a rotolamento. Resistenza aerodinamica: formula per il calcolo, coefficienti di forma. Formule globali pratiche per il calcolo delle resistenze ordinarie nel caso ferroviario. Resistenza dovuta alla pendenza. Resistenza dovuta alle curve. Caratteristica resistente e potenza resistente. Gradi di prestazione di una linea ferroviaria. Equazione generale del moto: massa equivalente. Moto in curva dei veicoli stradali e ferroviari: aderenza trasversale e svio; relazione fra velocità, raggio della curva circolare e pendenza trasversale. Formula di Pochet per la condizione di svio. Spazio di frenatura e di arresto nel caso stradale ed in quello ferroviario. Peso frenato di un veicolo ferroviario. Caratteristica meccanica ideale. Curve caratteristiche di trazione di veicoli ferroviari. Trasmissione meccanica in un veicolo con motore a combustione interna: rapporti al cambio; scelta dei rapporti al cambio. Curve caratteristiche di trazione di veicoli equipaggiati con motore endotermico. Integrazione dell'equazione generale del moto: diagramma di trazione. Fasi del moto: avviamento, regime, lancio, frenatura. Forme del diagramma di trazione: caso triangolare, caso trapezio, caso con fase di lancio, caso con fase di lancio e di regime. Velocità commerciale e velocità di esercizio di una linea di trasporto collettivo. Cadenza e frequenza di una linea. Tempo al giro. Dimensionamento del numero di mezzi per eseguire un dato servizio di trasporto collettivo. Orario grafico di una corsa e di una linea.

Modi di trasporto collettivo urbano

Classificazione dei modi di trasporto collettivo urbano in base al tipo di: supporto, guida, propulsione, sistema di controllo, sede, capacità, costi. Caratteristiche funzionali e operative di un servizio erogato mediante: autobus, filobus, tram, metropolitana pesante, metropolitana leggera. Capacità dei mezzi e capacità delle linee per i diversi modi di trasporto collettivo.

Mobilità ciclistica.

Metodi di monitoraggio dei flussi di ciclisti su una rete urbana. Cenni sull'utilizzo di Big Data nella ricostruzione della domanda di trasporto.

Sistema di trasporto ferroviario

Elementi di circolazione ferroviaria. Blocco elettrico automatico a circuito di binario: sezioni di blocco “non concatenate” e “concatenate”. Blocco elettrico automatico a circuito di binario a correnti codificate a 4 codici e a 9 codici. Blocco elettrico automatico conta assi. Potenzialità di una linea ferroviaria omotachica. Formula UIC per il calcolo della potenzialità di una linea ferroviaria. Potenzialità di una linea ferroviaria eterotachica. Il sistema di segnalamento europeo ERMTS/ETCS. ERTMS di livello1. ERTMS di livello2: il blocco radio. ERTMS di livello 3. Il sistema di controllo marcia treno (SCMT): caratteristiche, esempi di funzionamento. Sistemi di esercizio: dirigenza locale, dirigenza centrale, controllo del traffico centralizzato (CTC), sistema comando e controllo (SCC).

Deflusso veicolare

Modellizzazione del deflusso veicolare. Variabili macroscopiche di una corrente veicolare: densità, velocità, portata. Modelli macroscopici di deflusso veicolare. Definizione del fattore dell'ora di punta. Definizione di capacità e di livello di servizio secondo l'Highway Capacity Manual (HCM). Determinazione del livello di servizio delle autostrade secondo l'HCM.

Metodi di scelta fra progetti alternativi

L'analisi Costi-Benefici. Definizione dei costi e dei benefici. IL surplus dell'utente. Il tasso di attualizzazione. Indicatori sintetici: il VAN e l'SRI. Analisi di sensibilità.

ESERCITAZIONI

Le esercitazioni consistono in esempi ed applicazioni degli argomenti in programma e nella redazione di un progetto di un servizio di trasporto collettivo in ambito urbano. Per la redazione del progetto gli studenti sono riuniti in gruppi di non più di cinque allievi: ciascun gruppo deve preparare un elaborato che è sottoposto alle revisioni di un tutor. La guida metodologica per la redazione del progetto è costituita da lezioni tenute in aula e dalle verifiche, da parte dei tutor, delle soluzioni progettuali proposte.

Testi/Bibliografia

Lucidi presentati a lezione dai docenti scaricabili dal sito AMS Campus.

Cantarella G. E. ( a cura di) "Sistemi di trasporto: Tecnica ed Economia". UTET, Torino.

Ferrari P. "Fondamenti di Pianificazione dei Trasporti". Pitagora Editrice, Bologna.

Lupi M. "La Domanda di Trasporto (Appunti dalle lezioni di Tecnica ed Economia dei Trasporti)". DISTART - Trasporti, Bologna.

Lupi M. "Elementi di Meccanica della Locomozione (Appunti dalle lezioni di Tecnica ed Economia dei Trasporti)". DISTART - Trasporti, Bologna.

Lupi M. "Sistemi di Trasporto Collettivo - Tipologia (Appunti dalle lezioni di Tecnica ed Economia dei Trasporti)". DISTART - Trasporti, Bologna.

Lupi M. "Elementi di Circolazione Ferroviaria (Appunti dalle lezioni di Tecnica ed Economia dei Trasporti)". DISTART - Trasporti, Bologna.

Micucci A. e Bottazzi A. “Guida alla Progettazione di un Servizio di Trasporto Pubblico Urbano in una Città di Medie Dimensioni.” Pitagora Editrice Bologna.

Orlandi A: ”Meccanica dei Trasporti”. Pitagora Editrice Bologna.

P. Volta, F. Rupi, "Trasporto merci: da Babele a sistema. Il valore della programmazione nella movimentazione delle merci", Gruppo24ore, 2011

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Le attività formative proposte rispondono agli obiettivi di apprendimento.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale. Prima di presentarsi all'esame il progetto deve essere revisionato e vistato dal tutor, che esprime su ciascun allievo un giudizio individuale sul lavoro di esercitazione svolto.
La prova orale prevede la discussione del progetto ed alcune domande sulla parte teorica/applicativa del corso.
Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento. Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver compreso ed essere capaci di utilizzare tutti i contenuti dell’insegnamento illustrandoli con capacità di linguaggio, risolvendo problemi anche complessi, mostrando buona capacità operativa. Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto all’insufficiente conoscenza dei concetti chiave, alla mancata padronanza del linguaggio tecnico.

Strumenti a supporto della didattica

Viene fornito il materiale didattico aggiornato reperibile presso AMS Campus - Alma DL- Università di Bologna. Viene inoltre fornito il software per lo svolgimento del progetto di esercitazione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Federico Rupi