31598 - TECNICA ED ECONOMIA DEI TRASPORTI T

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere Imprese innovazione e infrastrutture Città e comunità sostenibili Lotta contro il cambiamento climatico

Anno Accademico 2021/2022

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.

Introduzione al problema del trasporto.

Generalità, definizioni. Funzioni e requisiti del trasporto. Indicatori e unità di misura. Spostamenti di merci e di persone: la domanda di trasporto. Infrastrutture e servizi: l’offerta di trasporto. L’interazione fra la domanda e l’offerta: la mobilità. Condizioni di sicurezza e di regolarità. Il concetto di flusso. Il concetto di costo. Il concetto di utilità. Ingegneria dei trasporti: competenze e attività. Componenti ed elementi di un sistema di trasporto. Elementi descrittivi dei sistemi di trasporto: generalità, modalità di trasporto, congestione, incidentalità, inquinamento, consumi energetici.

Modi e mezzi di trasporto terrestri: caratteristiche principali e funzionali

Classificazione dei modi di trasporto terrestre in base al tipo di: supporto, guida, propulsione, sistema di controllo, sede.

Elementi di meccanica della locomozione dei veicoli ferroviari e stradali

Introduzione al problema del moto. Ruota, rotaia e sovrastruttura ferroviaria. Ruota stradale: pneumatico. L’interazione fra la ruota e la sede. 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: formule per il calcolo. Resistenza aerodinamica: formule per il calcolo. 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. Cenni sulla trasmissione meccanica in un veicolo con motore a combustione interna: rapporti al cambio; scelta dei rapporti al cambio.

Modi di trasporto collettivo urbano

Caratteristiche funzionali e operative di un servizio erogato mediante: autobus, filobus, tram, metropolitana pesante, metropolitana leggera. Capienza dei mezzi: densità di occupazione. Frequenza di servizio. Il bacino di influenza di un servizio di trasporto collettivo. Il concetto di capacità. Calcolo delle capacità per i diversi modi di una linea di trasporto collettivo. 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. Il dimensionamento del servizio di trasporto collettivo. Orario grafico di una corsa e di una linea. Orario grafico di una linea circolare. Diagramma di impiego dei mezzi necessari. Analisi delle prestazioni offerte, dei ricavi e dei costi dei diversi modi di trasporto collettivo. Il grado di copertura dei costi di una azienda di trasporto pubblico. Il problema dell’integrazione tra modi di trasporto: modi alternativi e modi complementari.

Elementi di base del 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 di un tronco autostradale secondo l'HCM.

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.

Elementi di base dell'ingegneria dei sistemi di trasporto

Il sistema di trasporto. La modellizzazione del sistema di trasporto. I sottosistemi della domanda e dell’offerta di trasporto. L’area di studio e la zonizzazione: il concetto di centroide. La domanda di trasporto: caratteristiche spaziali e temporali della domanda. La domanda dell’ora di punta e dell’ora di morbida. La matrice Origine e destinazione. Metodi di stima della domanda di trasporto. Principali fattori che condizionano la domanda. Il concetto di elasticità della domanda. Introduzione ai modelli per la stima della domanda di trasporto extraurbana (macromodelli) e urbana (sistema di modelli a quattro stadi). L’offerta di trasporto: infrastrutture e servizi. I grafi e relative proprietà. I costi nei trasporti. Il costo generalizzato: il tempo di viaggio ed il valore monetario del tempo. Il vettore dei costo di arco e il vettore dei costi di percorso: relazione tra le due grandezze. Il vettore dei flussi di arco e il vettore dei flussi di percorso: relazione tra le due grandezze. Le funzioni di costo d’arco separabili e non separabili. I costi di produzione del servizio. I costi per la collettività: gli impatti ambientali e l’incidentalità. Le reti di trasporto: esempi di reti di trasporto stradale, ferroviario, aereo e marittimo.

Elementi di base del trasporto delle merci.

Il trasporto su “gomma” e su “ferro”. La ripartizione modale delle merci in Italia e in Europa. Il Conto Nazionale dei Trasporti. Il trasporto intermodale. Il concetto di ultimo miglio.

Elementi di base della mobilità sostenibile.

Dati sulla ciclabilità in Italia e in Europa. Elementi a favore e a sfavore per la diffusione dell’uso della bicicletta per gli spostamenti urbani.

Analisi costi-benefici per la scelta fra progetti alternativi

La valutazione dei progetti – obiettivi e vincoli - l'analisi Costi-Benefici. Definizione dei costi e dei benefici. Il surplus dell'utente. Il tasso di attualizzazione. Indicatori sintetici: il valore attualizzato netto (VAN) ed il saggio di rendimento interno (SRI). Analisi di sensibilità. Analisi di switch. Analisi di rischio. Pregi e difetti dell’analisi costi benefici.

La mobilità condivisa

La storia. Il fenomeno in Italia e Europa. I vantaggi della mobilità condivisa. Numeri della sharing mobility in Italia.

I veicoli a guida autonoma

Livelli di automazione. Dati da elaborare. Connected vehicles. Platooning. Pregi e difetti


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

L'approccio usato durante il corso è marcatamente interdisciplinare
e combina aspetti teorici-metodologici ad aspetti pragmatici-applicativi. Le metodologie didattiche implementate sono di tipo
attivo: particolare attenzione viene rivolta al coinvolgimento dei partecipanti e all'interazione con il docente. La progettazione di un caso di studio avviene attraverso una serie di simulazioni e role playing. In particolare il metodo didattico è finalizzato a fornire agli studenti gli strumenti per la individuazione e la gestione dei problemi
attraverso le fasi di analisi e di formulazione di proposte alternative per la definizione della soluzione progettuale migliore.

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 proprietà 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

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Federico Rupi