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INGEGNERIA DEI SISTEMI DI TRASPORTO

Corso Ingegneria Civile
Curriculum PROGETTAZIONE DI INFRASTRUTTURE E SISTEMI DI TRASPORTO
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2017/2018
Crediti 9
Settore Scientifico Disciplinare ICAR/05
Anno Primo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 72
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale Unico

Docente MARIA NADIA POSTORINO
Obiettivi Il corso di Ingegneria dei sistemi di trasporto ha per oggetto lo studio del sistema di trasporto e del suo funzionamento derivante dall’interazione fra i diversi elementi che lo costituiscono. I sistemi di trasporto sono composti da numerosi elementi che si influenzano in modo diretto ed indiretto, spesso non lineare, con numerose interazioni e retroazioni. Il corso si propone di fornire gli strumenti di base per la simulazione e la progettazione funzionale del sistema dei trasporti attraverso la modellazione della domanda e offerta di trasporto e delle loro interazioni.

Programma Il concetto di sistema di trasporto – Il sottosistema di offerta e il sottosistema di domanda - La rappresentazione topologica dell’offerta di trasporto – Grafi – proprietà principali dei grafi – Generalità sulle funzioni di costo d’arco e rete di trasporto
Il concetto di percorso – La matrice di incidenza archi-percorso – Forward star – Costi d’arco e di percorso - Funzioni di costo congestionate e non, separabili e non
La domanda di trasporto – Variabilità spaziale e temporale – Area di studio e zonizzazione Centroidi interni ed esterni - La relazione domanda-costo e l’elasticità della domanda – il modello di domanda a stadi - Il concetto di flusso d’arco e di percorso - Variabili di stato: flussi d’arco e di percorso, costi d’arco e di percorso
Teoria dell’utilità casuale – le ipotesi iniziali – utilità sistematica e residuo aleatorio – cause di errore – le variabili rilevanti –modelli deterministici e stocastici – la probabilità di scelta
Il modello Logit – le proprietà principali del modello Logit – la stabilità della variabile di Gumble rispetto alla massimizzazione - Effetti dell’ipotesi di indipendenza dei residui sul calcolo delle probabilità di scelta – la proprietà IIA - Il modello Nested-Logit – il raggruppamento delle alternative simili - struttura dell’albero di scelta e individuazione dei parametri caratteristici – matrice varianza/covarianza per un modello Nested-Logit - Il modello Probit – caratteristiche generali – la struttura della matrice varianza-covarianza – Stima delle probabilità di scelta Probit – Metodo Montecarlo – generazione dei residui aleatori per l’applicazione del metodo
Sottomodello di emissione degli spostamento – La stima del coefficiente medio di emissione – Approccio deterministico e stocastico – Specificazione di un modello stocastico di frequenza degli spostamenti - Sottomodello di distribuzione degli spostamenti – Le variabili rilevanti – modelli di tipo gravitazionale – modelli di tipo stocastico: approccio per zona e per destinazione elementare
Sottomodello di scelta modale – le alternative di scelta – le variabili rilevanti – alternative indipendenti e dipendenti e identificazione del modello di scelta - variabili generiche e specifiche dell’alternativa - Sottomodello di scelta del percorso – costruzione dell’insieme di scelta - criteri di generazione delle alternative di percorso – la sovrapposizione dei percorsi in ambito urbano
Modelli comportamentali di scelta del percorso – Modello logit e campo di applicazione - modello C-logit e Probit
Interazione domanda/offerta – formalizzazione del modello di assegnazione – le ipotesi sulle funzioni di costo e sul modello di scelta del percorso - Classificazione dei modelli di assegnazione – modelli a domanda elastica e costanti – modelli di carico della rete - modelli di equilibrio e di processo dinamico - La ricerca dei percorsi di costo minimo su una rete di trasporto –condizione di Belmann e algoritmo di Dijkstra - Assegnazione di carico della rete con modello di scelta del percorso deterministico - algoritmo AoN - Assegnazione di carico della rete con modello di scelta del percorso stocastico - enumerazione implicita o esplicita dei percorsi – Modello di scelta del percorso Probit e algoritmo Montecarlo - Il problema dell’assegnazione di equilibrio – modelli di punto fisso - formalizzazione del Deterministic User Equilibrium (DUE) - Diseguaglianza variazionale e problema di ottimo equivalente – le condizioni per l’esistenza e l’unicità della soluzione DUE - Algoritmo di Frank-Wolfe per la soluzione di un problema DUE - Verifica della congruenza tra soluzione dell’algoritmo e problema DUE - Esempio applicativo dell’algoritmo di Frank-Wolfe ad un caso test - Formalizzazione dello Stochastic User Equilibrium (SUE) – condizioni di esistenza e unicità del problema SUE - Formulazione di un problema di ottimo equivalente per la soluzione di un problema SUE - Algoritmo MSA per la soluzione di un problema SUE - Verifica della congruenza tra soluzione dell’algoritmo e problema SUE
Indagini campionarie di tipo RP e SP - I dati campionari – campionamento casuale semplice – schede di indagine e tipologia di indagine – dati di tipo RP e loro uso - Stima diretta della domanda - Stima campionaria della domanda – campionamento casuale semplice e stratificato – lo stimatore della domanda – limiti di confidenza - La calibrazione di un modello di domanda – la funzione di likelihood – il metodo della massima verosimiglianza per la stima dei parametri incogniti - l’algoritmo di gradiente - La validazione del modello di domanda – test formali e informali sui coefficienti – test di nullità dei parametri e statistiche di goodness-of-fit - La correzione della matrice da conteggi di flusso di traffico – Esplicitazione della matrice di assegnazione a partire dal modello di assegnazione - Formulazione del problema generale di correzione della domanda a partire da una domanda nota e dai conteggi di flusso di traffico - Stimatore GLS e algoritmo di gradiente proiettato per la soluzione del problema di correzione della matrice di domanda da conteggi di flussi di traffico - La scelta dei rami di conteggio – il criterio di copertura della matrice O/D - Indipendenza dei rami, flusso massimo e percentuale d’uso del ramo per una coppia O/D – Formulazione bi-livello per matrice di assegnazione incognita - Formulazione GLS – Passi principali dell’algoritmo risolutivo - Stima dei parametri incogniti del modello di domanda da conteggi di flussi di traffico -
La costruzione della matrice di domanda – Identificazione delle sottomatrici di domanda interna-interna, di scambio e di attraversamento - Uso di dati campionari per la stima della domanda modale di scambio e attraversamento – il metodo della targa - Il processo di pianificazione territoriale – individuazione di obiettivi e vincoli – status quo e alternative di progetto – la fase di monitoraggio –
Caratteristiche del sistema di trasporto collettivo – rappresentazione della rete per un sistema di trasporto collettivo – le reti per sistemi in sede propria e i servizi offerti – reti statiche e diacroniche – la rappresentazione del processo di scelta dell’utente per un sistema di trasporto collettivo – alberi di scelta e modelli di simulazione – cenni all’uso degli ipercammini – variabili rilevanti – costi non additivi per la definizione del costo di un ipercammino
Livelli spaziale e temporale della pianificazione territoriale – Piani nazionali, regionali, locali –
Pianificazione strategica, tattica, operativa - L’identificazione della soluzione progettuale rispetto al livello di pianificazione- Approccio di simulazione (what if) per la quantificazione di una soluzione progettuale - Approccio di progettazione (what to) e la generazione della soluzione – la funzione obiettivo - Le variabili di progetto (variabili di layout, di prestazione, di prezzo) – esplicitazione dei vincoli – alcuni esempi di funzione obiettivo (minimizzazione del costo totale sulla rete) - Effetti generati da una soluzione progettuale – l’individuazione degli effetti rilevanti e dei soggetti su cui ricadono – il ruolo del decisore pubblico - Effetti sugli utenti del sistema di trasporto – curva di domanda e variazione di surplus - Analisi benefici-costi – monetizzazione e compensazione degli effetti - Valore Attuale Netto (VAN) e Saggio Interno di Rendimento (SIR) - Analisi multicriterio – misura dei criteri (in scala normalizzata) per le diverse ipotesi progettuale – progetti dominati e non - Progetto ottimo (ideale) e misura di distanza dall’ottimo – metodi non compensatori: minimo accettabile, minimo desiderabile e target

Esercitazione/Laboratorio
Le fasi della pianificazione - l’individuazione del sistema territoriale e dell’area di studio - Individuazione delle zone di traffico utilizzando i dati delle particelle censuarie – i centroidi interni - Posizionamento dei centroidi esterni – Grafo del trasporto individuale e funzioni di costo per tipologia d’arco - Funzioni per archi stradali urbani ed extraurbani - la funzione di Doherty per intersezioni semaforizzate – esempi applicativi - Rappresentazione dell’offerta di trasporto collettivo – esempio applicativo - La matrice di domanda – Domanda interna, di scambio e di attraversamento - Esempi applicativi - Stima della domanda emessa da ogni zona di traffico - Stima delle percentuali di distribuzione – domanda origine/destinazione - Esempi applicativi di stima della domanda origine/destinazione per un caso test - Estrazione del grafo della rete di trasporto privato per un sistema reale – schema minimo di rete – costruzione della rete di trasporto collettivo - Esempi applicativi della costruzione del grafo dell’offerta di trasporto - Algoritmo di Djikstra per la ricerca del percorso di costo minimo – applicazione ad un caso test - Applicazione del modello di scelta modale ad un caso test – Esempi di assegnazione AoN e SNL ad una rete test - Esempio di calcolo delle percentuali di scelta del percorso su una rete test utilizzando un modello C-Logit - Esempio di assegnazione SNL-Probit su una rete test

L’esame consiste in una prova scritta teorico-applicativa. Sono oggetto della prova scritta un congruo numero di quesiti inerenti i contenuti del corso, come indicato nel programma. L’obiettivo della prova è di valutare le conoscenze acquisite e la capacità di applicare tale conoscenza in ambito professionale utilizzando un approccio di sistema che permetta di unire alla progettazione funzionale del singolo elemento l’analisi della rete di trasporto e degli effetti prodotti.
Dettaglio prova d’esame:
La prova d'esame si articola in 3 quesiti ciascuno composto da 2-4 domande teoriche/pratiche del tutto analoghe a domande di un esame orale. Ai singoli quesiti non è assegnato alcun punteggio in particolare, perchè la valutazione dell'elaborato è complessiva.
Testi docente Oltre gli appunti delle lezioni, autonomamente redatti dagli studenti, per lo studio è consigliata la consultazione dei seguenti testi:
Cascetta E. (2006) “Modelli per i Sistemi di Trasporto. Teoria ed applicazioni”, UTET, Italia.
Di Gangi M., Postorino M.N. (2005) “Modelli e procedure per l'analisi dei sistemi di trasporto : esercizi ed applicazioni”, FrancoAngeli, Italia.
Da consultare per ulteriori approfondimenti
Postorino M.N. (2009). “Introduzione alla pianificazione del sistema di trasporto aereo”, FrancoAngeli.
Cascetta E. (2001) “Transportation systems engineering: theory and methods”, Kluwer Academic Press, Dordrecht, The Netherlands.
Erogazione tradizionale Si
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria Si
Valutazione prova scritta Si
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No
Erogazione 1000240 INGEGNERIA DEI SISTEMI DI TRASPORTO in Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio LM-35 POSTORINO MARIA NADIA
Docente Maria Nadia POSTORINO

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento

Elenco dei ricevimenti:

Descrizione Avviso
Ricevimenti del docente: Maria Nadia Postorino
Il ricevimento per chiarimenti didattici si svolge al termine di ogni lezione. Dopo la conclusione del corso il ricevimento è su appuntamento. Gli interessati devono inviare un'e-mail al docente indicando in Oggetto: Richiesta ricevimento
Per le informazioni relative a programma del corso, testi di riferimento, date e modalità d'esame consultare il sito.
Per ogni altra questione di natura amministrativa rivolgersi alla segreteria.
Nessun avviso pubblicato
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