politecnico di milano analisi e sperimentazione dei modelli di simulazione del traffico applicati al

144 Pages·2013·8.27 MB·Italian

POLITECNICO DI MILANO
Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile

ANALISI E SPERIMENTAZIONE DEI MODELLI DI
SIMULAZIONE DEL TRAFFICO APPLICATI AL CASO
DELLA METROTRANVIA MILANO-SEREGNO

Relatore: Prof. Ing. Roberto MAJA
Correlatore: Ing. Gaetano DELFANTI

Tesi di laurea di:
Ugo Romano
Matr. 770590

Anno Accademico 2012-2013
Alla mia famiglia
Indice
Indice delle figure 1
Indice delle tabelle 3
Abstract 4
Introduzione 5
1. Il progetto della metrotranvia Milano – Seregno 6
1.1. Riferimenti normativi 8
1.2. Descrizione del progetto 10
1.2.1. Tracciato 10
1.2.2. Fermate 10
1.2.3. Analisi della domanda 11
1.3. Ipotesi di esercizio 12
1.3.1. Veicoli 13
1.3.2. Gestione dell’esercizio nella tratta a binario singolo 14
1.4. Gestione degli attraversamenti 17
1.4.1. Asservimento semaforico 17
1.4.2. Intersezione a rotatoria 18
2. Intersezioni semaforizzate 22
2.1. Classificazione 22
2.2. Criteri progettuali 23
2.2.1. Caratterizzazione geometrica a funzionale dell’intersezione 23
2.2.2. Progetto dei piani semaforici 24
2.3. Valutazioni funzionali delle intersezioni semaforizzate 29
2.3.1. Procedura di verifica degli incroci semaforizzati (metodologia HCM) 29
2.3.2. Livello di servizio 29
2.4. Modalità di controllo delle intersezioni semaforizzate 31
2.5. Gestione della priorità semaforica ai mezzi pubblici 32
2.5.1. Tecniche e tipologie di attuazione 32
2.5.2. Calcolo dei parametri caratteristici 33
3. Modelli di simulazione del traffico 35
3.1. Introduzione ai modelli di traffico 35
3.2. Stato dell’arte 36
3.2.1. Classificazione dei modelli 36
3.2.2. Modelli microscopici 37
3.3. Il software di micro-simulazione del traffico usato: Dynasim 43
3.3.1. Creazione di un progetto con Dynasim 45
3.3.2. Raccolta e analisi dei dati 48
4. Le micro-simulazioni effettuate 50
4.1. 1° Gruppo di intersezioni – Comuni di Milano e Bresso 52
4.1.1. Descrizione dello stato di fatto 52
4.1.2. Descrizione dello stato di progetto 54
4.1.3. Dati di domanda 57
4.1.4. Scenari di simulazione 58
4.1.5. Conclusioni 69
4.2. 2° Gruppo di intersezioni – Comune di Bresso 71
4.2.1. Descrizione dello stato di fatto 71
4.2.2. Descrizione dello stato di progetto 73
4.2.3. Dati di domanda 77
4.2.4. Scenari di simulazione 78
4.2.5. Conclusioni 89
4.3. 3° Gruppo di intersezioni – Comuni di Nova e Desio 92
4.3.1. Descrizione dello stato di fatto 92
4.3.2. Descrizione dello stato di progetto 96
4.3.3. Dati di domanda 100
4.3.4. Scenari di simulazione 102
4.3.5. Conclusioni 117
Conclusioni generali 119
Bibliografia 121
Allegato A – Dati numerici delle simulazioni
Indice delle figure 

Indice delle figure
1.1 Tracciato della metrotranvia Milano-Seregno 7
1.2 Eurotram serie 7000 14
1.3 Impianto di segnalamento, condizione di riposo 15
1.4 Impianto di segnalamento, via libera al primo veicolo 15
1.5 Impianto di segnalamento, tratta impegnata, via impedita per il secondo veicolo 16
1.6 Impianto di segnalamento, via libera al secondo veicolo 16
1.7 Esempio di applicazione di intersezione con canalizzazione a rotatoria 20
1.8 Esempio di rotatoria con impianto semaforico attivato dai tram 21
3.2.1 Schema del modello car following 39
3.2.2 Car following, modello di Pipes 40
3.2.3 Gap acceptance, manovra di cambio corsia 42
3.3.1 Interfaccia utente di Dynasim 44
3.3.2 Rete geometrica 46
3.3.3 Rete logica 46
3.3.4 Finestra di programmazione del ciclo semaforico 47
3.3.5 Esempio di visualizzazione 2D 49
3.3.6 Esempio di visualizzazione 3D 49
4.1 Gruppi di intersezioni analizzati 51
4.1.1 1° gruppo di intersezioni – Planimetria dello stato di fatto 53
4.1.2 1° gruppo di intersezioni – Cicli semaforici dello stato di fatto 54
4.1.3 1° gruppo di intersezioni – Planimetria dello stato di progetto 55
4.1.4 1° gruppo di intersezioni – Cicli semaforici dello stato di progetto 57
4.1.5 Esempio di ciclo semaforico attuato 59
4.1.6 Simulazione 1.1 – Intersezione 1 – Ritardo medio 60
4.1.7 Simulazione 1.1 – Intersezione 2 – Ritardo medio 61
4.1.8 Simulazione 1.2 – Intersezione 1 – Ritardo medio 62
4.1.9 Simulazione 1.2 – Intersezione 2 – Ritardo medio 63
4.1.10 Simulazione 1.3 – Intersezione 1 – Ritardo medio 64
4.1.11 Simulazione 1.3 – Intersezione 2 – Ritardo medio 64
4.1.12 Simulazione 1.4 – Intersezione 1 – Ritardo medio 65
4.1.13 Simulazione 1.4 – Intersezione 2 – Ritardo medio 66
4.1.14 Simulazione 1.5 – Intersezione 1 – Ritardo medio 67
4.1.15 Simulazione 1.5 – Intersezione 2 – Ritardo medio 67
4.2.1 2° gruppo di intersezioni – Planimetria dello stato di fatto 72
4.2.2 2° gruppo di intersezioni – Cicli semaforici dello stato di fatto 73
4.2.3 2° gruppo di intersezioni – Planimetria dello stato di progetto 74
4.2.4 2° gruppo di intersezioni – Ciclo semaforico 1 76
4.2.5 2° gruppo di intersezioni – Ciclo semaforico 2 76
4.2.6 2° gruppo di intersezioni – Ciclo semaforico 3 77
4.2.7 Intersezione Veneto, Cadorna, Romani – Problematiche modellizzazione 79

 1
Indice delle figure 

4.2.8 Simulazione 2.1 – Intersezione 1 – Ritardo medio 79
4.2.9 Simulazione 2.1 – Intersezione 2 – Ritardo medio 80
4.2.10 Simulazione 2.2 – Intersezione 1 – Ritardo medio 81
4.2.11 Simulazione 2.2 – Intersezione 2 – Ritardo medio 81
4.2.12 Simulazione 2.3 – Intersezione 1 – Ritardo medio 82
4.2.13 Simulazione 2.3 – Intersezione 2 – Ritardo medio 83
4.2.14 Simulazione 2.4 – Intersezione 1 – Ritardo medio 84
4.2.15 Simulazione 2.4 – Intersezione 2 – Ritardo medio 84
4.2.16 Simulazione 2.5 – Intersezione 1 – Ritardo medio 86
4.2.17 Simulazione 2.5 – Intersezione 2 – Ritardo medio 86
4.2.18 2° gruppo di intersezioni – Ciclo semaforico 3.1 88
4.2.19 Simulazione 2.6 – Intersezione 1 – Ritardo medio 88
4.2.20 Simulazione 2.6 – Intersezione 2 – Ritardo medio 89
4.3 3° gruppo di intersezioni – Planimetria generale dello stato di fatto 93
4.3.1 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio intersezione 1 - Stato di fatto 94
4.3.2 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio intersezione 2 - Stato di fatto 94
4.3.3 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio intersezione 3 - Stato di fatto 95
4.3.4 3° gruppo di intersezioni – Cicli semaforici dello stato di fatto 96
4.3.5 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio intersezione 1 - Stato di progetto 96
4.3.6 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio intersezione 2 - Stato di progetto 97
4.3.7 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio intersezione 3 - Stato di progetto 98
4.3.8 3° gruppo di intersezioni – Dettaglio fermata 98
4.3.9 3° gruppo di intersezioni – Cicli semaforici dello stato di progetto 99
4.3.10 Simulazione 3.1A – Intersezione 1 – Ritardo medio 102
4.3.11 Simulazione 3.1A – Intersezione 2 – Ritardo medio 103
4.3.12 Simulazione 3.1A – Intersezione 3 – Ritardo medio 104
4.3.13 Simulazione 3.1B – Intersezione 1 – Ritardo medio 105
4.3.14 Simulazione 3.1B – Intersezione 2 – Ritardo medio 105
4.3.15 Simulazione 3.1B – Intersezione 3 – Ritardo medio 106
4.3.16 Simulazione 3.2A – Intersezione 1 – Ritardo medio 107
4.3.17 Simulazione 3.2A – Intersezione 2 – Ritardo medio 108
4.3.18 Simulazione 3.2A – Intersezione 3 – Ritardo medio 109
4.3.19 Simulazione 3.2B – Intersezione 1 – Ritardo medio 110
4.3.20 Simulazione 3.2B – Intersezione 2 – Ritardo medio 110
4.3.21 Simulazione 3.2B – Intersezione 3 – Ritardo medio 111
4.3.22 Simulazione 3.3A – Intersezione 1 – Ritardo medio 113
4.3.23 Simulazione 3.3A – Intersezione 2 – Ritardo medio 113
4.3.24 Simulazione 3.3A – Intersezione 3 – Ritardo medio 114
4.3.25 Simulazione 3.3B – Intersezione 1 – Ritardo medio 115
4.3.26 Simulazione 3.3B – Intersezione 2 – Ritardo medio 116
4.3.27 Simulazione 3.3B – Intersezione 3 – Ritardo medio 116

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Indice delle tabelle 

Indice delle tabelle
1.1 Norma UNI 8379 – Parametri caratteristici per le tranvie veloci 9
1.2 Norma UNI 8379 – Valori di riferimento per tranvie veloci 9
1.3 Fermate metrotranvia Milano-Seregno 11
1.4 Dati demografici dei comuni interessati dalla metrotranvia 12
1.5 Caratteristiche tecniche Eurotram serie 7000 14
4.1.1 1° gruppo di intersezioni – Matrice O/D autoveicoli 57
4.1.2 1° gruppo di intersezioni – Matrice O/D autocarri 58
4.1.3 Simulazione 1.1 – Risultati 61
4.1.4 Simulazione 1.2 – Risultati 63
4.1.5 Simulazione 1.3 – Risultati 65
4.1.6 Simulazione 1.4 – Risultati 66
4.1.7 Simulazione 1.5 – Risultati 68
4.1.8 L.O.S simulazioni 1° gruppo di intersezioni 70
4.2.1 2° gruppo di intersezioni – Matrice O/D autoveicoli 77
4.2.2 2° gruppo di intersezioni – Matrice O/D autocarri 78
4.2.3 Simulazione 2.1 – Risultati 80
4.2.4 Simulazione 2.2 – Risultati 82
4.2.5 Simulazione 2.3 – Risultati 83
4.2.6 Simulazione 2.4 – Risultati 85
4.2.7 Simulazione 2.5 – Risultati 87
4.2.8 Simulazione 2.6 – Risultati 89
4.2.9 L.O.S simulazioni 2° gruppo di intersezioni 91
4.3.1 Matrice O/D autoveicoli 8:00-9:00 100
4.3.2 Matrice O/D autocarri 8:00-9:00 100
4.3.3 Matrice O/D autosnodati 8:00-9:00 101
4.3.4 Matrice O/D autoveicoli 17:45-18:45 101
4.3.5 Matrice O/D autocarri 17:45-18:45 101
4.3.6 Matrice O/D autosnodati 17:45-18:45 101
4.3.7 Simulazione 3.1A – Risultati 104
4.3.8 Simulazione 3.1B – Risultati 106
4.3.9 Simulazione 3.2A – Risultati 109
4.3.10 Simulazione 3.2B – Risultati 112
4.3.11 Simulazione 3.3A – Risultati 115
4.3.12 Simulazione 3.3B – Risultati 117
4.3.13 L.O.S simulazioni 3° gruppo di intersezioni 118

3
Abstract 

Abstract
Nella progettazione di un sistema di trasporto pubblico operante in regime di priorità
semaforica e soggetto a numerosi attraversamenti, è importante valutare gli effetti indotti sulla
viabilità ordinaria. Se da un lato, infatti, la priorità semaforica permette al mezzo pubblico di
raggiungere determinati standard qualitativi, risultando così attrattivo all’utenza, dall’altro può
avere delle gravi ripercussioni sulla circolazione stradale. Nel caso delle metrotranvie (o tranvie
veloci) al fine di garantire la sicurezza della circolazione è necessario che tutte le intersezioni a raso
siano regolate mediante sistema di semaforizzazione. L’utilizzo delle usuali procedure, al fine di
determinare la qualità della viabilità nelle intersezioni semaforizzate con asservimento semaforico
per i veicoli tranviari, risultano restrittive in quanto è difficile valutare la capacità dell’intersezione
a causa della variabilità della durata del ciclo e della sequenza delle fasi semaforiche. In casi come
questo, dove i consueti metodi di valutazione non sono in grado di riprodurre fedelmente le reali
condizioni di circolazione, risulta utile l’uso di micro-simulatori del traffico. Questo lavoro di tesi,
realizzato in parte durante un tirocinio extracurriculare effettuato presso l’Area Infrastrutture e
Mobilità della Provincia di Milano, tratta il problema della modellazione, tramite software di micro-
simulazione, del regime di priorità semaforica in tre gruppi d’intersezioni della nuova metrotranvia
Milano-Seregno e delle sue ripercussioni sulla viabilità ordinaria.

 4
Introduzione 

Introduzione
Negli ultimi anni, i software di micro-simulazione del traffico sono divenuti uno tra gli
strumenti più importanti, a disposizione degli ingegneri del traffico, per effettuare analisi e
valutazioni di sistemi di trasporto. É sempre più comune, infatti, l’uso di questi programmi come
strumento di simulazione di possibili scenari di progetto, al fine di ottenere utili informazioni sulla
circolazione stradale.
L’obiettivo del seguente studio è fornire indicazioni, mediante l’uso di software di micro-
simulazione, circa l’impatto che la realizzazione di un sistema di trasporto pubblico operante in
regime di asservimento semaforico, quale è la metrotranvia Milano-Seregno, può avere sulla
viabilità ordinaria. Si è cercato di analizzare diverse tipologie d’incroci semaforizzati previsti nel
progetto definitivo dell’opera, così da verificare se il software è in grado di riprodurre, in modo
verosimile e attendibile, le condizioni di circolazione del traffico caratterizzanti ogni intersezione.
Nel primo capitolo è illustrato il progetto della nuova infrastruttura tranviaria, descrivendone il
tracciato, le ipotesi di esercizio e la gestione degli attraversamenti. Il secondo capitolo è dedicato
alle intersezioni semaforizzate di cui si descrivono la progettazione, la valutazione funzionale, la
modalità di controllo e la gestione della priorità semaforica ai mezzi pubblici. Nel capitolo
successivo sono introdotti i modelli di simulazione del traffico, soffermandosi in particolar modo
sullo stato dell’arte dei modelli usati nei software di micro-simulazione, inoltre viene fatta una
panoramica generale del software usato in questo studio per la realizzazione delle micro-
simulazioni. Nell’ultimo capitolo, infine, sono illustrate le micro-simulazioni di traffico eseguite per
ciascun gruppo d’intersezioni preso in considerazione, e vengono riportati i risultati relativi
all’impatto della preferenziazione semaforica tranviaria sui flussi veicolari.

5
Capitolo 1 – Progetto della metrotranvia Milano ‐ Seregno  

I - Il progetto della metrotranvia Milano-Seregno
La realizzazione della metrotranvia Milano-Seregno consiste nella riqualificazione della
tranvia da Milano a Desio (sostituta da ottobre 2011 con servizio bus) e nella sua prosecuzione fino
a Seregno, in corrispondenza della stazione ferroviaria. Come la precedente tranvia interurbana, la
nuova metrotranvia si sviluppa prevalentemente lungo l’ex S.P. n. 9 “Valassina”, con la differenza
che da Desio al capolinea di Seregno FS, la nuova linea abbandona il percorso della vecchia tranvia
interurbana, per servire l’ospedale di Desio e per realizzare l’interscambio con la stazione
ferroviaria di Seregno. Più che una riqualificazione, si tratta della realizzazione di una nuova opera
poiché il progetto prevede il rinnovo delle vie di corsa, della tecnologia impiantistica, della
tipologia dei treni e dei criteri di esercizio.
L’intervento in questione è di fondamentale importanza per il miglioramento del trasporto
pubblico collettivo tra la città di Milano con l’hinterland nord e la Brianza. L’opera, infatti, assume
un livello sovracomunale, interessando i Comuni di Milano, Bresso, Cormano, Cusano Milanino,
Paderno Dugnano, Nova Milanese, Desio e Seregno, e s’inquadra nel contesto di una pianificazione
strategica d’ambito regionale e provinciale.
Il progetto si pone come obiettivo quello di trasformare la tranvia storica in un moderno ed
efficiente sistema di trasporto pubblico a servizio delle esigenze della mobilità della Brianza,
incentivando il riequilibrio modale lungo la direttrice radiale di connessione con Milano, offrendo
un servizio di trasporto pubblico con tempi di spostamento rapidi, servizio frequente e regolare,
rotabili confortevoli così da ottenere un incremento dell’offerta per attivare politiche di riduzione
del traffico. Le prestazioni di alto livello di questo sistema di trasporto pubblico, soprattutto in
termini di velocità commerciale, sono garantite dall’adozione di una sede propria lungo quasi tutta
la linea, in modo tale da limitare al minimo l’interferenza delle vie di corsa con il traffico ordinario.
Ciò comporta innanzitutto un riassetto della viabilità lungo il tracciato della nuova opera ma anche
una riqualificazione dell'arredo, del tessuto urbano e dell'immagine della città, con relativa
riqualificazione dell’area urbana e in generale della vivibilità dei comuni interessati. L'intervento,
inoltre, consentirà l'eventuale attuazione dell'ulteriore ipotesi di connessione trasversale della linea
con le altre direttrici del trasporto pubblico (metrotranvia extraurbana di Cinisello, linee
metropolitane M1 ed M5) e contribuirà a realizzare un più strutturato sistema a rete, funzionale ad
un complessivo riassetto della mobilità nel quadrante nord di Milano.

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