Ricostruzione planimetrica automatica di tracciati stradali a partire da dati GPS finalizzata a meccanismi di assistenza alla guida

La conoscenza della geometria stradale è uno dei principali requisiti per garantire standard più elevati di sicurezza sulle infrastrutture viarie. Gli utenti, infatti, sono fortemente influenzati dall’andamento della strada, che concorre insieme ad altri aspetti, a modificarne le modalità di guida.
Data l’assenza di informazioni geometriche sui tracciati esistenti, causata dalla diffusa mancanza degli esecutivi progettuali, una procedura automatica di ricostruzione geometrica, ovvero di estrazione dei dati planimetrici (e/o altimetrici) della strada, risulta essere un supporto di notevole importanza per la gestione della viabilità in esercizio e per l’ingegneria stradale in generale. Sono molteplici le finalità di tale ricostruzione geometrica, tra le quali emerge sicuramente la possibilità di effettuare diagnosi accurate di punti critici incidentali e programmare specifici interventi di manutenzione. Inoltre rendendo quest’operazione totalmente automatica diventa facilmente comprensibile la vasta gamma di analisi potenzialmente avviabili in numerosi campi, come quello della ricerca o della gestione della viabilità in esercizio a livello di rete.

Il presente lavoro si inserisce in un più ampio progetto, denominato Tecnologie Avanzate per le Strade Sicure, varato dalla Provincia di Rieti e dal CRISS (Centro Interuniversitario di Ricerca per gli studi sulla Sicurezza Stradale) e si pone l’obiettivo finale, mediante implementazione in applicazione Smartphone (denominata ViaggiareSicuri), di suggerire all’utente la velocità più opportuna in tempo reale e in ogni punto della strada, in base alle informazioni sulla geometria del tracciato (ricavata nella fase di ricostruzione automatica) integrate con quelle relative a condizioni meteo e di intensità del traffico fornite dalla rete internet.
Il lavoro effettuato è suddiviso in tre parti di seguito descritte.

Una parte iniziale in cui si illustra un algoritmo, implementato in ambiente MatLab, che consente la ricostruzione planimetrica di un qualsiasi tracciato stradale a partire dall’insieme dei dati rappresentativi delle coordinate geografiche rilevati mediante GPS.
L’output finale del programma è la ricostruzione del tracciato in termini di rettifili e curve rappresentati attraverso i rispettivi parametri geometrici (lunghezza, raggio di curvatura). Il risultato coincide quindi con il diagramma delle curvature, ossia la rappresentazione della curvatura in funzione della progressiva stradale.

Un secondo algoritmo, a partire dall’output generato dal primo programma, automatizza la costruzione del diagramma delle velocità, ossia la velocità di progetto (secondo la normativa D.M. 2001) in funzione della progressiva stradale.

L’ultima parte, infine, prevede la correzione del valore di velocità così ottenuto in funzione delle possibili condizioni di traffico e meteo; in questo modo è possibile fornire all’utente un valore di velocità che tiene conto anche della variabilità delle condizioni atmosferiche e della variazione di intensità del traffico.

Gli algoritmi e i modelli proposti sono stati applicati con successo su un campione di strade della Provincia di Rieti.