“Sistemi avanzati di Trasporto Collettivo: La previsione di breve periodo dei carichi a bordo”
Dottorato di Ricerca in INGEGNERIA DEI TRASPORTI – XVII Ciclo
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CAPITOLO 1. CENNI SULL’UTILIZZO DELL’APPROCCIO
AD ORARIO
1.1 DA UN’OTTICA DI LINEA AD UN OTTICA DI CORSA
Le reti di trasporto pubblico sono, tradizionalmente, modellizzate facendo uso
dell’approccio “a frequenza” (frequency–based), che considera il servizio in termini
di linee. In questo caso gli orari programmati delle corse non sono considerati in
modo esplicito, ma vengono tenuti in conto tramite la frequenza del servizio
(l’inverso dell’intertempo di linea), da cui deriva il nome dell’approccio.
La maggior parte dei modelli a frequenza utilizzati si riferiscono al concetto di
ipercammino o delle strategie ottimali (Nguyen e Pallottino, 1988; Spiess e Florian,
1989). Una delle ipotesi principali alla base del modello agli ipercammini è che gli
utenti scelgono una linea del sistema di trasporto in maniera adattativa, nel senso
che questi salgono a bordo della prima corsa in arrivo che appartiene al loro
insieme di scelta delle linee, definito come l’insieme delle linee che minimizzano il
valore atteso del tempo totale di viaggio.
Le ipotesi che permettono di giungere a tali risultati sono:
• l’arrivo dei veicoli alle fermate è distribuito in maniera casuale;
• l’arrivo degli utenti alle fermate avviene con tasso costante.
Negli ultimi anni sono stati presentati modelli di equilibrio deterministici e stocastici
in modo da tenere in considerazione la congestione e gli errori di percezione degli
attributi.
Le ipotesi sopra descritte sono del tutto accettabili se si considera un sistema di
trasporto ad alta frequenza con una puntualità del servizio molto bassa e bassa
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informazione all’utenza. Tuttavia, in generale, queste ipotesi possono generare
considerevoli approssimazioni se utilizzati in contesti differenti, in particolare nel
caso in cui siano presenti ITS (Intelligent Transportation System), o con servizi a
bassa frequenza.
Per questo motivo negli ultimi anni è stato sviluppato un nuovo approccio, detto ad
orario (o schedule–based). Esso fa riferimento al servizio in termini di corse,
utilizzando gli orari di arrivo/partenza alle fermate. Come verrà descritto in
dettaglio nei capitoli successivi, questo approccio consente di tenere in
considerazione l’evoluzione nel tempo sia del sistema dell’offerta che della
domanda, cosiccome consente di tenere conto dell’evoluzione nel tempo dei
carichi delle corse e gli attributi del livello di servizio. È proprio per questo motivo
che questo approccio è anche chiamato dinamico.
Infine vale la pena sottolineare come l’approccio schedule–based, proprio per la
sua natura, richiede un esplicito trattamento per:
• la matrice origine/destinazione, dato che deve essere tenuta in
considerazione la distribuzione degli orari desiderati di arrivo/partenza degli
utenti attraverso una opportuna segmentazione temporale;
• la modellizzazione dell’offerta, poiché devono essere considerate le corse
singolarmente con l’orario esplicito di arrivo/partenza alle fermate;
• i modelli di scelta del percorso e di assegnazione, con esplicite dipendenze
temporali intraperiodali (within–day) e interperiodali (day – to – day).
Questi aspetti verranno approfonditi nel proseguo della tesi.
Tradizionalmente, nell’analisi delle reti di trasporto pubblico, si è assunto che gli
utenti considerino gli attributi di ogni linea nel momento in cui questi valutano se
fare uso o meno del servizio di trasporto pubblico e, in caso affermativo, quale
percorso seguire sulla rete.
Finora, gli utenti presi a titolo di esempio consideravano la frequenza di servizio
della linea assieme ad altri attributi, come ad esempio il tempo di viaggio. Questo
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approccio è derivato dall’analisi del comportamento dei guidatori degli autoveicoli
su reti stradali in cui i guidatori fondano la loro scelta del percorso sulla base
degli attributi di ogni arco, che poi vengono sommati fino a calcolare quelli
dell’intero percorso. Mentre tale approccio può essere ragionevole in particolari
circostanze, questo non rappresenta una descrizione credibile del comportamento
degli utenti sulle reti di trasporto pubblico.
Le reti di trasporto pubblico presentano sostanziali differenze rispetto alle reti
stradali che devono essere considerate nello sviluppo di modelli per la loro analisi.
La differenza più rilevante è che il servizio, nei sistemi di trasporto pubblico, è
disponibile soltanto in orari prefissati; in tal modo gli utenti non hanno un accesso
continuo ai servizi, anche nel caso in cui si trovino alle fermate, per effetto del fatto
che il servizio è presente secondo un certo orario programmato.
Nell’approccio ad orario (schedule–based) per l’analisi delle reti di trasporto
collettivo, ogni linea è descritta dalla sua specifica tabella d’esercizio e così, in un
contesto di pianificazione in cui una specifica rete di trasporto pubblico deve
essere valutata, il processo di assegnazione dei passeggeri comporta la
rappresentazione della scelta di ogni passeggero non soltanto tra linee alternative
ma anche tra le diverse corse alternative di ogni linea.
La frequenza di servizio è la variabile principale che influisce sul comportamento
del passeggero che fa uso del trasporto pubblico tanto da parlare in termini
differenti tra approccio di analisi a frequenza e quello ad orario.
Per i servizi urbani ad alta frequenza la maggior parte degli utenti non sceglie il
momento di arrivo alla fermata o alla stazione per prendere uno specifico veicolo,
piuttosto scelgono il momento di arrivo alla fermata basandosi sulla loro
esperienza circa il tempo di attesa o sulla conoscenza della frequenza di servizio.
Questo assunto è alla base di un approccio di modellazione frequency-based.
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Per servizi a bassa frequenza, d’altra parte, gli utenti scelgono l’orario di arrivo alla
fermata in relazione all’orario di partenza dei servizi. Questa situazione, invece, è
alla base di un approccio di modellizzazione di tipo schedule–based.
Così, considerando gli estremi nel range di frequenze, esistono entrambe le
tipologie di comportamento ed entrambi i tipi di approcci possono essere utilizzati
in relazione alle approssimazioni che è lecito fare per lo studio che si vuole
effettuare.
È ampiamente riconosciuto che gli utenti percepiscano l’affidabilità del servizio
come uno tra gli attributi più critici del servizio di trasporto pubblico. Nel caso di
alta affidabilità del servizio non soltanto avrà luogo un aumento della domanda di
trasporto pubblico ma gli utenti nello scegliere il percorso attraverso la rete
faranno, probabilmente, riferimento alle corse dei singoli veicoli.
D’altro canto, anche la tecnologia di informazione agisce sul comportamento degli
utenti in diverse maniere. Innanzitutto, grazie al monitoraggio in tempo reale della
localizzazione dei veicoli sulla rete è possibile fornire previsioni più accurate su
quando un certo veicolo arriverà ad una specifica fermata o ad una stazione
(tempio di attesa). I Sistemi Avanzati di Informazione al Viaggiatore (ATIS), se
relativi all’informazione pre-trip (preventiva) o all’informazione alla fermata (en-
route), fanno sì che gli utenti con maggiore probabilità avranno accesso
all’informazione sull’orario di arrivo per specifiche corse dei veicoli ed alla sua
evoluzione nel tempo. Questo rende molto plausibile il fatto che gli utenti
baseranno le loro scelte di viaggio, incluso la scelta della modalità e il percorso da
seguire con il trasporto pubblico, su un’informazione a livello della singola corsa di
ogni veicolo e non più a livello medio aggregato di linea.
È altrettanto vero che la conoscenza in tempo reale della localizzazione dei veicoli
può essere anche usata per migliorare l’affidabilità attraverso un controllo delle
operazioni di gestione dell’esercizio più efficienti più efficace. Un esempio di ciò è
l’utilizzo del rilevamento della posizione dei veicoli per fornire delle priorità alle
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intersezioni semaforizzate o alla segnalazione ai veicoli su eventuali ritardi rispetto
al suo programma di esercizio.
Accanto al controllo dei segnali di traffico, c’è la tradizionale gamma di interventi
che includono la programmazione di veicoli di rinforzo nelle ore di punta, corse
limitate ad un tragitto più breve nei periodi di morbida, corse che effettuano
servizio espresso, tutto ciò allo scopo di adattare la offerta alla domanda di
trasporto, attraverso modifiche del programma di esercizio pianificato.
Il lavoro di tesi si pone pertanto all’interno di questo quadro di evoluzione
tecnologica che evidenzia il ruolo chiave delle tecnologie di informazione
all’utenza (ATIS). A tal proposito nei prossimi capitoli verrà messa a punto un
sistema di modelli per l’analisi di reti di trasporto collettivo ad alta frequenza
utilizzando ad un approccio ad orario (schedule-based).
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