Sommario
di un certo livello di servizio che assicuri gli utenti contro i ritardi, dovuti
principalmente al traffico e agli eventuali guasti dei veicoli. Infatti il traffico
è la causa principale per cui un sistema di trasporto potrebbe non rispettare i
tempi di viaggio programmati, ma anche i guasti costituiscono un fattore di
natura aleatoria che provoca una notevole variabilità.
L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di formulare un modello
probabilistico quanto più possibile aderente alla realtà con il quale
determinare il modo in cui la congestione del traffico e gli eventuali guasti
influenzano il viaggio di un autobus lungo il proprio percorso e di
conseguenza riuscire a prevedere quali saranno le deviazioni dei tempi di
passaggio effettivi alle fermate rispetto a quelli pianificati che si
registreranno sulla linea. In questo modo si potranno garantire agli utenti del
sistema di trasporto informazioni più precise sui tempi d’attesa previsti e
diagnosticare eventuali situazioni critiche allo scopo di incrementare il livello
di qualità del servizio offerto.
Dopo una prima parte dedicata ad introdurre il concetto di qualità di un
servizio di trasporto urbano mediante autobus ed i principali strumenti
probabilistici da utilizzare, ovvero le catene di Markov, sarà quindi
sviluppato un modello per la previsione delle deviazioni dei tempi di
passaggio fatti effettivamente registrare dall’autobus alle fermate a causa del
traffico incontrato durante il proprio viaggio rispetto a quelli pianificati.
Successivamente sarà introdotto il capitolo relativo ai guasti e quindi
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all’affidabilità del sistema, dando così luogo ad un modello completo per lo
studio del comportamento del servizio di trasporto. Ancora, grazie alla
collaborazione della A.N.M., società che nella città di Napoli si occupa di
gran parte del settore trasporti, in particolare per quanto riguarda quelli
mediante autobus, abbiamo potuto applicare al caso reale della linea 181 il
modello sviluppato e verificarne la validità attraverso lo strumento della
simulazione. Infine saranno introdotti ed applicati anch’essi al caso reale
alcuni indici di qualità utili per valutare il livello di servizio offerto da un
sistema di trasporto urbano.
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
Capitolo 1
Qualità e sistemi di trasporto
1.1 INTRODUZIONE
Secondo i più recenti dati forniti dall’Istituto Europeo di Statistica
EUROSTAT (2001), all'interno delle aree metropolitane europee si
sviluppano il 90% degli spostamenti quotidiani, il 50% dei quali con
percorrenze inferiori ai 3 km. Mediamente in Europa ogni individuo dedica
un'ora al giorno agli spostamenti: il 40% per ragioni di svago, il 30% per
ragioni lavorative (professione o studio), il 20% per acquisti e il restante 10%
per motivi vari. Negli ultimi dieci anni si è assistito non solo ad un notevole
incremento della mobilità delle persone e delle merci, ma anche ad un
progressivo squilibrio tra le differenti modalità di trasporto, determinato
soprattutto dall'uso crescente dell'autovettura privata. Tuttavia il forte
bisogno di mobilità che caratterizza la nostra società, in particolare nelle aree
urbane, dove si hanno tra l’altro forti limitazioni di spazio, presuppone una
scelta quasi obbligata del mezzo di trasporto pubblico, l’unico che può
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
offrire la massima capacità di trasporto occupando il minimo spazio. Per
incentivare l’utilizzo degli autobus come alternativa al mezzo individuale, si
sono tentate numerose strade, che non hanno quasi mai dato i risultati sperati:
basti pensare che attualmente oltre l'80% degli Europei utilizza l’auto privata
per i suoi spostamenti abituali in città, mentre soltanto il 5% utilizza i sistemi
di trasporto urbano collettivi esistenti, che sono per lo più finanziati
pubblicamente.
In particolare si è spesso puntato al contenimento delle tariffe, ma
l’associazione “prezzo - scelta del mezzo di trasporto pubblico” si è
dimostrata particolarmente inefficace in questo campo, tanto che nei casi più
estremi neanche l’azzeramento delle tariffe ha portato a risultati significativi.
Infatti, mentre nella maggior parte delle industrie che forniscono servizi la
miglior misura delle prestazioni è rappresentata proprio dal prezzo che le
persone sono disposte a pagare per usufruire del servizio stesso, nel caso dei
sistemi di trasporto pubblico ciò non è più valido, principalmente per due
motivi: in primo luogo, il servizio pubblico nelle grandi aree urbane opera
tipicamente in condizioni di monopolio così che il prezzo ha una natura
politica piuttosto che finanziaria; in secondo luogo, il suo uso è molto legato
allo stile di vita degli utenti, il che rende la scelta sostanzialmente
indipendente dal prezzo. Nell'ultimo decennio lo sviluppo urbano e
l'evoluzione verso stili di vita che comportano un utilizzo più intenso delle
risorse hanno determinato una crescente mobilità e disponibilità di auto
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
private ed il conseguente aumento del traffico nelle città europee.
Possiamo affermare che oggi l’utenza cerca un servizio che si avvicini il
più possibile a quello caratteristico del veicolo privato. La rinuncia al mezzo
di trasporto individuale a favore di quello pubblico è possibile solo se,
indipendentemente da questioni economiche, il mezzo collettivo ci consente
di spendere meglio il nostro tempo di viaggio, in modo rapido e sicuro [5].
Proprio coloro che utilizzano abitualmente il veicolo privato rappresentano il
settore di mercato col più alto potenziale per la crescita dei sistemi di
trasporto collettivi. Tale settore forma una piccolissima fetta dell’attuale
clientela del servizio pubblico, composta principalmente da anziani, studenti
ed in generale dai gruppi sociali che non possono permettersi l’utilizzo del
mezzo privato per mancanza di risorse o altri motivi. Inoltre bisogna
considerare che se oggi possedere un’automobile (o un motociclo) non è
certo cosa rara, usufruirne è sempre più costoso: basti pensare alle spese per
la benzina, per i parcheggi o per le assicurazioni. E’ quindi l’“uso” del
veicolo privato che deve essere ridotto e per fare questo si devono conoscere
i bisogni, le necessità dei potenziali utenti del mezzo pubblico per riuscire a
cambiarne le abitudini [16].
Da tutte queste considerazioni emerge chiaramente che per incentivare
l’utilizzo dei sistemi di trasporto pubblici occorre fornire un servizio di
qualità.
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
1.2 QUALITÀ DI UN SISTEMA DI TRASPORTO MEDIANTE
AUTOBUS
Per qualità possiamo definire l’insieme delle caratteristiche di un bene o di
un servizio che ne determinano la capacità di soddisfare le esigenze espresse
ed inespresse degli utilizzatori. Secondo una classica definizione di Lovelock
(1988) la qualità è data dal “grado di eccellenza” che ci si propone e dal
controllo della variabilità per raggiungere quell’eccellenza, venendo così
incontro alle necessità dei consumatori.
I bisogni degli utenti di un servizio di trasporto pubblico, anche se le
priorità possono variare tra un gruppo sociale ed un altro, sono
principalmente:
• Affidabilità, perché assicura ai clienti il rispetto degli orari;
• Frequenza, perché riduce i tempi d’attesa;
• Stabilità, perché permette alle persone di decidere e programmare i
propri spostamenti.
Il servizio deve dunque essere frequente ed affidabile e con poche
variazioni perché anche la stabilità è fondamentale: va perciò realizzato in
tempo, sempre nello stesso modo, rispettando i livelli di qualità definiti e
senza errori. Ma a queste esigenze, ne possiamo sempre aggiungere altre,
come ad esempio la velocità del servizio, la sua accessibilità, il comfort, la
sicurezza. La qualità del servizio prodotto da un sistema di trasporto pubblico
è quindi formata da molte componenti, ma l’attributo di maggior interesse
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
per i passeggeri risulta essere la “affidabilità del viaggio”. E’ questa la
caratteristica prioritaria della qualità del servizio e al concetto di affidabilità
del viaggio fanno riferimento pure gli operatori del settore trasporti,
utilizzando il termine “regolarità” [8].
Da una ricerca realizzata nel 2000 si evince inoltre che il tempo trascorso
sull’autobus rappresenta solo il 50% del tempo totale speso per il viaggio nel
suo complesso, fatto anche di attese e spostamenti a piedi verso e dalle
fermate (figura 1.1). I tempi spesi fuori dal mezzo di trasporto sono quelli più
pesanti da sopportare per l’utente, specialmente se le condizioni climatiche
sono avverse [33].
4 fasi del viaggio in autobus
fase 2: attesa
alla fermata
(8 minuti)
25,0%
fase 3:
sull'autobus
(16 minuti)
50,0%
fase 4:
spostamento
dalla fermata
di arrivo
(4 minuti)
12,5%
fase 1:
spostamento
verso fermata
di partenza
(4 minuti)
12,5%
Figura 1.1 – Un tipico spostamento in autobus ha una durata media
complessiva di 32 minuti, ma soltanto la metà di questi sono attribuibili al
viaggio vero e proprio.
In particolare sono le attese (che rappresentano il 25% del tempo totale
speso) ad essere considerate da parte degli stessi utenti la parte più stressante
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
da sopportare per una persona che decida di intraprendere un viaggio in
autobus, perciò l’attenzione degli operatori dovrà concentrarsi anche sulla
disponibilità di informazioni sul tempo d’attesa e sulla garanzia di un certo
livello di servizio che assicuri gli utenti contro i ritardi, dovuti
principalmente al traffico e/o ad un eventuale guasto del veicolo. Oggi sono
a disposizione tecnologie avanzate a basso costo (sistemi A.V.L. e G.P.S.,
informazioni in tempo reale, displays sugli autobus e alle fermate, ecc.) che,
se sfruttate al meglio, possono in vari modi assistere gli utenti incrementando
il livello di servizio e quindi la qualità del sistema percepita dai passeggeri.
Il miglioramento della qualità dei servizi di trasporto pubblico appare
quindi un obiettivo altamente impegnativo, ma allo stesso tempo porterebbe
ad un uso più spinto dell’autobus risolvendo numerosi problemi, soprattutto
nelle aree maggiormente urbanizzate. Peter Kelly, dirigente del settore
trasporti in Gran Bretagna, a tal proposito già nel 1996 scriveva: “People on
bus – money in bank – cars off roads – clean, safe environment”. La sua frase
indica che un incremento di utenti del mezzo pubblico rappresenta un ritorno
assicurato agli operatori ed un risparmio per la società non soltanto dal punto
di vista economico, ma anche dal punto di vista ambientale, il che non è certo
di minor rilievo in una società come la nostra che finalmente comincia a
considerare tra i suoi costi anche quello dell’inquinamento. Tutto questo è
confermato dalle statistiche: il 10-15% della superficie delle grandi città
europee è occupato da infrastrutture stradali, crescono l'incidentalità,
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
l'inquinamento ed i consumi, portando il traffico ad essere riconosciuto, non
solo come causa di morte, ma anche come responsabile primario dei
fenomeni di inquinamento urbano e come settore al quale attribuire la
percentuale maggiore di consumi energetici. In assenza di qualità quindi,
l’utente non si rivolge al mezzo pubblico, con gravi conseguenze finali sul
sistema economico generale, in cui sempre maggiore valenza assume
l’ambiente.
1.3 LIVELLO DI QUALITÀ E COSTI
In una rete di trasporto urbano mediante autobus i passeggeri devono
essere condotti da alcuni punti (fermate) ad altri e questa funzione deve
essere ottenuta con un adeguato livello di qualità, caratterizzato per esempio
dalla frequenza e dalla regolarità del servizio. Questo concetto è stato
descritto negli ultimi anni tramite appositi indicatori, che generalizzano le
classiche misure di affidabilità, come per esempio il rapporto fra il tempo
operativo e la somma del tempo operativo e di quello perso oppure la
percentuale di missioni pianificate che sono riuscite [9].
Dal punto di vista dei passeggeri, la qualità del servizio è descritta
principalmente dalla differenza tra il tempo di attesa effettivo alla fermata e
la periodicità annunciata ed anche dalla differenza fra il tempo di viaggio
effettivo e quello programmato. Altri fattori, come ad esempio il comfort del
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
viaggio, sono più soggettivi e quindi difficilmente quantificabili.
Dal punto di vista degli operatori, la qualità del servizio (che consiste nel
trasportare un certo numero di persone per ora e per direzione) è misurabile
attraverso lo scostamento fra il servizio reso effettivamente e quello teorico.
Per incontrare la domanda degli utenti, il gestore del servizio di trasporto
pubblico deve investire ed il costo per ciclo di vita (Life-Cycle Cost, LCC)
risultante, dato dalla somma dei costi di acquisizione, di manutenzione ed
operativi sostenuti nell’arco della vita del sistema, deve essere ottimizzato
tenendo conto dei limiti imposti proprio dalla qualità del servizio. In figura
1.2 sono mostrate le principali funzioni di costo: il minimo costo totale si ha
in corrispondenza dell’incrocio fra le curve dei costi di acquisizione e di
mantenimento delle attrezzature necessarie al sistema di trasporto, ma può
essere conveniente (e possibile, grazie a finanziamenti di natura politica e
sociale da parte delle istituzioni pubbliche) raggiungere livelli di servizio più
alti che, soddisfando maggiormente i clienti, garantiranno non solo
nell’immediato un aumento dei profitti aziendali, ma lo ipotecheranno anche
per il futuro, anche grazie ad una parziale riduzione dei costi diretti
(diminuzione delle garanzie da offrire, diminuzione dei controlli di qualità,
ecc.).
Il livello di servizio può essere quantificato in diversi modi, per esempio,
come suggeriscono Dersin e Durand [11], utilizzando un indice che combini i
ritardi e la percentuale di missioni non riuscite dovute ai guasti.
Capitolo 1 Qualità e sistemi di trasporto
Figura 1.2 – Curva dei costi in funzione della qualità del servizio reso agli
utenti. Il costo di acquisizione risulta essere crescente al crescere del livello
di servizio assicurato (l’investimento deve essere più elevato se si vuole
garantire maggiore qualità), al contrario il costo di manutenzione risulta
decrescente in funzione del livello di servizio (ad un’elevata qualità
corrisponde infatti un minor numero di guasti).
Anche da un punto di vista strettamente aziendalistico derivano numerosi
vantaggi dall’introduzione di tecniche di controllo della qualità:
• Ottimizzazione delle risorse;
• Miglioramento dell’immagine aziendale;
• Possibilità di incentivi legati ai risultati.
Entrano quindi in gioco un grandissimo numero di parametri per cui la
simulazione è la metodologia preferita in questo campo. Tuttavia, mentre gli
strumenti di simulazione sono abbastanza usati, essi spesso non consentono
una profonda conoscenza delle interazioni fra le diverse variabili, per questo
i modelli analitici devono avere il loro posto come strumento per una
migliore comprensione. Chiaramente tali modelli richiedono alcune
assunzioni semplificative rispetto alla simulazione [26].
Funzioni
di Costo
costo totale
costi di
acquisizione
costi di manutenzione
Livello di Servizio
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