Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Modelli e tecnologie per il traffico ed i trasporti

03NLYNE

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/05 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2018/19
L’insegnamento ha il ruolo di fornire gli strumenti operativi per supportare lo sviluppo delle infrastrutture ed impianti per i trasporti dal punto di vista funzionale, offrendo le basi teoriche per applicare a casi reali i metodi di osservazione, simulazione e gestione dei flussi di veicoli, anche con il supporto delle nuove tecnologie. L’ambito di applicazione classico delle tecniche studiate è il sistema di trasporto stradale, ma con estensioni possibili al trasporto ferroviario o ad altre modalità. I metodi trattati si avvalgono delle tecnologie per la localizzazione e l’identificazione automatica di veicoli o della merce trasportata, i sistemi e le tecniche di monitoraggio del traffico di veicoli e di passeggeri, i sistemi di comunicazione ed i dispositivi di bordo del veicolo. L’insegnamento introduce quindi anche di sistemi intelligenti di trasporto (“ITS”), con riferimento all'integrazione ed alle applicazioni di tecnologie avanzate nei sistemi di trasporto. Gli scenari specifici di analisi si riferiscono a condizioni di deflusso sia ininterrotte, osservabili ad esempio lungo tronchi autostradali, sia interrotte, ad esempio da intersezioni semaforizzate nelle reti stradali urbane.
The role of the subject is to offer operational tools to support the development process of transport and infrastructures systems, from a functional point of view, providing theoretical basis for the application to real cases mathematical models for the observation, simulation and control of vehicle flows, also equipped with innovative technologies. The main application context of the methods studied is the road transport system, with possible extensions to the rail or other transport modes. The methods also consider the available technologies for the positioning and automatic identification of vehicles, traffic and passenger monitoring systems, communication systems and on board devices for vehicles. The teaching therefore includes Intelligent Transport Systems (" ITS "), with reference to the integration and application of advanced technologies in transport systems. The analysis scenarios relate to uninterrupted, for example, along motorways and interrupted conditions, for example, by signalized intersections in road networks.
Comprensione delle tecniche per l’osservazione, la simulazione e la gestione della circolazione stradale con il supporto delle nuove tecnologie. Capacità di identificare un problema di circolazione stradale in un’infrastruttura di trasporto e di risolverlo con un approccio di tipo professionale. Capacità di esprimere un giudizio sulla qualità delle condizioni di deflusso su un tronco stradale o presso un’intersezione e di formulare soluzioni adeguate ai requisiti di progetto. Capacità di utilizzare un adeguato modello matematico ai fini della verifica e progettazione funzionale degli elementi di una rete di trasporto, anche in relazione a problematiche di sicurezza. Queste conoscenze e capacità sono acquisite anche attraverso le applicazioni con strumenti di simulazione del traffico in laboratorio informatico e l’analisi di alcuni casi studio, adatti ad introdurre i principali metodi a disposizione dell’ingegnere del traffico e dei trasporti, in un approccio di ingegneria di sistema.
Understanding of the methods for observation, simulation and control of road traffic with the support of emerging technologies. Ability to identify a problem of traffic in transport infrastructure and solving it with a professional approach. Ability to assess on the quality of traffic flow conditions on road sections or at intersections and to formulate appropriate solutions to project requirements. Ability to use an appropriate mathematical model for the purposes of functional design and verification of the transport network elements, also in relation to safety issues. This knowledge and skills are acquired through the applications of traffic simulation tool in laboratory and the analysis of case studies, useful to introduce the main methods available for traffic and transport engineers, in a system engineering approach.
Conoscenza degli elementi di base della meccanica e dell’analisi matematica. E’ auspicabile che si abbiano nozioni di base su probabilità, statistica ed informatica.
Knowledge of the basic elements of mechanics and mathematical analysis. Basic understanding of probability, statistics and computer science is appreciated.
Tecnica della circolazione stradale (40 ore) Tecniche per l'analisi dei flussi di traffico lungo gli archi. Variabili per la rappresentazione del traffico stradale. Tecniche per l'analisi dei flussi di traffico ai nodi. La qualità della circolazione nelle intersezioni e i sistemi a coda, applicati a vari casi (intersezioni semaforizzare, autostrade, terminali). Metodi di simulazione del traffico: il modello della rete stradale e dati di domanda. Scenari, esperimenti, osservazioni statistiche. Tecniche di osservazione e misura del traffico e dei passeggeri trasportati nel trasporto pubblico. Tecniche per la regolazione semaforica delle intersezioni. Il modello dei sistemi di regolazione nel simulatore Aimsun. Modelli analitici per la rappresentazione dei flussi di traffico. Sistemi e tecnologie telematiche per i trasporti e la sicurezza stradale (14 ore) Concetti generali sull'integrazione e l'applicazione di tecnologie dell’ambito ICT nei sistemi di trasporto e nelle relative componenti. Principi di base per le analisi di sicurezza stradale. Cenni sui sistemi avanzati di ausilio alla guida, sia mediante tecnologie a bordo veicolo sia sull’infrastruttura, anche con comunicazione tra veicolo ed infrastruttura o tra veicoli. Analisi delle reti di trasporto (6 ore) Elementi del sistema dei trasporti e strumenti per le analisi delle prestazioni. Modelli di offerta per le reti di trasporto. Grafi e funzioni di costo per reti urbane ed extraurbane. Algoritmi di percorso minimo, con esempi di applicazioni per navigatori e gestione di flotte.
Methods for road traffic analysis (40h) Methods for the analysis of traffic flows along road sections. Variables for traffic representation. Methods for the analysis of traffic flows at nodes. The quality of traffic at intersections and queuing systems, applied to various cases (signalized intersections, motorways, terminals). Methods for traffic simulation: the model for the road network and demand data. Scenarios, experiments, statistical observations. Methods for traffic observation and measurement. Time-space diagrams for the analysis of scheduled services. Techniques for controlled intersections in different scenarios. The model for the control systems in the traffic simulator. Analytical models for the representation of traffic flows. Systems and technologies for transport and road safety (14h) General concepts on the integration and application of ICT technologies to transport systems and related components. Basic concepts for the analysis of road safety and on advanced driving system assistance systems, based both on vehicle and infrastructure devices and communication systems. Analysis of transport networks (6h) Elements of the transport system and performance analysis tools. Supply models for transport networks. Graphs and cost functions for urban and suburban networks. Shortest path algorithms, with applications for navigation and fleet management.
Ad integrazione delle lezioni in aula, sono proposte esercitazioni numeriche per circa un terzo delle ore complessive sulle tecniche per l'analisi della circolazione stradale, svolte in gruppo anche mediante fogli di calcolo, esempi di analisi del traffico su intersezioni e reti mediante l'uso del simulatore microscopico Aimsun. Durante le esercitazioni di laboratorio è sviluppato un lavoro di gruppo che riguarda l'analisi delle condizioni di circolazione di un’intersezione urbana semaforizzata condotta con il supporto di un micro-simulatore di traffico (Aimsun).
In addition to the lectures, numerical application developed in team are proposed for road traffic analysis, also implemented in spreadsheets, examples of road traffic analysis on intersections and networks, using the microscopic simulator Aimsun. During the lab activities, a team-work is developed concerning the analysis of traffic conditions at urban controlled intersections, performed using the traffic micro-simulator (Aimsun).
A supporto delle lezioni si usano presentazioni proiettate in aula e distribuite agli studenti. Le esercitazioni numeriche si sviluppano in laboratorio informatico con l’uso di software di simulazione del traffico e fogli di calcolo. Il materiale didattico usato in aula dai docenti è reso disponibile agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica. Testi consigliati per approfondimenti: 1. Daganzo, C. 1997. Fundamentals of transportation and traffic operations. Oxford: Pergamon. 2. Cascetta, E. 2006. Modelli per i sistemi di trasporto. Teoria e applicazioni. 3. Olivari, M. 2009. Teoria e tecnica del deflusso veicolare. Aracne 4. Cantarella G. E. - Vitetta A. 2010. La regolazione di intersezioni stradali semaforizzate. Metodi e applicazioni. Franco Angeli 5. Dalla Chiara B. (a cura di). 2013. ITS nei trasporti stradali. EGAF (ITA) I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell'insegnamento.
The presentations used in the classroom are shared with students, whereas the numerical exercises are developed in laboratory with the use of traffic simulation software and spreadsheets. The teaching material used during the semester is regularly uploaded on the subject website. Recommended textbooks to explore the topics: 1. Daganzo, Carlos. 1997. Fundamentals of transportation and traffic operations. Oxford: Pergamon. 2. Cascetta, Ennio. 2006. Modelli per i sistemi di trasporto. Teoria e applicazioni. 3. Olivari, Mario. 2009. Teoria e tecnica del deflusso veicolare. Aracne 4. Cantarella Giulio E. - Vitetta Antonino. 2010. La regolazione di intersezioni stradali semaforizzate. Metodi e applicazioni. Franco Angeli 5. Dalla Chiara Bruno (a cura di). 2013. ITS nei trasporti stradali. EGAF (ITA) The various textbooks from the list will be cited by the lecturer during the semester .
Modalità di esame: prova orale obbligatoria; progetto di gruppo;
L'esame finale mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze e delle capacità che costituiscono l’obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi) tramite una prova orale e la valutazione degli elaborati di gruppo svolti e consegnati prima dell’esame. Tali esercitazioni permettono l’approfondimento di tematiche proposte a lezione e verranno valutate assegnando un voto, che pesa nella media in proporzione alle ore dedicate alle attività applicative (10 punti su 30). L’esame orale, che potrà essere sostenuto solo in caso di votazione delle esercitazioni pari ad almeno 6/10, considererà l’effettiva acquisizione delle conoscenze e competenze maturate anche in occasione delle esercitazioni. L’accertamento delle conoscenze avviene con alcune domande sulle diverse parti del programma ed è integrato dalla valutazione degli elaborati applicativi (esercitazioni) consegnati prima dell’esame.
Exam: compulsory oral exam; group project;
The final examination aims at verifying the acquisition of knowledge and skills that constitute the objective of the teaching (described in the field “Expected learning outcomes”) by means of an oral test and evaluation of the applied works carried out by the student team and delivered before the exam. These applications allow the deepening of topics proposed and will be evaluated by assigning a score, which will be weighted on the base of the hours devoted to applied works (10/30). The oral exam will be possible only if the students will get a score greater or equal to 6/10 and will focus on the verification that knowledge and skills are properly acquired by the students, also thank to the applied works. The student knowledge will be ascertained by some questions on the various parts of the contents, together with the evaluation of the applied works developed and delivered before the exam.


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