Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Modelli e tecnologie per il traffico ed i trasporti

03NLYNE

A.A. 2021/22

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Mutua

01QYNMX

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 39
Esercitazioni in aula 12
Esercitazioni in laboratorio 9
Tutoraggio 15
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Deflorio Francesco Paolo Professore Associato ICAR/05 39 12 3 0 12
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/05 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2021/22
L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire i principali metodi per supportare lo sviluppo delle infrastrutture e degli impianti per il trasporto di persone e merci dal punto di vista funzionale. Coerentemente con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea, l’approccio proposto si avvale di tecniche quantitative, offrendo le basi teoriche e gli strumenti numerici 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 prevalente delle tecniche presentate è il sistema di trasporto stradale, con esempi lungo tronchi autostradali o intersezioni semaforizzate, ed estensioni possibili al trasporto ferroviario o ad altri servizi per la mobilità. Gli scenari tipici di analisi considerano diverse condizioni di deflusso per identificare e simulare le situazioni critiche di traffico, stimare la qualità delle condizioni di circolazione e definire adeguate azioni di regolazione per i veicoli. Le tecniche modellistiche sono presentate anche attraverso applicazioni numeriche, sviluppate con strumenti di simulazione del traffico - disponibili in laboratorio informatico e adottati in ambito professionale - e l’analisi di alcuni casi pratici, utili a consolidare le competenze nel settore dell’ingegneria del traffico e dei trasporti. I metodi trattati si avvalgono delle tecnologie per la localizzazione e l’identificazione automatica di veicoli o della merce trasportata, delle tecniche di monitoraggio del traffico veicolare e di passeggeri, dei sistemi di comunicazione e dei dispositivi di bordo, sempre più diffusi nei veicoli. L’insegnamento introduce quindi anche le soluzioni “ITS” (Intelligent Transportation Systems), con riferimento all'integrazione di tecnologie avanzate nei sistemi di trasporto.
The subject aims to provide the main methodologies to support the development of infrastructures and systems for the transport of people and goods from a functional point of view. Consistently with the teaching objectives of the Master of Science course, the proposed approach makes use of quantitative techniques, providing the theoretical basis and numerical tools to apply the methods of observation, simulation and control of vehicle flows to real cases, even with the support of new technologies. The main scope of application of the techniques presented is the road transport system, with examples along motorway sections or traffic-light intersections, and possible extensions to rail transport or other mobility services. Typical analysis scenarios consider different flow conditions to identify and simulate critical traffic situations, estimate the quality of traffic conditions, and define adequate control actions for vehicles. The modeling techniques are also presented through numerical applications, developed with traffic simulation tools - available in the computer lab and adopted in the professional field - as well as by the analysis of some practical cases, useful to consolidate skills in the traffic and transportation engineering. The methods presented make use of technologies for the automatic location and identification of vehicles or goods transported, vehicle and passenger traffic monitoring techniques, communication systems and on-board devices, increasingly common in vehicles. The course therefore also introduces "ITS" (Intelligent Transportation Systems) solutions, with reference to the integration of advanced technologies in transport systems.
Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado: • conoscere e comprendere le tecniche per l’osservazione, la simulazione e la gestione della circolazione stradale, anche con il supporto delle nuove tecnologie; • identificare un problema di deflusso veicolare in un’infrastruttura di trasporto e di risolverlo con un approccio di tipo quantitativo, utilizzando le variabili rappresentative per uno specifico scenario di traffico; • esprimere un giudizio sulla qualità delle condizioni di deflusso su un tronco stradale o presso un’intersezione e di formulare possibili azioni di regolazione adeguate ai requisiti di progetto, anche in relazione a problematiche di sicurezza; • definire un modello matematico per la verifica e progettazione funzionale degli elementi di una semplice rete di trasporto in presenza di congestione.
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.
L’insegnamento è organizzato in 3 moduli: 1- Tecnica del deflusso veicolare (39 h) 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. 2- Sistemi e tecnologie telematiche per i trasporti e la sicurezza stradale (12 h) 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. Sistemi di controllo adattativo del traffico. 3- Analisi delle reti di trasporto (9 h) 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. Tecniche di assegnazione del traffico a rete congestionata, configurazione di equilibrio e indicatori di prestazione. Stima delle emissioni da traffico stradale. Algoritmi di percorso minimo, con esempi di applicazioni per i veicoli.
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, sono proposte esercitazioni numeriche per circa un terzo delle ore complessive. Le applicazioni hanno l’obiettivo di consolidare la comprensione delle tecniche per l'analisi e la regolazione del deflusso veicolare e sono svolte dagli studenti in gruppi. I casi più semplici sono risolti mediante fogli di calcolo, mentre le analisi del traffico in scenari più articolati per le intersezioni semaforizzate sono condotte con il supporto di un simulatore di traffico diffuso nel settore (Aimsun). Durante le esercitazioni di laboratorio è sviluppato un elaborato progettuale in gruppo che si focalizza su di un’intersezione urbana semaforizzata assegnata, per la quale si effettua l’osservazione, la simulazione microscopica del traffico, l’analisi e comparazione di azioni alternative di regolazione. In caso di erogazione dell’insegnamento in remoto, le esercitazioni sono svolte in gruppi utilizzando le “stanze separate” della piattaforma BBB ed il SW è reso disponibile agli studenti mediante il laboratorio virtuale o con licenze demo.
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 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 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; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group project;
La prova d’esame, oltre a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati, si pone l’obiettivo di verificare le capacità acquisite (descritte in “Risultati di apprendimento attesi”) anche in occasione delle esercitazioni. Le domande, infatti, comprendono elementi descrittivi e la discussione di alcune tecniche di analisi dei flussi veicolari e di regolazione, studiate e applicate durante le attività didattiche dell’insegnamento. La valutazione della prova orale è integrata da quella dell’elaborato progettuale in gruppo, svolto e consegnato prima dell’esame. Alle esercitazioni svolte in occasione dell’elaborato progettuale in gruppo è assegnato un voto che pesa nella media per 1/3. L’esame orale potrà essere sostenuto solo in caso di valutazione positiva delle esercitazioni pari ad almeno 6/10.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di 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.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
La prova d’esame, oltre a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati, si pone l’obiettivo di verificare le capacità acquisite (descritte in “Risultati di apprendimento attesi”) anche in occasione delle esercitazioni. Le domande, infatti, comprendono elementi descrittivi e la discussione di alcune tecniche di analisi dei flussi veicolari e di regolazione, studiate e applicate durante le attività didattiche dell’insegnamento. La valutazione della prova orale è integrata da quella dell’elaborato progettuale in gruppo, svolto e consegnato prima dell’esame. Alle esercitazioni svolte in occasione dell’elaborato progettuale in gruppo è assegnato un voto che pesa nella media per 1/3. L’esame orale potrà essere sostenuto solo in caso di valutazione positiva delle esercitazioni pari ad almeno 6/10.
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.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;
La prova d’esame, oltre a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati, si pone l’obiettivo di verificare le capacità acquisite (descritte in “Risultati di apprendimento attesi”) anche in occasione delle esercitazioni. Le domande, infatti, comprendono elementi descrittivi e la discussione di alcune tecniche di analisi dei flussi veicolari e di regolazione, studiate e applicate durante le attività didattiche dell’insegnamento. La valutazione della prova orale è integrata da quella dell’elaborato progettuale in gruppo, svolto e consegnato prima dell’esame. Alle esercitazioni svolte in occasione dell’elaborato progettuale in gruppo è assegnato un voto che pesa nella media per 1/3. L’esame orale potrà essere sostenuto solo in caso di valutazione positiva delle esercitazioni pari ad almeno 6/10.
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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