Insegnamento opzionale nella Laurea Magistrale in Ingegneria Civile dell’area di Ingegneria dei sistemi di trasporto. Scopo dell’insegnamento è fornire le basi teoriche delle tecniche del traffico e consentire di applicare a casi reali la teoria ed i modelli per il controllo e la gestione dei flussi di traffico. Gli scenari di analisi si riferiscono a condizioni di deflusso ininterrotte ed interrotte, a livello locale e su reti stradali. Riferimento per tali studi è la teoria delle reti di trasporto, la simulazione del traffico su scala micro e macroscopica, con richiami agli algoritmi di ricerca del percorso minimo.
Sono presentati, anche con esempi applicativi, i metodi e le tecniche per la simulazione delle reti di trasporto, la loro regolazione ed il controllo del traffico, sulla base dei requisiti funzionali e di sicurezza, le analisi di sicurezza stradale in fase di progetto (audit) e di esercizio (review), le tecniche di monitoraggio (inspection).
Sono descritti, infine, i principali sistemi intelligenti di trasporto ("ITS"), con riferimento all'integrazione ed alle applicazioni di tecnologie elettroniche, dell'informazione e delle telecomunicazioni nei sistemi di trasporto e nelle relative componenti, con alcune applicazioni
L’insegnamento prevede inoltre casi pratici esemplificativi provenienti da esperienze nel settore, l’uso in laboratorio di programmi di simulazione del traffico.

L’obiettivo dell’insegnamento è sviluppare nell’allievo la capacità di identificare un problema di traffico stradale, di conoscerne la teoria in modo scientificamente approfondito, di risolverlo con un approccio di tipo professionale. Si desidera rendere l’allievo capace di esprimere un giudizio sulla qualità delle condizioni di deflusso su un tronco stradale e in un’intersezione; l’allievo deve essere capace di gestire e analizzare un orario grafico relativo a servizi di linea. Si desidera quindi che l’allievo sappia formulare, sviluppare nel calcolo e utilizzare - ai fini della verifica e progettazione funzionale degli elementi di una rete di trasporto - un adeguato modello matematico.
Al termine dell’insegnamento si chiederà allo studente di:
- conoscere le tecniche di osservazione del traffico stradale con relativi strumenti di misura;
- conoscere l’effetto del traffico stradale sulle condizioni di circolazione in un determinato tronco e nelle intersezioni stradali;
- conoscere i modelli matematici per la descrizione del deflusso stradale ed i criteri di regolazione del traffico;
- conoscere gli interventi che consentono di mitigare gli effetti del traffico a livello locale e su rete;
- conoscere le analisi di sicurezza stradale in fase di progetto (audit) e di esercizio (review), le tecniche di monitoraggio (inspection);
- conoscere i principali strumenti telematici per le applicazioni nei sistemi di trasporto;
- applicare i modelli ai casi proposti.

Ai fini dell’autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica:
- redigere relazioni tecniche di taglio professionale;
- supportare una decisione progettuale sulla base di analisi quantitative.
Queste conoscenze e capacità sono acquisite anche attraverso l’analisi di alcuni casi studio, adatti a introdurre i principali metodi disponibili per l’Ingegnere del traffico e del sistema dei trasporti.

L’allievo che accede a questo insegnamento deve conoscere gli elementi di base della meccanica, del calcolo differenziale ed integrale, la geometria analitica. È desiderabile inoltre che l’allievo abbia le nozioni di base sulle operazioni con matrici, probabilità, statistica ed informatica.

Tecnica del traffico stradale (23 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. Metodi di simulazione del traffico: il modello della rete stradale e della domanda. Scenari, esperimenti, osservazioni statistiche. Tecniche di osservazione e misura del traffico. Tecniche per la regolazione semaforica delle intersezioni. Metodi di simulazione del traffico. Il modello dei sistemi di regolazione in Aimsun. Modelli teorici per la rappresentazione dei flussi di traffico.

Tecniche di analisi per la sicurezza stradale (9 ore)
Principi di base per le analisi di sicurezza stradale (road safety audit, review, inspection). Cenni sulla ricostruzione d’incidenti stradali.

Analisi delle reti di trasporto (6 ore)
Componenti del sistema dei trasporti e analisi delle prestazioni. Modelli di offerta per le reti di trasporto. Grafi e funzioni di costo per reti urbane ed extraurbane. Matrice Origine-Destinazione degli spostamenti. Modelli d’interazione domanda - offerta per le reti di trasporto. Cenni alle tecniche di assegnazione deterministiche e stocastiche a reti congestionate. Indicatori di prestazione sulle reti di trasporto stradali.

Sistemi e tecnologie telematiche per i trasporti (6 ore)
Concetti generali sull'integrazione e applicazione di tecnologie elettroniche, dell'informazione e delle telecomunicazioni nei sistemi di trasporto e nelle relative componenti.

Obiettivi dell'insegnamento
Scopo dell’insegnamento è fornire i concetti fondamentali per l’interpretazione dei fenomeni connessi al traffico stradale. Le tecniche trattate sono finalizzate all’applicazione a casi reali dei modelli per il controllo e la gestione dei flussi veicolari nelle condizioni di deflusso ininterrotto ed interrotto. Riferimento per tali studi è la teoria del deflusso veicolare. Sono trattate, inoltre, le tecniche di simulazione del traffico con approccio micro-scopico, studiate anche con esempi applicativi, per le analisi delle prestazioni dei sistemi di regolazione e controllo del traffico su reti stradali urbane.
L’insegnamento prevede l’uso in laboratorio di strumenti per la simulazione del traffico su casi studio.
Sono affrontate, infine, le procedure di analisi per la sicurezza stradale.

Competenze attese
L’obiettivo dell’insegnamento è sviluppare nell’allievo la capacità di identificare un problema di traffico stradale, di analizzarlo e risolverlo con un approccio di tipo professionale. Si desidera fornire all’allievo un supporto tecnico-scientifico per le valutazioni delle condizioni di deflusso lungo i tronchi stradali e nelle intersezioni. Queste conoscenze e capacità sono acquisite anche attraverso l’analisi di alcuni casi studio, in cui sono applicati i principali metodi utilizzati nell’ingegneria del traffico stradale.

Prerequisiti
L’allievo che accede a questo insegnamento deve conoscere gli elementi di base della meccanica, del calcolo differenziale e integrale, la geometria analitica. È preferibile inoltre che l’allievo abbia le nozioni fondamentali di probabilità, statistica e informatica.

Programma
Tecniche per l'analisi dei flussi di traffico lungo gli archi. Parametri per la rappresentazione del traffico stradale. Tecniche per l'analisi dei flussi di traffico ai nodi. La qualità della circolazione nelle intersezioni. Tecniche di osservazione e misura del traffico. Tecniche per la regolazione semaforica delle intersezioni. Modelli teorici per la rappresentazione dei flussi di traffico.
Metodi di simulazione del traffico. Il modello della rete stradale e della domanda. Il modello dei sistemi di regolazione nel simulatore Aimsun. Scenari, esperimenti e osservazioni statistiche.
Principi di base per le analisi di sicurezza stradale (road safety audit, review, inspection). Cenni sulla ricostruzione degli incidenti stradali.

Laboratori e/o esercitazioni
A integrazione delle lezioni in aula, sono proposte esercitazioni numeriche sulle tecniche per l’analisi del traffico stradale, svolte anche mediante fogli di calcolo, esempi di analisi del traffico stradale 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 in un’intersezione urbana semaforizzata, condotta con il supporto di un micro-simulatore (Aimsun).

Ad integrazione delle lezioni in aula, sono proposte esercitazioni numeriche sulle tecniche per l’analisi del traffico stradale, svolte anche mediante fogli di calcolo, esempi di analisi del traffico stradale 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 e la regolazione di un’intersezione urbana semaforizzata, condotta con il supporto del microsimulatore di traffico (16 ore).

1. Daganzo, Carlos. 1997. Fundamentals of transportation and traffic operations. Oxford: Pergamon.
2. Olivari, Mario. 2009. Teoria e tecnica del deflusso veicolare. Aracne
3. Cantarella Giulio E. - Vitetta Antonino. 2010. La regolazione di intersezioni stradali semaforizzate. Metodi e applicazioni. Franco Angeli
4. Additional material is available to students on specific topics and laboratory exercises, through the web.
The various texts from list will be cited by the teacher during the course.

1. Daganzo, Carlos. 1997. Fundamentals of transportation and traffic operations. Oxford: Pergamon.
2. Olivari, Mario. 2009. Teoria e tecnica del deflusso veicolare. Aracne
3. Cantarella Giulio E. - Vitetta Antonino. 2010. La regolazione di intersezioni stradali semaforizzate. Metodi e applicazioni. Franco Angeli
4. Materiale integrativo reso disponibile agli studenti iscritti, su argomenti specifici e per le esercitazioni di laboratorio, attraverso il portale della didattica.
I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione.

L'esame è orale, ha una durata di circa 45 minuti e consiste in alcune domande poste a ogni candidato su argomenti riguardanti sia la parte svolta in aula durante le lezioni, sia quella svolta in laboratorio. Gli studenti dovranno consegnare prima dell'esame orale gli elaborati dei lavori di gruppo assegnati e conclusi durante le esercitazioni di laboratorio. La valutazione finale è formulata considerando i risultati delle attività di esercitazione e la preparazione dimostrata dagli allievi durante l’esame orale sugli argomenti trattati.

L’esame è orale e consiste in alcune domande poste a ogni candidato su argomenti riguardanti sia la parte svolta in aula durante le lezioni, sia quella svolta in laboratorio. Gli studenti dovranno consegnare al termine delle lezioni gli elaborati del lavoro di gruppo assegnato e concluso durante le esercitazioni di laboratorio.