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.

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.

Conoscenza degli elementi di base della meccanica e dell’analisi matematica. E’ auspicabile che si abbiano nozioni di base su probabilità, statistica ed informatica.

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.

Ad integrazione delle lezioni, 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).

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.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in 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.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in 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.