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La domanda di trasporto - Università degli Studi di Messina

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La domanda di trasporto - Università degli Studi di Messina
PIANIFICAZIONE DEI
TRASPORTI
prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
Il sistema della domanda di
trasporto
Introduzione e metodi di stima dei
flussi di domanda
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
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2
Simulazione di un sistema di
trasporto
• Individuazione del sistema
OFFERTA
DOMANDA
• Simulazione del sistema
– L’offerta di trasporto
– La domanda di trasporto
– L’interazione domanda-offerta
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AMBIENTE
ESTERNO
3
La domanda di trasporto
L’analisi e la progettazione di interventi
su di un sistema di trasporto richiede:

La stima della domanda attuale
e/o

La previsione di quella futura
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4
La domanda di trasporto
definizioni
1) “la domanda di trasporto deriva dalla necessità di svolgere
delle attività in luoghi diversi ……………….., e’ determinata
dalla configurazione che il sistema delle attività e quello
dell’offerta di trasporto assumono nell’area di studio”
2) puo’ essere definita come …………………….il numero di
utenti che consumano i servizi offerti dal sistema dell’offerta di
trasporto in un ben preciso intervallo di tempo e per uno
specifico motivo
(flusso di domanda)
3) ad un flusso di domanda possono (devono) essere
associate delle caratteristiche necessarie per IDENTIFICARLO
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5
La domanda di trasporto
Definizioni – caratterizzazione della domanda di trasporto
il generico spostamento è:
I.
un’attività svolta da un utente con le sue
caratteristiche che lo differenziano da altri
utenti
II.
un’attività deriva dall’esigenza di compiere
un’altra attività “primaria”
III.
un’attività che si svolge in un ben definito
intervallo temporale
IV.
un’attività che si svolge tra due punti del
territorio
V.
un’attività che utilizza un modo di trasporto
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La domanda di trasporto
Definizioni – caratterizzazione della domanda di trasporto
il generico spostamento è identificato nel
momento in cui sono definiti:
I.
l’utente (o la classe di utenti)
II.
il motivo dello spostamento
III.
la fascia oraria dello spostamento
IV.
l’origine
e
la
destinazione
dello
spostamento
V.
Il modo di trasporto dello spostamento
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7
La domanda di trasporto
Definizioni – caratteristiche della domanda di trasporto
Utente
Caratteristiche socioeconomiche dell’utente
Perché mi sposto?
Motivo dello spostamento
Quando mi voglio/devo spostare?
Fascia oraria dello spostamento
Dove voglio/devo andare?
Caratterizzazione spaziale dello spostamento
Come ci voglio andare?
Caratterizzazione modale dello spostamento
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8
La domanda di trasporto
L'utente
PERCHE’ classificare gli utenti che si spostano?



i comportamenti di spostamento variano da
utente a utente
non è possibile modellare comportamenti in
modo indifferenziato
per semplicità si è soliti aggregare utenti che si
ritengono omogenei in classi di utenti
una possibile classificazione deve essere coerente
con le classificazioni ISTAT!!
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La domanda di trasporto
Il motivo dello spostamento
PERCHE’ specificare un motivo dello spostamento?


il motivo dello spostamento è, innanzitutto, un
criterio di classificazione degli utenti in classe
omogenee
i comportamenti possono essere molto diversi al
variare del motivo dello spostamento
solitamente si è soliti distinguere almeno gli
spostamenti sistematici da quelli non sistematici
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La domanda di trasporto
La fascia oraria dello spostamento
PERCHE’ specificare una fascia oraria?



le componenti del sistema dell’offerta di
trasporto hanno una capacità di assorbire
“domanda” limitata
per una loro corretta progettazione è
necessario conoscere la struttura temporale
della domanda
i comportamenti di spostamento possono
essere molto diversi al variare della fascia oraria
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11
La domanda di trasporto
La caratterizzazione spaziale
PERCHE’ spazializzarla?


ogni spostamento è caratterizzato da un
origine e da una destinazione
la domanda di mobilità deve riferirsi alle
possibili origini ed alle possibili destinazioni
esistenti all’interno dell’area di studio
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La domanda di trasporto
La caratterizzazione spaziale
PERCHE’ spazializzarla?


benché le origini e le destinazioni dello
spostamento siano punti elementari del
territorio, si è soliti riferirsi a macro-zone di
“traffico” (vedi zonizzazione)
la zonizzazione del territorio caratterizza
spazialmente la domanda di mobilità e
consente di definire le matrici originedestinazione che rappresentano la mappa
della mobilità dell’area di studio
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La domanda di trasporto
La caratterizzazione spaziale
→ per caratterizzare spazialmente la domanda
di trasporto si è soliti distinguere:
a) l’area di studio
b) le zone di traffico
INTERAZIONE NULLA
L’universo
Area di studio
Area di piano
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La domanda di trasporto
La caratterizzazione spaziale
→ La matrice O-D
N: zone totali
1
2
..
I
I+1
I+2
…
N
1
I: zone interne
2
I-I: spost. Interni/Interni
I-I
I-E
E- I
E- E
..
I
I-E: spost. Interni/Esterni
I+1
E-I: spost. Esterni/Interni
I+2
E-E: spost.Esterni/Esterni
…
N
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La domanda di trasporto
La caratterizzazione modale

ogni spostamento è caratterizzato da …..un
modo di trasporto…
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La domanda di trasporto
altre caratterizzazioni

Il percorso scelto…
→Fine corso
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La domanda di trasporto
In sintesi


per ogni:

motivo
(s)

classe di utenti
(i)

fascia oraria
(h)

modo di trasporto (m)
la domanda di mobilità
(dodm)sh
può
essere
schematizzata
in
tante 1
matrici origine-destinazione 2
i cui elementi sono i flussi di …
domanda che vogliamo N
stimare
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1
…
….
…
…
2
…
(dodm)ish
…
…
…
…
…
…
…
N
..
..
..
..
18
La domanda di trasporto
Le incognite del problema
La finalità è di stimare i singoli elementi della matrice (O-D)
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Dipartimento di Ingegneria Civile
1
2
…
N
1
…
…
…
..
2
….
(dodm)ish
..
…
…
…
…
..
N
…
…
…
..
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
i flussi di domanda possono essere esplicitati come il
prodotto dei seguenti termini
(parzializzazione del flusso di domanda)
diod[s,h,m]= [Ni[o] × ni[o]]× pi[d/osh] × pi[m/oshd]




Ni[o] numero di persone della zona (o), della classe (i) che
possono spostarsi per il motivo (s) nella fascia oraria (h)
ni[o] Numero medio di spostamenti compiuti dall’utente (i)
nella fascia oraria (h) e per il motivo (s)
pi[d/osh] Percentuale degli utenti che si spostano [ni[o] 
mi] e che si recano nella destinazione (d)
pi[m/osh] Percentuale degli utenti che spostandosi e
recandosi nella destinazione (d) {[ni[o] × mi]×pi[d/osh]} ,
utilizzano il modo di trasporto (m)
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema

L’ingegneria dei Sistemi di Trasporto studia i metodi
funzionali alla stima delle aliquote in cui può essere
“parzializzato” un flusso di domanda
diod[s,h,m,k]= [Ni[o] × ni[o]]× pi[d/osh] × pi[m/oshd]


i singoli termini sono definiti come “aliquote” di
domanda e, spesso, identificate come dimensioni di
scelta, ritenendo che ciascuna di esse sia il prodotto di
un processo decisionale dell’utente/i
la combinazione delle diverse aliquote è anche noto il
modello ad aliquote parziali ovvero modello a “x” stadi
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
Metodi di stima delle aliquote componenti un flusso
di domanda di trasporto
STIMA DIRETTA
STIMA DA MODELLO
Mediante indagini (interviste) su
di un campione di utenti e da
queste, utilizzando le tecniche
della statistica inferenziale, si
ottengono delle stime dirette
della domanda
Mediante
indagini
sui
comportamenti di un campione di
utenti del sistema di trasporto
oggetto
dello
studio,
si
implementano modelli matematici
che consentono la simulazione
del fenomeno in scenari diversi da
quello attuale
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
diod[s,h,m]= [Ni[o] × ni[o]]× pi[d/osh] × pi[m/oshd]
[o]
Nnii[o]
Noto (censimento ISTAT)
STIMA
DIRETTA
i
min
[o]
[o]
pi[d/osh]
Metodi di stima
della domanda di
trasporto
pi[m/osh]
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STIMA
DA MODELLO
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
→ In funzione di quale elemento della matrice O-D
stiamo stimando
N: zone totali
1
2
..
I
I+1
I+2
…
N
1
I: zone interne
2
I-I: spost. Interni/Interni
..
STIMA
DA
I-I
MODELLO
STIMA
I-E
DIRETTA
STIMA
E- I
DIRETTA
STIMA
E -E
DIRETTA
I
I-E: spost. Interni/Esterni
I+1
E-I: spost. Esterni/Interni
I+2
E-E: spost.Esterni/Esterni
…
N
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
L’approccio dipende dall’influenza che gli interventi
previsti sul sistema dell’offerta di trasporto possono
avere sulle caratteristiche della domanda di
trasporto
• quale caratteristica della domanda di trasporto è
sensibile
all’intervento
previsto?
N°spost. (elastica) rispetto
destinazione
modo
di trasporto
diretta
diretta
modello
modello
diretta
modello
diretta
modello
Orizzonte temporale dell’intervento
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
L’APPROCCIO DIPENDE DALL’INFLUENZA CHE GLI INTERVENTI SUL
SISTEMA DELL’OFFERTA DI TRASPORTO POSSONO AVERE SULLE
CARATTERISICHE DELLA DOMANDA DI TRASPORTO
N°spost
dest.
modo
Simulazione dell’uso delle infrastrutture del sistema
dell’offerta di trasporto e/o dei servizi di trasporto
collettivo
diret a
diret a
modello
diret a
modello
diret a
modello
modello
Simulazione di: nuove linee di trasporto pubblico,
nuove frequenze, nuove tariffe di sosta…….
Simulazione di: interventi infrastrutturali volti a
cambiare radicalmente la struttura della domanda di
trasporto dell’area
Orizzonte temporale dell’intervento
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La domanda di trasporto
Approcci per la stima delle incognite del problema
Simulazione della
configurazione attuale dei
sistemi di attività e di trasporto
Stima della
domanda ATTUALE
STIMA
DIRETTA
Simulazione di configurazioni
future dei sistemi di attività e di
trasporto
Stima della
domanda FUTURA
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STIMA DA
MODELLO
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La simulazione della
domanda di trasporto
Stima diretta della domanda
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Stima diretta della domanda
Introduzione
a volte stima diretta
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29
Stima diretta della domanda
Introduzione
La stima diretta consiste


nell’osservazione diretta del fenomeno
(e.g. spostamenti)
nella stima delle caratteristiche rilevanti
del fenomeno (motivo, destinazione,
modo di trasporto)
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Stima diretta della domanda
Introduzione
Per la stima diretta è necessario:
a) definire l’universo (le cui caratteristiche
desidero osservare)
b) estrarre
dall’universo
un
numero
rappresentativo di elementi da “osservare”
c) effettuare un’indagine
d) stimare le caratteristiche degli elementi
estratti
e) estendere
stimate
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all’universo
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le
caratteristiche
31
Stima diretta della domanda
Introduzione
L’universo (N)





in genere dipende dal motivo dello spostamento
in esame e dalle finalità dell’analisi di mobilità:
casa-università: studenti dell’area di studio
casa-acquisti: residenti dell’area di studio
casa-lavoro: occupati dell’area di studio
deve essere rilevato (vedi indagini)
Es: studio della mobilità nelle isole eolie: turisti dell’area di studio
Es: progettazione di tariffe agevolate per i pensionati e le
casalinghe: pensionati e casalinghe
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Stima diretta della domanda
Introduzione
Il campione (C)




Sotto-insieme dell’universo
Da esso si vogliono stimare le caratteristiche
dell’universo
Il campione è “estratto” dall’universo e la sua
numerosità deve essere rappresentativa
dell’universo stesso (e.g.10%)
La sua estrazione deve essere casuale
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Stima diretta della domanda
Introduzione
L’indagine
a) “a bordo” del veicolo
a) “a domicilio”



a casa
telefoniche
postali
a) “a destinazione”
b) metodo della targa
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Stima diretta della domanda
Introduzione
Il tipo di indagine
RP: Indagini relative ai comportamenti effettivamente
rivelati o dimostrati dagli utenti in un contesto reale
(indagine sulle preferenze rivelate) Il metodo tradizionale
delle
preferenze
rivelate,
spesso
indicato
con
l’abbreviazione RP prevede l’effettuazione di indagini agli
utenti del sistema di trasporto; da tali indagini è possibile
ottenere informazioni sulla realtà osservata oppure sui
comportamenti rilevanti degli utenti
SP: Indagini relative ai comportamenti dichiarati dagli
utenti in contesti ipotetici (indagini sulle preferenze
dichiarate). Solitamente definite SP dall’inglese Stated
Preferences sono concettualmente equivalenti ad un
esperimento di laboratorio.
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Stima diretta della domanda
Introduzione

a domicilio

a bordo del veicolo
raramente
- a bordo del veicolo
- a destinazione
a bordo del veicolo

a destinazione

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

a bordo del veicolo
“targa”
36
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 1
A٢ - Scheda per il rilevamento di flussi veicolari classificati
Rilevatore
codice
Data
turno
sezione n°
Via
Verso
Condizioni atmosferiche
Condizioni del traffico
Eventuali eventi eccezionali
Quarto
d’ora
Autovetture
Numero progressivo dei veicoli transitati
Veicoli a
Autocarri
Autocarri Autobus in
٢ ruote
con ٢ assi
٣ o più
servizio
assi
Altro
١
٢
٣
٤
Tot ١a ora
٥
٦
٧
٨
Tot ٢ a ora
Media
oraria
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Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 2
A٣ – Scheda per il rilevamento continuativo di flussi veicolari
Rilevatore
codice
Data
turno (M/P)
Sezione n°
Via
Verso
Giorni
٠ra
٠-٥
٥-٦
٦-٧
٧-٨
٨-٩
٩-١٠
١٠-١١
١١-١٢
١٢-١٣
١٣-١٤
١٤-١٥
١٥-١٦
١٦-١٧
١٧-١٨
١٨-١٩
١٩-٢٠
٢٠-٢١
٢١-٢٢
٢٢-٢٣
٢٣-٢٤
Totale
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
١
٢
٣
٤
Media
feriale
٥
٦
٧
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
38
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 3
A4 - Scheda per il rilevamento da terra dei flussi di passeggeri di
pubblico di linea
Rilevatore
Data
codice
turno (M/P)
sezione n°
Via
Verso
Condizioni atmosferiche
Condizioni del traffico
Eventuali eventi eccezionali
ORARIO
PASSAGGIO MEZZO
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
MATRICOLA
AUTOBUS
INDICATIVO
LINEA
%
RIEMPIM.
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
PASSEGGERI
A BORDO
39
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 4
A5 - Scheda per il rilevamento dei flussi di passeggeri saliti e discesi alle
fermate dei mezzi pubblici di linea
Rilevatore
codice
Data
turno (M/P)
Sezione n°
Fermata
Condizioni atmosferiche
Condizioni del traffico
Eventuali eventi eccezionali
ORARIO
PASSAGGIO MEZZO
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
MATRICOLA
AUTOBUS
INDICATIVO
LINEA
PASSEGGERI
SALITI
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
PASSEGGERI
DISCESI
40
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 5
A6 - Scheda per il rilevamento del diagramma di carico di un mezzo
pubblico di linea
Rilevatore
Data
codice
turno (M/P)
Azienda
Linea
Ora di partenza
Verso
Condizioni atmosferiche
Condizioni del traffico
Eventuali eventi eccezionali
FERMATA
SOSTA
[secondi]
PARTENZA
[ore e minuti]
PASSEGGERI
SALITI
PASSEGGERI
DISCESI
1
2
3
4
5
6
7
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
41
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 6
A9 - Scheda per indagini al cordone a conducenti di autovetture
CODIFICA
1
Numero dell’intervista
2
Nome intervistatore
Codice
3
Data di rilevazione
4
Numero sezione di rilevamento
5
Ora dell’intervista
ora
6
Tipo di veicolo
[ 1] automobile [ 2] due ruote
7
N. di persone a bordo con più di 5 anni compreso il conducente
8
Può dirmi il Suo comune di residenza?
9
Può dirmi da dove sta venendo?
Se dall’interno del comune: strada
Se dall’esterno del comune: comune
10
Può dirmi il motivo per cui si trovava nel luogo da cui sta venendo?
[ 01] Posto di lavoro fisso
[ 06] Sport, tempo libero
[ 02] Altro posto di lavoro
[ 07] Accompagnare altre persone
[ 03] Acquisti
[ 08] Altro
[ 04] Studio
[ 09] Abitazione
[ 05] Pratiche personali
[ 10] Non risponde
11
Può dirmi dove si sta recando?
Se all’interno del comune: strada
Se all’esterno del comune: comune
12
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
giorno
mese
minuti
Può dirmi per quale motivo dovrà essere nel luogo in cui si sta
recando?
[ 01] Posto di lavoro fisso
[ 06] Sport, tempo libero
[ 02] Altro posto di lavoro
[ 07] Accompagnare altre persone
[ 03] Acquisti
[ 08] Altro
[ 04] Studio
[ 09] Abitazione
[ 05] Pratiche personali
[ 10] Non risponde
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
42
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 7
A10 - Scheda per indagini a domicilio Famiglie e Imprese
SCHEDA 1 INFORMAZIONI GENERALI
Informazioni generali
codifica
0
Numerazione provvisoria
1
Numero progressivo di intervista
2
Intervistatore:
3
Data di rilevazione: giorno
4
Indirizzo completo della famiglia intervistata
Via
mese
n°
Tel
Domande da rivolgere ad un componente adulto del nucleo familiare
8
Di quanti e quali autoveicoli dispone la sua famiglia?
N°
Automobili
N° Motocicli
N° Furgoni
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
43
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 8
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
44
Stima diretta della domanda
Esempio di scheda di rilevazione - 9
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
45
Stima diretta della domanda
Introduzione
Stima delle caratteristiche del campione


C è la numerosità campionaria
nk è il numero di volte che la caratteristica m è stata
osservata nel campione
(e.g. numero di volte che è stata scelta l’auto)

il numero medio di osservazioni con la caratteristica
m è:
nk = nk / C

il numero totale di spostamenti con la caratteristica
N k = nk × N
m è:
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Dipartimento di Ingegneria Civile
Corso di Pianificazione dei Trasporti A.A. 2008/2009 - L01
46
Stima diretta della domanda
Esempio - 1
Un’applicazione alla sede di Fisciano
dell’Università degli Studi di Salerno
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47
Stima diretta della domanda
Esempio - 2
Un’analisi di mobilità per la sede di Fisciano dell’Università di Salerno
Il complesso universitario di Fisciano

33.598 iscritti

Salerno (64%), Avellino (15%), Napoli (8%), Benevento e Caserta
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48
Stima diretta della domanda
Esempio - 3
LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELLA
DOMANDA DI TRASPORTO
Utente
a) Studenti (tipologie)
b) Dipendenti
Perché mi sposto?
a) Lavoro
b) Studio
Quando mi devo spostare?
Fascia oraria dello
spostamento
Dove voglio/devo andare?
a) Origine dello spostamento
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49
Stima diretta della domanda
Esempio - 4
Passaggi fondamentali
Sede di Fisciano
1) Scelta della popolazione da
intervistare e sua numerosità
Studenti, Personale docente, Personale
non docente
2) Definizione della numerosità del
campione da intervistare
20% del totale (tasso di campionamento
0,2)
3) Definizione del questionario
- Da dove vieni?
- A che ora sei partito?
- Quale modo hai usato?
4) Definizione della metodologia di
campionamento ed estrazione del
campione
a) Dipend. casuale all’interno
b) Studenti Casuale stratificato
- per parcheggi
5) Effettuazione dell’indagine ed
elaborazione dati
Analisi descrittive e statistiche
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Stima diretta della domanda
Esempio - 5
L’indagine
Il conteggio
dei flussi di domanda
L’indagine campionaria
 Utenti modi di trasporto collettivi
POPOLAZIONE
 Utenti modi di trasporto individuali
 Studenti ai parcheggi
 Personale docente
 Personale non docente
I principali “output” dell’indagine
Definizione dell’universo
Flussi orari della domanda
di mobilità
 Stima diretta della ripartizione
geografica degli spostamenti
Stima diretta delle rip. modali
Info qualitative sui servizi offerti
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
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Stima diretta della domanda
Esempio - 6
I risultati dell’indagine – (il conteggio dei flussi)
Utenti entranti ed uscenti
La scelta modale dell'utenza
4.783 auto entranti
7.920 studenti in auto
Coeff. Riemp. 1,66
BUS
1.239 auto non studenti (C.R. 1,37)
AutoG
Coeff. Riemp. 1,3
40%
4.242 studenti su mezzi collettivi
13.401 utenti totali
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
34%
AutoP
26%
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Stima diretta della domanda
Esempio - 7
I risultati dell’indagine – (l'indagine campionaria)
Utenti entranti ed uscenti
La distribuzione geografica
dell’utenza:
①
B.Salerno
(5.019)
B.Avellino (1.173)
B.Napoli
(717)
B.Benevento (125)
B.Out
(111)
48%
12%
7%
1%
1%
②
Salerno Città
Prof. Massimo Di Gangi
Dipartimento di Ingegneria Civile
30%
La scelta modale dell’utenza
13.401 utenti totali
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Pax
10%
①
Auto
30%
Car
POOL
26%
Bus
33%
Pax
7%
②
Car
POOL
21%
Auto
28%
Bus
44%
53
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