La tesi dottorale in oggetto prende spunto da alcune considerazioni di base relative alla salute di una comunitàƒ . Infatti questࢠultima si fonda sulla sicurezza dellࢠambiente in cui vive e sulla qualitàƒ delle relazioni tra i suoi componenti. In questo ambito la mobilitàƒ rappresenta uno degli elementi di maggior criticitàƒ , sia per la sicurezza delle persone, che per la salute pubblica, che per le conseguenze sullࢠambiente che ne derivano. Negli ultimi anni la circolazione stradale àƒ¨ notevolmente aumentata àƒ¨ questo ha portato a notevoli aspetti negativi, uno dei quali àƒ¨ connesso agli incidenti stradali. In tale ambito viene ricordato che lࢠUnione Europea ha da tempo indicato come obiettivo prioritario il miglioramento della sicurezza stradale e nel 2001 ha fissato il traguardo di dimezzare entro il 2010 il numero delle vittime degli incidenti stradali. Non ultima, lࢠapprovazione da parte del Parlamento europeo e del Consiglio di un atto legislativo (dࢠimminente pubblicazione sulla GU Europea) relativo alla gestione della sicurezza in tutte le fasi della pianificazione, della progettazione e del funzionamento delle infrastrutture stradali, in cui si evidenzia lࢠesigenza di una quantificazione della sicurezza stradale. In tale contesto viene sottolineato come uno dei maggiori problemi nella gestione della sicurezza stradale sia la mancanza di un metodo affidabile per stimare e quantificare il livello di sicurezza di una strada esistente o in progetto. Partendo da questa considerazione la tesi si sviluppa mettendo in evidenza le grandezza fondamentali nel problema della sicurezza stradale, (grado di esposizione, rischio dࢠincidente e le possibili conseguenze sui passeggeri) e analizzando i sistemi adottati tradizionalmente per effettuare analisi di sicurezza: ࢠ¢ Statistiche dei dati storici dࢠincidente; ࢠ¢ Previsione da modelli basati su analisi di regressione dei dati incidentali; ࢠ¢ Studi Before-After; ࢠ¢ Valutazione da giudizi di esperti. Dopo aver analizzato gli aspetti positivi e negativi delle alternative in parola, viene proposto un nuovo approccio, che combina gli elementi di ognuno dei metodi sopra citati in un algoritmo di previsione incidentale. Tale nuovo algoritmo, denominato Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) àƒ¨ stato sviluppato dalla Federal Highway Administration in collaborazione con la Turner Fairbank Higway Research Center ed àƒ¨ specifico per le strade extraurbane a due corsie. Il passo successivo nello sviluppo della tesi àƒ¨ quello di unࢠanalisi dettagliata del modello IHSDM che fornisce il numero totale di incidenti previsti in un certo intervallo temporale. Viene analizzata la struttura del modello, i limiti dࢠapplicabilitàƒ , le equazioni che ne sono alla base e i coefficienti moltiplicativi relativi ad ogni caratteristica geometrica e funzionale. Inoltre viene presentata unࢠampia analisi di sensibilitàƒ che permette di definire quale sia lࢠinfluenza dࢠogni singolo Fattore di Previsione incidentale (Accident Predication Factor) sul risultato finale. Dai temi trattati, emerge chiaramente come la sicurezza àƒ¨ legata a piàƒ¹ sistemi tra loro interconnessi e che per utilizzare e migliorare i modelli previsionali àƒ¨ necessario avere a disposizione dati completi, congruenti, aggiornati e facilmente consultabili. Infatti, anche quando sono disponibili elementi su tutti gli incidenti avvenuti, spesso mancano informazioni di dettaglio ma fondamentali, riguardanti la strada come ad esempio il grado di curvatura, la larghezza della carreggiata o lࢠaderenza della pavimentazione. In tale ottica, nella tesi viene presentato il Sistema Informativo Stradale (SIS) della Provincia di Bologna, concepito come strumento di gestione delle problematiche inerenti la viabilitàƒ e come strumento di supporto per la pianificazione degli interventi e la programmazione delle risorse da investire sulla rete. Viene illustrato come il sistema sia in grado di acquisire, elaborare ed associare dati georeferenziati relativi al territorio sia sotto forma di rappresentazioni grafiche, sia mediante informazioni descrittive di tipo anagrafico ed alfanumerico. Quindi viene descritto il rilievo ad alto rendimento, effettuato con lࢠausilio di un laboratorio mobile multifunzionale (Mobile Mapping System), grazie al quale àƒ¨ stato possibile definire con precisione il grafo completo delle strade provinciali e il database contenente i dati relativi al patrimonio infrastrutturale. Tali dati, relativi alle caratteristiche plano-altimetriche dellࢠasse (rettifili, curve planimetriche, livellette, raccordi altimetrici, ecc...), alla sezione trasversale (numero e larghezza corsie, presenza di banchine, ecc..), allࢠambiente circostante e alle strutture annesse vengono presentati in forma completa specificando per ognuno la variabilitàƒ specifica. Inoltre viene evidenziato come il database si completi con i dati dࢠincidentali georeferenziati sul grafo e compresivi di tutte le informazioni contenute nel modello ISTAT CTT/INC spiegandone le possibili conseguenze sul campo dellࢠanalisi di sicurezza. La tesi si conclude con lࢠapplicazione del modello IHSDM ad un caso reale, nello specifico la SP255 di S.Matteo Decima. Infatti tale infrastruttura saràƒ oggetto di un miglioramento strutturale, finanziato dalla Regione Emilia Romagna, che consistente nellࢠallargamento della sede stradale attraverso la realizzazione di una banchina pavimentata di 1.00m su entrambi i lati della strada dalla prog. km 19+000 al km 21+200. Attraverso lࢠutilizzo dellࢠalgoritmo di previsione incidentale àƒ¨ stato possibile quantificare gli effetti di questo miglioramento sul livello di sicurezza dellࢠinfrastruttura e verificare lࢠattendibilitàƒ del modello con e senza storia incidentale pregressa. Questa applicazione ad un caso reale mette in evidenza come le informazioni del SIS possano essere sfruttate a pieno per la realizzazione di un analisi di sicurezza attraverso lࢠalgoritmo di previsione incidentale IHSDM sia nella fase di analisi di uno specifico tronco stradale che in quella fondamentale di calibrazione del modello ad una specifica rete stradale (quella della Provincia di Bologna). Inoltre viene sottolineato come la fruibilitàƒ e la completezza dei dati a disposizione, possano costituire la base per sviluppi di ricerca futuri, come ad esempio lࢠindagine sulle correlazioni esistenti tra le variabili indipendenti che agiscono sulla sicurezza stradale.

Tecniche numeriche di studio della sicurezza stradale: il caso della provincia di Bologna

2009

Abstract

La tesi dottorale in oggetto prende spunto da alcune considerazioni di base relative alla salute di una comunitàƒ . Infatti questࢠultima si fonda sulla sicurezza dellࢠambiente in cui vive e sulla qualitàƒ delle relazioni tra i suoi componenti. In questo ambito la mobilitàƒ rappresenta uno degli elementi di maggior criticitàƒ , sia per la sicurezza delle persone, che per la salute pubblica, che per le conseguenze sullࢠambiente che ne derivano. Negli ultimi anni la circolazione stradale àƒ¨ notevolmente aumentata àƒ¨ questo ha portato a notevoli aspetti negativi, uno dei quali àƒ¨ connesso agli incidenti stradali. In tale ambito viene ricordato che lࢠUnione Europea ha da tempo indicato come obiettivo prioritario il miglioramento della sicurezza stradale e nel 2001 ha fissato il traguardo di dimezzare entro il 2010 il numero delle vittime degli incidenti stradali. Non ultima, lࢠapprovazione da parte del Parlamento europeo e del Consiglio di un atto legislativo (dࢠimminente pubblicazione sulla GU Europea) relativo alla gestione della sicurezza in tutte le fasi della pianificazione, della progettazione e del funzionamento delle infrastrutture stradali, in cui si evidenzia lࢠesigenza di una quantificazione della sicurezza stradale. In tale contesto viene sottolineato come uno dei maggiori problemi nella gestione della sicurezza stradale sia la mancanza di un metodo affidabile per stimare e quantificare il livello di sicurezza di una strada esistente o in progetto. Partendo da questa considerazione la tesi si sviluppa mettendo in evidenza le grandezza fondamentali nel problema della sicurezza stradale, (grado di esposizione, rischio dࢠincidente e le possibili conseguenze sui passeggeri) e analizzando i sistemi adottati tradizionalmente per effettuare analisi di sicurezza: ࢠ¢ Statistiche dei dati storici dࢠincidente; ࢠ¢ Previsione da modelli basati su analisi di regressione dei dati incidentali; ࢠ¢ Studi Before-After; ࢠ¢ Valutazione da giudizi di esperti. Dopo aver analizzato gli aspetti positivi e negativi delle alternative in parola, viene proposto un nuovo approccio, che combina gli elementi di ognuno dei metodi sopra citati in un algoritmo di previsione incidentale. Tale nuovo algoritmo, denominato Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) àƒ¨ stato sviluppato dalla Federal Highway Administration in collaborazione con la Turner Fairbank Higway Research Center ed àƒ¨ specifico per le strade extraurbane a due corsie. Il passo successivo nello sviluppo della tesi àƒ¨ quello di unࢠanalisi dettagliata del modello IHSDM che fornisce il numero totale di incidenti previsti in un certo intervallo temporale. Viene analizzata la struttura del modello, i limiti dࢠapplicabilitàƒ , le equazioni che ne sono alla base e i coefficienti moltiplicativi relativi ad ogni caratteristica geometrica e funzionale. Inoltre viene presentata unࢠampia analisi di sensibilitàƒ che permette di definire quale sia lࢠinfluenza dࢠogni singolo Fattore di Previsione incidentale (Accident Predication Factor) sul risultato finale. Dai temi trattati, emerge chiaramente come la sicurezza àƒ¨ legata a piàƒ¹ sistemi tra loro interconnessi e che per utilizzare e migliorare i modelli previsionali àƒ¨ necessario avere a disposizione dati completi, congruenti, aggiornati e facilmente consultabili. Infatti, anche quando sono disponibili elementi su tutti gli incidenti avvenuti, spesso mancano informazioni di dettaglio ma fondamentali, riguardanti la strada come ad esempio il grado di curvatura, la larghezza della carreggiata o lࢠaderenza della pavimentazione. In tale ottica, nella tesi viene presentato il Sistema Informativo Stradale (SIS) della Provincia di Bologna, concepito come strumento di gestione delle problematiche inerenti la viabilitàƒ e come strumento di supporto per la pianificazione degli interventi e la programmazione delle risorse da investire sulla rete. Viene illustrato come il sistema sia in grado di acquisire, elaborare ed associare dati georeferenziati relativi al territorio sia sotto forma di rappresentazioni grafiche, sia mediante informazioni descrittive di tipo anagrafico ed alfanumerico. Quindi viene descritto il rilievo ad alto rendimento, effettuato con lࢠausilio di un laboratorio mobile multifunzionale (Mobile Mapping System), grazie al quale àƒ¨ stato possibile definire con precisione il grafo completo delle strade provinciali e il database contenente i dati relativi al patrimonio infrastrutturale. Tali dati, relativi alle caratteristiche plano-altimetriche dellࢠasse (rettifili, curve planimetriche, livellette, raccordi altimetrici, ecc...), alla sezione trasversale (numero e larghezza corsie, presenza di banchine, ecc..), allࢠambiente circostante e alle strutture annesse vengono presentati in forma completa specificando per ognuno la variabilitàƒ specifica. Inoltre viene evidenziato come il database si completi con i dati dࢠincidentali georeferenziati sul grafo e compresivi di tutte le informazioni contenute nel modello ISTAT CTT/INC spiegandone le possibili conseguenze sul campo dellࢠanalisi di sicurezza. La tesi si conclude con lࢠapplicazione del modello IHSDM ad un caso reale, nello specifico la SP255 di S.Matteo Decima. Infatti tale infrastruttura saràƒ oggetto di un miglioramento strutturale, finanziato dalla Regione Emilia Romagna, che consistente nellࢠallargamento della sede stradale attraverso la realizzazione di una banchina pavimentata di 1.00m su entrambi i lati della strada dalla prog. km 19+000 al km 21+200. Attraverso lࢠutilizzo dellࢠalgoritmo di previsione incidentale àƒ¨ stato possibile quantificare gli effetti di questo miglioramento sul livello di sicurezza dellࢠinfrastruttura e verificare lࢠattendibilitàƒ del modello con e senza storia incidentale pregressa. Questa applicazione ad un caso reale mette in evidenza come le informazioni del SIS possano essere sfruttate a pieno per la realizzazione di un analisi di sicurezza attraverso lࢠalgoritmo di previsione incidentale IHSDM sia nella fase di analisi di uno specifico tronco stradale che in quella fondamentale di calibrazione del modello ad una specifica rete stradale (quella della Provincia di Bologna). Inoltre viene sottolineato come la fruibilitàƒ e la completezza dei dati a disposizione, possano costituire la base per sviluppi di ricerca futuri, come ad esempio lࢠindagine sulle correlazioni esistenti tra le variabili indipendenti che agiscono sulla sicurezza stradale.
2009
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