Politecnico di Milano
Facoltà di Ingegneria Industriale
Valutazione di emissioni e consumi
in corrispondenza di intersezione
a rotatoria. Confronto con il caso
dell’impianto semaforico.
Tesi di laurea di: Andrea Olivieri
Tutor universitario: Prof. Ing. Stefano Consonni
Tutor aziendale: Ing. Stefano Sbardella (Comune di Brescia)
Indice
 Organizzazione
 Background
 Obiettivi e motivazioni
 Nozioni teoriche
 Metodo
 I modelli delle intersezioni
 Risultati
 Conclusioni
Organizzazione
Marzo-Maggio 2004
• Master’s thesis planning report
presso Chalmers University in Svezia (Esperienza Erasmus)
Giugno-Luglio 2004
• Modellizzazione dell’intersezione bresciana
presso Ufficio Sviluppo Piano Urbano del Traffico, Comune di Brescia
Settembre 2004
• Modellizzazione dell’intersezione piacentina
presso Ufficio Traffico del Comune di Piacenza
• Valutazione di emissione e consumi
Background
PRIMA……
…………….DOPO
-
Moderazione della velocità
-
Messa in sicurezza dell’intersezione
-
Fluidificazione del traffico
-
Riduzione di emissioni e consumi
Background: il caso bresciano
Fino al 1999
Giugno 2004
2000-2004
Background:
il caso piacentino
Barriera Genova:
rotatoria prevista per
il 2005
Barriera
Genova
attuale
Obiettivi
• Valutare gli effetti ambientali derivanti dagli
interventi di sistemazione delle intersezioni
bresciana e piacentina
Calcolare come variano emissioni
inquinanti e consumi di carburante
passando dal semaforo alla
rotatoria
Motivazioni
Crescente insostenibilità del trasporto
stradale
Fornire un supporto quantitativo
alle scelte di investimento in merito
agli effetti ambientali
• Sviluppare una metodologia per la
stima di emissioni e consumi
orario
18:12:00
18:09:00
18:06:00
18:03:00
18:00:00
17:57:00
17:54:00
17:51:00
17:48:00
17:45:00
17:42:00
17:39:00
17:36:00
17:33:00
17:30:00
17:27:00
17:24:00
17:21:00
17:18:00
17:15:00
lunghezza coda (m)
La microsimulazione
Andam ento delle code - intersezione sem aforizzata
300
250
200
orzinuovi
150
dalmazia nord
100
salgari
dalmazia sud
50
0
Emissioni e consumi nei veicoli
Quali variabili influenzano emissioni e
consumi?
-
caratteristiche costruttive
-
stato della meccanica
-
condizioni ambiente esterno
- condizioni operative:
parametri cinematici del moto del veicolo
(velocità e accelerazione)
Metodo
Raccolta dati
sull’intersezione
semaforizzata
Raccolta dati
geometrici sulla
nuova rotatoria
Sviluppo del modello di
microsimulazione:
Sviluppo del modello di
microsimulazione:
-costruzione della rete
-costruzione della rete
-Assegnazione della domanda
-Assegnazione della domanda
-Calibrazione
-Validazione
Registrazione di
tempi di percorrenza
e code
Registrazione di
emissioni e
consumi (semaforo)
Variazione di code
e tempi di
percorrenza
Registrazione di
tempi di percorrenza
e code
Variazione di
emissioni e
consumi
Registrazione di
emissioni e
consumi (rotatoria)
I modelli delle intersezioni: output grafico
Barriera Genova a Piacenza:
schema semaforico attuale
Barriera Genova a Piacenza:
schema semaforico “variante b”
0
Dalmazia nord - Dalmazia Sud
Dalmazia sud - Orzinuovi
dalmazia Nord - Salgari
Orzinuovi - Salgari
Dalmazia Sud - Salgari
Salgari - Dalmazia Nord
Salgari - Orzinuovi
Salgari - Dalmazia Sud
Orzinuovi - Dalmazia Sud
Orzinuovi - Dalmazia Nord
Dalmazia Sud - Dalmazia Nord
Percorsi
tem po (s)
Dalmazia nord - Orzinuovi
Tempi di percorrenza
a confronto – il caso bresciano
Tem pi di percorrenza sui vari percorsi
200
180
160
140
120
100
80
Doppia rotatoria
60
40
semaf oro
20
Doppia rotatoria
Tempi di percorrenza
a confronto – il caso piacentino
Metodo: aggiornamento del parco
veicolare
Hp1) Dal 1999 al 2004
non c’è stato incremento
del parco bresciano
Hp2) Le auto non
catalizzate al 1999
avevano una vita
residua di 10 anni
Hp3) Ogni anno viene
immatricolato il 7% del
parco bresciano
Hp4) 50% benzina e
50% diesel per le
immatricolazioni nel
periodo 1999-2004
Metodo:
sviluppo delle mappe di emissione
Dati ricavati dalle prove su
banco a rulli effettuate dal
DENE nel 2000
Mappa di
emissione
sviluppata in
Excel
Risultati – il caso bresciano
doppia rotatoria, sostituita al semaforo, apporta i seguenti benefici:
•
la

diminuzione del 24% delle emissioni di CO

diminuzione del 26% delle emissioni di CO2

diminuzione del 20% delle emissioni di HC

diminuzione del 33% delle emissioni di NOx

diminuzione del 48% delle emissioni di PM

diminuzione del
complessive

diminuzione del 25% dei consumi di carburante
28%
delle
emissioni
inquinanti
Risultati – il caso piacentino
•
Il
semaforo “variante b”, sostituito al semaforo attuale, apporta i
seguenti benefici:

diminuzione del 18% delle emissioni di CO

diminuzione del 18% delle emissioni di CO2

diminuzione del 26% delle emissioni di HC

diminuzione del 14% delle emissioni di NOx

diminuzione del 15% delle emissioni di PM

diminuzione
del
complessive

diminuzione del 18% dei consumi di carburante
18%
delle
emissioni
inquinanti
Risultati – il caso piacentino
•
la
rotatoria, sostituita al semaforo “variante b”, apporta i seguenti benefici:

diminuzione del 17% delle emissioni di CO

diminuzione del 16% delle emissioni di CO2

diminuzione del 20% delle emissioni di HC

diminuzione del 14% delle emissioni di NOx

diminuzione del 21% delle emissioni di PM

diminuzione del
complessive

diminuzione del 16% dei consumi di carburante
16%
delle
emissioni
inquinanti
Conclusioni
 La rotatoria, rispetto al semaforo, determina un
decremento di emissioni e di consumi
(il decremento è amplificato se essa risolve la congestione
presente con il semaforo)
 La rotatoria determina un decremento
percentuale di PM particolarmente elevato.
 Notevoli miglioramenti ambientali derivano
dalla sola ottimizzazione dello schema
semaforico.
Grazie!