tecnica ed economia dei trasporti 2022/23 – POLIMI – ing. civile -Roberto Maja

10CFU

Premessa

L’insegnamento è svolto contestualmente per i seguenti corsi di Laurea Magistrale e orientamenti:

• Tecnica ed Economia dei Trasporti: Ingegneria Civile, PSPA Infrastrutture di Trasporto, 1° anno, 10 CFU,
• Economia dei Trasporti: Ingegneria per l’Ambiente e Territorio, Vari PSPA, 2° anno, 8 CFU.

Argomenti dell’insegnamento di Tecnica ed Economia dei Trasporti – 10 CFU

1 – Introduzione

• Generalità, definizioni
• Ingegneria dei trasporti: competenze e attività
• Evoluzione tecnologica dei trasporti
• Componenti ed elementi di un sistema di mobilità
• Funzioni e requisiti
• Classificazione
• Indicatori e unità di misura
• Elementi descrittivi dei sistemi di trasporto: generalità, varie modalità di trasporto, incidentalità, inquinamento, consumi energetici

2 – Sistemi di trasporto pubblico locale (TPL)

• Generalità: caratteristiche, evoluzione, classificazione dei sistemi, classificazione dei servizi
• Sistemi a guida libera: autolinee, filovie, emissioni inquinanti, carburanti alternativi, veicoli innovativi elettrici e a guida autonoma
• Sistemi a guida vincolata: tramvie, metropolitane, metropolitane leggere
• Sistemi a guida mista: caratteristiche generali, ruolo funzionale, vantaggi, limiti, tendenze evolutive
• Sistemi a fune
• Infrastruttura: tramvie, infrastruttura, armamento, impianti, controllo della circolazione; metropolitane: infrastruttura, controllo della circolazione, automazione integrale, ATP ATO ATS ATC
• Servizi di mobilità programmati: prestazioni, indicatori e loro relazioni
• Configurazione delle reti, stazioni e terminali di interscambio, servizi a orario cadenzato
• Servizi autoprodotti e non programmati: car pooling, car sharing, dial a raid
• Servizi complementari: informazione all’utenza

3 – Pianificazione e simulazione dei sistemi di trasporto

• Pianificazione dei sistemi di trasporto e di mobilità: concetti generali, livello temporale, livello spaziale, redazione di un piano per fasi
• Simulazione delle reti di trasporto: impostazione del processo, interazioni tra i componenti di un sistema di trasporto
• Offerta: componenti dell’offerta, flusso di percorso e flusso di arco, teoria dei grafi, componenti funzionali di una rete, costi di trasporto, funzioni di costo
• Domanda: caratteristiche e componenti, matrici OD
• Analisi della domanda: metodi di analisi: concetti di stima, modellizzazione e aggiornamento; rilevamento aggregato e disaggregato
• Osservazione o stima diretta della domanda: aggregazione dei dati, tecniche di rilevamento, tipologia statistica, modalità di indagine. indagini RP, progettazione statistica. campionamento casuale semplice, numerosità del campione
• Modellizzazione della domanda: approcci descrittivo e comportamentale, formulazione generale del modello di domanda, formulazione a 4 fasi
• Teoria dell’utilità probabilistica: ipotesi e definizioni, formulazione dell’utilità casuale, utilità sistematica, attributi, residui aleatori, concetti di varianza e covarianza, probabilità di scelta, ipotesi e proprietà della variabile di Gumbel, funzione logsum, Logit multinomiale e binomiale, espressione della probabilità di scelta, effetti della varianza, problema dell’indipendenza dalle alternative irrilevanti, Logit gerarchico: struttura della probabilità, proprietà, matrice di dispersione, Probit: concetto generale e cenni
• Modellizzazione a 4 fasi: zonizzazione, criteri di dimensionamento delle zone, generazione: elementi determinanti, variabili esplicative, formulazione descrittiva, formulazione comportamentale, attributi, ruolo della variabile inclusiva logsum; distribuzione: elementi determinanti, variabili esplicative, formulazione gravitazionale, formulazione comportamentale, attributi, ruolo della variabile inclusiva logsum; ripartizione modale: elementi determinanti, variabili esplicative, formulazione descrittiva, formulazione comportamentale, attributi, ruolo della variabile inclusiva logsum; scelta del percorso: elementi determinanti, variabili esplicative, modalità di scelta, specificazione del modello, utilità delle alternative, concetto di scelta deterministica e stocastica, problema della sovrapposizione dei percorsi, formulazione C-loigit; assegnazione: concetti di flussi di domanda, flussi di percorso, flussi di arco, classificazione e campi di applicazione dei modelli di assegnazione, assegnazione a reti non congestionate e a reti congestionate, condizioni di esistenza e unicità della soluzione, separabilità dei costi su reti urbane ed extraurbane
• Calibrazione dei modelli: calibrazione dei modelli descrittivi, calibrazione dei modelli comportamentali, massima verosimiglianza, condizioni di esistenza ed unicità, relazione tra matrice hessiana e matrice di incidenza, indagini SP: considerazioni generali, esempio di questionario, progettazione, piano fattoriale, riduzione di un piano fattoriale, problema della collinearità
• Aggiornamento di matrici: formulazione del problema, relazione tra flussi di traffico e flussi di domanda, molteplicità della soluzione, procedura della stima bayesiana

4 – Economia dei trasporti

• Definizioni, processi produttivi, mercati
• Variabili microeconomiche
• Domanda di trasporto, curva di domanda, elasticità
• Offerta di trasporto, funzione di costo, elasticità
• Produzione del servizio:
• soggetti, obiettivi, ricavo, profitto
• costi di produzione fissi, variabili, medi, marginali; ricerca della produzione efficiente
• funzione di produzione, costi di produzione di lungo periodo, minimizzazione dei costi
• attività dell’impresa, problematica della produzione
• mercato concorrenziale
• mercato monopolistico
• Benessere, rendita, efficienza, equità
• Equilibrio: definizioni, surplus, equilibrio con domanda rigida, dinamicità dell’equilibrio
• Equilibrio delle reti di trasporto:
• equilibrio spontaneo e regolato
• principi di Wardrop, costi esterni, pedaggi di efficienza, equità
• Paradossi
• Azienda e impresa, fattori, processo produttivo, utile
• Bilancio dell’azienda: stato patrimoniale e conto economico
• Ammortamento
• Produzione del servizio
• Produttività, efficacia, efficienza, unità di movimento e di traffico, indicatori
• Analisi di variabilità dei costi; costi variabili, costanti, costanti a intervalli, viscosi
• Tariffazione; tariffe a valore e a costo
• Tipologia tariffaria
• Valutazione delle alternative progettuali
• Analisi finanziaria ed economica
• Analisi costi-benefici, analisi multicriteria

5 – Meccanica della locomozione terrestre

• Veicolo: caratteristiche generali, componenti
• Ruota stradale, ruota ferroviaria, accoppiamenti cinematici, equilibrio delle ruote
• Leggi della dinamica, equazione del moto
• Trasmissione: rapporto di trasmissione, potenza, rendimento, forza alle ruote
• Aderenza: limite di aderenza, coefficienti di aderenza stradali e ferroviari, attrito
• Forze dissipative, attrito, forze conservative, inerzia, massa equivalente
• Caratteristica meccanica ideale e reale
• Resistenze al moto: rotolamento, aerodinamica, accidentale, altimetrica
• Diagramma di trazione, velocità, fasi del moto.

6 – Meccanica del veicolo stradale

• Classificazione, caratteristiche generali e prestazioni, componenti
• Telaio, cassa, ruota, sospensioni, ammortizzatori
• Sterzo, manovra di sterzatura
• Pneumatico: componenti, comportamento statico, effetti della pressione, cedimento, scorrimento, aderenza
• Sicurezza del moto veicolare, azioni trasversali, deriva e suoi effetti, effetto inerziale in ingresso e in uscita dalle curve; effetto delle sospensioni
• Ribaltamento e sbandamento (o slittamento trasversale); stabilità nei tratti di raccordo

7 – Trazione termica

• Combustione interna ed esterna, classificazioni e definizioni
• Componenti di un motore, cicli e fasi, angoli di anticipo e ritardo
• Cicli termodinamici teorici e indicati Otto e Diesel
• Potenza, coppia, rendimento, caratteristica meccanica
• Frizione: coppia trasferibile e dimensionamento, giunto idraulico
• Cambio: rapporti di trasmissione, trasmissione della potenza, elasticità, zone di funzionamento, definizione dei rapporti
• Differenziale

8 – Analisi del rischio e sicurezza delle gallerie

• Sistema galleria, situazione nazionale ed europea, incidentalità (cenni)
• Rischio: componenti, pericolo, sicurezza, rischio trasporti, rischio in galleria
• Problematica dell’incendio, vivibilità, comportamento umano
• Normativa (cenni)
• Analisi del rischio, bow tie diagram, flusso del pericolo
• Eventi critici, misure di sicurezza, rappresentazione e accettabilità del rischio
• Provvedimenti mitigativi, infrastruttura e impianti di sicurezza
• Impianti di ventilazione, altri impianti
• Piani di emergenza