L'assegnazione stabilisce, grazie ad opportune tecniche di simulazione matematica, quale sara' l'itinerario di ciascuno degli spostamenti per i quali la matrice O/D individua zone di partenza e di arrivo.

La scelta del percorso non tiene conto solamente della lunghezza dei possibili cammini alternativi, ma valuta l'influenza temporale (specificata nelle curve di deflusso) che hanno le caratteristiche, variabili o no, di ciascuno degli itinerari (pendenza, presenza di veicoli pesanti, soprattutto presenza di volumi di traffico elevati).

La fase di assegnazione e' la fase piu' delicata di tutto il processo simulativo, in quanto la sua implementazione dipende da molteplici variabili: la messa a punto di tali variabili e' detta calibrazione del modello.

Il modello di interazione domanda-offerta di mobilita' deve essere calibrato in modo che esso riproduca il piu' fedelmente possibile la situazione attuale, sia dal punto di vista dei flussi dei veicoli sugli archi, sia da quello dei tempi di percorrenza degli archi stessi.

Una verifica dell'assegnazione effettuata sulla citta' di Jesi e' stata dunque rappresentata dal conteggio dei veicoli effettuato dalla Societa' Sintagma nell'ambito delle analisi preliminari per la stesura del Piano della Mobilita' e dalla rilevazione dei tempi di arco durante l'ora di riferimento (ora di punta).

Ovviamente il modello, una volta calibrato, offre una base di partenza altamente affidabile per le simulazioni degli interventi di progetto.

Il processo piu' delicato della fase di calibrazione e' rappresentato dalla quantificazione dell'influenza delle caratteristiche di arco sul costo (nella sua accezione trasportistica, ovvero sul tempo di attraversamento) dell'arco stesso.

Questa operazione e' estremamente complessa in quanto, se e' vero che ci sono delle leggi generali, ormai universalmente riconosciute, e' altrettanto vero che tali leggi si basano su parametri che variano enormemente da citta' a citta', ed anche tra arco ed arco della stessa citta'.  '

4.1 Zonizzazione

Per il censimento del 1991, ciascun territorio comunale e' stato suddiviso in n sezioni censuarie, secondo i criteri dettati dall'ISTAT.

Questa ripartizione del territorio costituisce la base di riferimento principale per gli studi di pianificazione, dei trasporti in particolare.

Zonizzazione ISTAT

Il territorio comunale di Jesi e' suddiviso in 309 sezioni censuarie: di queste 30 ricadono nell'area urbana e nella citta' compatta e 48 all'esterno (zone rurali e frazioni). Tale suddivisione del territorio consente di associare ad ogni unita' una serie di informazioni oggetto di aggiornamento ad ogni censimento decennale.

Tra le svariate informazioni (quali ad esempio la popolazione residente e non, il numero di abitazioni, la presenza di attivita' industriali, commerciali, etc.) si trovano anche quelle sul pendolarismo (ci si muove per studio o per lavoro - a che ora lo si fa- che modo, fra auto, bus, piedi, etc. si utilizza)

Per quanto detto, la zonizzazione ISTAT verra' assunta come quella di riferimento per la definizione di successive zonizzazioni finalizzate a:

1. costruzione di matrice origine/destinazione (orarie e modali);

2. analisi della domanda di sosta;

3. analisi funzionale del territorio per valutazioni su eventuali nuove localizzazioni di poli di interesse;

Le zone di traffico (ZDT)

Le sezioni censuarie sono, per il Comune di Jesi, da ritenersi troppo piccole per una lettura chiara dei dati di mobilita'. Esse sono state dunque aggregate in 99 zone di traffico omogenee; la corrispondenza fra sezioni censuarie e zone di traffico e' riportata e descritta in dettaglio nel volume di Analisi Preliminare al Piano.

Zonizzazione esterna

Il sistema di relazioni con l'esterno e' stato simulato attraverso le 5 "porte" di ingresso/uscita dal centro abitato del capoluogo.

La tabella riportata nel seguito, evidenzia le 5 porte individuate, la numerazione e la denominazione loro attribuita ed esplicita le principali relazioni intercomunali a ciascuna di esse assegnata.
 

4.2 Costruzione del modello di rete del trasporto individuale

Tutte le elaborazioni grafiche per l'implementazione della rete viaria sono state effettuate avendo come base due cartografie: una in versione informatizzata vettoriale, ottenuta dall'elaborazione, da parte della Societa' Sintagma, di files (forniti dal Comune di Jesi) relativi all'area urbana (scala 1:2.000), l'altro in formato raster e relativa a tutto il territorio comunale (scala 1:10.000).

Tale operazione ha permesso di avere sempre una rappresentazione strettamente georeferenziata e quindi esente da possibili errori di deformazione, scarsa chiarezza e incomprensibilita'.

Su questa carta informatizzata e' stata costruita la rete viaria, ottenuta come estrazione degli assi stradali delle infrastrutture principali.

La prima versione della rete e' stata verificata dal punto di vista dei sensi di circolazione mediante rilievo effettuato dalla Polizia Municipale, un secondo momento di verifica e' consistito nel rilievo delle caratteristiche di rete (ovvero attribuzione arco per arco di: n° corsie, tipologia di sosta superficiale lungo strada, classe di pendenza, presenza di marciapiedi, etc.) effettuato da personale Sintagma, nell'ambito delle analisi propedeutiche alla stesura del Piano della Mobilita'.

La rete e' stata quindi dotata di specifiche curve di deflusso che tengono conto di tutte le caratteristiche di arco imputate nel database viario (es.: la sosta rallenta il flusso di veicoli, cosi' come la pendenza, etc...), e descritta nel paragrafo seguente.

Complessivamente il modello di rete messo a punto e' cosi' composto:

- n. centroidi 104

- n. nodi 371

- n. archi totali 1093

Le modalita' di archi inserite sono:
 

4.3 Curve di deflusso

La funzione di costo, (nota in letteratura come Curva di deflusso), e' la relazione fra il "costo" di un arco e il flusso presente sullo stesso. Si assume che il "costo" sia uguale al tempo che occorre per percorrerlo, (costo o tempo assumono quindi uguale significato).

Per la messa a punto del modello di Jesi e' stata considerata una famiglia di funzioni di costo, valida per strade urbane con caratteristiche di flusso interrotto di veicoli.

Alle categorie di strade urbane rispettivamente "scorrimento", "quartiere" e "locali interzonali" e' stata associata una curva di deflusso la cui struttura e' la seguente:

t = T_R + T_w

ove, il "tempo" t si compone di due termini: Tempo di running (T_R) + Tempo di waiting (T_w).

Il "T_R" puo' essere semplicemente espresso dal rapporto: L/V ove L e' la lunghezza dell'arco e V e' la velocita'.

La velocita' V e' data dalla seguente espressione:

V = 50 * (type==2) + 35 * (type==3) * 25 * (type==4) + 2.8 * 3 * "Lanes" -1.2 * 6 * ("pend." - 1) - 12.8 * ("tort.")² - 10.4 * ("sosta"/4)

type = classificazione dell'arco

Lanes = n° di corsie dell'arco

pend. = fattore riduttivo dovuto alla pendenza

tort. = fattore riduttivo dovuto alla tortuosita'

sosta = fattore riduttivo dovuto alla presenza della sosta superficiale e determinato nel seguente modo:
 

Nelle reti rappresentative di un sistema di trasporto in ambito urbano in genere, il T_R non e' influenzato dal flusso, sia per la modesta distanza esistente fra un intersezione e l'altra sia per l'esistenza di limiti di velocita' abbastanza bassi; il flusso invece influenza, e molto, il tempo di attesa alle intersezioni, che e' espresso dal T_W.

Per il "T_w" si sono usate delle formule note in letteratura ovvero le "coniche di Spiess", la cui struttura e' la seguente:

T_wi = Tr (1 - b - a (1- x) + )

con b = (2x -1)(2x-2)

dove:

x = fi/l s (rapporto flusso/capacita' dell'arco) l simula il ritardo

all'intersezione

l = tempo di verde/tempo di ciclo (g/c) (reale o virtuale)

S = flusso di saturazione del gruppo di corsie (veic/h)

fi = flusso totale (nel gruppo di corsie dell'arco i-esimo) veic/h

a = variabile (per Jesi e' stato assunto a =3)
 
 

Il flusso di saturazione S e' stato calcolato con le seguente formula:

dove:

Lanes = numero di corsie sull'arco

senso = regolamentazione circolatoria (senso unico = 1 o doppio senso senza spartitraffico = 0,66)

pend = pendenza (= 0, 1, 2, 3 a seconda della classe di appartenenza, ovvero fra 0-5%; 6-10%; oltre 15%)  '
 
 

4.4 Costruzione della matrice origine-destinazione

Per l'implementazione della matrice origine/destinazione della citta' di Jesi si sono resi disponibili 3 fonti di dati principali:

1. Censimento della Popolazione ISTAT 1991;

2. Censimento Industria e Servizi ISTAT 1991;

3. rilievo sulla mobilita' di Jesi eseguito dalla Societa' Sintagma nel marzo 1998 in occasione delle analisi propedeutiche alla stesura del Piano della Mobilita'.

I dati ISTAT hanno contemporaneamente il vantaggio di essere numericamente completi (si riferiscono a tutta la popolazione) e lo svantaggio della incompletezza qualitativa (mancanza di informazioni sulla sezione di destinazione e sugli spostamenti non sistematici). Le tre fonti sono state sfruttate tutte per ottenere una matrice che rappresentasse la mobilita' giornaliera nell'ora di punta (7,15 - 8,15) per entrambe le componenti sistematiche ed erratiche.

La matrice e' stata scomposta nelle sue 4 sottomatrici principali (interno-interno; interno-esterno; esterno-interno; esterno-esterno) per ciascuna di esse i dati sono stati trattati in modo mirato:

- interno-interno: il censimenti ISTAT della popolazione del 1991 non codifica per il Comune di Jesi le sezioni censuarie in destinazione: questo non ha permesso di estrarre direttamente da esso la matrice interno-interno: sono state ricavate invece le emessivita' di spostamenti (quanti partano da ciascuna sezione censuaria) che sono state esplose in destinazione secondo il numero di addetti di ciascuna sezione censuaria;

- interno-esterno: per questa porzione i dati ISTAT erano completi, quindi per costruire la sottomatrice sono stati allora utilizzati proprio gli spostamenti ISTAT;

- esterno-interno e esterno-esterno: mancando del tutto i dati ISTAT, si sono dovuti utilizzare in toto i risultati del rilievo al cordone (1137 interviste). Il rapporto tra il numero di interviste per ogni porta ed il numero di veicoli fermati ma non intervistati, perche' provenienti dal Comune di Jesi, ha dato la ripartizione tra "esterni" e provenienti dalle frazioni. La percentuale di esterni e' stata poi moltiplicata per il "fattore di sistematicita'" che risultava dal rilievo, indipendentemente dal motivo dello spostamento.

I sistematici di ogni porta sono stati ulteriormente suddivisi in "entranti" diretti nel Comune di Jesi e "attraversanti" diretti altrove: i primi (secondo il rilievo pari al 93%) vanno a creare la matrice esterno-interno, gli altri quello esterno-esterno. Le destinazioni di entrambe le sottomatrici sono state assegnate secondo un procedimento di estrazione casuale, dando a ciascuna zona di traffico una probabilita' di estrazione dipendente dalla media delle attrattivita' che risultavano dal Censimento della popolazione (n. di veicoli in destinazione su ogni zona), dal Censimento industrie e servizi (n. di addetti per zona) e dal rilievo.

La matrice risultante e' stata sottoposta ad un controllo basato sulla popolazione di ciascuna zona di traffico, per correggere eventuali errori di codifica. 

4.5 Analisi della matrice-oraria auto ora di punta 7,15 - 8,15

La matrice origine/destinazione sintetizza gli spostamenti che intercorrono fra le diverse zone in cui e' stato opportunamente diviso il territorio.

La matrice rappresentativa degli spostamenti-auto che iniziano e finiscono fra le 7,15 - 8,15 nel Comune di Jesi ha dimensione 104x104, di cui le prime 99 fanno riferimento alle zone interne al territorio comunale; ogni singolo elemento a i j rappresenta quindi il valore degli spostamenti che nascono dalle zona i e terminano nella zona j.

Una prima lettura-macro della matrice viene effettuata aggregando la stessa nelle 4 relazioni principali:

interno-interno

interno-esterno

esterno-interno

esterno-esterno

ove per interno-interno si intendono tutti gli spostamenti che hanno origine e destinazione all'interno dei confini amministrativi del territorio comunale.

In termini percentuali l'63,9% degli spostamenti avvengono all'interno del territorio comunale, il 15,2% viene originato all'interno e ha destinazione l'esterno, il 19,4% viene originato all'esterno e destinazione interno e il 1,5% attraversa il territorio.

Per maggiore chiarezza lo schema allegato seguente sintetizza quanto precedentemente espresso.

Sono quindi interessati ad una relazione di solo attraversamento del Comune circa l'1% degli spostamenti che complessivamente avvengono nel territorio e che corrispondono mediamente al 7% degli spostamenti che provengono dall'esterno.  '
 

4.6 Calibrazione del modello

Ogni modello matematico "soffre" di approssimazioni strutturali e operative, che possono arrivare a falsare le previsioni stesse del modello.

E' quindi opportuna una fase di calibrazione del sistema, tale da renderlo affidabile: tale fase coincide con la ricostruzione della situazione attuale.

Per calibrare il modello sono necessarie misure di flusso attendibili in vari archi della rete: esse permettono di andare a modificare, in prima battuta, la struttura della rete e le curve di deflusso, quindi in seconda battuta, la matrice di domanda, in maniera da ottenere rispondenza tra flussi calcolati e misurati.

In primo luogo, la calibrazione interessa la struttura dell'offerta di trasporto: il controllo della rete e la modifica della schematizzazione dei nodi principali, oltre alla verifica delle penalita' di svolta.

Secondariamente si agisce sulle curve di deflusso: calibrazione del tempo di running e di waiting sugli archi, verifica della capacita' assegnata, controllo dei tempi di verde su tempo di ciclo (reale o fittizio).

Solo in terza battuta si vanno a considerare i possibili (e strutturali) errori della matrice di domanda: la matrice ISTAT e' di per se' incompleta di tutte le parti relative all'utenza occasionale e non considera le modalita' di trasporto non predominanti. Gli errori che ne scaturiscono possono allontanare sostanzialmente la modellazione della realta'.

Su questo fattore e' possibile intervenire attraverso un procedimento iterativo detto "della tangente piu' ripida", che consiste nel modificare la matrice di domanda attraverso opportuni coefficienti, applicati alle matrici O/D che interessano gli archi dove, ad ogni iterazione, si trova la differenza piu' ampia tra flussi rilevati e calcolati.

Alla fine del processo di calibrazione si puo' disporre quindi di uno strumento perfettamente affidabile per proiezioni su scenari di progetto.

La tavola che segue riporta l'assegnazione dei flussi di traffico, nell'intervallo orario 7,15-8,15, al sistema della viabilita' urbana ed extraurbana. I valori si riferiscono ai flussi di traffico calibrati sulla base dei conteggi effettuati, da personale Sintagma, in diverse giornate tipo.
 

4.7 La simulazione delle intersezioni con rotatoria

Gli interventi di progetto contenuti nel presente piano comprendono la revisione del sistema di regolazione di numerose intersezioni, attualmente dotate di impianto semaforico, mediante la realizzazione di rotatorie.

Al pari degli altri interventi circolatori previsti nel piano (realizzazione o completamento di nuove infrastrutture, variazione dell'assetto circolatorio ecc), è opportuno che gli interventi di sistemazione con rotatoria dei principali nodi viari della città siano sottoposti a verifica numerica, al fine di garantire che le opere pianificate siano idonee a sostenere il carico veicolare cui saranno sottoposte.

Le simulazioni sono state effettuate con l'ausilio di un software, messo a punto dalla Società Sintagma, sulla base delle più recenti esperienze e studi francesi, all'avanguardia nel settore.

Il metodo, tenendo conto dei volumi di traffico gravanti sull'intersezione in esame (espressi in unità equivalenti) e delle caratteristiche geometriche e funzionali della rotatoria da simulare (esempio raggio interno, distanza fra i punti di conflitto fra i rami confluenti nell'intersezione, n° di corsie presenti nell'anello e dei rami in accesso) calcola due indicatori:

TCUe = tasso di capacità utilizzata in entrata

TCUc = tasso di capacità utilizzato nel punto di conflitto

Il primo da indicazione sulla quantità di inserzione del flusso entrate, è un parametro importante ma non fornisce indicazioni sul carico gravante nell'anello, esempio uno stesso TCUe può rappresentare 2 situazioni differenti:

1. grosso carico evidente a debole flusso in ingresso

2. debole flusso circolante a grosso flusso in ingresso

È per questo che si accompagna sempre il secondo indicatore TCUc, che essendo un rapporto fra i carichi reali e i carichi ammissibili, da un'informazione sul "funzionamento circolatorio" all'interno dell'anello.

Un TCUe pari a 100% indica una situazione di saturazione che però non deve generare allarmismo in quanto, in generale trattasi di durata contenuta, per il quale è accettato, da parte dell'utenza un tempo di attesa leggermente superiore alla media; nel caso dell'intersezione in esame questa attività è stata condotta sulla base dei dati di traffico rilevati in differenti periodi della giornata (ore di punta del mattino, del centro giornata e della sera)

Nel seguito no i risultati sono riportati distinguendo fra i differenti intervalli orari di rilievo.
 

La calibrazione dei fattori a , b , g :

Il metodo adottato tiene conto delle caratteristiche geometriche della intersezione mediante tre fattori a , b , g .

a = fattore che tiene conto delle distanze fra i punti di conflitto e dell'anticipo con cui ciascuna corrente veicolare entrante riesce a percepire se i veicoli circolanti sull'anello abbandoneranno quest'ultimo o continueranno la manovra rotatoria. Nelle soluzioni proposte i valori di a oscillano per i vari rami fra 0,135 e 0,6.

b = fattore di riduzione di incidenza del traffico circolante in rotatoria - calcolato in funzione del n° di corsie nell'anello. Trattandosi di un anello con 2 corsie il range di valori consigliati ricade fra 0.6 e 0,8 (vedi tabella allegata). Tenuto conto del ridotto raggio interno dell'anello, è stato adottato il valore di 0,8.

g = fattore di ripartizione del traffico entrante - calcolato su funzione del n° di corsie disponibili in entrata. Per tutti i rami in entrata alla rotatoria ad una sola corsia si è adottato il valore consigliato di g = 1 (vedi tabella allegata) mentre per quelli a 2 corsie è stato adottato g = 0,8. Tale valore è cautelativamente superiore al valore consigliato g = 0,7.