Riorganizzazione del modello di esercizio ferroviario regionale sulle linee dei Castelli Romani

1. Università degli studi “Roma Tre”
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle
Infrastrutture Viarie e dei Trasporti
Tesi di Laurea
Riorganizzazione del modello di esercizio ferroviario regionale
sulle linee dei Castelli Romani
Relatore Correlatore Laureando
Prof. Ing. Marco Petrelli Prof. Ing. Stefano Carrese Cosentino Matteo

2. Inquadramento del problema
Trasporto ferroviario regionale ha un ruolo fondamentale sulle
dinamiche di mobilità di aree fortemente urbanizzate
Obiettivo: realizzare un servizio efficiente ed efficace
Strategia: introduzione servizio frequente cadenzato e affidabile
Comporta: analisi del sistema nella sua interezza e complessità
• infrastruttura / regime di esercizio e circolazione;
• comportamento dell’utenza/domanda;
• utilizzo di appositi strumenti di simulazione;
• verifica di eventuali proposte di intervento;
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3. Come conoscere il sistema?
Analisi dello stato attuale Relazioni domanda/offerta
Software per:
• simulazione ferroviaria;
• assegnazione della componente di
domanda;
Individuazione delle problematiche e carenze del sistema
Gli interventi previsti
sono risolutivi?
Analisi degli interventi programmatici
Obiettivo: capacità di risolvere i problemi attuali
Strategia: analizzare le proposte e verificare se siano
realizzabili e compatibili con gli obiettivi fissati
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4. E se gli interventi non funzionano?
Proposta di intervento
alternativa
Obiettivo: risolvere i problemi attuali con il
minor costo
Strategia:
Dati di domanda
Dati di offerta
Vincoli
Tipo di servizio:
Navetta
Diretto
Determinazione del
tempo di giro
(tramite simulazione)
Determinazione di:
• frequenza;
• intervallo di cadenzamento.
Costruzione
dell’orario grafico
Sistema
applicabile?
Diversificazione servizio:
• “express”/”locale”;
• numero di fermate;
• tempi di sosta in fermata.
NO
Ridefinizione
del tempo di giro
(tramite simulazione)
SI
Simulazione confronto con
lo stato attuale e verifica
degli obiettivi iniziali
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5. Strumenti di simulazione
OpenTrack Railway Tecnology:
• software di simulazione ferroviaria;
• riproduce il reale movimento dei treni utilizzando
un modello misto continuo – discreto;
marcia è definita tramite la soluzione dell’equazione
differenziale del moto (continua) combinata con le
informazioni sui segnati (discreta)
ORARIO
CORSE
ITINERARI
PERCORSI
SEZIONI
Processo simulazione: definire l’offerta ferroviaria sulla base delle
caratteristiche infrastrutturali e di esercizio
Risultato processo simulazione: fornire dati macroscopici e microscopici
es. occupazione
infrastruttura
es. acc. vel.
singolo treno
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6. Struttura OpenTrack
Dati di input
Materiale
rotabile
Orario
programmato
Infrastruttura
Simulazione
Dati di output
Orario grafico
Diagrammi
Statistiche
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7. Strumenti di simulazione
Emme3:
• software di simulazione della mobilità, delle reti e dei servizi di trasporto;
• fornisce una serie di strumenti per:
Modellazione della domanda / modellazione della rete multimodale / analisi e
valutazione dei risultati
Obiettivo processo simulazione: rappresentare il comportamento
degli utenti rispetto alla scelta modale e al percorso O/D
Simulazione: processo di assegnazione agli ipercammini
con domanda fissa nell’intervallo temporale scelto
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8. Struttura di Emme3
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9. Caso studio:le linee dei Castelli
• Infrastruttura realizzata nella seconda metà dell’800;
• Linee regionali FR4 e FR6:
• condividono la tratta a doppio binario
fino a Ciampino;
• FR4 da Ciampino ha tre diramazioni:
Albano, Frascati, Velletri;
• FR6 Roma – Cassino (fino a Colonna
Galleria).
• Assenza di modifiche infrastrutturali e di esercizio negli
ultimi 50 – 60 anni;
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10. Caratteristiche infrastrutturali
Stazione di
progetto
Cassino
Roma Termini
FR4
FR6
Punto di
incrocio
CARATTERISTICHE INFRASTRUTTURA
Tratta Lunghezza [km] struttura di linea Regime di circolazione n° fermate Punti di incrocio
Roma T. - Ciampino 13 doppio binario
blocco elettrico
automatico + SMCT
1 -
Ciampino - Albano 14 singolo binario
blocco elettrico
automatico + SMCT
6 Marino
Ciampino - Frascati 10 singolo binario a spola 1* Villa Senni*
Ciampino - Velletri 28 singolo binario
blocco elettrico
automatico + SMCT
8
Pavona,
Cancelliera,
Lanuvio
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11. Servizio offerto
CARATTERISTICHE SERVIZIO
Tratta
Velocità commerciale
[km/h]
Tempi di percorrenza [min] Frequenze [treno/h]
da Ciampino da Roma Termini
Ora di punta
Roma
Ora di punta
Castelli
Ora di
morbida
Roma T. - Ciampino 73 - 14 12 7 7
Ciampino - Albano 24 38 52 2 1 1
Ciampino - Frascati 34 13 27 1 1 1
Ciampino - Velletri 37 44 58 3 1 1
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12. Dati di domanda
• Ora di punta della mattina (7.30 – 8.30);
• Trasporto pubblico (autolinee Cotral e ferrovia)
• Matrice O/D dati ISTAT 2001 aggiornati:
• dati demografici;
• reale utilizzo dei mezzi di trasporto.
• Dai comuni area di studio ~ 11000 spost/ora con un mezzo di TP;
• Il 50% riguarda i comuni più vicini a Roma: Ciampino, Marino,
Albano e Frascati;
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13. Raffinamento della zonizzazione
Problema: il singolo territorio comunale
viene schematizzato in 1 zona di traffico
Obiettivo: rappresentare i territori divisi
in frazioni o con più stazioni nel comune
stesso
Strategia: disaggregare la domanda
Passando da 17 a 26 zone di traffico
Divisione in rapporto percentuale sulla base:
• dati frequentazione stazioni;
• indici demografici comunali.
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14. Domanda disaggregata
DOMANDA DISAGGREGATA
Comune Spost. Tot [spost/ora] Frazioni Spos. Divisi [Spost/ora]
Albano 1345
Albano 632,15
Pavona 282,45
Villetta -
Cecchina 430,40
Marino 1066
Marino 660,92
Santa Maria 405,08
Castel Gandolfo 232
Castel Gandolfo 136,88
Pavona Laghetto 95,12
Ciampino 2242
Ciampino 1876,72
Acqua Acetosa 158,20
Sassone 30,22
Pantanella 74,30
Casabianca 102,55
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15. Simulazione
FASE I: Analisi stato attuale
• ricostruzione offerta tramite l’orario grafico e quadri M53 arrivi/partenze;
• complessivamente periodo di riferimento 79 corse;
64 treni Regionali , 10 treni Merci, 4 treni Espressi e 1 InterCity;
• materiale rotabile considerato sulle relazioni della FR4:
“Vivalto”
“Minuetto”
“Ale801/940”
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16. Criticità dello stato attuale
Tempi di percorrenza elevati
Basse velocità commerciali
Ampi margini di regolarità
RITARDO MEDIO DEL SISTEMA STATO
ATTUALE [%]
Range valori [R] 0s
R < 0s 61,04
0s ≤ R ≤ 30s 36,36
30s < R ≤ 60s 2,60
60s < R ≤ 180s 0,00
180s < R ≤ 360s 0,00
R > 360s 0,00
Cassino
Frascati
Albano
Velletri
Basse frequenze
Raggiungimento
della capacità
+60%
anticipo
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17. Criticità dello stato attuale
30
25
20
15
10
5
0
Tempi di percorrenza [min]
Confronto dei tempi di arrivo alle fermate
Ale801/940
Minuetto
Vincoli infrastrutturali e di esercizio
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18. A cosa porta?
Forte squilibrio modale
SPOSTAMENTI SISTEMATICI
Incentivo uso mezzo privato
Comune Trasporto Pubblico [%] Trasporto Privato [%]
Albano Laziale 27 73
Ciampino 29 71
Frascati 15 85
Marino 18 82
Velletri 44 56
> distanza Roma
< uso del mezzo
privato
SPOSTAMENTI SISTEMATICI
Comune Trasporto Pubblico Trasporto Privato
Frosinone 83 17
Civitavecchia 72 28
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19. Quali gli scenari di intervento?
FASE II: Analisi degli interventi programmatici
• quadruplicamento della tratta Ciampino – Capannelle (circa 5km);
• interventi di miglioramento sulle singole linee;
• nuovo assetto della Stazione di Ciampino.
Molti punti conflitto
Collo di bottiglia Costo stimato 62mln di euro
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20. Struttura di offerta
SCHEMA OFFERTA:
Albano
Frascati
Velletri
Caserta
Cassino
Colleferro
Frosinone
1 Navetta
+
1 Treno diretto
1 Treno/h
Dirottamento sulla Formia dei treni merci e a lunga percorrenza
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21. E’ realizzabile?
• Impossibilità di realizzazione della struttura di cadenzameno proposta sulla tratta
Ciampino – Albano;
• ritardo nelle partenze di 7’ per i treni diretti a RMT e 12’ per le navette (considerando 5’
come tempo necessario per l’inversione alla stazione di Albano);
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22. Come intervenire?
FASE III: proposta di intervento alternativo
• introduzione dei servizi “Express” e “Locali”;
• abolizione di alcune fermate;
• riduzione dei tempi di sosta in fermata;
T = tempo di sosta fermata;
Vt = numero medio di viaggiatori del treno
di riferimento;
tb = tempo di salita di un viaggiatore;
C = numero di carrozze del treno;
n = numero di porte per carrozza;
Vs = numero di viaggiatori che possono salire
contemporaneamente da una porta.
• margini di regolarità pari all’8% del tempo di percorrenza
Normativa Fiche UIC 451-1
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23. Struttura di offerta
CARATTERISTICHE SERVIZIO
Tratta Tipologia di servizio Fermate abolite
Frequenze [treno/h]
Ora di punta
Roma
Ora di punta
Castelli
Ora di
morbida
Albano - RMT 1 "Express" + 1 "Locale" Albano Villetta 2 2 2
Frascati - RMT 2 "Locale" - 2 2 2
Velletri - RMT 2 "Express" + 1 "Locale" S. Eurosia e S. Gennaro 3 3 3
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24. Analisi dei risultati
Tre classi di indicatori per l’analisi e il confronto:
• Alcuni indicatori non sono stati utilizzati nell’analisi degli interventi programmatici in
quanto il modello proposto sulla linea Ciampino – Albano non risulta applicabile;
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25. Analisi dei risultati
Confronto tempi di percorrenza
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Tempo di percorrenza [min]
stato attuale
Velletri RFI
Velletri "express"
Velletri "locale"
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Tempo di percorrenza [min]
stato attuale
Albano "express"
Albano "locale"
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Frascati Villa Senni Ciampino
Tempo di percorrenza [min]
stato attuale
Frascati RFI
Frascati scenario
progetto
-33% Tempo
di viaggio
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26. Analisi dei risultati
Confronto servizio offerto
Frequenza ora di punta [treni/h] Numero di mezzi utilizzati [veic]
Linea Stato attuale Scenario RFI
Scenario
progetto
frequenze costanti
Stato attuale Scenario RFI
egual numero di treni da/per Roma Termini
Scenario
progetto
frascati-roma 1 1 2 2 3 3
albano-roma 2 1 2 2 - 2
velletri-roma 3 1 3 3 5 5
TOT 6 3 7 7 8 10
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27. Analisi dei risultati
Confronto occupazione infrastruttura
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Stato attuale
Scenario RFI
Scenario di progetto
Ciampino - Capannelle Capannelle - Ciampino
> capacità
< numero di corse
< numero di corse
in uscita da Roma
10% treni merci
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28. Analisi dei risultati
Confronto affidabilità del sistema
• valor medio dei ritardi accumulati dalle singole corse, ipotizzando differenti valori del
ritardo iniziale: 0s, 60s, 180s, 360s;
350
300
250
200
150
100
50
0
-50
0 60 180 360
Ritardo medio corse [s]
Componente di ritardo iniziale [s]
Stato attuale
Scenario di progetto
350
300
250
200
150
100
50
0
-50
Sola linea di Velletri (scenario di progetto)
0 60 180 360
Ritardo medio corse [s]
Componente di ritardo iniziale [s]
Velletri
Cassino
Frascati
Albano
-17%
Ritardo sulle linee
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29. Tutto ciò a cosa porta?
Confronto servizio “consumato”
Passeggeri [pax] Passeggeri∙km [pax∙km]
Linea Stato attuale Scenario RFI
Scenario
progetto
Stato attuale Scenario RFI
Scenario
progetto
frascati-roma 918 1589 1543 21967,1 31789,9 32081,6
albano-roma 1056 - 2217 26791,4 - 56473,9
velletri-roma 2046 2046 4004 61007,5 51403,6 111883,1
> frequenze
> velocità
> affidabilità
+50% di passeggeri sulle corse
Considerando il solo trasporto pubblico
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30. E per il gestore?
Confronto utilizzo materiale e del personale
• tempo di marcia: dall’istante di inizio corsa fino all’istante di arrivo alla stazione di
destinazione;
• tempo di sosta: a partire dall’istante di arrivo alla stazione terminale fino all’istante di
partenza della corsa successiva;
• tempo di lavoro del personale: somma dei tempi di marcia e di sosta, il tempo di sosta è
limitato superiormente a 30’;
Frascati SA Frascati SP
Corsa Attesa Corsa Attesa
[ore] 6.16.00 9.32.00 13.48.00 3.54.00
[%] 40 60 78 22
Albano SA Albano SP
Corsa Attesa Corsa Attesa
[ore] 9.49.00 9.35.00 18.56.00 5.04.00
[%] 51 49 79 21
+25%
corsa
-25÷30%
sosta
Velletri SA Velletri SP
Corsa Attesa Corsa Attesa
[ore] 19.05.00 15.10.00 22.30.00 5.37.00
[%] 56 44 81 19
+38% corsa -38% sosta
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31. In conclusione…
Metodologia
certa
e replicabile
certa e
replicabile
Dati
certi
Tutte le
variabili
Ottimizza
ndo il
sistema
Software di
simulazione
Obiettivo: risolvere le
criticità di un sistema
Analisi del
sistema
Ipotesi di
intervento
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