Questo post nasce a seguito della sollecitazione a descrivere le modalità con cui abbiamo elaborato il modello per l’individuazione della rete strategica in condizioni di esercizio. E’ la naturale continuazione del mio precedente “Definizione di una rete stradale strategica di ambito provinciale” che invito a leggere per maggiore chiarezza, in quanto alcuni passaggi comuni alle due analisi sono stati descritti nel primo post con maggiore dettaglio.

Ricordo comunque, a titolo di completezza, alcuni concetti generali.

Lo scopo dell’analisi è stato quello di definire, all’interno dei 1400 Km della rete viaria della Provincia di Bologna, tre categorie di importanza funzionale indicative della rilevanza strategica di un tronco stradale.

La definizione di una rete strategica è finalizzata a garantire un livello di servizio dell’infrastruttura stradale adeguato alla sua funzione, a programmare e gestire la manutenzione dell’infrastruttura stradale sul territorio provinciale in maniera mirata e a ottimizzare le risorse disponibili per gli interventi definendo priorità e fornendo supporto nella definizione dei piani triennali dei lavori.

L’individuazione della rete strategica viene effettuata tenendo conto di due diversi scenari:

• scenario di servizio: valuta la funzionalità richiesta all’infrastruttura in condizione di normale esercizio;

• scenario di emergenza: valuta la funzionalità richiesta all’infrastruttura nella condizione di emergenza legata ad un evento sismico.

Nel caso dell’analisi in condizioni di esercizio si è tenuto conto dei flussi di traffico e lo studio dei percorsi (routing) ha valutato i percorsi tra centroidi di attrazione e generazione di spostamento secondo la relazione residenti-edificato, residenti-imprese e caselli autostradali-edificato.

L’analisi GIS utilizza:

• una mappa di densità dei residenti ottenuta dal dato geometrico dalle sezioni di censimento ISTAT;
• una mappa di densità delle imprese ottenuta della banca dati della Camera di Commercio georeferenziata;
• una mappa di densità dell’edificato ricavata secondo quanto descritto in questo post.

Queste mappe raster vengono filtrate utilizzando un valore minimo di soglia che permetta di identificare un numero di “isole” ritenuto rappresentativo del contesto provinciale mediante un’analisi qualitativa. Di queste isole vengono poi calcolati i baricentri passando per la trasformazione in poligoni. I baricentri, assieme agli accessi ai caselli autostradali, rappresentano i centroidi dell’analisi dei percorsie sono costituiti da:

• 48 centroidi di aree ad elevata densità residenziale, ottenuti elaborando le sezioni relative all’ultimo censimento della popolazione, che definiremo centroidi residenti
• 61 centroidi di aree densamente edificate, ottenuti elaborando la densità edilizia calcolata dai dati catastali secondo la metodologia proposta da questo post, che definiremo centroidi edificato
• 46 centroidi di aree ad elevata presenza di imprese ottenuti elaborando i dati della Camera di Commercio di Bologna georiferiti, che definiremo centroidi imprese
• 24 accessi ai caselli autostradali

Individuati i centroidi di generazione/attrazione degli spostamenti vengono definite nel modello le regole secondo le quali il software deve calcolare i percorsi di collegamento che sono rappresentati dalla seguente matrice.

Per ogni relazione è espresso un parametro di calcolo utilizzato dall’algoritmo di routing del software:

• 1C, 5C numero di connessioni del centroide di generazione degli spostamenti con i più prossimi punti di attrazione degli spostamenti, es. tra centroidi residenti e centroidi edificato e è indicato 5C, cioè il centroide di ogni area ad elevata densità residenziale deve raggiungere il centroide delle cinque aree densamente edificate più prossime.

• TB calcolo del percorso utilizzando il percorso più breve in termini di tempo.

Ad ogni arco stradale è attribuito un peso basato sul numero dei percorsi, tra quelli calcolati, che lo utilizzano, la parte relativa al calcolo dei percorsi a questo punto è conclusa. Si opera l’estrazione del grafo delle strade provinciali dal grafo complessivo.

Oltre ai percorsi, per il calcolo della categoria di importanza funzionale, in condizioni di esercizio, delle strade provinciali, sono utilizzati anche i dati sui flussi di traffico che provengono da Mobiliter, il sistema di consultazione dei flussi online della regione Emilia-Romagna. I dati forniti sono rilevati da circa 40 postazioni, in funzione 24 ore su 24, installate sulle strade provinciali. Questi dati di flusso sono integrati dai dati rilevati in fase di definizione del quadro conoscitivo del Piano della Mobilità Provinciale.

I dati relativi ai flussi di traffico sono stati inseriti come attributi nel grafo provinciale a livello di singolo arco stradale. Sono state individuate tre classi di traffico attraverso un’analisi di significatività statistica (Jenks). La scelta dei valori di soglia, operata secondo questo metodo, consente di determinare classi di aggregazione (classe 1, 2 e 3) con i valori di gruppo più simili e che massimizzano le differenze tra le classi stesse.

Il calcolo dell’indice di importanza funzionale, basato sulle classi di traffico e sul peso determinato dall’analisi dei percorsi, è stato effettuato in maniera diversificata tra le strade di pianura e quelle collinari o montane. Si è operata una distinzione basata sulla definizione geografica di pianura come territorio compreso al di sotto della quota di 200 m s.l.m. Lo scopo di questa differenziazione, che si traduce nella creazione di due sub-grafi, è quello di amplificare l’importanza funzionale delle strade appenniniche, cioè quelle poste a 200 m s.l.m., che presentano in termini di flussi di traffico un’importanza spesso secondaria. Tale scelta si è concretizzata nel calcolo dell’indice di importanza funzionale che segue la logica di seguito descritta.

Una volta calcolato l’indice di importanza funzionale nel contesto di pianura ed in quello appenninico si può riunificare il grafo. L’indice di imporanza funzionale che ogni arco si trova come attributo viene normalizzato a 100 e vengono individuate tre categorie di importanza funzionale mediante l’analisi di significatività statistica di Jenks.

Quello che si ottiene è un grafo che presenta per ogni singola strada provinciale diversi tratti con categoria di importanza funzionale diversa. Con un’analisi qualitativa si operano delle scelte per attribuire le categorie di importanza funzionale in maniera più continua ad interi tratti di strada.

Un’illustrazione interessante può essere quella di un utilizzo “pratico” della rete strategica in condizioni di esercizio quale la valutazione dell’indice di equilibrio nell’attività di pulizia della neve. Si calcola per ogni arco stradale l’indice di servizio, cioè il rapporto tra il numero dei mezzi ed il percorso assegnato (es. 1 mezzo / 15 Km = 0.067). Il valore dell’indice di servizio, attraverso l’analisi di significatività di Jenks, viene classificato in tre classi: massimo (classe 1), medio (classe 2) e minimo (classe 3) servizio. Successivamente per ogni arco si confronta la classe di servizio con la categoria di importanza funzionale in condizioni di esercizio. Gli scenari possibili sono i seguenti.

La mappa dell’indice di equilibrio risultante è la seguente.

Mappa dell'indice di equilibrio nella pulizia neve

Spero di essere riuscito nell’intento di esemplificare il flusso di lavoro seguito. Invito chi possa essere interessato all’argomento a contribuire, chiedere informazioni o criticare utilizzando i commenti

Pensato e scritto da Lorenzo Perone

Sono geologo, mi occupo di tematiche legate al GIS in una pubblica amministrazione. Per lavoro utilizzo software proprietario ma per passione software FLOSS (free, libre open source software).
Mi diverto con il GPS in applicazioni per l’escursionismo, e a volte mi dedico alla formazione.