tecnologie&sistemi
Lucia Simoncini(1)
IL SOFTWARE ROTACALC
PER ANALIZZARE LE ROTATORIE UN PROGETTO DI ROTATORIA CHE NON RISPETTI GLI STANDARD NORMATIVI E DI CONFORMITÀ TRA ELEMENTI GEOMETRICI PUÒ NASCONDERE UN PEGGIORAMENTO DELLE CONDIZIONI DI SICUREZZA E AUMENTARE LA PROBABILITÀ DEGLI INCIDENTI O LA LORO GRAVITÀ: SCI3000 METTE A PUNTO UN SISTEMA PER VERIFICARE SE E QUANTO SARÀ EFFICIENTE LA NUOVA INTERSEZIONE
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ono ormai diffusissime in Italia le rotatorie di seconda generazione, ossia con precedenza ai veicoli che si trovano a percorrere l’anello anziché a quelli che entrano dai diversi rami, come avveniva in quelle di prima generazione che richiedevano spazi molto ampi per comprendere all’interno dell’anello le code di attesa. Il regime che prevede la precedenza all’anello consente invece di realizzare rotatorie di dimensioni ridotte a fronte di alti valori di capacità di traffico. Il D.M. 1966/2006 riporta dei criteri di progettazione geometri-
1. Un esempio di progetto di rotatoria
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ci per rotatorie di diametro esterno entro i 50 m. È importante però ricordare che, come per tutti i tipi di intersezione, anche per una rotatoria l’esperienza pratica indica in quattro punti quelli che sono i requisiti base cui dovrebbe attenersi un progetto conforme alla sicurezza stradale, ossia: • chiarezza; • visibilità; • inconfondibilità; • congruità. Un progetto di rotatoria che non rispetti gli standard normativi e di conformità tra elementi geometrici (solo per citarne uno, ricordiamo la necessità di verificare che venga imposta al veicolo in ingresso la corretta deflessione della traiettoria) può nascondere un peggioramento delle condizioni di sicurezza e quindi aumentare la probabilità degli incidenti o la loro gravità. Benché all’atto pratico vengano purtroppo spesso messi in secondo piano, non meno importanti sono il progetto dell’illuminazione, dell’arredo dell’isola centrale e della segnaletica orizzontale e verticale che - insieme a un corretto dimensionamento geometrico degli elementi dimensionali - contribuiscono a raggiungere un corretto livello di sicurezza dell’intersezione. Un altro fattore da considerare nel progettare una rotatoria, così come le altre tipologie di infrastrutture stradali, è che una rotatoria sta al suo posto 24 ore su 24 e deve essere in grado di garantire condizioni di sicurezza anche in periodi della giornata di traffico scarso, ovvero
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2. I flussi di traffico e caratteristiche geometriche
intervallo critico; ogni conducente infatti, prima di effettuare la manovra di immissione in rotatoria, attende di avere un GAP, ovvero un distanziamento temporale (intervallo critico) che considera sufficiente tra due successivi veicoli che circolano nell’anello. Analizzando il comportamento degli utenti e la distribuzione dei distanziamenti tra i veicoli circolanti sull’anello si calcola l’intervallo critico. I Progettisti di Enti pubblici o Studi privati possono da oggi contare sull’utilissimo strumento software, denominato RotaCalc e disponibile sul sito SCI3000, che offre la possibilità - una volta rilevati i flussi di traffico sull’intersezione - di effettuare varie verifiche funzionali che mostrano se e quanto sarà efficiente la nuova intersezione a rotatoria, ovvero se e in che termini riuscirà a smaltire i flussi di traffico presenti o attesi sull’intersezione. In particolare, RotaCalc consente di calcolare con i metodi Kimber, Svizzero, Setra e Cetur - ma a breve anche con il metodo HCM 2010: • la capacità di ogni entrata, ovvero, per ogni ramo di ingresso, il più piccolo valore del flusso che determina la presenza permanente di veicoli in attesa di immettersi;
con pochi veicoli in transito ma, conseguentemente, con probabili alte velocità di percorrenza; pertanto non dovrà essere verificata basandosi esclusivamente sul caso di maggior traffico. Il Progettista però, dopo aver garantito la sicurezza dell’intersezione, deve anche garantirne la funzionalità - o quanto meno verificarne il livello - per dimostrare che l’intervento, se non risolutivo, è quantomeno migliorativo della criticità preesistente. Tale verifica in verità è indicata dallo stesso D.M. 1966/2006 che prevede che “un’intersezione debba essere dimensionata con riferimento alla domanda di traffico specializzata in relazione alle manovre consentite”. Per effettuare tali verifiche, la Norma italiana non ci ha fornito strumenti precisi, quindi è opportuno fare riferimento ai vari metodi sviluppati negli anni sia in Europa che negli USA: • empirici, come il metodo inglese di Kimber, il metodo Svizzero o i metodi francesi del CETUR e SETRA; • analitici, come quello elaborato dall’Highway Capacity Manual (HCM nella versione prima 2000 e poi 2010). I metodi empirici consistono nell’osservazione di rotatorie in esercizio, o appositamente costruite per effettuare tali studi, e nella conseguente deduzione di correlazioni tra flussi di traffico, elementi geometrici e quindi capacità delle rotatorie stesse, utilizzando tecniche di regressione. I metodi analitici, invece, si basano sul cosiddetto 3. L’inserimento dei parametri secondo il metodo Svizzero
4. L’inserimento dei parametri secondo il metodo Kimber
• la capacità semplice, che individua quel valore di flusso massimo che si può avere in entrata da ciascun ramo nell’istante in cui uno di essi si satura, ovvero la somma della capacità d’entrata dei rami afferenti la rotatoria, allorché, per un aumento uniforme dei flussi della matrice O/D, uno dei rami risulta in condizioni di saturazione; • la capacità totale, che è la somma delle capacità d’entrata dei rami afferenti la rotatoria, allorché, per un aumento uniforme dei flussi della matrice O/D, tutti i rami risultano in condizioni di saturazione.
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5. L’inserimento dei parametri secondo il metodo SETRA
6. L’output di lavoro di RotaCalc
Inoltre RotaCalc effettua già adesso, secondo quanto previsto dall’HCM 2010, il calcolo di: • tempi di attesa medi per l’ingresso in rotatoria da ciascun ramo; • livello di servizio (LoS) di ogni ramo (da A a F); • 95° percentile della lunghezza della coda (in metri e in veicoli). Attraverso una semplice interfaccia grafica, il Tecnico inserisce in input su RotaCalc i flussi di traffico e altre caratteristiche della rotatoria utilizzate da tutti i metodi o comunque necessarie per una descrizione completa della stessa. Una volta scelto (in base alle dimensioni e alla collocazione, urbana o extraurbana, della rotatoria) e selezionato il metodo da utilizzare sarà possibile, se necessario, aprire un’ulteriore maschera per l’inserimento di ulteriori parametri geometrici richiesti dal metodo scelto. Il software RotaCalc fornisce due tipi di output: nel primo, considerato di lavoro, il Tecnico può effettuare a video un’analisi immediata dei risultati ed eventualmente subito modificare qualche parametro geometrico per ripetere la verifica di funzionalità e arrivare, per passi, a conoscere i dati di dimensionamento che sarebbero necessari per ottenere un ottimo
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comportamento della rotatoria, quantomeno dal punto di vista funzionale, ovvero dello smaltimento dei veicoli che la interesseranno. Se i fattori al contorno (tipicamente vincoli dovuti al costruito) non consentissero di realizzare una rotatoria di dimensioni ottimali, con RotaCalc il Tecnico potrà comunque verificare il livello di funzionalità (capacità, LoS, lunghezza code, ecc.) della rotatoria realizzabile e quindi stabilire se questo sia comunque accettabile in quanto migliorativo della situazione attuale oppure no. Il secondo tipo di output di RotaCalc, generato dopo la compilazione di una specifica maschera per l’inserimento dei dati descrittivi del progetto, è invece una relazione in formato .odt (OpenOffice); è completa di introduzione con riferimenti normativi e bibliografici per la progettazione stradale, descrizione dell’intervento, problematiche e obiettivi legati alla progettazione di un’intersezione a rotatoria con riferimento anche a studi di incidentalità, descrizione dei metodi disponibili per il calcolo della capacità, del LoS e della lunghezza della coda, flussi di traffico considerati nello studio e, a seguire, i veri e propri risultati numerici riguardanti la capacità e gli altri indici prestazionali della rotatoria, calcolati secondo il metodo precedentemente scelto e selezionato. Infine, sempre in automatico, il software RotaCalc fornisce - in coda alla relazione - una prima conclusione riguardo allo stato della verifica funzionale (non soddisfatta, parzialmente soddisfatta, completamente soddisfatta). n (1) Ingegnere, Cultore della materia per l’insegnamento “Sistemi di Trasporto” del Corso di Laurea in Ingegneria Civile Ambientale Edile dell’Università di Pisa
7. La composizione relazione di RotaCalc