Dimensionamento delle rotatorie urbane (2012)

Perché scegliere una rotatoria

Tra le caratteristiche che concorrono alla scelta progettuale di adottare uno schema a rotatoria, rientrano diversi pregi, tra i quali: l'incremento di sicurezza per gli utenti, l'elevato volume di domanda di traffico smaltibile nell'unità di tempo (o capacità), e la minore propensione ai ritardi. Per quanto attiene l'aumento del livello di sicurezza, le intersezioni regolate a rotatoria presentano un minore numero di punti di conflitto rispetto ad una intersezione a raso. Inoltre le manovre di immissione sull'anello, la percorrenza dello stesso e le manovre di uscita avvengono di norma a velocità ridotte rispetto a quanto accade nelle intersezioni ordinarie, riducendo le manovre più pericolose alle sole immissioni sull'anello.

Ulteriore punto di forza delle intersezioni regolate con circolazione a rotatoria è rappresentato dalla capacità delle rotatorie di offrire buone prestazioni al variare delle condizioni di traffico, senza il bisogno di impianti. Influiscono sulla capacità di una rotatoria fattori quali la struttura della domanda di trasporto, il diametro esterno e le dimensioni dell'anello, ed infine gli aspetti comportamentali degli utenti. Il funzionamento continuo della rotatoria garantisce altresì dei tempi di fermata inferiori, rispetto alle intersezioni semaforizzate e i veicoli, pur rallentando, tendono a non arrestarsi del tutto, riducendo il numero di "Stop and go" e del tempo perso.

Nonostante quanto precedentemente indicato, l’utilizzo delle rotatorie non dovrebbe essere considerato come una soluzione sempre valida; esistono infatti dei casi in cui il ricorso alla rotatoria risulta sconsigliato.

Nell'applicazione in campo urbano, un elemento discriminante è rappresentato dalla componente pedonale e dalla valutazione della capacità, il cui calcolo andrebbe sempre "calibrato" e adattato alle peculiarità territoriali, ambientali, comportamentali proprie delle zone di applicazione. Nel caso in cui i movimenti ciclo-pedonali fossero numerosi andrebbe infatti valutata l’effettiva fattibilità ed efficacia dell’inserimento di una rotatoria. Un ulteriore elemento discriminante è rappresentato dalla struttura della domanda che, se dotata di una direzione prevalente con elevate percentuali di svolte a sinistra e/o mezzi pesanti, determina un'eccessiva occupazione ed un conseguente rallentamento nell'anello della rotatoria, con riduzione della capacità della rotatoria. In termini spaziali, un deterrente riguarda la dimensione o configurazione dello spazio disponibile che, qualora insufficiente, non consentirebbe la realizzazione di un anello che assicuri possibilità di manovra ai mezzi pesanti.

Infine, un altro svantaggio delle rotatorie riguarda la regolazione diretta del traffico che non consente di attribuire la precedenza a determinate correnti veicolari in quanto tutti i rami della rotatoria hanno la stessa importanza ed è pertanto impossibile mettere in atto una strategia di realizzazione dell'onda verde.

Come è stato pensato l’Abaco

L’abaco è stato pensato per fornire dei criteri da poter utilizzare per valutare in prima istanza l’inserimento di una rotatoria in un contesto urbano, dando indicazioni sul livello di servizio di una rotatoria in funzione delle dimensioni e del livello di traffico che la interessa.

L’abaco è stato costruito tramite il seguente iter procedurale:

• rilevazioni di traffico su 2 rotatorie urbane (effettuate nelle fasce orarie di punta del mattino, del mezzodì e del pomeriggio);
• costruzione di modelli di microsimulazione, a partire dalle 2 rotatorie analizzate, e relativa calibrazione dei modelli stessi;
• utilizzo dei 2 modelli calibrati per “popolare” la serie dei punti dell’abaco, modificando opportunamente il raggio delle rotatorie e i livelli di traffico;
• simulazione di una serie di ulteriori scenari che andassero a constatare le "domande limite" per specificare il campo di validità dell'Abaco che si intende realizzare;
• determinazione della migliore funzione approssimante per il tracciamento delle curve dell’abaco che forniscano il ritardo medio per veicolo in funzione del raggio delle rotatorie e del livello di traffico.

Le microsimulazioni effettuate per stimare i ritardi medi per veicolo per la definizione dei livelli di servizio delle intersezioni a rotatoria, sono state realizzate attraverso il software VISSIM. I modelli e la relativa domanda di traffico sono stati costruiti a partire dai rilievi dei flussi di traffico (effettuati per un’intera giornata feriale del mese di ottobre 2012) e, per ciascun approccio e periodo d'analisi sono stati monitorati i flussi pedonali di attraversamenti dei bracci in corrispondenza delle immissioni in rotatoria o in attraversamento dell'anello.

Le intersezioni analizzate sono state quelle di piazza Oderico da Pordenone e di piazza Azolino Hazon per le quali si riportano, a seguire, le immagini delle microsimulazioni.

L’analisi dei rilievi video ha consentito di monitorare i comportamenti di guida degli utenti riuscendo di conseguenza a calibrare gli stessi su modelli di simulazione appositamente costruiti. I risultati raccolti dall’analisi video hanno altresì consentito di focalizzare l'attenzione sul ritardo medio riportato da ogni veicolo. Proprio questo indicatore, calcolato come media pesata dei ritardi di ciascuna manovra di svolta sul volume delle manovre stesse, determina il Livello di Servizio (LOS) dell'intersezione. I Livelli di Servizio seguono una scala che parte da un buon ritardo medio per veicolo, esplicitato dalle lettere A, B e C fino ad arrivare ad elevati gradi di congestione, rappresentati dalle lettere D ed E, per la quale il ritardo medio arriva ad oltrepassare i 45 secondi/veicolo. Il Livello di Servizio espresso dalla lettera F, indica, invece, che il flusso che interessa la rotatoria supera la capacità della stessa. A seguire si riporta una tabella nella quale si ha la corrispondenza tra i diversi Livelli di Servizio ed il relativo ritardo medio per veicolo.
 

>

L’Abaco

A seguire si riporta l’abaco predisposto in forma grafica nel quale ad un determinato valore del raggio esterno, espresso in metri, e ad un determinato valore del livello di domanda globale dell'intersezione, espresso in veicoli equivalenti/ora, corrisponde il relativo LOS e/o ritardo medio per veicolo espresso in secondi. Ne è risultato che al crescere della domanda, fissato il raggio esterno, cresce il ritardo medio mentre all'aumentare del raggio esterno il ritardo medio diminuisce.

Come precedentemente descritto, le curve rappresentate nel grafico sono quelle che meglio approssimano i punti ricavati dalle verifiche effettuate con le microsimulazioni (i.e. prima sulle due rotatorie prese in esame, poi dalle simulazioni realizzate per ulteriori 19 scenari, ricavati variando il raggio e il livello di traffico delle rotatorie iniziali). La funzione dell’Abaco è dunque proprio questa: determinare il ritardo medio per veicolo o Livello di Servizio (LOS) a partire dal raggio e dal livello di traffico che interessano l’intersezione.

Redatto l’abaco, si è proceduto anche a verificarne e, in un certo senso a validarne, la funzionalità utilizzando una rotatoria presente in ambito urbano nel territorio di Roma Capitale. Tale verifica è stata effettuata secondo lo stesso iter metodologico seguito per la stesura dell'abaco. Si è iniziato cioè con l’individuazione sul territorio urbano di Roma di una rotatoria dalle caratteristiche compatibili con il campo di validità dell'abaco, quindi si è proceduto con l’analisi della domanda nelle tre ore di punta e la conseguente ricostruzione delle matrici per passare poi alla microsimulazione in ambiente VISSIM ed infine al calcolo degli indicatori trasportistici. L’iter ha avuto termine con il confronto dei ritardi medi, ottenuti dalle microsimulazioni con i risultati forniti dall'abaco.

L'intersezione individuata per la verifica è la rotatoria tra viale Giotto, viale Baccelli e via Antonina.

Dal confronto con i risultati forniti dall’abaco è risultata una buona corrispondenza tra i ritardi medi forniti dall’abaco ed i ritardi medi ottenuti tramite le microsimulazioni dinamiche, dimostrata altresì dal coefficiente di correlazione che, sui tre punti determinati, raggiunge il 94% con un errore medio di soli 3,5 secondi. Da non sottovalutare poi che, i ritardi ottenuti dalle microsimulazioni e i ritardi stimati tramite l'impiego dell'abaco conducono ai medesimi Livelli di Servizio.

Sulla base di tutte le attente valutazioni qui elencate, si può considerare pienamente soddisfatta la verifica sulla funzionalità dell'Abaco redatto e lo si può altresì considerare un valido strumento a supporto della valutazione tecnica che concorre alla scelta dell’inserimento di un’intersezione a rotatoria in un contesto urbano.