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Modelli predittivi delle velocità operative in autostrada

Uno studio condotto dall'Università di Napoli Federico II per la valutazione del comportamento dei guidatori in curva e per la calibrazione di modelli di velocità, accelerazione e decelerazione adatti al contesto nazionale italiano

La riduzione di velocità del guidatore è stata calcolata come differenza tra le velocità nel punto di inizio e il punto di fine decelerazione (Vi1 – Vi2).

I modelli di regressione

Infine, sono stati calibrati modelli predittivi che relazionano la velocità, l’accelerazione, la decelerazione ecc., con le caratteristiche geometriche della strada. I modelli sono stati calibrati con la tecnica di regressione lineare multipla attraverso l’ausilio del software SPSS e utilizzando la procedura backward con livello di significatività pari a 0,05. Le variabili esplicative introdotte nei modelli sono variabili geometriche come il raggio della curva, il raggio della curva che segue e che precede il rettifilo, la lunghezza della curva, la lunghezza del rettifilo, la lunghezza del rettifilo che segue la curva, l’angolo di deflessione, la pendenza longitudinale, il tasso di variazione della curvatura, la presenza di una curva seguita da un’altra curva o da un rettifilo di lunghezza inferiore a 250 m, la presenza di gallerie o viadotti.

L’analisi dei risultati
La decelerazione e l’accelerazione dei singoli guidatori 

Dall’analisi dei dati, è emerso che l’ipotesi di velocità operativa costante in curva non è verificata, contrariamente a quanto ipotizzato dal D.M. 05/11/2001.

Infatti, l’analisi dei profili di velocità individuali mostra che il 52% dei guidatori decelerano in curva. Nel 30% delle transizioni rettifilo curva, la decelerazione inizia nel rettifilo di approccio e termina in curva (nel 26% dei casi la decelerazione termina nella prima metà della curva).

Nel 22% dei casi la decelerazione avviene completamente in curva.

L’inizio della decelerazione è influenzata anche del raggio della curva: infatti, è stato osservato che per curve di raggio minore o uguale a 400 m, il 52% dei guidatori inizia a decelerare nel rettifilo di approccio alla curva e termina la decelerazione in curva, mentre per curve di raggio superiore a 400 m solo il 24% dei guidatori inizia la decelerazione nel rettifilo di approccio e termina la decelerazione in curva.

Allo stesso modo, l’accelerazione inizia in curva nel 90% dei casi.

Nel 27% dei casi, l’accelerazione inizia nella prima metà della curva (46% per curve con R ≤ 400 m, 23% per le curve con R > 400 m) mentre nel 63% dei casi l’accelerazione inizia nella seconda metà della curva (35% per curve con R ≤ 400 m, 69% per curve con R > 400 m).

I modelli predittivi

I modelli predittivi, calibrati con la tecnica di regressione lineare multipla, sono:

  • il modello predittivo delle velocità operative in curva (V85c);
  • il modello predittivo delle velocità operative in rettifilo (V85r);
  • il modello predittivo delle decelerazioni;
  • il modello predittivo delle accelerazioni;
  • il modello predittivo del punto di inizio del tratto a velocità costante in curva (SP/Lc);
  • del punto di fine del tratto a velocità costante in curva (EP/Lc).

I dati dei profili di velocità individuali, invece, sono stati utilizzati per calibrare:

  • il modello predittivo dell’85esimo percentile delle decelerazioni (d85);
  • il modello predittivo dell’85esimo percentile delle accelerazioni (a85);
  • il modello predittivo dell’85esimo percentile della massima riduzione di velocità nella transizione tra rettifilo a curva (Δ85V).

La velocità operativa in curva è influenzata dalla curvatura (1/R), dal tasso di variazione della curvatura (CCR2) dall’andamento altimetrico del tracciato (Gu) e dal contesto stradale (presenza di viadotto/galleria). Coerentemente con gli studi precedenti, le velocità operative diminuiscono all’aumentare della curvatura. L’andamento planimetrico dei tratti che precedono la curva ha un segno negativo in quanto i guidatori tendono a ridurre le velocità nelle curve precedute da altre curve.

La pendenza longitudinale in discesa riduce le velocità operative in curva. La velocità operativa in rettifilo è influenzata dalla lunghezza del rettifilo, dall’inverso del raggio della curva che segue e che precede il rettifilo, dalla variazione della curvatura nei 2 km che precedono la curva e dalla pendenza in salita. All’aumentare della lunghezza del rettifilo aumenta la velocità operativa. Gli altri paramenti invece hanno un effetto negativo sulle velocità.

Un importante risultato dello studio è che le velocità sono influenzate sia dai parametri relativi al singolo elemento geometrico che dalle caratteristiche geometriche del tracciato che precede l’elemento considerato. Inoltre, l’altimetria del tracciato ha un effetto importante sulle velocità operative, anche se questo aspetto non è tenuto in conto nella maggior parte delle Norme di progettazione stradale.