Progetto di reti di trasporto orientato al miglioramento della qualità urbana: un'applicazione delle potenzialità dei veicoli autonomi

Negli ultimi anni è cresciuto considerevolmente l'interesse per la mobilità urbana, non solo per l'aumento delle esternalità negative generate dai trasporti, ma soprattutto perché le recenti innovazioni tecnologiche stanno offrendo soluzioni particolarmente efficaci proprio nei contesti urbani. Queste nuove tecnologie vanno ad integrarsi con il concetto di sostenibilità, il quale è molto discusso e affrontato da diversi settori, in particolare da quello dei trasporti e della pianificazione territoriale. Tra le diverse definizioni di "trasporto sostenibile" che si possono trovare in letteratura, il Consiglio Europeo ha fornito un prezioso chiarimento, affermando che "un sistema di trasporto sostenibile è accessibile, sicuro, e rispettoso dell'ambiente”. Nel 2015, l'Assemblea Generale delle Nazioni Unite ha adottato una serie di 17 obiettivi di sviluppo sostenibile. Sustainable Development Goals (SDG) 11 è dedicato alle città e afferma che bisogna renderle inclusive, sicure, resilienti e sostenibili. Il documento “New Urban Agenda”, approvato a Quito nell'ottobre 2016 durante “UN Conference on Housing and Sustainable Urban Development (Habitat III)”, si concentra anche sul trasporto sostenibile e sullo sviluppo urbano sostenibile. Portando l’attenzione alle aree urbane, il problema della congestione stradale combinato con la necessità di ridurre le emissioni inquinanti, le problematiche legate alla sicurezza stradale dei veicoli ma anche legata alla “soft mobility” (cioè la mobilità di pedoni e ciclisti) ha portato il mondo della ricerca allo studio e allo sviluppo di soluzioni che forniscano valide alternative al trasporto privato. Il continuo crescere del numero di veicoli privati e di conseguenza l’aumento dei flussi stradali, ha reso sempre più necessario lo sviluppo di sistemi di sicurezza sia per il singolo utente che per la sicurezza stradale. Per ridurre l’impatto ambientale, economico e sociale del trasporto stradale sarebbe corretto che una parte della domanda di mobilità fosse soddisfatta da altri sistemi di trasporto maggiormente sostenibili. Per far fronte a queste problematiche combinate, l’ingegneria dei trasporti ha iniziato a sviluppare nuovi sistemi di trasporto come i veicoli autonomi (AVs). Questi nuovi mezzi di trasporto equipaggiati di telecamere, sensori, radar e lidar, potranno muoversi autonomamente nel traffico cittadino e autostradale. Nello specifico, l'introduzione di mezzi a guida autonoma potrebbe cambiare radicalmente lo scenario consentendo, da una parte, un miglioramento e una diffusione più capillare del servizio pubblico, e dall'altra, l'implementazione di politiche di controllo e moderazione dell'uso dei veicoli individuali su aree estese del territorio più densamente urbanizzato (e congestionato), senza il rischio di ridurne l'accessibilità e creare esclusione sociale. Sfruttando le caratteristiche dei veicoli autonomi, l’interconnessione fra di loro (V2V) e con l’infrastruttura (V2X) in tempo reale sarà possibile migliorare l’ambiente di guida, la sicurezza stradale e le caratteristiche del flusso veicolare in particolar modo sarà possibile gestire le condizioni di traffico congestionato andando così ad aumentare la sostenibilità del trasporto stradale e nel caso di traffico cittadino di migliorare i livelli di inquinamento delle aree urbane. Inoltre con l’introduzione dei veicoli autonomi è stato valutato che sarà possibile andare a controllore e gestire al meglio l’utilizzo del territorio urbano, quindi si avranno anche degli interessanti impatti sulle aree urbane. L’obiettivo principale del seguente elaborato è quello di presentare un nuovo approccio analitico e risolutivo per valutare, attraverso un sistema di modelli di interazione trasporti-territorio, gli impatti sulla domanda di mobilità e sull'uso del suolo; precisamente l’impatto dei veicoli autonomi sull'infrastruttura e sulla pianificazione territoriale al fine di migliorare la qualità urbana, tramite un’opportuna modellazione e analisi. La prima parte dell’elaborato ha lo scopo di valutare lo stato dell’arte attuale circa le tematiche principali ovvero la sostenibilità nell'ambito dei trasporti e nell'ambito urbano, e i veicoli autonomi. Nella seconda parte verranno affrontati gli obiettivi principali, il primo è l’analisi e la valutazione di un modello di assegnazione multiclasse, considerando quindi due classi di veicoli e una condizione di traffico veicolare misto composto da veicoli autonomi e tradizionali. Grazie ai modelli si assegnazione è possibile simulare l’interazione fra il modello di offerta e di domanda di trasporto, e riprodurre gli effetti della congestione stradale sui flussi veicolari. In questo modo sarà possibile valutare come cambieranno le dinamiche del traffico veicolare con l’introduzione dei veicoli a guida autonoma. Successivamente verrà affrontato il secondo obiettivo della tesi, cioè la valutazione dell’impatto del traffico misto sulla rete stradale. Quindi è stato definito un problema di network design capace di valutare gli impatti del flusso veicolare misto sull'infrastruttura esistente in particolare andando a valutare l’eventuale possibilità di chiudere degli archi stradali alla mobilità mantenendo intatte le caratteristiche e le prestazioni della rete di trasporto. I seguenti problemi possono essere considerati quando si vogliono prendere delle decisioni strategiche, tattiche o operative in merito alla pianificazione territoriale e urbanistica. Entrambi i modelli sono stati validati attraverso l’applicazione a un caso reale, e successivamente i modelli sono stati utilizzati per valutare un intervento urbanistico per la città di Genova. Infine per rendere operativa la sostenibilità urbana ed integrarla nelle politiche territoriali sono stati definiti tre indicatori per permettere la valutazione del livello di sostenibilità della città di Genova. In particolare sono stati valutati i possibili incrementi delle aree urbane verdi da dedicare alla collettività. Sono diversi i punti legati al tema della salute nel contesto urbano e altrettante le azioni da eseguire per mettere in pratica il concetto di sostenibilità; dal miglioramento della qualità dell’aria all'utilizzo di energie rinnovabili, passando dal paesaggio e finendo alla morfologia stessa degli spazi urbani. Il seguente elaborato si è soffermato sull'ultimo concetto di quelli elencati precedentemente quello legato agli spazi urbani, senza discostarsi dall'impatto del traffico veicolare grossa fonte di inquinamento delle aree cittadine. Grazie all'analisi e agli studi proposti nel seguente documento è stato possibile valutare che attraverso l’utilizzo di mezzi di trasporto più sostenibili, sarà possibile ridurre lo spazio dedicato alla circolazione dei veicoli e di conseguenza potrà cambiare l’assetto urbanistico delle città riacquistando spazi da dedicare ai cittadini sotto forma di aree verdi o per la collettività. Questo approccio presentato può essere utile alle amministrazioni pubbliche per iniziare a inquadrare i futuri trend trasportistici e urbanistici al fine di migliorare la vivibilità nelle città del domani