SOMMARIO DELLA TESI :
SISTEMI DISORVEGLIANZA E CONTROLLO
DEI FLUSSI DI TRAFFICO
IN GALLERIA
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INTRODUZIONE
La galleria come elemento di discontinuità nei collegamenti stradali. Necessità di un corredo impiantistico in continuo adeguamento.
PARTE PRIMA
STATO DELL’ ARTE
SISTEMI DI VIGILANZA E CONTROLLO
Riguardano: Il traffico , Gli impianti , Le comunicazioni .
La conoscenza da un lato delle condizioni della viabilità e del funzionamento impiantistico e dall’altro lato la tempestiva informazione all’utente, visiva e via radio, costituiscono la prima garanzia di sicurezza del traffico.
Completano la garanzia di sicurezza per l’utente le procedure di coinvolgimento dei servizi sociali interessati (Polstrada - Croce Rossa - VV FF).
TECNICHE E MODALITA’ DI CONTROLLO DEL TRAFFICO
L’esame viene approfondito in riferimento agli aspetti operativi e alle situazioni eccezionali.
APPARECCHIATURE E STRUMENTAZIONE IN CAMPO
I Rilevatori ed i Sensori : Si realizza, in tempo reale, il controllo del traffico, delle anomalie del traffico, della qualità ambientale (inquinamento e fumi, sostanze tossiche) delle condizioni di pericolo (incendio, ostacoli, scarsa visibilità) dei guasti ed in genere delle situazioni di allarme.
TELEMATICA E RADIO COMUNICAZIONI
Le Comunicazioni radio . In Italia, per le Autostrade, è ammesso un solo sistema di trasmissione : Raso terra ed Isofrequenziale.
Il sistema per essere "isofrequenziale" dovrà prevedere un collegamento in rame tra i vari ripetitori. L’emissione "raso terra" significa abbattimento rapido del segnale e, quindi, possibilità di assegnare una unica frequenza al servizio autostradale. Rimangono inalterati i segnali aerei all’esterno propri del servizio nazionale.
CENTRI DI CONTROLLO
Per singole gallerie di grande lunghezza o per gruppi di gallerie ed altri manufatti autostradali si afferma il criterio del controllo globale centralizzato, articolato in :
- Logica centrale.
- Logica periferica.
- Automazione degli impianti tramite periferiche di comando con programmi statistici residenti.
- Funzionamento : "centralizzato" ; "ad isola" ; ed "in degradato".
- Memorie e Possibilità Statistiche per : Traffico - Guasti - Consumi.
- Procedure di intervento mediante interfaccia Uomo-Sinottico per trattamento degli allarmi.
PARTE SECONDA
FLUSSI DI TRAFFICO
IN GALLERIA
CONTROLLO DEI FLUSSI DI TRAFFICO
Si considera l’interdipendenza in galleria tra velocità e portata dei flussi veicolari in ogni corsia e la densità e si osserva come, superato un certo limite, la portata diminuisca all’aumentare della densità.
Si introduce, quindi una relazione (algoritmo), capace di dare indicazioni di intervento per migliorare le condizioni del traffico, già utilizzata per il controllo del traffico nel "
LINCOLN TUNNEL" - New York.
PARTE TERZA
APPLICAZIONI
DI CONTROLLI PARTICOLARI
ALGORITMI DI CONTROLLO
Nella parte terza vengono elaborati alcuni dei sistemi precedentemente analizzati mediante la progettazione di due casi concreti.
Controllo del traffico
Controllo del traffico mediante il calcolo, con programma originale, dell’algoritmo capace di stabilire il limite di intervento per la regolazione locale del traffico, quando, all’aumentare della "densità" all’interno della galleria, la "velocità media" tende a diminuire.
Il progetto di regolazione è stato applicato al caso concreto di una galleria di montagna, lunga 5.200 m, nella carreggiata di salita che presenta pendenze variabili fino al 4%.
Per tenere in maggior conto le caratteristiche proprie al caso concreto in esame la relazione originale discussa nel capitolo 7 è stata modificata nei seguenti punti :
- Livelli di controllo
- Parametri di controllo
- Valori limiti di velocità per l’attuazione del controllo.
Nella simulazione, mentre è proprio del caso specifico il rilievo del traffico posto a base del primo intervento della regolazione, la reazione del traffico stesso ai vari livelli di intervento è stata estrapolata dai dati di cui si era in possesso.
Nel progetto è stato, però, possibile verificare e confermare la correttezza di tale estrapolazione, pur con un sistema ridotto a due soli livelli di controllo.
Il risultato ottenuto è che l’intervento di regolazione applicato al raggiungimento della soglia calcolata produce :
- Aumento della velocità media (circa 30%)
- Corrispondente diminuzione della densità in galleria
- Aumento della portata del collegamento autostradale
- Minore consumo di energia per ventilazione data la diminuzione del carico inquinante (numero minore di mezzi/km di galleria con velocità contenuta nei limiti di bassa emissione).
Controllo della ventilazione in galleria
In questa parte del lavoro sono stati sviluppati a livello di progetto i seguenti elementi :
Efficacia di un sistema di regolazione della ventilazione mediante formulazione di un algoritmo capace di realizzare le seguenti caratteristiche di intervento :
- Intervento in base ad elementi previsionali dell’inquinamento e cioè all’emissione di inquinanti prevedibile dal rilievo del peso e della velocità media dei mezzi in galleria.
Tale elemento chiamato "carico inquinante" consente di intervenire prima che l’opacimetro e il rilevatore di CO richiedano interventi ventilanti di maggiore potenza.
- Integrazione con il sistema di controllo traffico adottato, già descritto.
- Correzione, con un confronto continuo, del livello di ventilazione prescelto in base al "carico inquinante" rilevato, con grandezze fisiche misurate in galleria, e cioè :
Velocità dell’aria
Opacità dell’aria
Concentrazione di gas tossici.
Calcolo di verifica del valore della spinta necessaria ad ottenere per ciascun livello di ventilazione la portata di aria capace di diluire l’inquinamento prodotto.
Lo studio della regolazione suddetta ha messo in evidenza i seguenti risultati :
- Migliore utilizzazione della potenza impegnata e, quindi, migliore tariffa Enel applicabile.
- Miglioramento del servizio dato che l’ambiente viene mantenuto lontano dai valori critici di inquinamento.
A conclusione dei due progetti è stata effettuata un’analisi costi-benefici, che ha evidenziato in entrambi i casi la convenienza dei sistemi.
I risultati del presente lavoro sono confortati dall’attuale tendenza dei costruttori di gallerie, che ormai da qualche anno destinano risorse sempre più ingenti alla costruzione degli impianti.