Dissertations / Theses on the topic 'Indirizzo INGEGNERIA DELLE INFRASTRUTTURE'

2010/2011
Nello studio dei sistemi di trasporto l’acquisizione e l’utilizzo di informazioni corrette e aggiornate sullo stato dei sistemi rappresentano da sempre elementi di centrale importanza per la produzione di analisi adeguate ed affidabili. Sfortunatamente in molti ambiti applicativi le informazioni disponibili per le analisi sono invece spesso carenti o di bassa qualità, e il loro utilizzo si traduce in risultati affetti da elevata incertezza e talvolta di dubbia validità. I processi di evoluzione tecnologica che interessano campi quali l’informatica, l’elettronica e le telecomunicazioni stanno rendendo progressivamente più semplice e conveniente l’acquisizione di rilevanti quantità di dati di interesse per le analisi trasportistiche, sia tradizionalmente raccolti per studi trasportistici (ad esempio dati di traffico rilevati su tronchi stradali) sia non direttamente connessi ad un uso trasportistico (ad esempio segnali Bluetooth e GPS provenienti da dispositivi di telefonia mobile). Tuttavia in molti casi l’ampia disponibilità di dati, soprattutto nel secondo caso, non si traduce in immediata spendibilità applicativa. I dati sono infatti spesso disomogenei dal punto di vista informativo, caratterizzati da una qualità non necessariamente elevata e spesso richiedono onerosi processi di verifica e validazione. In questi particolari contesti l’applicazione di tecniche di Data Mining può dimostrarsi una soluzione indubbiamente vantaggiosa. Esse infatti, per loro intrinseca natura, rendono possibile la gestione efficace di grandi quantità di dati e la produzione di risultati sempre più robusti all’aumentare delle dimensioni della base di dati disponibile. Sulla base di queste considerazioni questo lavoro di tesi si è concentrato in primo luogo su un’attenta revisione delle più consolidate tecniche di Data Mining, individuando gli ambiti applicativi, nel campo dei trasporti, in cui esse possono rappresentare dei validi strumenti di analisi. Con il termine Data Mining si fa riferimento al processo di estrazione dell’informazione presente in un certo insieme di dati, finalizzato ad individuare relazioni “nascoste” nei dati stessi o comunque a sintetizzare in modalità nuove la visione su di essi. Esso rappresenta una parte di un più ampio processo di estrazione della conoscenza, che inizia con un’accurata selezione e trasformazione dei dati disponibili (come detto i dati sottoposti a “mining” sono spesso raccolti con altri obiettivi) e si conclude con un’attenta interpretazione e valutazione dei risultati. Uno schema di classificazione generalmente accettato suddivide le tecniche di Data Mining in sei categorie in rapporto alla funzione considerata: stima (reti neurali, modelli di regressione, alberi decisionali), previsione (reti neurali, alberi decisionali), classificazione (k-nearest neighbour, alberi decisionali, reti neurali), raggruppamento (tecniche di clustering, Self-Organising-Maps), associazione (regole di associazione) e descrizione (regole di associazione, clustering, alberi decisionali). Nel presentare un quadro d’insieme dell’ampia letteratura esistente in materia, uno specifico rilievo è stato dato alle più consolidate tecniche di classificazione, raggruppamento e associazione, in quanto maggiormente impiegate nei diversi contesti applicativi. Successivamente è stato tracciato uno stato dell’arte per ciò che attiene le applicazioni in ambito trasportistico. In tal senso la revisione dei lavori prodotti ha evidenziato la notevole flessibilità d’uso di queste tecniche e la loro crescente diffusione applicativa. Molti sono infatti i filoni di ricerca che hanno beneficiato di queste tecniche innovative; tra questi nel lavoro di tesi si sono evidenziati alcuni tra i più interessanti: la previsione a breve termine dei flussi di traffico da dati storici o in real-time (traffic forecasting), l’identificazione e la quantificazione dei fattori che influenzano i fenomeni di incidentalità, l’analisi di sistemi di gestione delle pavimentazioni stradali e di sistemi di monitoraggio del traffico. La seconda parte della tesi si è invece focalizzata su un’applicazione delle tecniche di Data Mining allo studio del funzionamento di un sistema viario, attraverso una revisione critica della Procedura FHWA (Federal Highway Administration) per il monitoraggio del traffico stradale. La scelta di questo filone di ricerca è data dal fatto che la raccolta di informazioni sui volumi di traffico è un aspetto rilevante nell’attività di pianificazione dei trasporti (ambito stradale), quale componente significativa del processo conoscitivo. D’altra parte i costi legati alla gestione dei sistemi di monitoraggio, sia per attrezzature che per personale, richiedono una crescente attenzione alla loro progettazione, al fine di ottenere la massima qualità dei risultati. Negli Stati Uniti la FHWA definisce periodicamente alcune linee guida per migliorare questi aspetti attraverso la Traffic Monitoring Guide (2001) e ha raggiunto progressivamente un ruolo di riferimento per altre agenzie dello stesso tipo in altre parti del mondo, Italia compresa. Tale procedura è basata sull’uso congiunto di rilievi di diversa durata (rilievi in continuo con strumenti fissi e rilievi di breve durata con apparecchiature portatili) ed è finalizzata principalmente alla stima del Traffico Giornaliero Medio Annuo (Annual Average Daily Traffic, AADT). L’analisi della letteratura esistente ha individuato la lacuna principale della procedura FHWA nella determinazione dei gruppi tipologici di strade sulla base dei profili temporali di traffico e nell’assegnazione delle sezioni monitorate con rilievi di breve durata a questi gruppi. L’approccio elaborato si è pertanto posto l’obiettivo di migliorare la procedura relativamente a questi due aspetti rilevanti. Per trattare l’esistenza di situazioni di incerta attribuzione di una sezione stradale ad un certo gruppo tipologico, specie quando non è semplice fornire una chiara definizione in termini trasportistici (ad esempio strada “pendolare” o “turistica”), sono state adottate tecniche di Fuzzy Clustering, garantendo un’opportuna trattazione formale del problema. Per quanto concerne il secondo aspetto, le sezioni non monitorate in continuo vengono inserite nel gruppo tipologico più simile rispetto ai profili temporali di traffico osservati. Per effettuare l’assegnazione di queste sezioni ai gruppi tipologici, l’approccio proposto ha utilizzato una Rete Neurale Artificiale, opportunamente progettata per mantenere l’incertezza presente nella fase di creazione dei gruppi fino alla fine del processo. L’output della rete è infatti rappresentato dall’insieme delle probabilità di appartenenza del rilievo di breve durata ai diversi gruppi tipologici ed è interpretato utilizzando la teoria di Dempster-Shafer. Le misure di incertezza associate all’output (indici di non-specificità e discordanza) permettono di descrivere sinteticamente la qualità dell’informazione disponibile. L’approccio proposto è stato implementato considerando i dati di monitoraggio provenienti dal programma SITRA (Sistema Informativo TRAsporti) della Provincia di Venezia. Rispetto all’ambito applicativo di interesse è stata verificata la validità dell’approccio, confrontando i risultati ottenuti nella stima dell’AADT con precedenti approcci proposti in letteratura. L’analisi comparativa dei risultati ha permesso di rilevare una migliore accuratezza delle stime e soprattutto la possibilità, assente nei precedenti approcci, di evidenziare eventuali carenze informative (dovute all’esiguo numero di dati) e la necessità di procedere con ulteriori rilievi di traffico. I risultati positivi ottenuti in questa fase sperimentale hanno permesso di avviare il progetto per la realizzazione di uno strumento software di immediata spendibilità applicativa
In the study of transportation systems, the collection and the use of correct information of the state of the system represent a central point for the development of reliable and proper analyses. Unfortunately in many application fields information is generally obtained using limited, scarce and low-quality data and their use produces results affected by high uncertainty and in some cases low validity. Technological evolution processes which interest different fields, including Information Technology, electronics and telecommunications make easier and less expensive the collection of large amount of data which can be used in transportation analyses. These data include traditional information gathered in transportation studies (e.g. traffic volumes in a given road section) and new kind of data, not directly connected to transportation needs (i.e. Bluetooth and GPS data from mobile phones). However in many cases, in particular for the latter case, this large amount of data cannot be directly applied to transportation problems. Generally there are low-quality, non-homogeneous data, which need time consuming verification and validation process to be used. Data Mining techniques can represent an effective solution to treat data in these particular contexts since they are designed to manage large amount of data producing results whose quality increases as the amount of data increases. Based on these facts, this thesis first presents a review of the most well-established Data Mining techniques, identifying application contexts in transportation field for which they can represent useful analysis tools. Data mining can be defined as the process of exploration and analysis which aims to discover meaningful patterns and ‘’hidden’’ rules in the set of data under analysis. Data Mining could be considered a step of a more general Knowledge Discovery in Databases Process, which begins with selection, pre-processing and transformation of data (“mined” data are generally collected for reasons different from the analysis) and is completed with the interpretation and evaluation of results. A classification scheme generally accepted identifies six categories of DM techniques, which are related to the objective one would achieve from the analysis: estimation (neural networks, regression models, decision trees), prediction (neural networks, decision trees), classification (k-nearest neighbor, decision trees, neural networks), clustering (clustering techniques, Self-Organizing-Maps), affinity grouping or association (association rules) and profiling (association rules). In the review of the wide literature concerning Data Mining methods, particular attention has been devoted to the well-established technique of clustering, classification and association, since they are the most applied in different application contexts. The literature review process has been further extended to Data Mining applications in the transportation field. This review highlights the great flexibility of use of these techniques and the increasing number of applications. Many research topics have taken advantages of these innovative tools and some of them are presented due to their interest: short-term traffic flow forecasting from historical and real-time data, identification and quantification of factor risks in accident analysis, analysis of pavement management systems and traffic monitoring systems. The second part of the thesis has focused on the application of Data Mining techniques to road system analysis, through a critical review of U.S. Federal Highway Administration (FHWA) traffic monitoring approach. The choice of this topic is due to the fact that traffic monitoring activities represent a relevant aspect of highway planning activities, as a part of the knowledge process. However data collection activities produce relevant management costs, both for equipment and personnel, therefore monitoring programs need to be designed with attention to obtain the maximum quality of results. In the U.S.A., the Federal Highway Administration (FHWA) provides guidance for improving these aspects by way of its Traffic Monitoring Guide (TMG) (FHWA, 2001), which has a reference role for other similar agencies in the world. The FHWA procedure is based on two types of counts (short duration counts taken with portable traffic counters and continuous counts taken with fixed counters) and has the main objective of determine the Annual Average Daily Traffic (AADT). Critical review of literature on this topic has pointed out that the most critical aspects of this procedure are the definition of road groups based on traffic flow patterns and the assignment of a section to a road group using short counts. The proposed approach has been designed to solve both issues. The first issue is related to situations for which road section could belong to more than one road group, and the groups cannot be easily defined in transportation terms, (e.g. “commuter road”, “recreational road”). The proposed approach introduces Fuzzy Clustering techniques, which adopt an analytical framework consistent with this kind of uncertainty. Concerning the second issue, road sections monitored with short counts are assigned to the road group with more similar traffic patterns. In the proposed approach an Artificial Neural Network is implemented to assign short counts to roads groups. The Neural network is specifically designed to maintain the uncertainty related to the definition of road groups until the end of the estimation process. In fact the output of the Neural Network are the probabilities that the a specific short counts belongs to the road groups. These probabilities are interpreted using the Dempster-Shafer theory; measures of uncertainty related to the output (indices of non-specificity and discord) provide an assessment of the quality of information in a synthetic manner. The proposed approach have been implement on a case study, using traffic data from SITRA (Sistema Informativo TRAsporti) monitoring program of the Province of Venice. In this specific context the approach has been validated and the results obtained (AADT estimates) from the proposed method have been compared with those obtained by two approaches proposed in previous studies. The comparative analysis highlights that the proposed approach increases the accuracy of estimates and gives indication of the quality of assignment (depending on sample size) and suggests the need for additional data collection. The positive results obtained in the experimental phase of the research have led to the design of a software tool to be used in next future in real world applications.
XXIV Ciclo
1983

2010/2011
Recentemente, la richiesta architettonica sempre più spinta di trasparenza e luminosità ha favorito la diffusione nell’edilizia del vetro come materiale da costruzione. Sebbene si tratti di un materiale ancora poco conosciuto rispetto ad altri materiali convenzionali, il vetro trova, infatti, ampia applicazione nelle realizzazioni strutturali più innovative. Anche se le soluzioni architettoniche proposte trovano ampio consenso, spesso la difficoltà principale consiste nel dimensionare adeguatamente tali elementi e nel preservarne l’integrità da eventuali fenomeni di instabilità. Con riferimento a questo tema, nella presente tesi vengono proposte alcune significative formulazioni analitiche per la verifica di stabilità di elementi in vetro monolitico, stratificato o vetro-camera, con particolare attenzione per il comportamento di travi compresse, travi inflesse, pannelli sottoposti a compressione nel piano o taglio nel piano. Allo stesso tempo, viene studiato il comportamento di facciate in vetro-acciaio sottoposte a carico da esplosione, con riferimento specifico a due tipologie di facciata note come facciate continue a lastre indipendenti, controventate da un sistema di cavi pretesi, e facciate a pannelli, nelle quali le lastre di vetro sono sostenute da un telaio metallico di supporto. Per ciascuna tipologia di facciata, vengono evidenziate le criticità dovute a carichi da esplosione di varia intensità mediante opportuni modelli numerici. Inoltre, viene analizzato l’effetto di eventuali dispositivi in grado di mitigarne le componenti principali assorbendo e/o dissipando parte dell’energia d’ingresso associata all’evento esplosivo.
Recently, due to aesthetic and architectural requirements of transparency and lightness, the use of glass as a structural material showed a strong increase. Although its load carrying behavior is actually not well-known, glass finds large application in modern and innovative buildings. Nevertheless, the main difficulties are related to the proper design of these structural elements and in the preservation of their integrity, avoiding possible buckling phenomena. In this context, this Doctoral Thesis proposes a series of interesting analytical formulations suitable for the buckling verification of monolithic, laminated, insulated structural glass element, with particular attention for the load carrying behavior of beams in compression or in bending, as well as for the buckling response of glass panels subjected to in-plane compression or shear. At the same time, the Thesis focuses also on the dynamic behavior of two different typologies of steel-glass façades subjected to air blast loads, whit particular attention to the analysis of cable-supported façades and conventional curtain walls, in which a metallic frame supports the glass panels. In both the circumstances, accurate numerical simulations are performed to highlight the criticalities of similar structural systems, in presence of high-level or medium / low-level air blast loads. Finally, the structural benefits of possible devices able to mitigate the effects of explosions in the main components of these façades, by partly storing / dissipating the incoming energy, are investigated numerically and analytically.
XXIV Ciclo
1983

2011/2012
L’argomento trattato nella ricerca verte sul tema della modellazione del legame fra incidentalità stradale e caratteristiche dell’infrastruttura. L’attività di ricerca ha puntato allo sviluppo, nel contesto italiano, di un modello analitico per la previsione del livello di incidentalità atteso su tronchi omogenei di strade extraurbane, legandolo a indicatori delle caratteristiche geometriche, ambientali e di traffico di tali tronchi. Inizialmente sono stati passati in rassegna i principali modelli di previsione proposti a livello internazionale, tra cui la prima versione dell’Highway Safety Manual (HSM). Parallelamente si è analizzato il software IHSDM, con particolare attenzione al modulo CPM (Crash Prediction Module). Si è quindi cercato di testare l’applicabilità al contesto italiano di tale modulo, studiando l’incidentalità di due tronchi stradali della rete regionale del Friuli Venezia Giulia. Il test ha messo in evidenza i limiti di trasferibilità del modello statunitense alla realtà italiana. L’analisi della letteratura esistente ha permesso di individuare i principali aspetti da considerare nell’elaborazione di un modello previsionale dell’incidentalità (tecniche di regressione, approcci metodologici, distribuzione di probabilità, forme funzionali, variabili esplicative, indicatori di bontà del modello). Una volta verificata la disponibilità di dati nella realtà italiana e accertata la possibilità di utilizzare gli stessi, sono state definite le procedure per la scelta del campione. In un primo tempo si è testata la metodologia individuata su un campione di dati di dimensioni limitate (circa 20 tronchi stradali in ambito extraurbano), ricercando eventuali relazioni fra il fenomeno accidentogeno, l’entità dei flussi veicolari e alcuni parametri geometrici caratteristici del singolo tronco stradale. Per questo studio preliminare il campione è stato suddiviso in tronchi omogenei sulla base del solo andamento planimetrico. Per l’implementazione del modello è stata utilizzata la tecnica delle regressioni lineari generalizzate, adottando come distribuzione statistica della variabile indipendente quella di Poisson. Il test è stata l’occasione per l’approfondimento degli strumenti software da utilizzare per la modellazione statistica. Dal momento che tale test ha fornito risultati confortanti, nel prosieguo dell’attività la ricerca è stata portata avanti secondo le stesse modalità, ponendosi come obbiettivo un sostanzioso ampliamento del campione di studio. A tale scopo l’analisi è stata estesa alla regione Veneto, andando a reperire dati utili presso le varie Amministrazioni. Oltre a questo si è provveduto ad effettuare due campagne di monitoraggio del traffico (estiva ed invernale) sulla rete regionale (ex statale) del Friuli Venezia Giulia. Grazie alla concessione accordata da Friuli Venezia Giulia Strade S.p.A. e da diverse Amministrazioni Comunali, durante tali campagne (durate complessivamente 5 mesi) sono stati rilevati i flussi veicolari su circa 30 sezioni stradali. In questo modo si è potuto disporre di un campione di estensione complessiva pari a quasi 300 km di rete extraurbana. Su tale campione, suddiviso in tronchi omogenei sulla base del medesimo criterio adottato nello studio preliminare, si è tentato di mettere a punto un modello considerando svariati indici legati alla geometria dell’asse stradale, mediante la stessa tecnica di regressione adottata in precedenza. I risultati forniti dall’analisi si sono rivelati poco significativi. È stata quindi rivista integralmente la metodologia di suddivisione in tronchi omogenei, effettuando la messa a punto dei modelli su due diverse basi di dati. La prima ha considerato soli tronchi stradali di lunghezza pari ad un chilometro, mentre il secondo ha preso in considerazione tratti di lunghezza variabile (mediamente pari a circa 3 km). In entrambi i casi sono stati introdotti dei criteri di suddivisione dei tronchi (criteri di omogeneità) più rigorosi rispetto alla prima analisi, andando a considerare l’altimetria della strada e fattori di carattere ambientale. Contestualmente alla definizione di tali criteri è stata proposta l’applicazione di una metodologia statistica per la verifica sistematica ed oggettiva dell’omogeneità planimetrica della linea d’asse. L’analisi di regressione è stata effettuata assumendo una distribuzione statistica della variabile indipendente di tipo Binomiale Negativa, che rispetto alla distribuzione di Poisson presenta dei vantaggi nella modellazione dell’overdispersion. Le analisi statistiche hanno prodotto risultati di particolare interesse in termini applicativi. I modelli risultanti mostrano una buona correlazione tra le variabili individuate e il fenomeno accidentogeno. Inoltre grazie all’utilizzo di variabili esplicative di facile determinazione, essi risultano applicabili con facilità alla realtà italiana, proponendosi come strumenti di supporto all’analisi di sicurezza, sia nel caso di nuove infrastrutture stradali che in quello di strade esistenti. Combinando i risultati del modello con lo storico di incidentalità registrato è possibile produrre valutazioni più attendibili dell’incidentalità attesa caratteristica del tronco stradale, da cui una stima più rigorosa del beneficio derivante da un possibile intervento di adeguamento.
XXIV Ciclo
1983

L'elaborato affronta le varie fasi progettuali relative alle opere di riqualifica delle infrastrutture di volo dell'aeroporto Marco Polo di venezia. Partendo da nozioni di carattere teorico, come i vari metodi di dimensionamento di una sovrastruttura aeroportuale, si è arrivati ad affrontare in modo pratico il calcolo di verifica delle pavimentazioni esistenti e quello di dimensionamento di due soluzioni progettuali ipotizzate. Infine è stato considerato anche l'aspetto ecosostenibile della progettazione, ipotizzando la possibilità di riutilizzare il materiale fresato dalla vecchia pavimentazione esistente.

Il cambiamento climatico è stato riconosciuto come il problema globale, i cui effetti nel corso di questo secolo, potrebbero avere impatti catastrofici sul benessere e la salute umana. Le città subiscono gli effetti del climatico ma concorrono anche a determinarlo a causa degli eccessivi consumi energetici e di stili di vita poco sostenibili. Esse sono quindi chiamate ad affrontare la nuova sfida e a svolgere un ruolo significativo nell individuazione di politiche e strategie innovative che assicurino la sostenibilità e il ripensamento alla gestione e alla pianificazione urbana, al fine di aumentare la loro capacità di adattarsi ai cambiamenti in corso. Nuovi assetti urbani e territoriali, edifici e infrastrutture a basso consumo di energia, infrastrutture verdi e l adozione di tecnologie avanzate, favoriscono l adattamento al cambiamento climatico. La tesi indaga sul ruolo degli spazi verdi e la loro messa in rete, nel raggiungimento della qualità ambientale alla scala urbana, in particolare esplora le dinamiche connesse alla relazione tra le Infrastrutture Verdi e il comfort climatico all interno delle città, cercando di favorirne il riconoscimento e ruolo di componente essenziale, nel processo di pianificazione, nelle politiche di mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici e nei piani di investimento della città. Dall esame dei casi più rappresentativi, di applicazione di Infrastrutture Verdi nel mondo e dall esplorazione delle opportunità alla scala locale, si propongono azioni e strategie mirate ad incrementare l utilizzo delle nuove tecnologie verdi, nella lotta ai cambiamenti ambientali in atto, non trascurando quando ancora utilizzabile dei saperi verdi tradizionali che in passato hanno garantito stili di vita e confort ambientali tuttora validi.

Lo scopo principale di questo elaborato è di presentare il quadro normativo italiano nel settore della gestione dei ponti esistenti, e di evidenziare alcuni spunti di riflessione derivanti dal confronto di questo con alcune normative internazionali. L’approfondimento di alcuni aspetti di questo tema, che gli eventi recenti hanno portato in primo piano, vuole mostrare come attualmente esistono delle lacune normative. La corretta gestione dei ponti inizia con le ispezioni attraverso cui è possibile ottenere informazioni aggiornate sullo stato di salute del ponte e dei suoi elementi. Attraverso informazioni aggiornate è possibile valutare la sicurezza in modo più accurata. La finalità è quella di assegnare una priorità di manutenzione a quelle strutture che presentano maggiori problemi o che non sono valutate positivamente. In Italia non esiste un quadro ben delineato in merito alla gestione delle strutture esistenti, quindi, l’obiettivo è quello di tracciare un quadro generale, attraverso un confronto con le pratiche di altri paesi esteri. L’attenzione è posta sulle modalità di ispezione, su come vengono valutati i ponti e, infine, su come vengono eseguite le verifiche di sicurezza. Infine, viene proposto un approccio alla valutazione dei ponti esistenti applicato ad un caso studio con l’intento di fornire una possibile linea guida.

La tesi tratta le tecniche Vehicle-to-Grid (V2G) per l'interfacciamento deli sistemi di ricarica dei veicoli elettrici alla rete. Si analizzano le problematiche che una connessione non controllata può causare e come si può risolvere questo problema. Segue un'analisi dei servizi ausiliari che il sistema V2G è in grado di fornire alla rete di distribuzione e la presentazione di una strategia di regolazione della tensione e della frequenza (SFVR). Infine viene mostrata l'applicazione del sistema V2G che si può ottenere integrando la struttura di ricarica di un veicolo elettrico all'impianto elettrico domestico.

Il presente elaborato ha come oggetto l’analisi e lo studio delle teorie di calcolo degli stati tensionali e deformativi delle lastre in calcestruzzo e dei metodi di progettazione delle pavimentazioni rigide aeroportuali, le quali sono state applicate al caso specifico degli interventi di riqualifica e adeguamento delle infrastrutture di volo dell’Aeroporto “Marco Polo” di Tessera – Venezia. Sono state descritte le principali fasi realizzative della pavimentazione rigida dell’Apron Sud del suddetto aeroporto ed analizzati i risultati delle prove di caratterizzazione del calcestruzzo, in fase preliminare e in corso d’opera, e delle prove di valutazione della capacità portante della sovrastruttura ultimata.

Lo studio indaga le relazioni tra la scelta del percorso dei ciclisti e le caratteristiche operativo – funzionali delle diverse dotazioni ciclabili, partendo dall’ osservazione che alcuni archi realizzati in promiscuità con pedoni vengono esclusi dalla scelta del percorso di alcuni utenti. Uno dei fattori cui viene posta maggiore, soprattutto tra coloro che utilizzano la bicicletta per spostamenti sistematici casa-lavoro o scuola, è la velocità media. Se su un arco tale velocità risulta bassa l'utente può associare a tale arco una bassa utilità ed escluderlo quindi durante la fase di scelta del percorso. La condivisione dello spazio con pedoni determina interferenze e conflitti, che possono indurre una riduzione della velocità media, che può determinare una minore attrattività della dotazione. È stata condotta una campagna di indagine su tre archi ciclabili della rete ciclabile del Comune di Bologna, che ha visto l’utilizzo di telecamera portatile montata su casco di sicurezza, consentendo di poter usufruire di diversi vantaggi nel verificare l’entità delle interferenze e quantificarne l’ effetto sulla prestazione di velocità. Attraverso l’analisi statistica, non solo della velocità media mantenuta dagli operatori su pista e su strada, ma anche della sua variazione percentuale, si definisce il peso che viene attribuito alla presenza di altri utenti, pedoni, nell’ utilizzo delle infrastrutture ciclabili condivise attraverso la determinazione di un coefficiente di equivalenza bici-pedoni.

Il contenuto dell'elaborato riguarda la classifica di sicurezza stradale applicata alle infrastrutture della rete viaria di San Marino secondo i criteri stabiliti nel D.M del 2/05/2012 recante le "linee guida per la gestione della sicurezza delle infrastrutture" ed eseguita solamente per le strade esistenti e non per i progetti di infrastruttura. Oltre ad una nuova classificazione delle strade sammarinesi che permettesse l'adeguamento con quella Italiana, l'iter descritto nell'elaborato è stato applicato alla rete esistente tramite l'utilizzo di ArcGis che ne ha permesso appunto l'esecuzione e la georeferenziazione. Successivamente, dopo avere determinato quali fossero i tratti più critici, si è eseguita un'azione di ispezione sugli stessi che si traducesse nella redazione finale di un rapporto di analisi contenente le modifiche e le raccomandazioni per una messa in sicurezza dei tratti esaminati.

Si indaga il ruolo delle tecnologie verdi all'interno del contesto urbano, in particolare gli effetti delle infrastrutture verdi sulla regimazione idrica e l'isola di calore. Si sono implementati substrati estensivi alleggeriti sostenibili tramite materie secondarie, che costituiscono un vantaggio economico e strutturale, oltre che di riciclo di scarti da filiere produttive, mantenendo intatta la crescita delle piante

2007/2008
Realizzazione di un codice per la progettazione assistita di impalcati da ponte in struttura mista acciaio- calcestruzzo. Esecuzione del processo di ottimizzazione mediante un software commerciale ed un codice di nostra realizzazione.
XXI Ciclo
1975

Il lavoro di tesi verte sulla progettazione e lo studio delle fasi costruttive di un ponte strallato ad impalcato misto acciaio calcestruzzo. E' stata analizzata la tecnica costruttiva nei suoi vari aspetti di calcolo e pratici di realizzazione, al fine di generare una proposta tecnica impiegabile in future applicazioni infrastrutturali nella copertura di medie - grandi luci.

L’elaborato presenta una indagine sui potenziali impatti di infrastrutture lineari e subsidenza sulla pericolosità idraulica del territorio. I casi di studio esaminati, il comune di Ravenna e il comune di Cesenatico, sono stati oggetto della mappatura delle aree potenzialmente allagabili in seguito a nubifragi o straripamenti fluviali. L’analisi è stata condotta mediante l’algoritmo Safer_RAIN, una versione evoluta dei tradizionali algoritmi Hierarchical Filling-&-Spilling (HFS), in grado di eseguire una valutazione speditiva della pericolosità alluvionale, a partire da un modello digitale delle quote del terreno (DEM) ad elevata risoluzione orizzontale e da un evento di precipitazione d’interesse. L’algoritmo è stato applicato in maniera standard nel caso di Ravenna, valutando la pericolosità di allagamento da nubifragio, mentre è stato applicato in maniera sperimentale nel caso di Cesenatico, simulando eventi di esondazione del torrente Pisciatello e valutandone gli allagamenti prodotti. Inoltre, sono state elaborate differenti configurazioni territoriali dei casi di studio, combinando topografie presenti e passate con la presenza o l’assenza di infrastrutture, al fine di valutare nel dettaglio l’incidenza sulla pericolosità alluvionale della subsidenza di origine antropica (tasso di abbassamento dell’ordine di alcune decine di cm/anno), esaminata nel solo caso di Ravenna, e delle infrastrutture continue lineari (strade, ferrovie, canali artificiali), esaminate in entrambi i casi di studio. Si è proceduto, infine, ad un confronto delle configurazioni territoriali mediante un indice di similarità, denominato indice FAI (Flood Area Index). I risultati ottenuti mostrano un marginale impatto della subsidenza, che comporta differenze contenute entro il 15% sulla pericolosità alluvionale delle configurazioni esaminate, mentre un’incidenza significativa delle infrastrutture, da cui derivano disomogeneità dell’ordine del 40-60% in termini di allagamento.

2006/2007
Il problema della scelta modale è solitamente affrontato con metodologie di scelta discreta, metodologie distinte nelle tre categorie dei modelli parametrici, dei modelli semiparametrici e non parametrici. Gli approcci di tipo parametrico, in particolare i modelli di scelta discreta di tipo Logit vanno a stabilire una forte relazione, rappresentata dai coefficienti di calibrazione, tra attributi e scelta. Una grossa limitazione all’applicazione di questa tipologia di modelli è il loro utilizzo con scarsa disponibilità di dati e soprattutto affidabilità dei dati relativi alla domanda portando allo sviluppo di una serie di metodologie alternative non più di derivazione statistica. A fianco e in parallelo ai modelli di tipo parametrico esistono tecniche modellistiche completamente diverse, cioè quelle di tipo non parametrico, che forniscono solitamente risultati migliori rispetto ai modelli parametrici. Si hanno una serie di vantaggi dall’utilizzo di questi metodi, ovvero una capacità di rappresentazione dei dati rilevati migliore rispetto ai modelli parametrici e la possibilità di utilizzare dati affetti da “disturbi” di vario genere o comunque meno affidabili, ma con la grossa limitazione di non essere statisticamente validi, e spesso non si ha la possibilità di indagare su come il modello fornisca i risultati, specialmente in fase previsionale. Nel campo della scelta modale, è lecito quindi chiedersi quale sia la procedura migliore da utilizzare: premesso che un modello teorico perfetto non esiste, rimane aperta la questione relativa alla preferibilità nel seguire un approccio classico di tipo statistico o uno non statistico. Attualmente la ricerca, in particolare nel campo della ricerca operativa, sta riscoprendo molte metodologie di data mining, è questo il caso, fra gli altri, della metodologia oggetto di questa tesi, la “Teoria dei Rough-set”, nata come strumento matematico per lo studio e l’analisi di oggetti o azioni, descritti da attributi incerti, inconsistenti o ambigui. Tali azioni possono essere considerate come scelte di un decisore o più decisori a fronte di diverse situazioni cui si chiede di dare risposta. Su questo concetto di base sono state sviluppate nel corso degli anni due diverse accezioni del metodo: la prima, si basa sul concetto di indiscernibilità, ovverosia due oggetti con la stessa descrizione, in termini di attributi, sono indistinguibili per quanto riguarda l’informazione fornita, mentre la seconda accezione del metodo, è quella che sfrutta la cosiddetta relazione di dominanza, per superare un limite del metodo classico, ovvero l’impossibilità di stabilire una relazione d’ordine fra attributo e oggetto. Il risultato finale è un complesso di regole, espresso in forma di semplice costrutto logico “if…then…”, in funzione degli attributi. Questo aspetto in particolare rende il metodo assolutamente diverso da tutti gli altri: a differenza di quanto succede con i modelli precedentemente richiamati, la teoria dei Rough-set permette di collegare direttamente la scelta agli attributi che la determinano, nonché, effettuando un’ulteriore approfondita analisi delle regole, gli oggetti che supportano la scelta, e che quindi la giustificano. Il tutto diventa quindi perfettamente trasparente, a differenza di quanto accade con le altre metodologie parametriche e non. Prendendo atto dei pregi e difetti delle metodologie esistenti, la teoria dei Rough-set può essere utilizzata come approccio alternativo ai modelli di scelta discreta fino ad ora utilizzati, ed in particolare nel ramo prettamente trasportistico della scelta modale. La tesi come obiettivo principale si pone l’analisi della scelta del modo di trasporto con l’utilizzo di questa metodologia, finalizzata alla valutazione della loro applicabilità e della capacità previsiva di un modello di scelta modale realizzato sulla base di tale approccio. L’obiettivo del lavoro può essere riassunto come la verifica dell’applicabilità della nuova metodologia al problema della scelta modale, la realizzazione a tale scopo di una procedura per l’applicazione della metodologia stessa a un caso reale per studiarne i risultati e le capacità previsive, e il confronto con delle metodologie classiche applicate a questo tipo di problemi, in modo da valutarne i punti di forza e le debolezze. La nuova metodologia, ed allo stesso tempo i modelli sviluppati, non vanno considerati come una teoria che vada a sostituire le esistenti, quanto una procedura che può, a fianco e in alternativa alle altre, fornire ulteriori indicazioni o informazioni su quanto studiato.
XX Ciclo
1978

2006/2007
L’obiettivo di questo lavoro è stato lo sviluppo di una metodologia per l’identificazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali costituenti le pavimentazioni stradali basate sull’utilizzo della tecnica SVM (Support Vector Machine) di recente sviluppo. Tale procedura che fa parte delle cosiddette tecniche di apprendimento è stata adottata per la complessità numerica del problema indagato che consiste nell’analisi dinamica di pavimentazioni stradali sottoposte ad un carico impulsivo. Vista la natura dinamica del problema infatti le tradizionali tecniche di backcalculation che prevedono un procedimento iterativo che interviene sui parametri del problema fino ad ottenere, attraverso delle simulazioni, i medesimi risultati misurati, rendono il procedimento molto dispendioso in termini di tempo. La procedura messa a punto in questa tesi invece elimina tale problema utilizzando degli algoritmi di apprendimento che prevedono una prima fase di addestramento nella quale sono state eseguite migliaia di simulazioni in campo dinamico variando i vari parametri del problema. Successivamente, quando la “macchina” risulta addestrata il problema viene risolto in maniera diretta eliminando tutti i procedimenti iterativi che altrimenti dovrebbero essere eseguiti per ogni test e che con questa tecnica vengono “effettuati” una sola volta durante la fase di apprendimento. Tale procedimento è stato in grado di dare buoni risultati in campo dinamico ottenendo errori percentuali modesti in tutto il range di valori considerati potendo quindi considerare tale approccio una valida alternativa ai metodi iterativi. Gli argomenti sono stati trattati in modo rigoroso dando spazio ad approfondimenti teorici sia dal punto di vista delle meccanica della pavimentazione che dal punto di vista delle tecniche di identificazione mettendo inoltre in luce alcuni aspetti migliorativi alle tecniche utilizzate.
XX Ciclo
1977

2006/2007
Le tecniche di progettazione basate su criteri di ottimo sono state fino ad ora poco impiegate nell’ambito professionale civile sia perché ritenute difficilmente applicabili ai sempre diversi problemi dello strutturista, sia perché gli strumenti atti a tale tecnica richiedono basi matematiche e di programmazione adeguate, ed infine perché in commercio non esistono in genere strumenti facilmente utilizzabili a tale scopo. Il presente lavoro individua un metodo operativo di progettazione basato su criteri di ottimo e ne valida il processo applicandolo alla progettazione di ponti in struttura mista acciaio-calcestruzzo ad asse rettilineo. Il metodo di progettazione proposto è caratterizzato dalla sinergia operativa di due software commerciali e di un codice interno; per quanto concerne gli applicativi commerciali si è adottato il codice FEM Straus7 (distribuito da HSH Srl) e l’ottimizzatore modeFrontier (ESTECO.Srl) in quanto facilmente reperibili in commercio e di largo impiego professionale. L’applicazione del metodo proposto è resa possibile dal software interno denominato AutoBiD (Automatical Bridges Design) mediante il quale viene automaticamente definito: l’asse teorico discretizzato dell’infrastruttura viaria; l’asse di progetto coerente ai vincoli normativi e realizzativi; il modello in ambiente FEM con impiego del software commerciale Straus7 e sue API (Application Programming Interface). Il codice esegue inoltre le verifiche di normativa sulla struttura in acciaio e predimensiona la soletta collaborante in calcestruzzo. Al termine delle analisi l’impalcato è valutato sulla base dei coefficienti di utilizzazione di ogni concio e sul peso complessivo della struttura in acciaio. Nel codice AutoBiD è stato implementato anche un software di ottimizzazione mediante algoritmi genetici di realizzazione interna e denominato ABiDEvoCOM (Automatical Bridges Design Evolutionary Algorithm), mediante il quale sono possibili ottimizzazioni locali e cicli di ricerca dell’ottimo globali mono obiettivo. La ricerca si conclude con la validazione del metodo applicato ad un caso studio.
XX Ciclo
1976

2006/2007
Coupled biological and chemical systems, neural networks, social interacting species, the Internet and the World Wide Web are only a few examples of Small World and Scale-free complex networks, i.e. systems composed by a large number of highly interconnected dynamical units. During the last ten years these kinds of systems have been the subject of many studies related to comprehend their common structural properties and their dynamics. Small World and Scale-free networks are supposed to be very stable and robust structures in case of failures or deliberate attacks on the system. Moreover, due to their well-known properties, they allow to model several real networks in order to find the key elements for a complete and efficient communication activity between nodes. This thesis introduced a new mathematical tool developed by the author called Time=net.work. The latter has got the purpose to extend the above mentioned complex networks theories to transportation systems under a new time-related point of view. Analysis have been taken firstly on Berlin Transportation Network and then to several other test cases. The relative results help in finding statistical properties about the connectivity and the structure of such system both topologically and considering the travel time and the frequency of the scheduled services. This is a new approach on robustness of transportation networks which allows to find which and how many nodes have to assurance their functionality in order to provide a desired Level of Service in case of failures or deliberate attacks.
I sistemi biologici e chimici, le interazioni ed i rapporti sociali, Internet e il World Wide Web sono soltanto alcuni esempi dei cosiddetti sistemi complessi Small World e Scale-free; essi sono particolari strutture di rete composte da un gran numero di unità interconnesse tra loro che scambiano informazioni dinamicamente ed evolvendosi nel tempo. Negli ultimi dieci anni questi particolari sistemi fisici sono stati oggetto di numerosi studi tesi a determinare le proprietà comuni a diversi tipi di rete e le loro dinamiche. Le reti Small World e Scale-free ad esempio, sono state analizzate per la loro stabilità e resistenza in caso di avarie o di attacchi mirati verso particolari elementi del sistema. Grazie alle loro proprietà tali sistemi consentono di modellizzare diversi tipi di reti reali al fine di determinare gli elementi chiave necessari a garantire la più completa efficienza nelle comunicazioni tra i nodi. Questa tesi presenta un nuovo strumento matematico sviluppato dall'autore denominato Time=net.work. Quest'ultimo ha l'obiettivo di estendere le teorie che contraddistinguono i sistemi complessi a reti di trasporto in funzione di caratteristiche temporali. Le analisi hanno riguardato la rete di trasporto pubblico di Berlino ed altri casi di studio. I relativi risultati consentono di ricavare numerose proprietà statistiche riguardo la connettività e le proprietà strutturali di tali sistemi, sia da un punto di vista topologico che da quello legato ai tempi di percorrenza ed alla frequenza dei servizi. Si tratta di un nuovo approccio alla resistenza delle reti di trasporto che permette di ricavare quali e quanti elementi della rete devono garantire il loro completo funzionamento al fine di provvedere un desiderato Livello di Servizio in caso di avarie o di attacchi deliberati al sistema.
XX Ciclo
1977

2006/2007
Il presente progetto di dottorato si è soffermato sull’analisi di un nuovo sistema costruttivo ad elementi tralicciati misti acciaio-calcestruzzo. Scopo principale del sistema è quello di sviluppare la prefabbricazione edilizia, con particolare riguardo a quella relativa ad edifici multipiano, a destinazione civile, ubicati in zona sismica. Il lavoro è partito dall’analisi delle tipologie esistenti di strutture miste e prefabbricate per individuare le caratteristiche e le problematiche che emergono da questi sistemi costruttivi. È stata quindi individuata una tipologia di edificio, a destinazione direzionale, che poteva venir realizzato utilizzando il nuovo sistema strutturale proposto. Così da individuare le caratteristiche di sollecitazione sui vari elementi strutturali. Con i dati forniti dalla progettazione della struttura nel suo insieme, è stata determinata la geometria della sezione di tre particolari elementi, due travi, una prima fase ed una in seconda fase, ed un nodo trave-colonna. Successivamente sono state svolte, presso il laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università degli Studi di Trieste, le prove sperimentali sui campioni presi in considerazione: due travi tralicciate e un nodo trave-colonna. Tali prove hanno lo scopo di mettere in luce gli aspetti significativi del comportamento a taglio e flessione delle travi e il comportamento del nodo strutturale trave-colonna in condizioni cicliche. Per tutti i campioni si è proceduto al posizionamento di adeguati strumenti di misura al fine di investigare in maniera quantitativa il comportamento dei vari elementi durante l’esecuzione delle prove. Come termine di paragone con i dati sperimentali, sono state svolte delle analisi numeriche, mediante la modellazione dei provini con un codice di calcolo ad elementi finiti (ABAQUS) che permette una modellazione molto accurata della geometria della struttura e delle caratteristiche dei materiali impiegati. In seguito alla comparazione dei risultati numerico-sperimentali ottenuti, vengono proposte delle leggi numeriche di comportamento semplificate, di tipo sperimentale, utili nella progettazione di costruzioni con questo sistema tralicciato misto acciaio-calcestruzzo.
XIX Ciclo
1974

2006/2007
Nel corso del presente lavoro di tesi è stata presentata un’analisi delle problematiche inerenti alla schematizzazione dell’offerta di trasporto alla scala regionale, evidenziando i vantaggi derivanti da un utilizzo congiunto di modelli di simulazione e sistemi informativi. L’attività di ricerca è stata condotta nell’ambito di un accordo di collaborazione scientifica tra il Dipartimento di Costruzioni e trasporti dell’Università di Padova e la Provincia di Venezia, sul tema della progettazione ed implementazione di un sistema informativo a supporto della pianificazione e del monitoraggio del sistema dei trasporti delle persone, relativamente ad un ambito territoriale extraurbano quale quello provinciale. In particolare l’analisi ha interessato la componente relativa alla rappresentazione dell’offerta di trasporto, sia per quanto riguarda la schematizzazione topologica della rete di trasporto e la zonizzazione del territorio che per quanto concerne la valutazione prestazionale della rete mediante funzioni di costo. La realizzazione di tale sistema informativo secondo metodologie evolute proprie di ambiti disciplinari trasversali all’Ingegneria dei trasporti (sistemi informativi territoriali) è stata quindi avvalorata da un’analisi delle esigenze da considerare nel processo di schematizzazione ai fini dell’analisi trasportistica. Infatti partendo da una rete commerciale gerarchica (RC), che costituisce una fonte di dati disponibile e aggiornata periodicamente ed operando coerentemente con gli standard normativi attuali (TRANSMODEL e GDF), sono state individuate e materializzate le corrispondenze tra questa ed il grafo della rete viaria (GRV), sviluppando allo scopo specifiche procedure informatiche. Una volta realizzata la corrispondenza fra gli elementi del GRV e quelli della RC, si sono potute sfruttare in modo efficiente, ai fini dell’analisi trasportistica, le potenzialità di uno strumento quale il sistema di gestione della base di dati nella fornitura, organizzazione ed estrazione di informazioni dai dati. Non si è tralasciato inoltre di indagare e testare le possibilità di una gestione organica ed unitaria delle varie schematizzazioni ed elaborazioni relative ad uno stesso contesto territoriale (ad esempio grafo del trasporto privato e grafo del trasporto pubblico). L’analisi delle funzioni di prestazione da associare agli archi del grafo è partita da una ricognizione delle formulazioni presenti in letteratura (e dal confronto metodi e valori proposti dall’HCM). Tale analisi ha permesso di constatare come le formulazioni utilizzate provengano da approcci in buona parte empirico-induttivi, privi di una modellizzazione del fenomeno basata su di un procedimento rigorosamente deduttivo. Le ragioni di tale lacuna sono molteplici. Innanzitutto la teoria del deflusso non presenta, in generale, i livelli di accuratezza descrittiva riscontrabili in altri campi (fisica meccanica, termodinamica ecc.). Ciò è dovuto alla presenza di caratteristiche di eterogeneità ed aleatorietà difficilmente eliminabili, soprattutto nel caso di rappresentazioni aggregate. Soprattutto in contesti come quelli dell’Area Centrale Veneta, caratterizzata da un’urbanizzazione diffusa, la frammentarietà delle caratteristiche della viabilità secondaria rendono problematica la descrizione del fenomeno sulla base di poche grandezze, relativamente alle quali si possa ipotizzare di disporre informazioni per tutti gli elementi della rete. Infatti in una visione a livello macroscopico del deflusso veicolare tali caratteristiche di eterogeneità (interna alle grandezze utilizzate come variabili esplicative) si traducono in componenti significative di varianza non spiegata. D’altra parte l’assunzione di un tale punto di vista risulta necessaria nell’analisi del sistema di trasporto nel suo complesso, in particolar modo nel caso della modellizzazione a scala regionale. Inoltre si deve considerare che le funzioni di costo, oltre a rappresentare in maniera realistica le prestazioni dell’arco al variare del flusso, devono rispondere alle esigenze poste dal loro utilizzo negli algoritmi di assegnazione. Occorre poi tener presente che il livello di tolleranza, spesso piuttosto ampio, è legato a quello più generale accettato nel processo di determinazione dei flussi e dei percorsi scelti dagli utenti nella rete. Da un punto di vista pragmatico appare pertanto, in molti casi, sostanzialmente inutile oltre che gravoso e non sostenibile in termini di requisiti informativi spingere l’analisi verso modellizzazioni particolarmente raffinate ed articolate. Pertanto, nell’ambito del processo di modellizzazione, la mancanza di una caratterizzazione ed interpretazione, unitamente all’esigenza di una rappresentazione semplificata, aumenta l’importanza relativa delle fasi di calibrazione e attribuzione agli archi delle funzioni di costo. É stata quindi elaborata una metodologia di classificazione funzionale degli archi della rete sulla base delle informazioni provenienti dalla banca dati Multinet in modo da rendere maggiormente efficiente la fase di calibrazione delle funzioni di costo. Va osservato come la classificazione sia stata effettuata su un numero limitato di informazioni. L’integrazione con altre fonti dati (come il Catasto Stradale), nel caso del presente studio non disponibili, e/o un arricchimento del contenuto informativo nelle prossime versioni della banca dati potranno portare ad un notevole miglioramento dell’efficacia del metodo. Nell’ambito dello studio è stata effettuata la calibrazione di funzioni di costo, segnatamente del tipo “BPR”, per alcuni archi campione delle classi di archi definite. Allo scopo sono stati realizzati diversi rilievi sia su sezione che su tratta: la metodologia di rilievo su sezione, pur consentendo un facile approvvigionamento dei dati, pone il problema della rappresentatività del dato rilevato su sezione, allorquando lo si riferisca ad un intero arco della rete. Per ovviare a tali inconvenienti si è quindi proceduto alla realizzazione di rilievi su tratta; tuttavia tali rilievi hanno comportato diverse difficoltà operative ed interpretative. Pertanto, date le problematiche insite nei vari metodi, si ritiene auspicabile l’utilizzo di un approccio integrato, includendo il metodo del veicolo sonda, che, oggigiorno, si può avvalere delle possibilità offerte dalla tecnologia GPS. Sviluppi futuri della ricerca potranno consentire di espandere il campione di calibrazione ed estendere l’analisi ad altre forme funzionali. Ulteriori spunti di approfondimento riguardano l’analisi delle condizioni di stazionarietà, relativamente agli intervalli temporali di riferimento e l’influenza di diverse tipologie di veicoli e dei flussi in archi diversi da quello considerato (funzioni non separabili) sulle modalità del deflusso. In tal senso risulterà particolarmente efficace l’impiego delle funzionalità del sistema informativo proposto nel porre in relazione i diversi elementi di interesse.
XX Ciclo
1976

2006/2007
I progetti di infrastrutture di trasporto sono spesso soggetti a veri e propri fenomeni di stallo, il più delle volte causati da processi decisionali condotti in modo non adeguato. La ricerca, che coinvolge necessariamente più ambiti disciplinari, ha indagato gli strumenti che possono migliorare il processo decisionale con particolare riferimento al contributo degli strumenti governati dall’ingegnere trasportista. Innanzitutto si è effettuato un inquadramento teorico dei processi decisionali e della loro relazione con i processi di pianificazione. I percorsi decisionali reali possono essere descritti ed interpretati mediante alcuni modelli: razionale-comprensivo, cognitivo, incrementale, “bidone della spazzatura”. Tali modelli hanno differenti poteri prescrittivi e campi di applicazione. Per gli interventi sulle infrastrutture di trasporto l’interesse è ricaduto verso un modello di sintesi, secondo il quale gli attori del processo interagiscono nel tempo per scambiarsi quattro tipi di risorse: giuridiche, conoscitive, finanziarie, politiche (o di consenso). Tuttavia all’interno del processo decisionale il modello razionale-comprensivo conserva la sua funzione pedagogica: aiuta infatti a definire compiutamente ed in modo trasparente problemi, obiettivi e possibili alternative di un progetto. In quest’approccio gli indicatori d’efficacia hanno il compito di verificare il soddisfacimento degli obiettivi da parte dei piani. Sono state in seguito analizzate alcune prescrizioni normative inglesi, svizzere, francesi e italiane relative ai processi di pianificazione, con particolare riferimento al tema della mobilità urbana. In tutti gli schemi c’è la tendenza ad affrontare la pianificazione dei trasporti con un approccio di sistema, multimodale e coerente con le politiche urbanistiche. Negli schemi inglesi e svizzeri gli obiettivi e gli indicatori sono definiti a livello nazionale, mentre il quadro di riferimento francese e italiano è meno rigido. La ricerca ha quindi analizzato il processo decisionale legato alla realizzazione delle prime due linee tranviarie di Lione (Francia), che costituisce un esempio di rapidità ed efficacia dell’azione pubblica. La ricostruzione del processo riguarda un periodo compreso tra metà degli anni Ottanta e i giorni nostri. A livello metodologico il caso di studio si fonda su una ricerca documentaria e su una serie di interviste ad alcuni attori del processo. È stata documentata l’evoluzione delle riflessioni sul riassetto della rete di trasporto pubblico: si è passati da una fase di progressiva estensione della rete di metropolitana alla reintroduzione del tram. L’analisi del caso di studio conferma che laddove siano presenti una pluralità di attori, una molteplicità di obiettivi e scadenze incombenti, il processo decisionale non segue uno schema completamente razionale, ma è meglio descritto dal modello che prevede gli attori che acquisiscono nel tempo le quattro risorse. Le risorse conoscitive (strumenti informativi) hanno svolto un ruolo importante nella definizione del problema. Gli indicatori inoltre hanno dato legittimità tecnica alle decisioni del Piano della mobilità e hanno contribuito a costruire il consenso attorno al progetto tranviario. Dall’esame del caso di studio sono dedotte alcune indicazioni per la conduzione di un processo decisionale “soddisfacente”. Esse riguardano, in generale, la struttura organizzativa a supporto delle decisioni e, con particolare riferimento a un intervento sul sistema dei trasporti pubblici urbani, alcune tecniche da adottare nella gestione del percorso decisionale.
XX Ciclo
1977

2010/2011
Il presente lavoro affronta lo studio di due problematiche idrogeologiche complesse e molto diverse tra loro, mediante un approccio geofisico integrato con le indispensabili indagini geologiche e idrogeologiche: (1) caratterizzazione delle risorse sotterranee solforose in ambiente montano al fine di localizzare una o più aree adatte alla perforazione e quindi all’estrazione di acque solforose; (2) caratterizzazione idrogeofisica di un area golenale soggetta a forti eterogeneità locali che possono influenzare il flusso, alterando consistentemente la conduttività idraulica. I risultati delle indagini geofisiche costituiscono nei casi descritti un indispensabile supporto funzionale per comprendere approfonditamente le aree studiate con particolare riguardo alla ricostruzione dei sistemi acquiferi, circuiti idrogeologici e disponibilità di risorse idriche e termali al fine di realizzare un'azione progettuale ingegneristica mirata e consistente.
XXIV Ciclo
1977

2007/2008
Traffic accidents cause high material and human losses, what is reflected in society. The logical result is the need for efficient road safety in designing a new and the existing road system. Slovenia is, like other new EU Member States, aware of its tasks for improving traffic safety. In accordance with very clear demands of European transport policy about road safety – that is an EU recommendation of halving the number of road accident victims in the European Union by 2010 – Slovenia has also put into its national program a decision to halve the number of dead casualties on Slovenian roads. Unfortunately, the current situation in the field of road safety in Slovenia is - despite the highly ambitious plans - still not satisfactory. It has to be admitted that traffic safety in Slovenia has been improved during the last years but we still have not achieved the objectives of reducing road accidents, injured participants or dead casualties. One of the "steps" to achieved desired level is also to improve existent road infrastructure. Road infrastructure improvement supposed to be applied to "black spots" first. For safety management it is well known, that we have three main motives for safety management: economic effectiveness, professional and institutional responsibility, and fairness. Survey among 25 EU states about estimating the most effective short, medium, and long term measures - both at national level and at EU level - shown, that measures related to infrastructure safety management (such as high-risk site management - black spot management), road safety audit and road safety inspection, are generally recognized as a high priority. While high-risk site management is a short-term measure, other infrastructure safety management measures make their impact in the medium to long term. One of the possible approaches to identification of "safety problems" (safety deficiencies: accident frequency, accident rate, accident severity) is also use of accident prediction models (APM). With those models and use of various criteria we can detect not only "black spots" but also "larger targets". A large number of "statistical predictive safety models" are described in the literature. Many attempts were done to use those models to establish a relationship between various traffic parameters and the number of accidents at road sections or road intersections. For statistical safety prediction models it is often suggested that accident occurrences are discrete, sporadic and random in nature. Thereby it is suggested to use Poisson regression models. The variation in accident occurrence is also considered to be due in part to the systematic variation in identified traffic measures such is traffic flow rates, measures of speed and intersection design parameters. Discrete, Poisson or negative binomial distributions are usefully applied to estimate the number of accidents that occur at road sections / intersections over a particular period of time. For accident prediction modeling the "generalized linear modeling" approach has been found to be particularly useful. This approach accounts for the fact that the dependent variable (e.g. number of accidents) does not need to be normally distributed (as is often the approach to describe the relationship between accident frequency and traffic flows on major and minor roads at intersections). For the purpose of this work I collect different types of data for 60 level intersections on state road network in Slovenia. I divide those intersections into four different groups: 3-leg without left turn lanes on major road, 3-leg with left turn lanes on major road, 4-leg without left turn lanes on major road and 4-leg with left turn lanes on major road. All intersections were in rural area - outside urban area - with limited influence (or no influence at all) of pedestrians or / and cyclists. For observed intersections I collect different types of needed data: data about traffic accident for last 5 years (from 2002 - 2006), data about traffic (AADT on major and minor road), data about geometrical elements of the intersections, alignment of legs and other needed data (lane / shoulder width, speed limit, lighting, present of left / right turn lanes, type of terrain etc.) After study of relevant literature I consider two different types of APM, which seemed to be correct and useful for my research work. I evaluate those different types of APM and made calculation for data which I obtained. At the end I made the correlation between those models with use of an empirical Bayesin method for calculating adjusted accident frequency.
XXI Ciclo
1973

2010/2011
The semi-distributed rainfall-runoff model, TOPOMODEL is applied to predict the ‎response of Monticano River basin to rain events. TOPMODEL is a topographic based ‎model in which the topographic index has an essential role. Topographic index is a ‎function of the Digital Elevation Model (DEM) resolution. ‎ The high resolution LiDAR data with 1-2 points per meter square, is used as ‎topographic data to generate DEMs, calculate the topographic index as well as extracting ‎the hydrological features. Due to significant effect of the DEM resolution on the ‎topographic index and hydrological features accuracy, different DEMs with 25 m, 50 m, ‎‎100 m and 200 m grid size are generated using LiDAR data. Comparing the density ‎function of topographic index with different resolutions indicate that by decreasing the ‎resolution there is a shift toward the higher values as well as increasing the topographic ‎constant λ from 7.36 for 25 m resolution to 10.32 corresponding to 200 m grid size.‎ TOPMODEL is applied to simulate the six events namely; 20-21 December 1997, 6-7 ‎November 2000, 10-12 August 2002, 21-23 January 2003 , 31 October-1November 2004 ‎and 22-26 December 2009. The model successfully simulates flood levels, with respect to ‎both their extent and to peak time.‎ The sensitivity analysis for scale parameter m and lateral transmissivity T0 shows that ‎the coefficient m affects much more than T0 on the hydrograph shape and peak value.‎ The effect of DEM resolution on the model results is examined. The model results are ‎different, but the differences are very small except for events 2003 and 2009. The results ‎of simulations based on 25 m grid size are very close to those of 50 m grid size, while the ‎simulated discharges using 100 m and 200 m grid size are overestimated.‎ The efficiency of the simulations are calculated for all events using different ‎topographic index distributions. The efficiency of model is in a range of 0.86 for event ‎‎2009 to 0.99 for event 2002. The high values of efficiency can be due to effect of accurate ‎topographic index distribution and hydrological features extracted from high resolution ‎topographic data.‎ The simulation based on DEM with 25 m resolution shows slightly higher efficiency ‎values. This means that generating higher resolution DEM with respect to suggested 50 m ‎grid size for TOPMODEL, may give a more accurate output as it is evident from this ‎study.‎
XXIV Ciclo
1980

2013/2014
Nella presente tesi si sono analizzate le principali problematiche relative alla modellazione non lineare delle strutture composte intelaiate in zona sismica. Nella prima parte si sono esaminati in dettaglio i criteri attualmente adottati nella progettazione classica delle strutture intelaiate composte acciaio-calcestruzzo, facendo principalmente riferimento alle indicazioni sismiche fornite dall’Eurocodice 8. Successivamente si è affrontato il tema della progettazione del giunto composto, a questo proposito si è definito un iter progettuale con una procedura semplificata passo-passo utilizzando un software sviluppato in Excel. Tale software è stato sviluppato con lo scopo principale di facilitare la progettazione dei giunti saldati e flangiati indicando i passi e le verifiche da eseguire fino all’ottenimento della risposta in termini di momento-rotazione. La procedura di progettazione è stata poi validata sulla base di un test sperimentale per entrambi i giunti. Nel terzo capitolo è stata affrontata la tematica relativa alla modellazione non lineare della struttura con riferimento ad un telaio multipiano oggetto di studio di ricerca presso l’università del Sannio. Le non linearità del telaio si sono modellate prima attraverso l’uso di cerniere rigido-plastiche e in un secondo momento attraverso molle elasto-plastiche unite alla trave ed alla colonna con dei tratti rigidi. Sono stati forniti tutti i dettagli per una corretta modellazione e uso con il software agli elementi finiti Sap2000 al fine di condurre una analisi statica non lineare di “Pushover”. Per meglio comprendere i reali meccanismi che si vengono a realizzare in prossimità delle zone nodali, si è considerata la modellazione solida 3D agli elementi finiti facendo riferimento al software Abaqus/CAE. Anche in questo caso è stata presentata una procedura di modellazione passo-passo, atta a rendere semplice anche questo tipo di analisi. La modellazione 3D è stata applicata sia alla tipologia di giunto saldato che a quello flangiato. In particolare, si sono analizzati a fondo i modelli di materiale impiegati, studiando la derivazione dei parametri che ne governano il loro comportamento. Si sono inoltre introdotte diverse tecniche di modellazione delle interazioni tra gli elementi che compongono il giunto. Sulla base dei risultati dei test sperimentali condotti presso l’Università Federico II di Napoli, è stato validato il modello agli elementi finiti solidi proposto. L'analisi della risposta numerica ottenuta, sotto un carico monotono si è dimostrata coerente con l’inviluppo della risposta ciclica sperimentale, sia per le risposte locali che per quelle globali. Questo tipo di modellazione si è inoltre dimostrata in grado di predire adeguatamente anche i fenomeni di instabilità locale che avvengono nelle fasi finali di comportamento del giunto. In conclusione, si può affermare che la tesi qui sviluppata può costituire un primo punto di partenza per la progettazione sismica delle strutture composte acciaio-calcestruzzo, argomento particolarmente complesso e articolato. Inoltre, il fatto che il modello numerico agli elementi finiti di tipo solido sviluppato si sia dimostrato particolarmente affidabile per lo studio di questo tipo di strutture, può fare propendere per un suo ampio utilizzo nello sviluppo preliminare di nuovi prototipi di giunti composti.
XXVII Ciclo
1969

2006/2007
The efficient utilization of railway infrastructures is a primary objective in an open-market context like the European one. The capacity consumption, that is the infrastructure occupation augmented with buffers to avoid delays (referred to a time window, e.g. peak hour or day), is a measure of the utilization level of a given timetable. The standard UIC leaflet "Capacity" recommends a procedure to evaluate the infrastructure occupation, without buffers, by compressing the timetable until the blocking time stairways touch each other in the critical section. There is no recommendation about buffer times, except a well known rule of thumb about the running time supplement, which is often set to 5% of the journey time. Buffer times choice is a trade-off between efficient utilization and stability, to avoid secondary delays caused by primary delays. Given the probability distribution of the primary delays, it is possible to estimate the distribution of secondary delays and hence the buffers. In this work the primary delays are modelled following an innovative approach, that is using a family of stochastic processes called Lévy processes. These stochastic processes are defined through a very simple and general assumption: stationary independent increments. A disturbance on which there is few knowledge may reasonably be assumed to satisfy independence and stationarity properties, because independence means the future doesn't depend on the past and stationarity means the process doesn't change its structure over the time (often it is true only on large time windows). Another reasonable assumption is the path continuity, so the Lévy process reduces to a Brownian motion. The train movement is therefore modelled with a differential equation to which a Brownian motion is added, leading to a stochastic differential equation (SDE). Given the numerical approximation of the Brownian motion sample path, which is pseudo-random generated, it is possible to solve the SDE and obtain the sample path of the train. The analysis of the stochastic phenomenon requires the replication (called Monte Carlo) of the pseudo-random generation of the approximated Brownian motion sample path and the solution of a SDE to be computed many times. The result is a collection of simulated sample paths for each train scheduled. This set of collections may be used in two different ways: - estimation of the probabilistic distributions of the blocking times and consideration of the stochastic version of the blocking time stairways; - estimation of the risk, that is the probability of hindrance which corresponds to a given timetable, with the trains running in free mode (no external control, signals ignored) but counting the risky events highlighted by the signalling system. The estimation of the risk is repeated varying the number of trains, so that a relationship is built between the risk and the number of the trains or headways, from which a measure of capacity consumption is obtained given the risk level. The thesis consists of two parts, the first is made of preparation chapters while the second one is devoted to models and applications. The work begins with a chapter on capacity issues, where concepts, definitions and standards are illustrated to establish the research framework; the chapter ends with a literature review where the recent approaches are discussed and the lack of an SDE approach is highlighted. There is one stochastic approach which uses differential equations, but they are deterministic and combined with stochastic boarding time. Then a brief theoretical chapter on the Lévy processes is presented to justify the modelling choice and to introduce the Brownian motion in a reasonably acceptable way; unavoidable definitions of stochastic entities and theorems bring the reader to the presentation of the central result of the Lévy theory, that is the decomposition theorem. The Lévy-Ito decomposition theorem states that a Lévy process always decomposes as the sum of a Brownian motion with drift, a compound Poisson process and a martingale: if the sample paths are continuous, then there is only the Brownian component because the other ones have jumps in their paths. The Brownian motion introduction is followed by a theoretical chapter on the SDEs, where the symbolic meaning of dW is explained, together with two popular formulations of the stochastic integral, Ito and Stratonovich and the choice of Ito's one is justified on modelling basis. The Ito formula, that is the stochastic chain rule of calculus, and the stochastic Ito-Taylor expansion are presented as essential tools for understanding stochastic numerical methods. The chapter ends with the theorem that states the existence and uniqueness of a strong solution, that is the solution of the SDE given the driving Brownian motion Wt. The following chapter is about the numerical methods that are available to solve an SDE; at the beginning a brief review of the concepts and methods of deterministic ordinary differential equations is given. The most known and used schemes - i.e. Euler and Milstein - are presented together with their convergence and stability properties. Other schemes are briefly cited for sake of completeness. The preparation part closes with a chapter devoted to Monte Carlo simulations and the type of possible applications of the resulting collections of train paths to capacity assessment, that is estimation of the probabilistic distributions of the blocking times and estimation of the risk as probability of hindrance. Replications of Monte Carlo simulations with different timetables allow the building of the capacity-risk relationship. In the models and applications part two SDE-based models are presented, together with case studies: the first model is simple but allows some theoretical considerations to validate (in the form of bounds) the simulation results; the second model is a stochastic optimal control model. In both cases the model parameters are estimated using real life data and then the capacity-risk relationship is build through simulations. Another result of the simulation is the set of blocking/clearing time distributions for each section, which is graphically represented by plotting their key points (the mean value and extremes of the almost-sure range estimated by taking three times the standard deviation) at each section for a group of train paths. This second model describes in a more realistic way the train journey, because the mechanical equation is more suitable and the driving machine produces a force following an optimal control rule which considers both the distance from the timetable and the energy consumption. The optimal control law of the exact stochastic optimal control problem may be found by solving the Hamilton Jacobi Bellman equation, which is numerically heavy as well as difficult to solve because of instability and non-linearities. An approximated stochastic optimal control problem is solved for the more relevant part of the train travel, that is the steady state maintenance stage (initial acceleration stage and final stop stage are excluded), where the driver tries to reach the steady state determined from the planned timetable: the mechanical equation is linearized near the steady state speed and the optimal control law expression in terms of state variables is found and therefore substituted in the SDE. A parameter, the driving style, defined as the ratio of the schedule cost and the energy cost, is introduced to describe the different weights the two objectives may be given. Sensitivity analysis has been performed to determine the parameters' ranges for model applicability. The more relevant aspects of this work from a transportation research point of view are: - a new approach of computing free running times by means of stochastic differential equations has been introduced, after deep considerations about the characteristics of the stochastic perturbation; - the collection of free running times, result of a Monte Carlo simulation, can be used to estimate the distribution of primary delays, from which it is possible to derive the distribution of the secondary delays and hence choose the buffers; - the collection of free running trajectories can be used to estimate the distributions of the blocking times of the timetable stairways; - a new approach of capacity assessment based on the estimation of a relationship with the probability of hindrance by performing Monte Carlo simulations in different conditions has been introduced, together with the concept of risk-coupled capacity: capacity (and capacity consumption) depends on the maximum acceptable level of risk; - two SDE models have been introduced, together with their parameters' estimation procedures and applicability rules; - the second model is obtained solving a stochastic optimal control problem which models real life needs such as timetable observation and low energy consumption; once its closed-form expression is found, the optimal control law can also be applied in real life, provided the continuous measures of train state, i.e. its speed and position.
XIX Ciclo
1967

2007/2008
Il progetto di ricerca è stato strutturato in funzione dell’obiettivo prioritario dello studio della percezione del rischio durante la guida da parte degli utenti stradali, valutata in diverse condizioni di esercizio, anche in presenza di modifiche dello spazio stradale (sia di tipo geometrico che di tipo informativo). Per il raggiungimento del predetto obiettivo, si è fatto ricorso ad alcune tecniche di indagine mutuate dal settore psicologico, con particolare interesse per gli aspetti riguardanti la psicologia cognitiva e l’ergonomia applicata, che hanno consentito di approfondire in maniera sistematica e completa le attività sperimentali condotte nell’ambito del corrente progetto e che hanno costituito esse stesse delle funzioni obiettivo secondarie cui si è teso nell’ambito della fasi operative di seguito riassunte. Gli obiettivi collaterali del progetto hanno riguardato la valutazione dell’efficacia della segnaletica stradale di tipo ‘percettivo’ in termini di condizionamento comportamentale dell’utenza stradale durante la guida e la costruzione/validazione di un modello in realtà virtuale di tipo immersivo per lo studio del comportamento di guida degli utenti stradali in condizioni operative differenziate. Gli obiettivi sopra richiamati sono discesi direttamente dall’analisi di sicurezza del contesto di studio prescelto per le attività sperimentali, sui cui risultati sono stati strutturati e calibrati i successivi studi. Le attività specifiche sono state strutturate in due macrofasi operative concernenti l’una lo studio del comportamento di guida degli utenti dal vero in condizioni ambientali differenziate, l’altra la disamina della risposta comportamentale in realtà virtuale, al variare delle caratteristiche geometriche e/o funzionali dell’ambiente stradale. Il contesto di studio è stato individuato nella S.P. n. 57 “di Carpane” in Comune di Vigonza (PD). Il tronco stradale prescelto è risultato composto da una doppia curva controversa e due lunghi rettifili di approccio, aventi caratteristiche geometriche diversificate e non conformi rispetto a quanto statuito dal D.M. 5 novembre 2001. All’individuazione del contesto reale di studio ed alla sua caratterizzazione funzionale e geometrica, ha fatto seguito la pianificazione dei rilievi delle velocità operative in corrispondenza delle sezioni di monitoraggio ritenute maggiormente significative. I rilievi di velocità hanno riguardato 7104 veicoli, di cui 4219 nel corso delle ore diurne e 2885 nel corso delle ore notturne. I risultati conseguiti nella prima fase del progetto hanno supportato le attività previste nell’ambito della successiva fase, concernente la ricostruzione modellistica dell’ambiente di guida reale in realtà virtuale immersiva, entro cui ha trovato spazio la definizione di cinque diversi ambienti di guida, distinti l’uno dall’altro da una sola variabile indipendente (segnaletica verticale od orizzontale od entrambe, geometria dell’asse), da sottoporre a prova di feedback da parte di alcuni volontari appositamente ricercati. In ambiente virtuale immersivo sono stati condotti 339 test in condizioni ed ambienti di guida diversificate, consentendo un’accurata descrizione del comportamento di guida mediante il calcolo delle velocità operative, delle accelerazioni medie e delle traiettorie di marcia di volta in volta adottate. I risultati delle attività sperimentali hanno evidenziato la netta discrepanza nel comportamento di guida diurno e notturno, associata ad una maggiore propensione alla velocità e ad una sovrastima della propria abilità di guida nell’impostazione delle curve (e/o una sottostima dei rischi ad esse associati). L’introduzione delle modifiche alla segnaletica (verticale e orizzontale) evidenziano un apprezzabile contributo in termini di riduzione delle velocità di ingresso in curva ma soprattutto in termini di riduzione della quota residuale di decelerazione operativa all’interno degli elementi circolari. La modifica alla segnaletica orizzontale comporta anche un effetto in termini di deviazione laterale della traiettoria di guida rispetto agli scenari di base e con modifica della sola segnaletica verticale. La modifica alla geometria dell’asse in toto evidenzia i migliori risultati in termini di impostazione sia delle velocità che delle traiettorie, con esiti sostanzialmente indifferenti dalle condizioni di illuminazione.
XXI Ciclo
1979

2013/2014
Le tecniche di analisi numeriche in campo non lineare delle strutture in legno sulla base delle prove sperimentali su singoli componenti, elementi strutturali e interi edifici si sono molto evolute nell'ultimo decennio. Numerosi ricercatori si sono dedicati a sviluppare modelli per simulare il comportamento ciclico in campo non lineare (chiodi, hold down, viti e squadrette a taglio) e i risultati di numerosi modelli numerici sono stati confrontati con i risultati sperimentali in termini di forza massima, degrado di rigidezza ,resistenza, spostamento massimo e ultimo, energia dissipata. Questo lavoro di tesi segue la linea della progettazione basata sul Performance Based Design. Nella prima parte della stessa viene approfondita l’analisi statica non lineare per determinare la curva di capacità degli elementi e dei sistemi strutturali a telaio leggero e X-Lam. Nella seconda parte si analizza il problema del miglioramento delle performance delle strutture in X-Lam mediante l'uso delle masse accordate (Tuned Mass Dampers). Queste vengono progettate con tecniche di ottimizzazione, allo scopo di ridurre al meglio le accelerazioni massime che in genere accompagnano questa tipologia strutturale.
XXVII Ciclo
1979

I cambiamenti climatici e l'inquinamento stanno mettendo a dura prova la ricerca di mezzi di trasporto più sostenibili ed efficaci. I veicoli elettrici rappresentano oggi una delle principali soluzioni per migliorare la qualità dell’aria nelle principali città urbane. Negli ultimi anni l’offerta di veicoli elettrici è migliorata sempre di più. Grazie alla spinta delle politiche europee, infatti, le case automobilistiche hanno fatto notevoli progressi in campo tecnologico, rendendo in questo modo i veicoli elettrici una valida alternativa a quelli tradizionali. Nonostante ciò, la diffusione delle auto a trazione alternativa stenta a decollare, a causa delle evidenti barriere, tra cui l’elevato costo d’acquisto e l’assenza di un’adeguata infrastruttura di ricarica. Questo documento si pone l’obbiettivo di capire la posizione della regione Emilia-Romagna nella transizione del proprio parco veicolare verso la mobilità elettrica, e di ipotizzare gli scenari evolutivi nei prossimi dieci anni. Ciò che è stato svolto in questo elaborato consiste principalmente in un confronto tra veicoli elettrici, ibridi e tradizionali. Le analisi svolte sono sia di natura ambientale sia di natura economica. Nel primo caso è stato dimostrato che i veicoli elettrici inquinano meno durante l’utilizzo ma l’energia immagazzinata nelle batterie è altamente inquinante alla fonte. Da un punto di vista economico invece, i veicoli elettrici producono un risparmio abbastanza cospicuo nel corso della vita utile dell’automobile. Infine, è stato ipotizzato di installare in un tratto della città di Bologna un’infrastruttura di ricarica e si è voluto dimostrare che una domanda elevata di veicoli elettrici, nel prossimo futuro, metterebbe in crisi il sistema.

2013/2014
Many old masonry structures still in use need to be assessed considering the safety requirements proposed by current building codes. To this aim, the use of detailed numerical models, allowing the description of complex mechanical phenomena such as anisotropy, softening and crack propagation, could become tremendously beneficial. Although a large number of material models with different degrees of complexity have been recently proposed in the literature, the calibration of the model material parameters, which is critical for an accurate response prediction, has received remarkably less attention. This has resulted in a gap between the potential of these models and their actual use. This thesis is aimed at developing a consistent approach for the calibration of numerical model parameters for masonry structures by means of inverse techniques. After an introduction and a literature review discussing current numerical modelling strategies for masonry structures and the Inverse Problems theory, the optimisation tool utilised in this thesis is described. It makes use of Genetic Algorithms, and it has been previously applied to a number of different problems, from optimal design to the identification of base-isolated bridges. One of the major challenges of Inverse Problems is handling the noisy data and assessing the uncertainty of the results given by the optimisation algorithm. A numerical strategy for choosing the optimal sensor layout is proposed, aimed at minimising the influence of the noise in the calibration. Uncertainty in the calibration has been considered in all numerical and experimental examples studied, leading to an approach based on the use of a set of numerical validation models. This allows a realistic evaluation of the field of applicability of the estimated parameters. The approach has been applied to a novel in-situ test for the calibration of the material parameters for a mesoscale masonry representation. The proposed setup has been designed for low-invasive in-situ experimental static tests on existing structures. In the test, flat-jacks are utilised to apply a specific stress state within a masonry wall. The results, in terms of displacements recorded by LVDTs or optical devices are then analysed by means of inverse techniques in order to estimate the basic parameters of the interface elements simulating the mortar joints. The effectiveness of the test set-up has been studied applying analytical formulations and using the results of numerical simulations. The results of an experimental campaign based on the use of the proposed experimental procedure are then reported and critically discussed. The thesis ends with the conclusions, where it is confirmed that the proposed calibration approach can be effective adopted in the characterization of masonry in existing structures. Finally some directions for the future research related to this work are proposed.
XXVII Ciclo
1985

2013/2014
Gli alti livelli di comfort che sono richiesti oggigiorno a bordo di navi da crociera e mega-yachts, portano i progettisti a concentrare la loro attenzione sul problema del rumore strutturale. I motori diesel quattro tempi che sono installati a bordo nave come motori principali o diesel generatori, sono tra le principali sorgenti di rumore strutturale. Per questa ragione, al fine di ridurre l’energia vibrazionale generata da queste sorgenti e trasmessa, tramite le strutture nave, ai locali alloggio, i motori diesel sono sospesi mediante elementi resilienti. Tali elementi resilienti disaccoppiano la sorgente di rumore e vibrazioni (motore diesel) dal mezzo di propagazione (le strutture nave) e isolano dunque la sorgente dalle strutture riceventi. I livelli di rumore strutturale misurati alle fondazioni del motore diesel dipendono dai livelli di velocità misurati sulla sorgente (cioè ai piedi del motore diesel), dai livelli di impedenza meccanica degli elementi resilienti e dai livelli di mobilità meccanica delle fondazioni del motore diesel. Il single-point approach è un approccio semplificato per la previsione dei livelli di rumore strutturale che trascura l’interazione tra elementi resilienti. Secondo tale teoria, al fine di ridurre il rumore strutturale trasmesso attraverso gli elementi resilienti alle strutture nave, si deve ridurre l’impedenza meccanica degli elementi resilienti così come la mobilità meccanica delle fondazioni del motore diesel. In altre parole, si devono aumentare la rigidezza dinamica degli elementi resilienti così come l’impedenza meccanica delle fondazioni del motore diesel. Ad oggi, l’impedenza meccanica degli elementi resilienti può essere ricavata solo mediante prove sperimentali in laboratorio, mentre la mobilità meccanica del motore diesel è solitamente misurata quando la nave è in costruzione. Dunque non vi è la possibilità di predire, in fase progettuale, il rumore strutturale dovuto ai motori diesel. In questa tesi, viene presentata una procedura per la simulazione del rumore strutturale dovuto a motori diesel marini. La procedura si basa su test sperimentali e simulazioni numeriche. Nella prima parte della tesi sono richiamate le basi teoriche necessarie per l’esecuzione delle procedure numeriche e delle prove sperimentali. Sono dunque presentati i risultati delle analisi numeriche per simulare la mobilità delle fondazioni dei motori diesel marini. I risultati delle analisi FEM sono stati validati mediante confronto dei risultati delle analisi numeriche con i dati ottenuti da una campagna di misure eseguite a bordo nave. Successivamente sono presentati i risultati di una serie di prove eseguite per collaudare una nuova macchina sperimentale per misurare l’impedenza meccanica degli elementi resilienti. Lo scopo del collaudo era definire una procedura per l’utilizzo della macchina e per l’esecuzione di prove sperimentali in accordo alla ISO 10846, che è considerata normativa di riferimento per questo tipo di prove. Si è dunque proceduto con l’esecuzione di prove sperimentali eseguite su un elemento resiliente per motori diesel marini. Le prove sono state eseguite a differenti carichi statici. I risultati di queste prove sperimentali sono stati utilizzati per settare un modello numerico che simuli il comportamento non-lineare del componente in gomma del resiliente. I risultati ottenuti sia dalle prove sperimentali sia dalle simulazioni numeriche sono stati utilizzati per predire il rumore strutturale generato dai motori diesel, in accordo al single-point approach. I risultati ottenuti dall’applicazione del metodo sono stati confrontati con misure eseguite a bordo e sono stati discussi per evidenziare vantaggi e svantaggi dell’applicazione del metodo. Le procedure numeriche per la simulazione del comportamento dinamico del resiliente e della fondazione costituiscono un primo passo per l’ottimizzazione del sistema di isolazione del motore diesel marino.
The high level of comfort that is required today on board cruise vessels and mega-yachts, leads the designers to focus their attention on structure-borne noise issues. Four-stroke diesel engines that are installed on board as main diesel engines for the propulsion system and as gen-sets, are usually the main sources of structure-borne noise. For this reason, the diesel engines are usually resiliently mounted in order to reduce the vibration energy generated by these sources and transmitted through the ship structures to the accommodation areas. These mounts decouple the noise and vibration source (diesel engine) from the means of wave propagation (ship structures) and so, they isolate the source from the receiving structures. The structure-borne noise levels measured at the diesel engine foundation depend on the velocity levels measured at the source (diesel engine feet), on the mechanical impedance levels of the resilient mounts and on the mechanical mobility levels of the diesel engine foundation. The simplified theory of the single-point approach neglects the interaction among the resilient mounts. According to this theory, to decrease the structure-borne noise transmitted through the resilient mounts towards the ship structures, the mechanical impedance of the resilient mounts as well as the mechanical mobility of the diesel engine foundation are to be lowered. In other words the dynamic stiffness of the resilient mounts has to be decreased and the mechanical impedance of the diesel engine foundation has to be increased. To date, the mechanical impedance of real resilient mounts can only be obtained by laboratory tests and the mechanical mobility of the diesel engine foundation is usually measured when the ship is under construction, so it is not available for predictive analyses. In the thesis, a procedure for simulating the structure-borne noise generated by marine diesel engine is discussed. The procedure is based on both experimental tests and numerical simulations. In the first part of the thesis, some notes on the theoretical background are presented. Then, the results of FE analyses for simulating the mechanical mobility of a diesel engine foundation are shown. The FE models have been validated by the results of a measurement campaign carried out on board a ship. Then, the results of a series of tests performed to tune a new test rig, designed and built up at the University of Trieste for measuring the mechanical impedance of resilient mounts, are discussed. The campaign for tuning the test rig has been carried out in order to set an experimental procedure that allows achieving results in compliance with the ISO 10846 Standard, which is a sound reference for this kind of tests. As a case study, a large resilient mount for marine diesel engines has been tested to achieve its mechanical impedance curve at different static pre-loads. The outcomes of the experimental tests have been used for tuning the best numerical model of the resilient mount that properly takes into account the nonlinear behaviour of the rubber core. The data of the experimental tests carried out on board ships as well as in laboratory and the outcomes of numerical simulations have been used to predict the structure-borne noise according to the single-point approach. The outcomes achieved by the application of the method have been compared with on board measurements and pros and cons of the method are widely discussed. Moreover, the numerical procedures for the simulation of the dynamic behaviour of the resilient mount and the diesel engine foundation, pave the way for the optimization of the decoupling system of marine diesel engines.
XXVII Ciclo
1982

La funzioni della società moderna dipendono dal complesso sistema di reti di infrastrutture e servizi, comunemente comprese nel vasto concetto di lifelines. Tra i sistemi di lifelines le infrastrutture di trasporto stradali rivestono un ruolo fondamentale e strategico nello sviluppo economico e sociale di un paese. L’efficienza, l’affidabilità e la disponibilità del sistema dei trasporti stradali costituisce un fattore determinante per lo sviluppo dell’economia di un territorio. Il sistema di trasporto e le interconnessioni con le reti internazionali devono garantire l’accessibilità e il “movimento” di persone e merci in modo sicuro ed efficiente. Nonostante la consapevolezza dell’importanza delle infrastrutture di trasporto terrestri non è disponibile una metodologia condivisa per la valutazione della sicurezza di tali infrastrutture: Kaundinya et alii (2016) evidenziano come il tema sia affrontato con approcci settoriali, definizioni e concetti variabili e metodi parziali. Oltre al tema della migliore funzionalità ordinaria e dei metodi necessari alla sua progettazione, la disponibilità del sistema viario costituisce la condizione preliminare per l’applicazione delle misure di emergenza in occasione di disastri naturali, come risultato evidente in occasione dei recenti terremoti e fenomeni di dissesto idrogeologico avvenuti in Italia. Infatti, solo il mantenimento di un livello sufficiente di efficienza può consentire il raggiungimento in breve tempo delle zone colpite e quindi mitigare le conseguenze. La necessità di garantire la funzionalità della rete di trasporto in occasione di eventi sismici o altre calamità naturali richiede quindi un’analisi della vulnerabilità delle infrastrutture di trasporto e la pianificazione degli interventi finalizzati a garantirne la fruibilità al fine di supportare la gestione di post evento. Dopo eventi catastrofici diffusi, quali sisma o alluvioni, è essenziale che la rete di trasporto rimanga operativa o che la sua funzionalità venga ripristinata nel più breve tempo possibile. E’ necessario che il sistema sia caratterizzato da sufficiente resilienza, con riferimento alla rete nella sua interezza o a parti di essa ritenute imprescindibili. La progettazione della resilienza della rete favorisce inoltre la ripresa economica della zona colpita. Per tale fine è fondamentale disporre di strumenti di analisi in grado di valutare preventivamente gli effetti locali e sistemici dei terremoti o di altri eventi calamitosi. La disponibilità di un metodo unitario per la valutazione della vulnerabilità e resilienza della rete consentirebbe inoltre di investire razionalmente le risorse, ottenendo la riduzione del rischio e dell’indisponibilità dell’infrastruttura. A riguardo bisogna evidenziare che manca l’integrazione tra le metodologie di analisi sistemiche di una rete stradale e le metodologie di analisi di vulnerabilità strutturale delle singole componenti che compongono il sistema. Manca, cioè, un approccio integrato che sappia mettere insieme i risultati delle metodologie di dettaglio, sviluppate in diversi settori dell’ingegneria, per valutare gli effetti che alcuni eventi generano o possano generare sulla funzionalità dell’infrastruttura stradale, ed i modelli di valutazione della funzionalità e affidabilità della rete stradale. Le attuali metodologie di valutazione della vulnerabilità di una rete stradale sono in grado di individuare gli elementi più importanti di una rete stradale, vale a dire quegli elementi che se interrotti possono provocare un aumento generalizzato dei tempi e dei costi del trasporto, ma non sono in grado di fornire indicazioni sulla probabilità che una tale occasione possa verificarsi, né tantomeno possono fornire una indicazione in merito ai tempi di ripristino dell’elemento interrotto. Il progetto di ricerca si è posto l’obiettivo di definire un modello integrato in grado di fornire una valutazione della probabilità di indisponibilità di un elemento o di un arco stradale nel breve e nel lungo periodo, nonché una valutazione delle possibili tempistiche di indisponibilità, sulla base dei fattori di pericolo che possono interferire con l’elemento o l’arco stradale. Una tale valutazione è possibile attraverso la definizione di un modello di rischio in cui la vulnerabilità è definita come legame funzionale tra sollecitazione e risposta in termini di disponibilità del sistema. In tal modo si possono mettere in relazione eventi naturali o antropici interferenti con l’infrastruttura, caratteristiche dell’infrastruttura e livello funzionale dell’infrastruttura a seguito di un dato evento. La definizione del suddetto modello necessita di un approccio multidisciplinare al fine di poter sfruttare le migliori metodologie sviluppate nei singoli settori dell’ingegneria: aspetti strutturali, idraulici, geotecnici, trasportistici ecc..