Добірка наукової літератури з теми "Sicurezza infrastrutture stradali"

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.

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

La sicurezza dei sistemi infrastrutturali è di fondamentale importanza per la società. Malfunzionamenti, danni o crolli possono avere notevoli impatti socioeconomici e ripercussioni sulla sicurezza pubblica. Secondo l’approccio classico, l'analisi della vulnerabilità dei ponti viene condotta attraverso l'adozione di curve di fragilità, che esprimono la probabilità di superamento di un certo livello di prestazione condizionata ad un determinato livello di intensità della fonte di pericolo. Tuttavia, è pratica comune utilizzare le curve di fragilità per fornire solo una panoramica globale della vulnerabilità del ponte, con scarsa attenzione all'estensione del danno o all'evoluzione dei diversi meccanismi che possono verificarsi all'interno della struttura. Infatti, vale la pena notare che i ponti possono mostrare diversi meccanismi di danno; in base a quali e quanti componenti strutturali sono coinvolti, essi contribuiscono in modo diverso alla fragilità complessiva del sistema e potenzialmente portano a diversi scenari post-disastro. Considerando quindi che ad oggi non è ancora disponibile un framework probabilistico completo e robusto per la valutazione del rischio, la presente Tesi fornisce alcuni contributi originali per un arricchimento dello stato dell’arte nel campo della sicurezza dei sistemi infrastrutturali. I principali obiettivi perseguiti nella Tesi sono i seguenti: sviluppo di un approccio innovativo per la descrizione e quantificazione probabilistica del danno sismico atteso sui ponti esistenti; analisi degli effetti dell’interazione terreno-struttura attraverso la proposta di formulazioni semplificate per la stima del comportamento di fondazioni su pali (comuni per le strutture da ponte) e di facile implementazione per un’ analisi affidabile della fragilità e del rischio; proposta di un framework omnicomprensivo per la valutazione del rischio e la quantificazione delle conseguenze di eventi sismici in termini economici, tenendo conto di aspetti quali l’interazione terreno-struttura, il degrado e gli interventi manutentivi; analisi degli effetti delle incertezze che interessano il sistema pali-terreno per la caratterizzazione probabilistica delle funzioni di impedenza e dei fattori di risposta cinematica di fondazioni profonde in sottosuoli omogenei. Il sistema trasportistico italiano è stato scelto per le applicazioni della presente Tesi, in quanto emblematico per l'elevata vulnerabilità e le importanti criticità presentate dalle reti stradali esistenti. Si considerano due diverse tipologie di ponti: catena cinematica in calcestruzzo armato e sezione composta acciaio-calcestruzzo. Tali tipologie risultano rappresentative della maggior parte dei ponti e viadotti presenti sul territorio italiano, ed esempi si possono trovare anche nel panorama internazionale. La scelta di casi studio significativi consente di mostrare le potenzialità delle metodologie proposte e la rilevanza del problema di interazione terreno-struttura nella valutazione della vulnerabilità, nonché di caratterizzare la vulnerabilità delle infrastrutture italiane con un livello di dettaglio più elevato, includendo fenomeni di degrado e interazione, il tutto all’interno di un approccio probabilistico. Inoltre, la scelta delle configurazioni strutturali risulta adatta per la caratterizzazione di uno scenario regionale, come quello marchigiano. I risultati dello studio di fragilità vengono quindi applicati a livello di rete stradale per la quantificazione dell'impatto degli scenari post-terremoto in termini economici. Sebbene presentate per il problema sismico e nel contesto italiano, le metodologie proposte sono abbastanza flessibili da essere facilmente applicate ad ulteriori scenari infrastrutturali (ed altre tipologie di ponti) e a diverse fonti di pericolo (frane, alluvioni, ecc.).
The safety of infrastructural systems is of paramount importance since high socio-economic impacts on the society would be expected in case of disruptions or people life could be seriously endangered in case of severe damages or collapses. The analysis of the vulnerability of bridges is classically carried out through the adoption of fragility curves, which express the probability of exceedance of a certain performance level conditional to a certain level of hazard intensity. However, it is common practice to use fragility curves to only provide a global overview of the bridge vulnerability, with scarce attention to the damage extension or the evolution of different failure mechanisms that may potentially verify within the structure. Indeed, it is worth noting that bridges may show different damage mechanisms, occurring in one or multiple structural components, that differently contribute to the overall fragility of the system and potentially lead to different post-disaster scenarios. In light of this drawback and considering also that an optimal, comprehensive and robust probabilistic framework for the risk assessment is not yet available, the present Thesis aims to provide some insights and original contributions for a state-of-the-art enrichment in the field of the safety of infrastructural systems. Advancements are indeed made on the following main subjects: fragility curves, with an innovative approach for a proper estimation of the bridge vulnerability, based on both a quantitative and qualitative assessment of failure mechanisms that may occur during a seismic event; analysis of Soil-Structure Interaction (SSI) effects through simple formulas estimating the behaviour of pile foundations (a common choice in case of bridge structures) and easy to be implemented for a reliable fragility and risk analysis; proposal of a holistic framework for the risk assessment and the quantification of consequences of a hazardous event in monetary terms, taking into account aspects such as SSI, degradation and maintenance; analysis of the effects of uncertainties affecting the combined pile-soil system for the probabilistic characterization of impedance functions and kinematic response factors of deep foundations in homogeneous soils. The Italian transport system is chosen as scenario for the applications of the present Thesis, since it is particularly emblematic due to the high vulnerability and the important critical issues presented by the existing road networks. Two different bridge typologies are considered: Reinforced Concrete Link Slab bridges and Steel-Concrete Composite bridges. Being very widespread, such typologies result representative of most of the bridges and viaducts present over the Italian territory, and examples can also be found in the international panorama. The choice of significative case studies allows to prove the potentialities of the proposed fragility estimation methodology and the relevance of the SSI problem in the bridge vulnerability assessment as well as to characterise the vulnerability of the Italian infrastructures with a higher level of detail, including degradation and SSI phenomena. Moreover, the choice of structural configurations is suitable for the characterization of a regional scenario, such as the one of Marche region. Then, fragility results are applied at road network level for the quantification of the impact of post-earthquake scenarios in economic terms throughout the proposed probabilistic framework. Finally, as part of the framework, a novel probabilistic characterization of the response of deep foundations in homogeneous soil is provided to evaluate effects of uncertainties in the embedded system. Although presented for the seismic problem and within the Italian context, the proposed methodologies are flexible enough to be easily extended to further applications involving other road network scenarios (and bridge typologies) and different natural hazards.

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..