Analisi degli effetti indotti dalla funzionalità stradale sulla sicurezza dell'esercizio viario

Abstract

La sicurezza stradale rappresenta una delle principali problematiche sociali in tutto il mondo. L'attuale approccio progettuale delle infrastrutture stradali è basato sul rispetto delle equazioni cinematiche e dinamiche del veicolo isolato che impongono standard geometrici per ogni singolo elemento e non considerano in maniera adeguata il comportamento dell'utente significativamente influenzato dalle scelte progettuali. La continua crescita dei carichi di traffico ha comportato un abbassamento significativo dell'offerta funzionale delle reti stradali. Inoltre sulle stesse infrastrutture congestionate è presente una commistione di flussi diversamente motivati con differenti esigenze e aspettative di servizio. Le tecnologie emergenti della simulazione di guida in realtà virtuale permettono di interpretare le complesse interazioni esistenti tra l'uomo, l'ambiente stradale e i veicoli attraverso un approccio interdisciplinare. Nell'ambito della presente tesi sono presentate numerose sperimentazioni condotte in realtà virtuale che dimostrano come il comportamento dell'utente, ed in particolare la sua soglia di percezione ed accettazione del rischio, sia indiscutibilmente influenzata dalle caratteristiche geometriche della strada (per basse densità veicolari, quando prevale il ruolo delle geometrie d'asse e di piattaforma) e dalle interferenze veicolari (per alte densità di flusso, quando prevale il comportamento dell'utente in funzione del disagio). Saranno anche descritte procedure di simulazione per la verifica della qualità dei progetti in ordine alla sicurezza dell'esercizio viario per la viabilità extraurbana. Ciò ha suggerito, in un'ottica di verifica sistemica della funzionalità e sicurezza dell'infrastruttura, la proposta di una teoria del disagio subito dall'utente nel percorrere un certo itinerario stradale causato dalle differenze esistenti tra le aspettative e necessità della domanda di mobilità e la reale offerta dell'infrastruttura. L'applicazione della teoria a numerosi casi di studio reali ne ha ampiamente validato le ipotesi di base rivelando che le scelte progettuali non possono prescindere da una dettagliata analisi dei flussi veicolari (in termini di entità, composizione, variabilità, motivazione degli spostamenti), della funzionalità sistemica dell'infrastruttura, delle aspettative e desideri degli utenti e del loro comportamento indotto dalla strada.

Road safety is one of the most crucial problems all over the world. Traditional approach to the design of safe roads is based on kinematical and dynamic equations that impose geometrical requirements for each single element, neglecting human factors and driver's behaviour without taking adequately into account traffic flows. The increase of traffic flows causes a severe problem of vehicle interferences when the levels of service of the road decrease. It has a relevant impact on safety. At the same time, the high value of vehicles density is determined by the overlapping of traffic flows generated by different motivations. International literature agrees that road safety is affected by human factors. This should suggest to engineers that driver's behaviour has to be considered more in depth and that an interdisciplinary approach to road project is strongly recommended. Emerging technologies of simulation in virtual reality make it possible to evaluate the interaction among driver, vehicle and road environment (traffic, geometry, pavement, external conditions) through an interdisciplinary approach. Many virtual reality experiments developed in this thesis pointed out that the risk accepted by drivers crucially depends on road geometry and traffic conditions. Results allow to propose some laws and procedures to formulate the quality audit of road project under safety perspective with the great advantages of simulated environment experiments. The application of the theory to many case studies of rural roads points out the validity of the model for the evaluation of the expected accident occurrence as a function of the level of discomfort suffered by road users. Results suggest to take into account in road projects an in depth analysis of traffic flows (in terms of volume, composition, variability, motivation), of road geometry from a systemic point of view, of driver's expectations, desires, perception and his behaviour influenced by road characteristics and operating conditions.