Meno traffico in città? Scende in campo la matematica

A firmare il progetto è Valentina Morandi, della Libera università di Bolzano. Si tratta di un modello basato su un sistema di navigazione centralizzato. Obiettivo: decongestionare le strade dal 5 al 10% [...]
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Decongestionare il traffico sulle strade dal 5 al 10% grazie all matematica e all’analisi dei big data. E’ l’obiettivo che si pone il modello matematico messo a punto da Valentina Morandi (nella foto), ricercatrice della facoltà di Scienze e tecnologie della libera università di Bolzano, che è anche impegnata su un altro progetto, quello per integrare il sistema di trasporto pubblico e privato aumentando l’efficacia e l’economicità degli spostamenti.  

Assieme a due colleghi dell’Università di Brescia, Enrico Angelelli e Maria Grazia Speranza, la ricercatrice ha pubblicato tre contributi in cui propone il modello matematico: Congestion avoiding heuristic path generation for the proactive route guidance e A trade-off between average and maximum arc congestion minimization in traffic assignment with user constraints (sulla rivista scientifica “Computers and Operations Research”) e Proactive route guidance to avoid congestion su “Transportation Research Part B: Methodological”.

Come funziona il modello

Il principio alla base del sistema di navigazione proposto dai ricercatori si basa sulla cooperazione. I test sono stati fatti sul traffico urbano di Anaheim, a Los Angeles, e Berlino. Il sistema penalizza in misura minima tutti gli autisti, obbligandoli ad allungare in maniera quasi impercettibile il percorso: così facendo però, l’intera comunità dei guidatori ne ricava un vantaggio complessivo in termini di tempo risparmiato.

“Abbiamo hanno esaminato i dati dello spostamento nel traffico urbano raccolti da veicoli dotati di Gps intelligente, come ad esempio, Google Maps, che segnalano le intenzioni di guida delle persone – spiega Morandi e abbiamo visto che, chiedendo un minimo sacrificio ad ogni utente e proponendo un ventaglio di possibilità diverse rispetto al percorso più breve, riusciamo a ottimizzare il sistema”. 

Sulla base di distanza, situazione del traffico, luoghi di partenza e arrivo, il sistema assegna delle penalità – o “unfairness” – a ogni utente. Spalmandole in maniera precisa tra tutti gli attori, il traffico sulla rete reale diminuisce di una percentuale che varia dal 5 al 10%. Ciò avviene però -si legge in una nota – senza che gli autisti quasi se ne accorgano. Infatti, il tempo di percorrenza di gran parte degli utenti è uguale o minore rispetto al tempo di percorrenza senza coordinamento e solo pochi utenti sperimentano un piccolissimo ritardo, al massimo di un minuto su un tempo di percorrenza pari a 30.

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IL sistema potrebbe rivelarsi particolarmente utile man mano che prenderanno piede i sistemi di guida autonoma, dal momento che in quel caso sarà direttamente il computer a decidere quale sarà il percorso da fare. “Quando un utente entra in un veicolo autoguidato immette solo origine e destinazione ed è l’automobile a decidere il percorso – prosegue Morandi – Questo darebbe uno slancio alla cooperazione perché di fatto non ci sarebbe la scelta egoista del guidatore a mettervi un freno”.

Gli ostacoli

Per rendere efficace il sistema, però, sarebbe necessario coordinamento da remoto di tutti i sistemi di guida autonoma: “Il modo in cui guidiamo quando siamo sulla macchina e seguiamo i consigli del dispositivo che abbiamo installato, è acquisito da tanti Gps singoli decentralizzati – sottolinea Morandi – dai nostri calcoli, risulta che ciò aumenta la congestione anche del 10% rispetto alla possibilità offerte da un sistema centralizzato”.

Va da sé che i vantaggi di questo sistema non sarebbero soltanto nell’evitare ilpiù possibile gli ingorghi, ma anche nel rispetto dell’ambiente e nella diminuzione delle emissioni inquinanti, con al conseguente riduzione di CO2 e altre sostante nocive.

Come collegare le aree remote rendendo gli spostamenti più efficienti

La matematica può essere utile anche per rendere più razionali gli spostamenti nelle aree dove il traffico è meno intenso, sempre con un’attenzione particolare al rispetto dell’ambiente: il concetto è quello dei trasporti su richiesta, che siano in grado di adattarsi alle esigenze di spostamento degli abitanti, ad esempio, delle aree di montagna, rendendo possibile l’integrazione di servizi pubblici e privati, con schemi di scambio e ricompensa profittevoli per chi aderisce, comprese lesine di autobus pubblici: “L’esempio ci è fornito da quelle aree in cui si accavallano le competenze di due Province – conclude la ricercatrice – sto pensando, ad esempio, alla zona di Passo Lavazé e Passo Oclini, a cavallo tra Trento e Bolzano. Anche in questo casi i gestori potrebbero scambiarsi agevolmente i clienti riducendo i costi e, magari, aggiungendo l’interazione con gli attori privati quando non ritengono remunerativo far circolare i loro mezzi”.

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