I sistemi informativi geografici per i trasporti
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I sistemi informativi geografici per i trasporti
DOCUMENTI Strumenti di analisi I sistemi informativi geografici per i trasporti di Luca Maisto Studioso di Economia dei trasporti [email protected] 1. Introduzione L’utilizzo dell’informatica e delle nuove tecnologie, reso sempre più efficace dalla continua evoluzione delle loro applicazioni, è ormai diventato specifico nell’ambito del settore dei trasporti e della logistica. È un dato di fatto che, nel considerare sistemi complessi come quelli che caratterizzano il settore si debba tener conto di tutte le loro diverse componenti, in modo da impostare al meglio una qualsiasi azione di analisi, pianificazione, progettazione, ottimizzazione, gestione e monitoraggio. Una delle principali lacune per una corretta definizione degli obiettivi di un progetto riguardante i trasporti e/o la logistica e dei modi per perseguirli è costituita da un insufficiente sistema di conoscenza. D’altra parte, per raggiungere un livello accettabile di conoscenza è indispensabile da un uso sempre più intenso di strumenti e modelli analitici che consentono la raccolta e il trattamento di dati ed informazioni in precedenza non rilevabili e l’utilizzo di nuove tecnologie capaci di archiviare, collegare e gestire i dati raccolti. La valutazione dei dati aggregati consente infatti di trasformare le analisi in informazioni, di individuare le cause dei fenomeni e di stabilire le relazioni che permettono di raggiungere la massa critica informativa necessaria al supporto di decisioni efficaci ed efficienti. I Sistemi Informativi Geografici (GIS – Geographic Information Systems) sono una delle tecnologie attualmente più all’avanguardia per elaborare e gestire informazioni che, insieme alle tecniche web-based (cioè basate sulla rete Internet), costituiscono un insieme completo per la diffusione delle informazioni stesse. I GIS trattano dati di ogni genere (sociali, economici, logistici, ecc.) strettamente correlati alla superficie terrestre; tali dati vengono acquisiti, rielaborati e rappresentati dal sistema informativo GIS, restituendo una visione 38 - ItaliaMondo Logistica & Intermodalità reale dell’intero territorio e dei fenomeni di interesse. Il loro obiettivo principale è quello di svolgere un’analisi dei dati che possa poi divenire sistema di supporto alle decisioni. Dal punto di vista spaziale i GIS si possono utilizzare su diversi livelli di scala, da quelli più ristretti ad ambiti più ampi. Queste nuove tipologie di software, che prevedono in particolare l’utilizzo di cartografie digitali e banche dati geo-referenziate, permettono l’implementazione di soluzioni adatte a contesti e ad esigenze particolari e quindi ben si prestano all’industria dei trasporti e della logistica e al governo dei fenomeni territoriali, avendo le potenzialità di raccordare in un’unica visione processi logistici, amministrativi, processi di trasformazione delle realtà urbane e regionali, servizi ai cittadini e alle imprese. Ad esempio, per individuare il suolo migliore per una coltura specifica o la localizzazione ottimale di una nuova attività economica o di una nuova infrastruttura (lineare e/o puntuale), per ottimizzare il percorso per un trasporto merci o la raccolta di rifiuti urbani o e così via, il GIS consente ad operatori pubblici e privati di elaborare mappe, integrare informazioni, simulare scenari, risolvere problemi, elaborando soluzioni esprimibili sia in forma cartografica che in forma quali-quantitativa. L’ambito di applicazione dei GIS è quindi estremamente ampio e variegato. Nei Paesi più sviluppati, i GIS rappresentano ormai da qualche decennio un terreno di frontiera comune ad una pluralità di discipline scientifiche di cui hanno spesso fertilizzato, con il proprio apparato concettuale metodologico e applicativo, i relativi paradigmi costitutivi. È da questa cornice che deriva una oggettiva difficoltà nella definizione del termine che è di fatto non ancora consolidato, sia in quanto fortemente soggetto all’evoluzione tecnologica che comunque ne caratterizza alcuni aspetti, sia per la miriade di applica- DOCUMENTI zioni che ne dilatano caratteristiche e potenzialità. Ciò nonostante la corposa letteratura del settore converge su alcune definizioni, tra le quali la più tipica e diffusa è quella che riconosce i GIS, in senso ampio, come una combinazione di dati spaziali e di relativi attributi, di risorse hardware e software, di risorse umane con adeguata preparazione e di metodi di analisi, il tutto organizzato per automatizzare, gestire e distribuire informazioni a contenuto geografico (fig. 1). In definitiva, un sistema GIS e la gestione di dati, ovvero è un modello di rappresentazione del mondo reale che consente di definire scenari di valutazione delle conseguenze generate sul territorio da differenti interventi possibili o fenomeni che possono verificarsi. 2. Le diverse categorie di utenza dei Sistemi Informativi Geografici Quando è iniziata la diffusione dei Sistemi Informativi Geografici (GIS) era chiaro sola- Figura 1 – Le componenti di un GIS mente che questi erano in grado di gestire informazioni di tipo grafico, mentre tutti gli altri sistemi - l’analisi dell’accessibilità territoriale e la previsione delle trasformazioni del territorio a seguito di nuovi potevano gestire solo informazioni di tipo numerico o di investimenti in infrastrutture e dell’attivazione di altra natura. Secondo recenti studi, le applicazioni GIS nuovi servizi; più diffuse in assoluto sono quelle di gestione di reti la ricostruzione e previsione della domanda attravertecnologiche, di pianificazione e gestione urbanistica, so modelli di simulazione; del territorio e dei trasporti. In generale, per quanto riguarda l’utenza di sistemi GIS composta da enti pubbli- - la valutazione e la gestione del rischio ambientale, delle esternalità e dei costi sociali dovuti al settore ci, a parte i diversi Ministeri, le Regioni sono in prevadei trasporti; lenza dotate di applicazioni per la gestione del territorio, mentre si sta intravedendo uno sforzo per le appli- - la gestione di flotte di veicoli nella logistica distributiva, nella raccolta dei rifiuti, nei servizi di trasporto cazioni di monitoraggio ambientale e per attività GIS in pubblico, ecc. relazione alla pianificazione e gestione della rete dei trasporti e della logistica. Anche le Province si stanno i- Le applicazioni dei GIS ai trasporti consentono di intenoltre sempre più orientando verso soluzioni per la pia- grare le conoscenze acquisite nel campo della modellinificazione e gestione del territorio, incluso il monito- stica e della simulazione del traffico con le possibilità di raggio delle problematiche ambientali e il controllo del- gestione delle informazioni offerte dai moderni datale reti tecnologiche (gas, acqua, elettricità, ecc.). Infine, base relazionali. In primo luogo, infatti, tramite i GIS è i Comuni necessitano di strumenti per la realizzazione e possibile raccogliere in una visualizzazione sintetica la gestione in primis del Piano Regolatore Generale e di tutti i parametri topografici descrittivi dell’assetto territutti i Piani Attuativi. Grazie alla disponibilità di nuove toriale e della disposizione topologica delle reti. Tipicatecnologie GIS a basso costo, accanto a questi utenti e mente, una rete è rappresentata sul GIS mediante un applicazioni tradizionali ed istituzionali, stanno emer- grafo, ovvero uno strumento topologico composto da gendo anche realtà nuove, tra cui società di trasporto, di nodi connessi tramite archi. A nodi ed archi è inoltre distribuzione e di manutenzione, agenzie di marketing possibile associare uno più attributi esprimibili in forma territoriale, istituti di credito, assicurazioni, servizi so- numerica: capacità, distanza, tempo di percorrenza, cocio-sanitari, studi professionali di economia ed ingegne- sto, ecc. A titolo di esempio, si riporta in figura 2 una rappresentazione semplificata aggregata del modello toria applicata, nonché singoli studiosi e ricercatori. pologico di offerta di trasporto su gomma della Campa3. Principali applicazioni del GIS al settore dei tra- nia, mediante cui è possibile effettuare simulazioni e previsioni sia per quanto riguarda il traffico merci, che sporti La varietà di utenti vecchi e nuovi dei sistemi GIS riflet- per quanto riguarda il traffico passeggeri. In particolare, te una sempre più diversificata domanda di applicazioni. il grafo di riferimento è composto da 7.359 nodi e 8.135 In particolare, le applicazioni al settore dei trasporti so- archi tra autostrade, raccordi autostradali, strade statali e provinciali, le quali sono state evidenziate con colori no molteplici e possono riguardare, ad esempio: diversi in base ai differenti dati presenti nel data-set ca- la gestione e la pianificazione delle reti; ItaliaMondo Logistica & Intermodalità - 39 DOCUMENTI ricato all’interno del cosiddetto “file geografico” creato mediante uno specifico GIS per i trasporti (“GIS-T”) commercializzato da una software house statunitense. I GIS forniscono quindi all’utenza un’interfaccia grafica intuitiva, in cui le interrogazioni, le selezioni ed i risultati di simulazioni e previsioni sono accessibili in modo semplificato e prescindono dagli ambienti software in cui vengono eseguite. Attraverso l’ausilio delle tecnologie GIS si può arrivare alla realizzazione di un vero e proprio sistema di supporto integrato alle decisioni per i sistemi di trasporto, comprendente, oltre al data-base territorialeinfrastrutturale ed alle matrici origine/destinazione degli spostamenti, anche: - un data-base per il traffico, contenente le informazioni di tipo alfanumerico inerenti la circolazione e la viabilità (flussi, costi, tempi, velocità, curve di deflusso, disposizione della segnaletica e dei semafori, manovre consentite, ecc.). - una “biblioteca” di modelli di trasporto e programmi di calcolo con cui analizzare i vari aspetti della dinamica dei flussi e del loro impatto sull’ambiente: organizzazione del traffico, gestione e simulazione delle operazioni terminali nei nodi, consumi, emissione e diffusione di sostanze inquinanti, ecc. Un sistema con queste caratteristiche è quindi in grado di supportare tutte l’attività legate ad un sistema di trasporto, e più in generale logistico, soprattutto in fase di pianificazione, gestione e monitoraggio. I campi di applicazione ai trasporti dei GIS si sovrappongono inoltre a quelli delle tecnologie “ITS” (Intelligent Transport Systems) mirate alla gestione del traffico e più in generale della mobilità, quali: - i sistemi di controllo dei segnali stradali a messaggio variabile sensibili ai flussi di traffico; - i sistemi di gestione del traffico per il monitoraggio dei veicoli e la revisione degli orari; - i sistemi per la gestione degli incidenti e delle emergenze; - i sistemi di navigazione assistita; - i sistemi informativi per l’utente che forniscono informazioni aggiornate sul traffico e sul servizio di trasporto pubblico. In tempi recenti, con la diffusione di Internet, le applicazioni integrate GIS/Internet ai trasporti si sono largamente diffuse nel sottoinsieme delle applicazioni ITS conosciuto con il termine di “infomobilità”. 4. Modelli di rete e possibili applicazioni logistiche del GIS Lo spostamento delle persone, il trasporto e la distribuzione di beni e servizi, le comunicazioni: tutte queste at- Figura 2 - Il modello topologico aggregato di offerta di trasporto su gomma della regione Campania Fonte: nostra elaborazione su dati LOGICA 40 - ItaliaMondo Logistica & Intermodalità DOCUMENTI tività prevedono lo spostamento di materia o di informazioni mediante dei sistemi di reti, che sempre più costituiscono una delicata e vitale infrastruttura del mondo moderno. Tra le applicazioni principali che possono essere effettuate mediante un GIS su reti di qualsiasi tipo è possibile ricordare ad esempio: - la ricerca del minimo percorso in termini di costo generalizzato per andare da un punto di origine ad un punto di destinazione; - l’allocazione ottima di risorse; - l’individuazione della localizzazione ottimale di una attività (ad esempio un’infrastruttura, un attrattore turistico, ecc.), anche in funzione dell’accessibilità attuale e/o prevista rispetto ad altre attività e/o reti localizzate sul territorio; - l’assegnazione e l’individuazione dell’equilibrio dei flussi sulle reti e quindi sul territorio. - la verifica delle connettività tra due punti della rete. Consideriamo, in particolare, l’utilizzo delle funzioni di analisi di rete dei GIS per la determinazione del percorso minimo e più efficace per attraversare una rete passando per determinate località di questa. Tali applicazioni forniscono opzioni che riguardano il modo, il periodo dello spostamento e il parametro da ottimizzare (tempo, distanza o costo) nella scelta del percorso stesso. Un esempio di utilizzo di tali potenzialità di un GIS può essere quello di supporto alle decisioni di trasporto in ambito turistico, e in particolare per la scelta e l’organizzazione da parte di un tour operator di itinerari turistici che riescano a consentire ai turisti stessi, anche mediante la combinazione di diverse modalità di trasporto, la fruizione del maggior numero di attrattori di una determinata località sotto il vincolo di un tempo massimo disponibile e/o di un costo (massimizzazione della fruizione di attrattori turistici soggetta a vincoli di tempo e/o di costo). Per quanto riguarda invece le analisi relative all’allocazione ottimale delle risorse, bisogna disporre di un centro che offra risorse e di una domanda di queste sulla rete, o viceversa, di una offerta sulla rete e di una capacità ricettiva su di un centro. A titolo esemplificativo, mediante l’uso delle funzioni di allocazione di un GIS può essere affrontato e risolto un problema tipico dei tour operator e delle agenzie di viaggio, ovvero quello dell’assegnazione dei posti letto disponibili in una determinata zona turistica in funzione della domanda che via via viene a manifestarsi. 5. GIS e analisi di accessibilità: un’applicazione al caso di una possibile zona franca in Campania Un Sistema Informativo Geografico ben si presta a fornire un valido supporto per analisi di accessibilità territoriali, grazie alla definizione, elaborazione, geo-referenziazione ed utilizzazione di dati e modelli capaci di rappresentare le interazioni tra il territorio oggetto di studio e quelli ad esso circostanti, interazioni rese possibili dalle reti infrastrutturali relative ad una o più moda- lità di trasporto. In generale, mediante un’analisi di accessibilità è possibile valutare la struttura insediativa di un’area in relazione al sistema infrastrutturale e ai servizi di trasporto disponibili. In particolare, le misure di accessibilità possono essere distinte in due tipologie: 1) Misure che tengono esclusivamente conto delle caratteristiche dell’offerta di trasporto mediante una funzione d’impedenza più o meno complessa, dalla semplice distanza in linea d’aria ad una funzione che consideri particolari caratteristiche del sistema di trasporto, quali ad esempio il tempo totale di viaggio e/o il costo monetario di viaggio. Tali misure sono generalmente le più intuitive e semplici da calcolare, conducendo a risultati descrittivi di facile interpretazione. 2) Misure che tengono conto anche di variabili riguardanti la struttura socio-economica del territorio, ad esempio tramite l’introduzione di pesi attrattivi delle attività localizzate. Tali misure sottintendono solitamente una teoria economica di localizzazione. È possibile inoltre fare una distinzione tra “accessibilità attiva” e “accessibilità passiva”. Nel primo caso, è possibile parlare di misure di raggiungibilità di un punto nello spazio; nel secondo caso, invece, si misura il grado di raggiungimento, a partire da una data località, di attività o servizi localizzati sul territorio circostante. Nelle figure 3 e 4 si riportano i risultati di alcune analisi di accessibilità stradale media (attiva e passiva) in termini di tempo dell’area “Mobil-Q8” - che rappresenta una delle possibili localizzazioni di una zona franca da istituire nella città di Napoli - rispetto ai nodi intermodali di primo livello e ai distretti industriali regionali. In particolare, per quanto riguarda il porto di Napoli e l’aeroporto di Capodichino si registra un tempo di percorrenza fino a 15 minuti; mentre invece per l’interporto di Nola e quello di Marcianise-Maddaloni, situati in una posizione relativamente più centrale all’interno della regione, si registra un tempo di percorrenza fino a 30 minuti; infine, per quanto riguarda il porto di Salerno e l’Interporto di Battipaglia si registra un tempo di percorrenza fino a 60 minuti. Per quanto riguarda invece i distretti industriali, quelli di Grumo Nevano-AversaTrentola-Ducenta, Sant’Agata dei Goti-Casapulla e San Giuseppe Vesuviano, specializzati nel settore tessile-abbigliamento, sono caratterizzati da un’accessibilità stradale media (attiva/passiva) rispetto all’area Mobil che arriva fino a 30 minuti; per i distretti di Solofra e Nocera Inferiore, specializzati rispettivamente nel settore conciario e alimentare, si registra un tempo di percorrenza fino a 60 minuti; infine, nei distretti di San Marco dei Cavoti e di Calitri, entrambi specializzati nel settore tessile-abbigliamento, si registra un tempo di percorrenza fino a 90 minuti. 6. Conclusioni Il Piano Generale dei Trasporti e della Logistica del 2001 assegnava un ruolo determinante all’innovazione tecnologica, affermando che sarebbe stato scopo del ItaliaMondo Logistica & Intermodalità - 41 DOCUMENTI Figura 3 - Accessibilità stradale media attiva/passiva dell’Area Mobil-Q8 rispetto alle infrastrutture intermodali regionali di primo livello Fonte: nostra elaborazione su dati Università Federico II di Napoli – Dipartimento di Economia Piano stesso “…creare un ambiente favorevole per lo sviluppo e l’utilizzazione di tecnologie e servizi innovativi che contribuiscano al miglioramento del sistema dei trasporti e, nello stesso tempo, accrescano la competitività dell’industria nazionale…”. La gestione ed elaborazione delle informazioni mediante i GIS rappresentano una nuova sfida per il settore dei trasporti e della logisti- ca a supporto di vari altri settori economici, sfida a cui i diversi attori pubblici e privati coinvolti non devono sottrarsi, ma devono anzi utilizzare le nuove tecnologie come leva strategica per il raggiungimento di una maggiore efficienza e sostenibilità dei processi. Per chi desiderasse la bibliografia siamo pronti a fornirla dietro richiesta Figura 4 - Accessibilità stradale media attiva/passiva dell’Area Mobil-Q8 rispetto ai distretti industriali regionali Fonte: nostra elaborazione su dati Università Federico II di Napoli – Dipartimento di Economia 42 - ItaliaMondo Logistica & Intermodalità