Didattica - Teaching

Sapienza Università di Roma

Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

Dipartimento di Ingegneria Civile Edile e Ambientale

MASTER DEGREE IN TRANSPORT SYSTEMS ENGINEERING

Corso (12 Crediti):

Transport Modeling and Planning

docente: Guido Gentile      email: guido.gentile@uniroma1.it

assistente: Bojan Kostic      email: bojan.kostic@uniroma1.it

Obbiettivi del corso

Fornire i principali strumenti teorici e metodologici per la simulazione e la pianificazione del sistema dei trasporti, atti alla valutazione di interventi sulla rete delle infrastrutture e dei servizi nonché di politiche sulla mobilità delle persone e delle merci. Gli argomenti vengono sviluppati mediante l’analisi del fenomeno, la definizione di modelli, e l’applicazione di algoritmi di calcolo a casi elementari. Di seguito, una sintesi degli argomenti trattati:
  • approccio sistemico e offerta di trasporto – 1 credito
  • teoria dell’utilità aleatoria e modelli di domanda – 3 crediti
  • scelta del percorso e assegnazione su rete – 2 crediti
  • algoritmi di equilibrio e stima delle matrici od – 2 crediti
  • assegnazione al trasporto collettivo e trasporto merci – 2 crediti
  • assegnazione dinamica e progetto di rete – 2 crediti

Valutazione

Esame orale di circa 30 min. 3 domande sui diversi argomenti elencati nel programma. L'esame si ritiene superato se il candidato risponde in maniera soddisfacente ad almeno 2 domande. Ciò implica l'abilità di presentare in modo chiaro, non solo la tematica generale dell'argomento richiesto, ma anche la formulazione di modelli con sufficiente livello di dettaglio.

Calendario delle lezioni 2017-2018

Lezioni ed esercitazioni si tengono dal 25.09.2017 al 13.12.2017 presso la Facoltà di Ingegneria (San Pietro in Vincoli) in Roma, Via Eudossiana 18, con il seguente orario:

  • Lunedì 17.00-19.00 aula 21
  • Martedì 15.00-19.00 aula 9
  • Mercoledì 15.00-19.00 aula 9

Calendario degli esami 2017-2018

Per sostenere l’esame orale o verbalizzare il voto occorre prenotarsi tramite il sistema InfoStud per uno dei seguenti appelli:

  • 16 gennaio 2018, ore 10.00, area trasporti
  • 20 febbraio 2018, ore 10.00, area trasporti
  • 19 giugno 2018, ore 10.00, area trasporti
  • 17 luglio 2018, ore 10.00, area trasporti
  • 18 settembre 2018, ore 10.00, area trasporti

Ricevimento

Dopo la lezione, altrimenti per appuntamento da fissare via email.

Testo di riferimento

Ennio Cascetta (2009) Transportation Systems Analysis Models and Applications. Springer, ISBN 978-0-387-75857-2, prezzo: € 92.00 (eBook), € 115.00 (stampato)

Le diapositive e le esercitazioni non devono considerarsi sostituite ma integrative del libro di testo.

Programma delle lezioni


  PRIMA PARTE
 1 approccio sistemico all'analisi della mobilità
  introduzione al corso e finalità
  sistema trasporti-territorio
  struttura dei modelli per la simulazione della mobilità
  zonizzazione dell’area di studio
  matrice origine destinazione e caratteristiche della domanda di trasporto
 2offerta di trasporto
  formalizzazione del modello di offerta
  rappresentazione della rete stradale tramite grafo
  funzioni di costo e prestazione
  assegnazione ad enumerazione esplicita dei cammini
  gis e basi di dati per la pianificazione dei trasporti
 3 teoria dell’utilità aleatoria
  modelli di scelta discreta
  utilità ed attributi
  logit multinomiale
  logit gerarchizzato
  cross nested logit
  probit
  mixed logit
  simulazione Monte Carlo
 4 modelli di domanda
  modello a frequenza di spostamento
  modello ad indici per categoria
  generazione tramite regressione
  distribuzione e destinazioni elementari
  modelllo gravitazionale
  ripartizione modale
  problema dell'aggregazione
  serie storiche
 5 calibrazione e validazione
  regressione e i minimi quadrati
  massima verosimiglianza
  preferenze dichiarate
 6 scelta del percorso e caricamento delle reti
  modelli di scelta del percorso
  caricamento della rete a cammini espliciti
  algoritmo dei cammini minimi
  assegnazione tutto o niente
  caricamento della rete Monte Carlo
  algoritmo di Dial
 7 modelli di equilibrio ed algoritmi di assegnazione
  formulazioni come problema di punto fisso
  metodo delle medie successive
  SECONDA PARTE
  formulazioni come problema di ottimo
  disequazioni variazionali
  algoritmo di frank-wolfe
  algoritmi bush-based
  equilibrio multiclasse, multimodo e a domanda elastica
  software di assegnazione
 8 stima delle matrici origine-destinazione
  stima diretta della domanda attuale e indagini al cordone
  modello di provincializzazione
  riproporzionamento matriciale e pivoting di modelli
  ricostruzione in base ai flussi di traffico
 9 trasporto merci
  modello multi-regionale di input output
  generazione di movimenti per il carico e lo scarico
  modelli di distribuzione per le merci urbane
 10 assegnazione alle reti di trasporto collettivo
  rappresentazione della rete di linee mediante grafo
  assegnazione a frequenza
  modello di fermata
  strategie ed assegnazione con ipercammini
  assegnazione ad orario
  scelta dell’orario di partenza
 11 assegnazione dinamica
  la teoria delle onde cinematiche
  modello di arco e di nodo
  cammini minimi dinamici
  caricamento dinamico delle reti stradali
  equilibrio dinamico
  problemi di infomobilità
 12 progetto di rete
  obbiettivi della progettazione e loro valutazione
  ottimo di sistema e pedaggi marginali
  algoritmi di network design


Objectives of the course

To provide a methodological background for the simulation and the design of transport systems, aimed at the evaluation of interventions on the infrastructure and service network, as well as at the application of polices for the mobility of people and goods. The subjects will be developed through phenomena analyses, model definitions, and algorithm applications to elementary cases. A synthesis of the arguments presented in the course is listed below:

  • system approach and transport supply – 1 credit
  • random utility theory and demand modelling – 3 credits
  • route choice and network assignment – 2 credits
  • equilibrium algorithms and od matrix estimation – 2 credits
  • transit assignment and freight transport – 2 credits
  • dynamic traffic assignment and network design – 2 credits

Exam

Oral exam of about 30 min. 3 questions on different subjects listed in the program. The exam is passed if the student answers at least 2 questions satisfactorily. This implies the ability of presenting in a clear way, not only a general view about the requested subject, but also a sufficient level of detail in the formalization of models.

Calendar of classes 2016-2017

Classes will take place from 25.09.2017 to 13.12.2017 at the Engineering Faculty (San Pietro in Vincoli) in Roma, Via Eudossiana 18, with the following schedule:

  • Monday 17.00-19.00 room 21
  • Tuesday 15.00-19.00 room 9
  • Wednesday 15.00-19.00 room 9

Calendar of exams 2017-2018

To take the oral exam or to formalize the mark it is necessary to book on the InfoStud system for one of the following dates:

  • 16 January 2018, time 10.00, Trasport Area
  • 20 February 2018, time 10.00, Trasport Area
  • 19 June 2018, time 10.00, Trasport Area
  • 17 July 2018, time 10.00, Trasport Area
  • 18 September 2018, time 10.00, Trasport Area

Reception

Right after classes, or by email appointment.

Book

Ennio Cascetta (2009) Transportation Systems Analysis Models and Applications. Springer, ISBN 978-0-387-75857-2, price: € 92.00 (eBook), € 115.00 (hardcover)

Slides and exercises are not meant to substitute the text book but rather to integrate it.

Lecture program


  FIRST PART
 1 systematic analysis of mobility
  introduction and scope 
  land-use and transport
  structure of models for the simulation of mobility
  zoning the study area
  origin destination matrix and travel demand characteristics
 2transport supply
  formulation of the supply model
  representation of the road network through a graph
  performance and cost functions
  assignment with explicit path enumeration
  gis and database for transport planning
 3 random utility theory
  discrete choice models
  utility and attributes
  multinomial logit
  nested logit
  cross nested logit
  probit
  mixed logit
  Monte Carlo simulation
 4 demand modelling
  trip frequency model
  category index model
  generation through regression
  distribution and elementary destinations
  gravity model
  modal split
  aggregation problem
  time series
 5 calibration and validation
  regression and least squares
  maximum likelihood
  stated preferences
 6 route choice and network loading
  route choice models
  network loading with implicit path enuemeration
  shortest path algorithm
  all-or-nothing assignment
  Monte Carlo network loading
  Dial algorithm
 7 equilibrium models and assignment algorithms
  fixed-point formulations
  method of successive averages
  SECOND PART
  optimization problem formulations
  variational inequality
  frank-wolfe algorithm
  bush-based algorithms
  multiclass, multimode and elastic demand equilibria
  assignment software
 8 od matrix estimation
  direct estimation and cordon surveys
  provincialization model
  matrix riproportioning and model pivoting
  reconstruction based on traffic flows
 9 freight transport
  multi-regional input output
  movement generation of pick-up and delivery
  distribution models for urban freights
 10 transit assignment
  representation of the line network though a graph
  frequency-based assignment
  stop model
  strategy-based assignment and hyperpaths
  schedule-based assignment
  departure-time choice
 11 dynamic assignment
  kinematic wave theory
  arc and node models
  dynamic shortest paths
  dynamic network loading
  dynamic equilibrium
  information to travelers
 12 network design
  planning objectives and their evaluation
  system optimum and marginal pricing
  network design algorithms