Di Fabrizio Arneodo, Roberta Castelli, Gianluca Cerboni - 5T Srl

In questo articolo si descrivono le modalità di analisi dati adottate in 5T per la valutazione degli impatti delle restrizioni alla mobilità in vigore sul territorio a seguito della pandemia COVID-19. 

In particolare, attraverso servizi erogati per l’infomobilità e il supporto agli enti locali nel governo della mobilità regionale, si raccolgono e si storicizzano una serie di dati, che opportunamente elaborati e correlati, possono fornire una serie di informazioni molto interessanti sull’evoluzione della mobilità sul territorio. Tali analisi possono essere sistematizzate, nel caso di monitoraggio di fenomeni ripetitivi, o essere eseguite puntualmente su specifiche esigenze, come quella per l’appunto legata agli impatti dell’emergenza sanitaria sulla mobilità.

La Centrale Regionale della Mobilità

La Regione Piemonte si è dotata di una Centrale Regionale della Mobilità attraverso la quale gestisce dati, strumenti e servizi per il governo della mobilità piemontese, secondo gli obiettivi di accessibilità e sostenibilità del Piano Regionale della Mobilità e dei Trasporti, li mette a disposizione di tutti gli altri stakeholder del territorio e fornisce servizi di infomobilità per gli spostamenti dei propri cittadini.

Le attività principali della Centrale Regionale della Mobilità sono:

• il monitoraggio del traffico in tempo reale
• le analisi dei dati di traffico tramite strumenti DSS (Decision Support System)
• la raccolta, la validazione e l’organizzazione delle informazioni relative alla mobilità regionale
• la gestione di servizi di informazione agli utenti
• il monitoraggio del TPL regionale
• la gestione del sistema di Bigliettazione Elettronica regionale (BIP – Biglietto Integrato Piemonte)

La parte di monitoraggio del traffico regionale, in operatività dal 2015, ha il principale obiettivo di monitorare in tempo reale il traffico su una rete di oltre 35.000 chilometri (circa 32.000 interni alla regione), dal livello autostradale fino al livello urbano. È considerata una delle implementazioni più avanzate al mondo per estensione geografica, per capillarità del monitoraggio, per tipologia dei dati raccolti, in particolar modo quelli in tempo reale, e per livello tecnologico, grazie ad un innovativo sistema di stima e previsione del traffico e ad una estesa rete di sensori di rilevazione del traffico fissi e mobili.

La Centrale è presidiata da personale specializzato per l’erogazione dei servizi di infomobilità e si avvale di una piattaforma software per il monitoraggio, la previsione e il controllo del traffico in tempo reale sulla rete stradale della regione, denominata “Supervisore Regionale” (SVR), basato su modelli di assegnazione e caricamento dinamico del traffico sulla rete stradale modellata che consentono di individuare le condizioni del traffico attuale e previsto nell’orizzonte di un’ora. Le stime dello stato del traffico del SVR sono prodotte tenendo in considerazione le misure in tempo reale provenienti dal campo e gli eventi attivi sulle strade (chiusure, cantieri, etc.). Le misure sono messe a disposizione dalle stazioni fisse di rilevamento del traffico (spire induttive e sensori di varia tipologia) e da sensori mobili (FCD - Floating Car Data), mentre le informazioni relative agli eventi di traffico vengono raccolte dalla Centrale, che è in costante contatto con le Forze dell’Ordine e i gestori delle strade, e vengono inserite nei sistemi per essere utilizzate e diffuse.

L’elaborazione e l’integrazione delle misure con gli eventi di traffico permettono da un lato di migliorare le stime dello stato del traffico in tempo reale e dall’altro di fornire informazioni aggiornate ai cittadini attraverso il servizio Muoversi in Piemonte, punto unico di accesso alle informazioni inerenti lo stato del traffico regionale.

Al fine di raggiungere il maggior numero di utenti, le notizie e le informazioni, costantemente aggiornate in tempo reale, sono erogate e diffuse in modalità multicanale tramite:

• il portale web muoversinpiemonte.it
• 10 notiziari radiofonici giornalieri, prodotti dalla Centrale Regionale e diffusi su 35 emittenti locali aderenti al servizio
• il canale Twitter @MIPiemonte
• il Numero Verde Unico della Regione Piemonte 800 333 444

Si forniscono, inoltre, servizi di supporto agli Enti Locali per le attività di pianificazione della viabilità e dei trasporti attraverso la consultazione e l'analisi di dati di traffico storicizzati in apposite banche dati. La Centrale Regionale della Mobilità è operativa 7 giorni su 7 e 365 giorni all’anno, dalle 6:30 alle 21:30 (sabato, domenica e festivi dalle 7:00 alle 22:00) e impiega uno staff di 13 persone. Gestisce oltre 80 eventi al giorno (con circa 200 nuovi inserimenti a settimana) e oltre 245 ordinanze a settimana, provenienti da Province, gestori delle autostrade o Polstrada.

 

I dati raccolti dalla Centrale Regionale della Mobilità

I servizi a supporto della mobilità erogati da 5T attraverso la Centrale Regionale della Mobilità e i sistemi tecnologici che ne consentono l’erogazione, quali ad esempio i sensori del traffico, i sistemi di monitoraggio delle flotte di veicoli, i semafori intelligenti e i sistemi di bigliettazione elettronica, comportano la raccolta, la storicizzazione e gestione di una serie di dati della mobilità.

Questi sono spesso raccolti in tempo reale e nel corso degli anni hanno assunto dimensioni considerevoli, per la cui analisi è divenuto essenziale strutturare il lavoro attraverso delle opportune tecniche.

I dati della mobilità possono essere categorizzati nelle seguenti classi:

1. Trasporto privato
2. Mobilità dolce e condivisa
3. Trasporto pubblico
4. Piattaforme di Big Data Analysis: DVI di TIM e MOVE di TomTom

 Trasporto privato

• Traffico veicolare: dati di flusso e velocità da sensori fissi, tempi di percorrenza da veicoli sonda (FCD - Floating Car Data), misurati in tempo reale; stato del traffico (flusso, velocità, densità) stimato da modello in tempo reale (stato attuale e previsione fino a 1h) sull’intera rete stradale regionale (oltre 35.000 km), di auto e mezzi pesanti. Tutti i dati hanno una risoluzione ai 5’ e sono progressivamente storicizzati
• ZTL: transiti storicizzati ai varchi ZTL della Città di Torino (ordinaria, TPL, ecc)
• Parcheggi in struttura: dati storicizzati e in tempo reale della occupazione dei parcheggi in struttura collegati alla Centrale della Città di Torino
• Caselli autostradali: transiti giornalieri in uscita di parte dei caselli autostradali piemontesi con suddivisione in mezzi pesanti e leggeri
• Transiti ai valichi: transiti mensili di vetture, camion e autobus passanti dai trafori Frejus, Monte Bianco e barriera di Ventimiglia

Mobilità dolce e condivisa:

• Bike sharing station based ([TO]Bike): occupazione in tempo reale degli stalli con indicazione delle biciclette a disposizione per il noleggio
• Bike sharing free floating (Helbiz): posizione in tempo reale dei mezzi disponibili per il noleggio
• Flussi ciclistici: passaggi rilevati dai 7 sensori presenti su alcune delle principali piste ciclabili cittadine
• Monopattini (7 operatori): posizione in tempo reale dei mezzi disponibili per il noleggio
• Scooter sharing (Mimoto, Zig Zag): posizione in tempo reale dei mezzi disponibili per il noleggio
• Car sharing station based (BlueTorino): occupazione in tempo reale degli stalli con indicazione delle autovetture a disposizione per il noleggio

Trasporto pubblico

• Servizio programmato, con descrizione linee e orari per le aziende aderenti al sistema di bigliettazione elettronica regionale BIP
• Consuntivo del servizio esercito per le aziende aderenti al sistema di bigliettazione elettronica regionale BIP
• Vendite dei titoli di viaggio e validazioni dei titoli per le aziende aderenti al sistema di bigliettazione elettronica regionale BIP
• Posizione dei mezzi in tempo reale per la rete urbana di GTT

 

Ci sono poi dati relativi ad altre tipologie, tipicamente derivanti da Piattaforme di Big Data Analysis esterne, di cui 5T si avvale per raffinare le analisi condotte sulla mobilità.

Piattaforma DVI di TIM

La piattaforma DVI di TIM (Data Visual Insights), attraverso un’interfaccia web, fornisce il servizio di acquisizione di dati di presenza e mobilità delle SIM telefoniche (Subscriber Identity Module) sull’area territoriale della Regione Piemonte. I dati sono rappresentati tramite sistema Market-Share per espandere la stima dei valori al totale della popolazione.

I dati di presenza delle SIM telefoniche sono forniti su scala geografica (censuaria, comunale, provinciale e regionale nel limite del territorio piemontese) e aggregati su base temporale (oraria, giornaliera, settimanale e mensile), storicizzati con rolling horizon annuale.

Le piattaforma DVI di TIM elabora:

• analisi di presenza che restituisce la quantità di popolazione rilevata nell’area geografica di interesse
• analisi di mobilità che restituisce una stima degli spostamenti nel territorio di interesse intesa come:
• indicazione della numerosità di rilevazioni in funzione delle direzioni in uscita dalla località per l’intervallo temporale analizzato (dove vanno - Destinazioni)
• indicazione della numerosità della popolazione presente in funzione della località di provenienza (da dove arrivano - Provenienze)

Piattaforma MOVE di TomTom

La piattaforma MOVE di TomTom, attraverso una interfaccia web, fornisce informazioni derivate dall’analisi dei dati di localizzazione di autoveicoli in possesso di TomTom tramite statistiche del traffico, analisi Origine/Destinazione e monitoraggio degli itinerari in forma anonimizzata, messe direttamente a disposizione dell’utente attraverso le seguenti dashboard/moduli:

• O/D Analysis: fornisce le matrici OD degli spostamenti impostando preliminarmente le aree geografiche in zone di interesse sulla base delle quali la piattaforma restituisce le matrici Origine Destinazione rispetto a un periodo di tempo definito dall’utente. Alcuni esempi di applicazione di tale modulo sono:
  • i progetti di geomarketing (store, punti pubblicitari)
  • studi sul turismo (distribuzione stagionale degli utenti sui punti di interesse)
  • pianificazione urbana (percorsi e studi delle dinamiche del flusso o del turismo)
  • programmi smart city (come input per gli studi sulla mobilità)
• Traffic Stats: fornisce informazioni dettagliate sulla situazione del traffico sulla rete stradale cittadina rispetto a un’area specifica e un intervallo di tempo di interesse. I risultati così calcolati dalla piattaforma sono resi disponibili attraverso un report visualizzabile online e scaricabile per analisi a posteriori. Tale modulo è utilizzato, ad esempio, per:
• monitorare i tempi di percorrenza dei veicoli su un percorso
• analizzare la velocità sui segmenti stradali
• studiare gli effetti di congestione dovuti a restringimenti di carreggiata
• rilevare il tempo di percorrenza prima e dopo una variante geometrica della rete stradale
• rilevare l'impatto di eventi stagionali o ciclici e incidenti
• acquisire dati di velocità e tempi di percorrenza da integrare nei modelli di trasporto offline.

La copertura geografica è stata circoscritta al territorio urbano della città di Torino. Le principali tipologie di dati sono state opportunamente catalogate e descritte in una specifica documentazione (metadatazione).

 

Analisi degli impatti sulla mobilità del periodo pandemico

A partire dal mese di marzo 2020 è iniziato un dettagliato lavoro di analisi dei dati gestiti da 5T per poter fornire a Città di Torino e Regione Piemonte un report sull’evoluzione della mobilità dei cittadini durante la pandemia da COVID-19, al fine di evidenziare trend e valorizzare il grande patrimonio di dati gestiti in ambito urbano e regionale.

 

Ambito urbano

Per la Città di Torino i dati considerati sono stati:

• flussi medi veicolari, elaborati a partire dai sensori presenti sulla rete viaria cittadina
• ingressi ai varchi di accesso della Zona Traffico Limitata, rilevati dai 46 varchi gestiti dalla Centrale della Città di Torino
• occupazione media dei parcheggi, riferita ai 34 parcheggi in struttura gestiti dalla Centrale della Città di Torino
• flussi medi misurati dai sensori ciclistici, elaborati dai 7 sensori posti su alcune delle principali piste ciclabili cittadine

 

Sono stati analizzati diversi periodi di riferimento, in relazione all’andamento della situazione pandemica e dell’entrata in vigore dei decreti governativi (DCPM) che limitavano gli spostamenti sul territorio.

Nei primi mesi di lockdown si sono confrontati i dati con un periodo considerato ordinario (i primi 20 giorni del mese di febbraio) e un periodo di attenzione, in cui si iniziavano ad osservare le prime chiusure legate all’epidemia soprattutto per quanto atteneva i plessi scolastici e gli eventi pubblici (24/02/2020-08/03/2020). Con il passare dei mesi gli orizzonti temporali considerati dalle analisi sono cambiati, mantenendo come riferimento per la definizione dei periodi di confronto le riaperture legate ai DPCM emanati dal Governo in base all’evolversi della situazione epidemiologica e considerando come periodo ordinario l’anno 2019.

Le analisi si sono focalizzate principalmente su dati giornalieri provenienti dai sistemi 5T di interesse. I valori sono stati normalizzati per poter effettuare un confronto con il periodo analogo dell’anno 2019 e il precedente periodo di restrizioni alla mobilità.

Uno degli studi effettuati ha confrontato gli andamenti delle principali fonti analizzate in ambito cittadino (flussi ciclistici, traffico medio, ingressi ZTL e occupazione parcheggi) in un periodo che va da gennaio 2020 a marzo 2021. Nel grafico sottostante si nota come il lockdown abbia influenzato fortemente la mobilità dei cittadini, registrando evidenti diminuzioni nei trend delle fonti considerate. A partire dal mese di maggio 2020 si è assistito ad un graduale incremento delle curve fino al mese di agosto 2020, in corrispondenza con il periodo delle vacanze estive, durante il quale si può ipotizzare l’abbandono delle metropoli da parte di molti torinesi, grazie all’allentamento delle restrizioni. Nel mese di settembre si ha una nuova crescita nei trend di mobilità ma ancora lontana in valore assoluto dai valori corrispondenti al periodo precedente la pandemia: fa eccezione solo l’utilizzo della bicicletta, che ha registrato percentuali elevate rispetto ai mesi precedenti anche nella stagione invernale. L’incremento dell’utilizzo delle due ruote potrebbe essere riconducibile alla scelta da parte di molti cittadini verso modalità di trasporto con meno rischio di contagio, evitando pertanto l’utilizzo dei mezzi pubblici.

È, inoltre, evidente come il traffico medio, gli ingressi in ZTL e l’utilizzo dei parcheggi in struttura siano inferiori ai valori di inizio 2020: questo è probabilmente dovuto alle restrizioni in vigore per il sistema di colorazione delle regioni e all’incremento dello smart working negli uffici, che ha quindi limitato lo spostamento di molti lavoratori.  

Fonte: Centrale Regionale della Mobilità

 

Con il protrarsi del periodo pandemico si è inoltre ampliato il focus delle analisi includendo lo studio dei profili medi orari giornalieri. Il grafico seguente rappresenta il confronto tra i profili medi orari del traffico veicolare del mese di marzo 2021 confrontato con il mese analogo del 2020 e 2019: si può notare come i picchi dell’ora di punta del mattino (fascia oraria 7-9) e del pomeriggio (fascia oraria 17-19) appaiano molto marcati nel 2019, per poi calare drasticamente nel 2020. Il mese di marzo 2021 segna una ripresa rispetto al 2020, ma si mantiene comunque inferiore nei valori rispetto ad un periodo ordinario come il 2019: questo è parzialmente dovuto alle restrizioni alla mobilità dovute prima alla zona arancione e poi, dalla seconda metà del mese, alla zona rossa.

Fonte: Centrale Regionale della Mobilità

 

Ambito regionale

In area regionale sono stati analizzati:

• flussi di traffico giornalieri, espressi in veicoli/giorno, rilevati dai sensori 5T installati sulle strade statali e provinciali del Piemonte
• provenienze delle SIM TIM tra le province del Piemonte
• provenienze delle SIM TIM dalle regioni Lombardia, Valle D’Aosta e Liguria verso il Piemonte

 

Nell’ambito delle attività di monitoraggio del traffico veicolare privato è stata calcolata la variazione percentuale dei flussi di traffico giornalieri, espressi in veicoli/giorno, rilevati dai sensori 5T installati sulle strade statali e provinciali del Piemonte, nel periodo dal 06/01/2020 al 31/12/2020 confrontato con i rispettivi giorni del 2019.

Anche in ambito regionale, come si nota dal grafico seguente, il lockdown ha avuto un forte impatto sulla mobilità con riduzioni molto evidenti dei flussi veicolari nei mesi di marzo e aprile 2020. Nel mese di maggio 2020 si nota una graduale ripresa dei flussi fino al termine del mese di luglio: il nuovo calo coincide poi con il periodo delle vacanze estive. La ripresa dell’attività scolastica segna un nuovo picco nei flussi veicolari fino all’inizio del mese di novembre, periodo in cui è entrato in vigore il sistema di restrizioni legato al numero di contagi. Si evidenzia inoltre che nei mesi di settembre e ottobre 2020 i flussi veicolari hanno superato i livelli dei corrispondenti mesi del 2019, segno di un temporaneo graduale ritorno a un periodo di normalità.

Fonte: Centrale Regionale della Mobilità

La pandemia è stata l’occasione di avviare nuovi studi avvalendosi della piattaforma di Big Data Analysis DVI di TIM (Data Visual Insights), che ha permesso l’estrazione e analisi dei dati relativi a:

• presenze medie giornaliere delle SIM telefoniche registrate in ciascuna delle otto province del Piemonte che hanno avuto origine (provenienze) da ciascuna delle altre province del Piemonte, consentendo di tracciare la mappa degli spostamenti intra-provinciali

Tramite opportune aggregazioni temporali su base oraria e giornaliera sono state calcolate le variazioni percentuali degli spostamenti da una provincia verso tutte le altre rispetto i medesimi periodi del 2020 e 2019.

I periodi presi in considerazione per questa analisi sono stati i seguenti:

• Periodo «normale»: dal 06/01/2020 al 23/02/2020
• Periodo «critico»: dal 24/02/2020 al 08/03/2020
• Periodo di «blocco»: dal 09/03/2020 al 03/05/2020
• Periodo «fase 2»: dal 04/05/2020 al 02/06/2020
• Periodo «fase 3»: dal 03/06/2020 al 05/11/2020
• Periodo «fase 4»: dal 06/11/2020 al 02/05/2021

 

A titolo di esempio, di seguito, sono riportati i risultati ottenuti per la provincia di Torino: verso tutte le province appare evidente il calo della mobilità nel periodo di blocco, con diminuzioni fino al 90% rispetto al 2019. Nella fase 2, 3 e 4 si assiste ad una graduale ripresa della mobilità con variazioni percentuali sempre più prossime allo zero. Fanno eccezione gli spostamenti verso la provincia di Alessandria, Biella e Verbano-Cusio-Ossola nella fase 4, che subiscono un calo decisamente marcato rispetto alla fase 3.

 

Fonte: Piattaforma di Big Data Analysis DVI di TIM

• presenze medie giornaliere delle SIM telefoniche registrate in Piemonte che hanno avuto origine (provenienze) dalle regioni Lombardia, Valle D’Aosta e Liguria e dirette, appunto, verso il territorio piemontese.

Tramite opportune aggregazioni temporali su base oraria e giornaliera sono state poi calcolate le variazioni percentuali degli spostamenti da ciascuna delle tre regioni verso il Piemonte e rispetto i medesimi periodi del 2020 e 2019.

A titolo di esempio, di seguito, i profili delle provenienze registrati nel periodo dal 06/01/2020 al 31/12/2020 dalla Lombardia confrontati con il rispettivo giorno dell’anno precedente: osservando il grafico appare evidente come dopo il periodo di lockdown gli spostamenti verso il Piemonte si siano sempre mantenuti inferiori ai livelli del 2019 (anche nel periodo settembre - ottobre), trend non riscontrato in altre analisi.

Fonte: Piattaforma di Big Data Analysis DVI di TIM

 

Conclusioni

La Centrale di Controllo della Mobilità regionale, che eroga una serie di servizi a supporto della mobilità, consente la raccolta di una serie di dati che opportunamente elaborati e raffrontati con altre fonti costituiscono una preziosa fonte per valutare i trend della mobilità. Questo, nel corso del 2020, è stato in particolare applicato per l’analisi degli impatti della pandemia di COVID-19, evidenziando i forti impatti sulla mobilità nel territorio regionale e urbano, come emerge dai risultati delle analisi presentate.

In ambito cittadino si è notato come la ripresa delle attività ordinarie ha portato ad un cambio di abitudini nella mobilità urbana, spingendo più cittadini a muoversi con la bicicletta rispetto al passato. È inoltre evidente come, nonostante sia trascorso più di un anno dall’inizio della pandemia, i livelli di mobilità non sono ancora tornati a quelli del 2019.

Un trend analogo si riscontra anche a livello regionale, in cui la riduzione di mobilità tra regioni e province diverse appare ancora più marcato.

 

Bibliografia

1. Arneodo F., “La Centrale Regionale della Mobilità”, Politiche Piemonte56/2019
2. Arneodo F., Castelli R., Gagliardi G., Sabatelli F. “Muoversi in Piemonte: an integrated platform for infomobility services”, Geomatics Workbooks, December 2017.
3. Arneodo F., Botta D., Castelli R., “Towards a “Smart Region” paradigm Beyond Smart Cities borders: Piedmont Region experience”, IEEE Explore, June 2017.
4. Arneodo F., Botta D., Gagliardi G., “Managing by Data the Governance of Regional Transport Network”, 11th ITS European Congress, 6-9 June 2016 Glasgow (Scotland).

 

Per approfondimenti:

Per ulteriori approfondimenti: www.5t.torino.it/library/

 

Parole chiave: KPI, Real-time Data, Big Data