Approfondimenti

Sicurezza stradale e sistema Safety Tutor: il caso studio della Tangenziale di Napoli

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Effetti sulla sicurezza stradale del sistema Safety Tutor: il caso studio della A56 Tangenziale Est-Ovest di Napoli
a cura di: Alfonso Montella, Lella Liana Imbriani, Vittorio Marzano, Filomena Mauriello
Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale
Università degli Studi di Napoli Federico II

Il Ministero dei Trasporti Statunitense ha pubblicato il report Making Our Roads Safer (disponibile integralmente a questo LINK) nel quale suggerisce a tutte le agenzie di implementare su larga scala 28 interventi che possono offrire significativi e misurabili miglioramenti della sicurezza. Il primo intervento raccomandato è denominato Speed Safety Cameras, declinato in tre forme: fisse, mobili e tutor (P2P).
Il tutor non è ancora utilizzato negli Stati Uniti e il caso studio considerato come best practice che prova l’efficacia dell’intervento è la Tangenziale di Napoli, ed in particolare l’articolo Effects on speed and safety of point-to-point speed enforcement systems: Evaluation on the urban motorway A56 Tangenziale di Napoli (consultabile QUI). A distanza di 7 anni dalla pubblicazione dell’articolo, si propone di seguito una sintesi con i principali risultati rimandando all’articolo originale per il dettaglio degli aspetti scientifici e metodologici.

DESCRIZIONE DEL SISTEMA
Il Tutor è il primo sistema elettronico – informatico che permette di calcolare la velocità media dei veicoli su tratte autostradali di lunghezza variabile e  di rilevare automaticamente le infrazioni al Codice della Strada.
Il sistema (fig. 1 qui in basso) è composto da:
1. Una telecamera, per ciascuna corsia di marcia, sospesa sopra la carreggiata su strutture in acciaio, appositamente installate o sui tralicci orizzontali dei pannelli a messaggio variabile già presenti in autostrada;
2. Una serie di spire ad induzione magnetica (per ogni corsia di marcia), annegate sotto l’asfalto immediatamente dopo le telecamere;
3. La rete in fibra ottica di Autostrade per l’Italia, che connette le varie sezioni di Polizia Stradale;
4. Un centro di elaborazione dati della Polizia Stradale;
5. Un software di riconoscimento ottico dei caratteri che compongono le targhe dei veicoli.
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Vediamo ora che cosa accade quando si attraversa una tratta coperta da Tutor:
•    Il sensore del portale d’ingresso rileva la categoria del veicolo (automobile, moto, camion, pullman, ecc.) e attiva le telecamere che fotografano la targa e ne registrano la data e l’ora di passaggio.
Alla fine della tratta, il sensore del portale d’uscita rileva il passaggio dei veicoli attivando le telecamere che ne fotografano la targa e ne registrano l’ora di transito sotto il portale.
•    Un sistema centrale effettua gli abbinamenti tra i dati registrati dalle telecamere dei due portali, calcolando la velocità media di ciascun veicolo, intesa come il rapporto tra lo spazio percorso e il tempo  impiegato per percorrerlo. I dati dei veicoli la cui velocità media non supera quella consentita vengono immediatamente eliminati.
•    Per i veicoli in violazione, il sistema interroga in automatico gli archivi della Motorizzazione per risalire, tramite la targa, all’intestatario del veicolo. Le violazioni vengono poi accertate dalla Polizia Stradale e il sistema provvede alla compilazione e alla stampa del verbale, inoltrando in via informatica i dati per la procedura di notifica al trasgressore.

Caso studio
Siti di intervento
La Tangenziale Est-Ovest di Napoli (A56) è un’autostrada urbana a tre corsie per senso di marcia con lunghezza pari a 20.2 km per carreggiata ed include 14 svincoli con 24 rampe di ingresso e 24 rampe di uscita.
Al fine di ridurre le velocità di percorrenza, è stato introdotto un limite statico di 80 km/h. Successivamente, il 9 febbraio 2009 è stato implementato il sistema Safety Tutor su sette tratte: 3 tratte consecutive per la direzione Ovest (W1, W2, W3) per una lunghezza complessiva di 5 km e 4 tratte consecutive per la direzione Est (E1, E2, E3, E4) per una lunghezza complessiva di 13 km.
I dati di traffico della Tangenziale di Napoli non sono disponibili non essendo disponibili i volumi di traffico nei caselli di ingresso. Pertanto, avendo a disposizione i dati di traffico dei caselli di uscita, i dati di traffico dei portali Tutor e i dati di traffico AISCAT è stato possibile effettuare un’analisi di simulazione del traffico che ha consentito di stimare i volumi di traffico per ciascun tronco.
I dati di incidente nel sito di intervento sono stati i rapporti di indicente stradale archiviati presso la stazione di Polizia Stradale di Fuorigrotta. Gli incidenti totali registrati negli anni dal 2006 al 2011 sono 2’059.
A partire dalla banca dati progettata e realizzata nell’ambito dell’attività di ricerca è stata effettuata un’accurata analisi descrittiva dei dati d’incidente (Figura 2 qui in basso). Gli incidenti totali sono diminuiti del 46%, passando dal 412 a 222 del 2011, mentre il numero delle vittime è diminuito del 67%, passando da 6 a 2 decessi. Nel periodo 2006 – 2011 è stata registrata una costante riduzione della gravità degli incidenti, evidenziata dall’indice di mortalità che si attesta al 0.9% nel 2011 contro l’1.5% del 2006.
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Con riferimento alla distribuzione temporale degli incidenti durante l’arco della giornata, si riscontra un maggior numero di incidenti nelle ore diurne con il 67% degli incidenti totali. Ciò è dovuto essenzialmente alle differenti condizioni di circolazione di giorno, caratterizzate da maggiori flussi di traffico.
La tipologia di incidente più diffusa è il tamponamento con il 45% di incidenti seguita dalla fuoriuscita, che registra il 21% dei casi. Analizzando la distribuzione degli incidenti in funzione delle caratteristiche geometriche si rileva che il 58% degli incidenti avviene in curva (Tabella 1 qui in basso).
tutor_tabella-1.pngSITI DI CONTROLLO
I siti di controllo, non sottoposti a trattamento, sono stati utilizzati per la calibrazione dei modelli predittivi degli incidenti. Per la scelta di tali siti è stato eseguito un test statistico sui dati di incidentalità negli anni 2001-2006, prima che alcun trattamento fosse realizzato. In particolare, è stato verificato che il rapporto tra il numero di incidenti attesi prima e dopo sia lo stesso nei siti di trattamento e nei siti di controllo. Tale rapporto è risultato pari a 1,03.
L’autostrada A 16 Napoli – Canosa, utilizzata come sito di controllo, è un’ autostrada extraurbana, costruita da due carreggiate separate da spartitraffico, ciascuna con due corsie di marcia (larghezza della corsia 3.75 m, banchina in destra variabile tra 0.50 e 3.50 m e spartitraffico con larghezza di 2 m). Il tratto di studio Napoli – Candela ha una lunghezza di 127.50 km e presenta 11 svincoli con 21 rampe di uscita (13 in curva e 8 in rettifilo) e 20 rampe di ingresso (11 in curva e 9 in rettifilo). Il tracciato stradale attraversa zone montuose e pertanto sono presenti 11 gallerie (per una lunghezza complessiva di 4.03 km) e 38 viadotti (per una lunghezza complessiva di 8.11 km). Il limite di velocità generalizzato è pari a 130 km/h ma sono presenti anche sezioni in cui il limite di velocità imposto è 80 km/h (50.25 km in carreggiata est e 26.60 km in carreggiata ovest).
In funzione delle caratteristiche geometriche e dei volumi di traffico, il tratto di studio Napoli – Candela è stato suddiviso in 10 tronchi e 652 sezioni (326 per senso di marcia).
Il tracciato stradale è costituito da una successione di elementi geometrici a curvatura costante (curve e rettifili) in assenza di clotoidi di flesso e di continuità.
I dati di traffico dell’autostrada A16 sono stati forniti dalla società Autostrade per l’Italia per gli anni 2006 – 2011.
La banca dati degli incidenti nei siti di controllo (autostrada A16 Napoli – Canosa) è stata realizzata attraverso l’analisi dei rapporti di indicente presso le stazioni di Polizia stradale locali di Avellino Ovest e Grottaminarda e contiene tutte le informazioni registrate dalla Polizia Stradale, anche gli incidenti con soli danni materiali.
Gli incidenti totali registrati nel tratto di studio Napoli  – Candela sono 3’294, negli anni dal 2006 al 2011 (1563 – 47 % in direzione Est e 1731 – 53 % in direzione Ovest). Dal grafico sottostante (Figura 3) e dalla tabella (Tabella 2) si nota che il numero di incidenti stradali risulta quasi costante dal 2006 al 2009 e poi inizia a decrescere.
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tutor_tabella-2.pngMETODO DI ANALISI
I modelli predittivi degli incidenti sono stati calibrati per gli incidenti totali e per gli incidenti in rettifilo e curva in funzione della lunghezza, del volume e della composizione del traffico, dell’andamento planimetrico dell’asse, dell’andamento altimetrico dell’asse, della congruenza del progetto, della visibilità disponibile, delle caratteristiche della sezione trasversale e delle caratteristiche del margine. Inoltre, sono stati calibrati modelli disaggregati in relazione alla gravità dell’incidente (incidenti lievi ed incidenti gravi), alle condizioni atmosferiche (incidenti con pioggia e senza pioggia), alle condizioni di illuminazione (incidenti diurni e notturni) ed alla tipologia di incidente (fuoriuscite, tamponamenti, laterali, altre tipologie).
Determinati i modelli predittivi degli incidenti, per valutare l’efficacia degli interventi di miglioramento della sicurezza sono state effettuate analisi del tipo before-after con il metodo empirico Bayesiano, che hanno consentito la valutazione dell’effetto del sistema Safety Tutor sull’incidentalità.

ANALISI DEI RISULTATI
Effetto degli interventi sui fattori di modificazione degli incidenti
L’efficacia del sistema è stata valutata separatamente per le tratte Tutor, per le tratte Spillover e per l’intero tracciato.  La riduzione degli incidenti totali nelle tratte Tutor è stata stimata pari al 32% (Tabella 3 qui in basso).
Nella due carreggiate l’efficacia del sistema è leggermente differente e  tale risultato potrebbe essere dovuto al fatto che la lunghezza delle tratte Tutor nelle due carreggiate è differente.
Dall’analisi disaggregata per anni è risultato che l’efficacia del sistema diminuisce nel tempo. Ciò fa pensare ad un effetto di adattamento del comportamento di guida al sistema; infatti la riduzione degli incidenti totali è del 37%  nel primo anno dopo l’attivazione del sistema e del 28% nell’ultimo anno analizzato (Errore. L’origine riferimento non è stata trovata.).
Tale fenomeno di adattamento è stato riscontrato anche su altre autostrade italiane, ovvero in A3 Napoli-Salerno dove un anno dopo l’attivazione del sistema Safety Tutor è stato osservato un aumento di velocità significativo e in A1 Milano – Napoli (tratto Caianello – Caserta Sud) dove la riduzione degli incidenti totali è passata dal 39.4%  nel primo semestre dopo l’attivazione del sistema al 18.7% nell’ultimo anno analizzato.
Nei giorni feriali il sistema Safety Tutor è più efficace che nei giorni festivi. Infatti, nei giorni feriali la riduzione del numero di incidenti è del 38%, mentre nei giorni festivi la riduzione degli incidenti è del 17% e tale riduzione non è significativa.
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Relativamente alle condizioni geometriche della strada, i risultati delle analisi mostrano che il sistema Safety Tutor è più efficace in curva che in rettifilo (0.51 vs. 0.95). Inoltre, la riduzione degli incidenti in rettifilo non è statisticamente significativa in quanto il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 95% è negativo. Tale risultato è coerente con i risultati ottenuti in altri studi su autostrade italiane, ad esempio sull’A1 Milano – Napoli (tratto Caianello – Caserta Sud) è stata stimata una riduzione degli incidenti in curva pari a 43% e in rettifilo pari a 28%. Le condizioni di illuminazione non influenzano significativamente l’efficacia del sistema infatti l’efficacia del sistema è pressoché uguale di giorno e di notte (0.68  vs. 0.69). Questo risultato potrebbe dipendere dal fatto che di notte le velocità di percorrenza sono maggiori anche se i volumi di traffico sono minori. Le condizioni atmosferiche influenzano significativamente l’efficacia del sistema. La riduzione degli incidenti in presenza di pioggia è del 57% mentre in assenza di pioggia del 30%. Tale risultato si riscontra anche con riferimento allo stato della pavimentazione. La riduzione degli incidenti su strada bagnata (-51%) è maggiore della riduzione degli incidenti stimata su strada asciutta (-29%).
L’effetto del sistema Safety Tutor si risente anche sulle tratte non coperte da Tutor. La riduzione degli incidenti totali nelle Tratte Spillover è stata stimata pari al 21% mentre nelle tratte Tutor è risultata pari al 32%. Tale risultato evidenzia che la presenza del Tutor influenza positivamente i comportamenti di guida, determinando una riduzione statisticamente significativa del 26% degli incidenti totali sull’intero tracciato.

EFFETTO DEGLI INTERVENTI SULLA VELOCITA’
L’effetto prodotto dall’istallazione del sistema Safety Tutor in Tangenziale di Napoli sulle velocità di percorrenza è stato studiato attraverso i dati di velocità registrati prima e dopo l’istallazione. I dati di velocità registrati sono le velocità medie di tratta di 22’293’193 veicoli di cui il 2% sono veicoli pesanti. La velocità media di percorrenza è 81.6 km/h prima dell’istallazione del Tutor, 71.8 Km/h nel primo anno dopo l’istallazione, 74.7 km/h nel secondo anno dopo l’istallazione del Tutor e 75.1 km/h nell’ultimo anno analizzato. In particolare, la velocità media dei veicoli leggeri è 83.4 km/h prima dell’istallazione del Tutor, 72.1 km/h nel primo anno dopo l’istallazione del Tutor, 74.8 km/h nel secondo anno dopo l’istallazione del Tutor e 75.2 km/h nell’ultimo anno analizzato. Per i veicoli pesanti la velocità media è  72.1 km/h prima dell’istallazione del Tutor, 72.1 km/h nel primo anno dopo l’istallazione del Tutor, 68.5 km/h nel secondo anno dopo l’istallazione del Tutor e 68.7 km/h nell’ultimo anno analizzato (Tabella 4; Figura 4, qui in basso).
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L’analisi è stata condotta anche con riferimento alla velocità operativa (V85). In questo caso è stata registrata, negli anni analizzati, una riduzione della velocità del 14.7 % per i veicoli totali, 15.7 % per i veicoli leggeri e 7% per i veicoli pesanti.
Dai dati di velocità analizzati emerge che il sistema Tutor è efficace nella riduzione della velocità. In particolare, la maggiore riduzione si registra per la deviazione standard della velocità. Il sistema Tutor determina anche una riduzione della velocità operativa e della velocità media ma risulta più efficace nella riduzione della operativa (17% vs. 12%).
Relativamente ai veicoli leggeri l’efficacia del Tutor in termini di riduzione della velocità si riduce nel tempo, mentre per i veicoli pesanti aumenta nel tempo. Ciò significa che i veicoli leggeri hanno risentito subito della presenza del Tutor e poi si sono adattati al sistema, mentre i veicoli pesanti hanno percepito dopo la presenza del sistema di controllo delle velocità.

CONCLUSIONI
Le analisi di sicurezza eseguite sulla Tangenziale di Napoli hanno mostrato che: (a) il sistema Safety Tutor è efficace in termini di riduzione della velocità; (b) il sistema Safety Tutor è efficace in termini di riduzione dell’incidentalità; (c) la riduzione dell’incidentalità è legata alla riduzione della velocità; (d) la riduzione dell’incidentalità è legata alla geometria del tracciato.
Relativamente alla velocità di percorrenza, la maggiore riduzione si registra per la deviazione standard della velocità (31% vs. 14% per V85 e 9% per Vm).  Relativamente ai veicoli leggeri l’efficacia del Tutor in termini di riduzione della velocità si riduce nel tempo, mentre per i veicoli pesanti aumenta nel tempo. Ciò significa che i veicoli leggeri hanno risentito subito della presenza del Tutor e poi si sono adattati al sistema, mentre i veicoli pesanti  hanno percepito dopo la presenza del sistema di controllo delle velocità.
Relativamente all’incidentalità, la riduzione del numero di incidenti totali nelle tratte Tutor è statisticamente significativa ed è stata stimata pari al 32%. Il sistema Tutor è più efficace nella riduzione degli incidenti più gravi (-37% per incidenti con morti e feriti vs. -22% per incidenti con soli danni materiali) e nella riduzione degli incidenti a veicolo isolato (-44%).
Il sistema Safety Tutor è più efficace in curva che in rettifilo (-48% vs. -5%). Le condizioni di illuminazione non influenzano significativamente l’efficacia del sistema. Le condizioni atmosferiche influenzano significativamente l’efficacia del sistema; infatti la riduzione degli incidenti in presenza di pioggia è del 57% mentre in assenza di pioggia del 30%. Tale risultato si riscontra anche con riferimento allo stato della pavimentazione (-51% su strada bagnata vs. -29% su strada asciutta). L’effetto del sistema Safety Tutor si risente anche nelle tratte non coperte da Tutor, dove la riduzione degli incidenti totali è pari al 21% contro il 32% delle tratte Tutor. L’efficacia del sistema diminuisce nel tempo passando da una riduzione degli incidenti totali del 37% nel primo anno dopo l’attivazione del sistema al 28% nell’ultimo anno analizzato. Ciò fa pensare ad un effetto di adattamento del comportamento di guida al sistema.
Nelle tratte Spillover l’effetto di adattamento è più sentito, passando da una riduzione degli incidenti totali del 25% nel primo anno dopo l’attivazione del sistema all’8% nell’ultimo anno analizzato.

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