Traffico, modelli matematici per migliorare la qualità della vita e la salute dell’aria - Bnews
Traffico, modelli matematici per migliorare la qualità della vita e la salute dell’aria
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Il traffico non è una scienza esatta. È dalla metà del secolo scorso che i matematici studiano modelli da utilizzare per prevederne l’andamento e individuare le modalità di intervento più appropriate per regolarlo. Un lavoro non semplice perché i flussi veicolari sono dettati dalle scelte dei conducenti, che hanno sempre una componente aleatoria. Il lavoro condotto da un team internazionale composto da matematici e ingegneri ha prodotto uno studio che punta a ridurre la lunghezza delle code, i tempi di percorrenza e la frequenza di quel fenomeno che prende il nome di “stop and go waves”, vale a dire i ripetuti arresti e ripartenze durante un tragitto, non determinati da ostacoli quali cantieri o incidenti. Procedimento e risultati di questa ricerca sono riportati nel libro “Control Problems for Conservation Laws with Traffic Applications. Modeling, Analysis, and Numerical Methods” edito da Birkhäuser.

«Abbiamo utilizzato la teoria del controllo. In pratica - spiega Mauro Garavello, professore di Analisi Matematica di Milano-Bicocca - si studia come varia la dinamica di un sistema se si agisce dall’esterno attraverso dei controlli». Per quanto riguarda la circolazione stradale esistono già alcuni controlli naturali come i dispositivi semaforici sincronizzati, i limiti dinamici di velocità e le limitazioni in ingresso nelle arterie principali. Questi dispositivi determinano il comportamento degli automobilisti. «La parte del lavoro condotta dai matematici è consistita nella ricerca di controlli ottimali, in maniera da incidere positivamente sui flussi di traffico», aggiunge il docente.

Gli ingegneri del team, dal canto loro, hanno verificato la validità dei modelli elaborati attraverso degli esperimenti condotti in California con l’impiego di veicoli a guida autonoma e telefoni cellulari le cui tracce permettevano di “monitorare” l’andamento del traffico.

La riduzione di traffico e tempi di percorrenza non comporta solo un miglioramento della qualità della vita delle persone che si spostano in auto: incide sulla sicurezza, perché contiene il rischio di incidenti che si verificano negli incolonnamenti, e contribuisce a ridurre l’impatto sull’ambiente. «La concentrazione di emissioni inquinanti in una determinata area aumenta quando i veicoli vanno piano o sono fermi nel traffico. Ecco perché - rimarca il professor Garavello - snellire la circolazione ci consentirà di migliorare la qualità dell’aria».

Il coinvolgimento degli automobilisti, anche in maniera involontaria, attraverso i dispositivi di controllo fornisce un contributo importante al miglioramento della circolazione. Nei prossimi anni saranno le auto a guida autonoma ad assumere automaticamente comportamenti virtuosi. «Da noi è il futuro, in alcuni Stati USA, invece, le auto a guida autonoma possono già circolare. Il loro impiego è fondamentale: sarà sufficiente avere anche solo il 10 per cento di veicoli circolanti muniti di questi dispositivi per registrare - conclude il docente di Milano-Bicocca - una riduzione evidente dei problemi legati al traffico».