Algoritmi per treni in orario

Una ricerca europea ha sviluppato un metodo di calcolo per ottimizzare la rete ferroviaria. Le prime applicazioni nelle stazioni di Palermo e Genova hanno ridotto i ritardi del 25%. Intervista al ricercatore italiano che ha partecipato al progetto “Arrival”

CRONACA – “Annuncio ritardo. Avvisiamo la gentile clientela che il treno viaggia con 15 minuti di ritardo. Ci scusiamo per il disagio”. Chi viaggia in treno sa quanto siano frequenti messaggi di questo tipo. I pendolari, soprattutto, sopportano quasi tutti i giorni i disservizi della rete ferroviaria, con lunghe attese sui binari, coincidenze che saltano, appuntamenti che slittano. Non è un problema solo italiano. Ma un gruppo di ricercatori potrebbe aver trovato la soluzione.Grazie a un finanziamento dell’Unione europea, è stato messo a punto un modello algoritmico che regola gli orari dei treni in modo da garantire ai passeggeri di arrivare a destinazione nel minor tempo possibile. La soluzione non è affatto ovvia (non è, infatti, far andare i treni più veloci e ridurre i tempi di cambio). Richiede un complesso sistema di calcolo in cui entrano in gioco tantissime variabili. Le prime applicazioni sperimentali in Italia, in Germania, Paesi Bassi e Svizzera sono state un successo. Abbiamo contattato il ricercatore italiano che ha partecipato al progetto ARRIVAL (Algorithms for robust and online railway optimisation: improving the validity and reliability of large scale systems), Gabriele di Stefano, professore del Dipartimento di ingegneria elettrica e dell’informazione dell’Università de L’Aquila, a cui tutti i passeggeri sulle rotaie di Trenitalia potrebbero essere in futuro eternamente grati.

In cosa consiste il progetto ARRIVAL?

Lo scopo della ricerca era lo sviluppo di un metodo algoritmico per ottimizzare i trasporti pubblici sulla rete ferroviaria europea . È forse il problema su larga scala più complesso da studiare, che necessita di enormi quantità di dati e pone sfide enormi. Ci siamo focalizzati su due delle questioni più difficili: come ottenere una pianificazione il più possibile robusta rispetto ai guasti che generano ritardi, e come reagire in tempo reale ai guasti più seri che, comunque, si verificano. Per la pianificazione della rete bisogna considerare numerosi aspetti, tra cui la definizione delle linee; il numero e la frequenza dei treni; gli orari;  la disposizione dei treni nelle stazioni e nei depositi;  la definizione del materiale rotabile; la regolazione dei turni del personale; le manutenzioni.

Come si risolve un problema così difficile?

La soluzione non consiste nel cercare l’ottimo rispetto al singolo parametro del sistema. Per esempio, ipotizziamo un sistema in cui i treni viaggiano al massimo della loro velocità, i tempi per i cambi sono ridotti al minimo, come pure i tempi di sicurezza tra due passaggi di treni su uno stesso scambio e così via. Un piccolo ritardo in un sistema del genere provocherebbe una cascata di problemi e un potenziale disastro. È come mandare un motore di un’automobile sempre al massimo dei giri. Le soluzioni a problemi di ottimizzazione, che noi chiamiamo robuste, non sono, in generale, ottime.

Quindi a soluzione migliore non è quella ottimale?

Si tratta di una soluzione non molto distanti dall’ottimo, che permette al sistema di assorbire piccoli ma frequenti malfunzionamenti in modo automatico, senza l’intervento diretto dell’uomo. In caso di problemi più gravi, la nostra ricerca offre soluzioni per ripristinare il funzionamento del sistema nel più breve tempo possibile.

Come sono andate le applicazioni?

In Italia ci sono state le prime applicazioni prototipali per le stazioni di Palermo e Genova, in cui si è ottenuta una riduzione dei ritardi del 25%, e sono stati realizzati i primi studi per orari robusti sulla linea Brennero-Bologna Centrale. In Germania questo metodo ha ridotto i tempi di attesa tra treni consecutivi da quattro a due minuti nella rete sotterranea di Berlino. In Svizzera ha permesso che treni aggiuntivi possano operare su sezioni ad alto rischio dell’itinerario. Inoltre in base alle nostre indicazioni è stato stilato il nuovo orario per il sistema ferroviario nazionale olandese. Anche la compagnia ferroviaria francese, la Société Nationale de Chemins-de-Fer Français (SNCF), partner industriale, ha espresso interesse per il nostro progetto.

E Trenitalia?

La nostra è una ricerca di base che ha già visto comunque notevoli applicazioni. In Italia non mi aspetto una ricaduta dei risultati nell’immediato, ma se anche da noi si seguirà l’esempio olandese, i benefici saranno molti e per tutti.

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