A novel map-matching procedure for low-sampling GPS data with applications to traffic flow analysis

An extensive sample (2%) of private vehicles in Italy are equipped with a GPS device that periodically measures their position and dynamical state for insurance purposes. Having access to this type of data allows to develop theoretical and practical applications of great interest: the real-time reconstruction of traffic state in a certain region, the development of accurate models of vehicle dynamics, the study of the cognitive dynamics of drivers. In order for these applications to be possible, we first need to develop the ability to reconstruct the paths taken by vehicles on the road network from the raw GPS data. In fact, these data are affected by positioning errors and they are often very distanced from each other (~2 Km). For these reasons, the task of path identification is not straightforward. This thesis describes the approach we followed to reliably identify vehicle paths from this kind of low-sampling data. The problem of matching data with roads is solved with a bayesian approach of maximum likelihood. While the identification of the path taken between two consecutive GPS measures is performed with a specifically developed optimal routing algorithm, based on A* algorithm. The procedure was applied on an off-line urban data sample and proved to be robust and accurate. Future developments will extend the procedure to real-time execution and nation-wide coverage.

Microscopic Modeling on complex networks

The field of complex systems is a growing body of knowledge, It can be applied to countless different topics, from physics to computer science, biology, information theory and sociology. The main focus of this work is the use of microscopic models to study the behavior of urban mobility, which characteristics make it a paradigmatic example of complexity. In particular, simulations are used to investigate phase changes in a finite size open Manhattan-like urban road network under different traffic conditions, in search for the parameters to identify phase transitions, equilibrium and non-equilibrium conditions . It is shown how the flow-density macroscopic fundamental diagram of the simulation shows,like real traffic, hysteresis behavior in the transition from the congested phase to the free flow phase, and how the different regimes can be identified studying the statistics of road occupancy.

Lifelines in case of Natural Disaster Emergencies

In order to handle Natural disasters, emergency areas are often individuated over the territory, close to populated centres. In these areas, rescue services are located which respond with resources and materials for population relief. A method of automatic positioning of these centres in case of a flood or an earthquake is presented. The positioning procedure consists of two distinct parts developed by the research group of Prof Michael G. H. Bell of Imperial College, London, refined and applied to real cases at the University of Bologna under the coordination of Prof Ezio Todini. There are certain requirements that need to be observed such as the maximum number of rescue points as well as the number of people involved. Initially, the candidate points are decided according to the ones proposed by the local civil protection services. We then calculate all possible routes from each candidate rescue point to all other points, generally using the concept of the "hyperpath", namely a set of paths each one of which may be optimal. The attributes of the road network are of fundamental importance, both for the calculation of the ideal distance and eventual delays due to the event measured in travel time units. In a second phase, the distances are used to decide the optimum rescue point positions using heuristics. This second part functions by "elimination". In the beginning, all points are considered rescue centres. During every interaction we wish to delete one point and calculate the impact it creates. In each case, we delete the point that creates less impact until we reach the number of rescue centres we wish to keep.

Infrastrutture per la mobilità, interventi di trasformazione territoriale e valorizzazione immobiliare: una proposta metodologica di approccio integrato

In una situazione caratterizzata dalla scarsità delle risorse finanziare a disposizione degli enti locali, che rende necessario il contributo dei privati alla realizzazione delle opere pubbliche, e dalla scarsità delle risorse ambientali, che impone di perseguire la sostenibilità degli interventi, la tesi si pone l’obiettivo di rendere le realizzazioni di nuove infrastrutture viarie “attive” rispetto al contesto in cui si collocano, garantendo l’impegno di tutte parti coinvolte. Si tratta di ottenere il contributo dei privati oltre che per le opere di urbanizzazione primaria, funzionali all’insediamento stesso, anche per la realizzazione di infrastrutture viarie non esclusivamente dedicate a questo, ma che sono necessarie per garantirne la sostenibilità. Tale principio, che viene anche denominato “contributo di sostenibilità”, comincia oggi a trovare un’applicazione nelle pratiche urbanistiche, sconta ancora alcune criticità, in quanto i casi sviluppati si basano spesso su considerazioni che si prestano a contenziosi tra operatori privati e pubblica amministrazione. Ponendosi come obiettivo la definizione di una metodologia di supporto alla negoziazione per la determinazione univoca e oggettiva del contributo da chiedere agli attuatori delle trasformazioni per la realizzazione di nuove infrastrutture viarie, ci si è concentrati sullo sviluppo di un metodo operativo basato sull’adozione dei modelli di simulazione del traffico a 4 stadi. La metodologia proposta è stata verificata attraverso l’applicazione ad un caso di studio, che riguarda la realizzazione di un nuovo asse viario al confine tra i comuni di Castel Maggiore ed Argelato. L’asse, indispensabile per garantire l’accessibilità alle nuove aree di trasformazione che interessano quel quadrante, permette anche di risolvere alcune criticità viabilistiche attualmente presenti. Il tema affrontato quindi è quello della determinazione del contributo che ciascuno degli utilizzatori del nuovo asse dovrà versare al fine di consentirne la realizzazione. In conclusione, si formulano alcune considerazioni sull’utilità della metodologia proposta e sulla sua applicabilità a casi analoghi.

Forme di appartenenza, forme di resistenza: orizzonti e società della provincia turca di Iğdır

La ricerca nasce da un lavoro di campo condotto nella provincia turca di Iğdır, un altopiano al confine con l'Armenia e il Nakhichevan, vicino alla Georgia e all'Iran, ma morfologicamente isolato dal resto della Turchia. Dopo due secoli alquanto turbolenti, la società locale è oggi caratterizzata dalla presenza di un’ampia componente turco-azera (sciita) e di un’altrettanto ampia componente turco-curda (sunnita shafiita). Inizialmente, la ricerca propone un’analisi diacronica di alcune rappresentazioni europee dell’altopiano, con particolare attenzione alle migrazioni (James Clifford, 1997, Routes: Travel and Translation in the Late Twentieth Century), ai confini, ai limiti e alle frontiere, quest’ultime intese come orizzonti dell’immaginario (Vincent Crapanzano, 2003, Imaginative Horizons: An Essay in Literary-Philosophical Anthropology). Quindi, prendendo spunto dall’inserimento nella società di Iğdır di un insegnante originario della Turchia centrale, analizzo la pratica dello spazio pubblico come fenomenologia delle forme di appartenenza e di resistenza ai gruppi locali. In questa sezione, dopo un capitolo di disamina dell’etnia azera, lo studio affronta i modi di abitare il territorio, con una prospettiva che unisce il centro urbano di Iğdır e, attraverso una fitta rete stradale e sociale, il paese di Ortaköy — alla cui analisi dell'organizzazione sociale dello spazio, delle forme di appartenenza e di resistenza, dedico l’ultima riflessione.