Assessing the impact of speeding up projects of high-speed rail : the case of Milano-Torino route

Over the last decades, the High-Speed Rail (HSR) technology has attracted considerable interests worldwide and many countries have started some rail improvement projects aimed at increasing train speed up to 350 km/h. Despite the widespread interest in HSR, so far the literature has mainly focused on the technical evaluation of these projects and has dedicated little attention to the analysis of the impacts of speeding up investments on travel demand. Focusing on this gap, the aim of this master thesis is to design a model that is functional to study the HSR demand increase deriving from a speeding-up investment, in terms of demand diverted from alternative transportation modes. Starting from a thorough literature review on travel demand modeling, we focused on the family of mode choice models, and in particular we adopted an aggregate multinomial logit model to evaluate the impact of the speeding-up investment. Relying on the formulation of a user utility function, the proposed model relates the transportation demand and its explanatory variables (i.e. traveling time, traveling cost, travel purpose and socioeconomic characteristics of the trip maker). The model was also implemented to an existing HSR route, the Milano-Torino HSR route. To support the empirical implementation, a step by step procedure was defined, in order to structure the decision-making process by subdividing the final goal into sequential objectives and steps. The analysis of the Milano-Torino route highlighted that a decrease in HSR travelling time due to a speeding-up investment could bring to a +8% in HSR demand diverted from the other modes. The robustness of the result was validated through a sensitivity analysis on the most critical model parameters. In the case of Milano-Torino, another interesting finding is that the HSR mode is the main substitute for the car option. Moving from the results of this study, future works could extend the analysis to new routes and contexts, as well as design and develop an extensive cost and benefit analysis, to investigate the overall economic impact of a train speeding-up investment.

Negli ultimi decenni, la linea ferroviaria ad Alta Velocità (AV) ha suscitato grande interesse in tutto il mondo e un grande numero di nazioni ha investito in nuovi progetti di miglioramento di tali linee, con l'obiettivo di aumentare la velocità operativa dei treni fino a 350 km/h. Sebbene sia stato mostrato grande interesse verso questo tema, finora la letteratura si è concentrata principalmente sulla valutazione tecnica di questi progetti e ha dedicato poca attenzione all'analisi degli impatti sulla domanda di trasporto, derivanti dagli investimenti in velocizzazione di una linea AV. Questa tesi si propone, pertanto, di strutturare un modello che servirà a stimare l’aumento di domanda derivante dalla velocizzazione di una tratta, in termini di domanda diverted per sostituzione di mezzi alternativi. Sulla base di un'accurata analisi della letteratura sui modelli di domanda di trasporto, ci siamo focalizzate sulla classe dei modelli di scelta modale. In particolare abbiamo adottato il modello logistico multinomiale ad un livello di dettaglio aggregato, per valutare l’impatto della velocizzazione di una linea sulla domanda. Il modello proposto mette in relazione la domanda di trasporto e le sue variabili esplicative (ovvero tempo di viaggio, costo del viaggio, scopo del viaggio e caratteristiche socioeconomiche del viaggiatore), basandosi sulla formulazione di una funzione di utilità dell’utente. Il modello è stato poi implementato su una linea AV del sistema ferroviario italiano, ossia la Milano – Torino. Per supportare l'implementazione empirica, è stata definita una procedura a fasi, al fine di strutturare il processo decisionale suddividendo l'obiettivo finale in obiettivi e passaggi sequenziali. L’analisi empirica effettuata ha rivelato che l’investimento in velocizzazione sulla linea Milano - Torino porta ad un aumento della domanda, in termini di sostituzione da mezzi alternativi, pari a +8%. La robustezza del risultato è stata validata attraverso un'analisi di sensitività sui parametri del modello più critici. Inoltre, l’analisi compiuta ha mostrato che, nel caso della Milano-Torino, il treno AV è il principale mezzo sostituto della macchina. Partendo dai risultati di questo studio, i lavori futuri potrebbero estendere l'analisi a nuove linee ferroviarie e contesti, nonché a progettare e sviluppare un’analisi costi e benefici dettagliata, per andare a valutare l’impatto economico complessivo di un progetto di velocizzazione di una linea AV.