Transportation risk assessment of highway tunnels: analysis of three italian case studies based on dynamic traffic simulation

The maintenance of highway tunnels is a subject that demands considerable attention from the operators of the highway network, as the safety of individuals depends on it. The vehicles in circulation are subject to a risk that depend on the condition of the tunnel's lighting system, road surface, structural integrity, ventilation systems, and emergency facilities. This risk is defined as geotechnical-structural risk, concerning the likelihood of accidents. To minimize it, maintenance must be carried out, typically involving construction sites that introduce an additional type of risk: transportation risk. In fact, these construction sites bring about issues like accidents, disruptions, and traffic queues. In the case of this thesis, the transportation risk it has been assessed, specifically in terms of exposure, estimating the level of service, queue lengths, and time losses (vehicle-hours) for various different construction Scenarios. The construction plan for tunnel maintenance involves the closure of the carriageway associated with the tunnel undergoing maintenance, with the diversion of vehicles to the opposite carriageway, thereby creating a two-way traffic system throughout the duration of the construction site. The methodology, aided by microsimulations, aims to evaluate the performance, using indicators, of maintenance construction Scenarios with different tunnel aggregation configurations. The Scenarios are therefore differentiated by the number of aggregated tunnels that are closed, and thus based on the total number of construction days. Additionally, two different maintenance methods are introduced for calculating the construction days required for interventions purposes. The case studies chosen for analysis encompasses three elementary sections of the Italian highway network within the Liguria region: A12 Sestri Levante-Deiva Marina, A10 Andora-Albenga, A10 Savona-Albisola. By evaluating the results of various construction Scenarios, it becomes possible to estimate which tunnel aggregation method is preferable in terms of minimizing the transportation risk of exposure.

La manutenzione delle gallerie autostradali è un argomento che richiede considerevole attenzione da parte degli operatori della rete autostradale, poiché ne dipende la sicurezza delle persone. I veicoli in circolazione sono soggetti a un rischio che dipende dalle condizioni del sistema di illuminazione della galleria, dalla superficie stradale, dall'integrità strutturale, dai sistemi di ventilazione e dalle strutture di emergenza della galleria stessa. Questo rischio è definito come rischio geotecnico-strutturale, riguardante la probabilità di incidenti. Per minimizzarlo, è necessaria la manutenzione, che solitamente utilizza cantieri che introducono un ulteriore tipo di rischio: il rischio trasportistico. Infatti, questi cantieri comportano problemi come incidenti, interruzioni e code di traffico. Nel caso di questa tesi, verrà valutato solo il rischio trasportistico, in particolare in termini di esposizione, stimando il livello di servizio, la lunghezza delle code e le perdite di tempo (ore-veicolo) per vari Scenari di costruzione diversi. Lo schema di cantierizzazone per la manutenzione delle gallerie in questa tesi prevederà la chiusura della carreggiata associata alla galleria in fase di manutenzione, con la deviazione dei veicoli verso la carreggiata opposta, creando così un sistema di traffico a doppio senso per tutta la durata del cantiere. La metodologia, supportata da microsimulazioni, mira a valutare le prestazioni, utilizzando indicatori, di scenari di costruzione per la manutenzione con diverse configurazioni di aggregazione delle gallerie. Gli scenari saranno quindi differenziati dal numero di gallerie aggregate che verranno chiuse e quindi basati sul numero totale di giorni di cantiere. Inoltre, saranno introdotti due diversi metodi di manutenzione per il calcolo dei giorni di cantiere necessari al fine degli interventi. I casi studio scelti per l'analisi comprenderanno tre tratte elementari della rete autostradale italiana nella regione Liguria: A12 Sestri Levante-Deiva Marina, A10 Andora-Albenga, A10 Savona-Albisola. Valutando i risultati dei vari Scenari di cantierizzazione, è possibile stimare quale metodo di aggregazione di gallerie è migliore dal punto di vista della minimizzazione del rischio trasportistico di esposizione.