TPER e l'ottimizzazione dei turni per servizi urbani ed extraurbani: una storia di successo


L'azienda Trasporto Passeggeri Emilia-Romagna (TPER) è la più grande azienda dell’Emilia-Romagna per numeri e volumi di servizio nel settore del trasporto pubblico ed è uno dei principali operatori di trasporto passeggeri in Italia. La partnership tecnologica fra TPER e MAIOR risale ai primi anni 90. Scopriamo 30 anni di storia insieme. 


In questa intervista, l’ingegnere Stefano Manzoni, Responsabile della Pianificazione e Progettazione in TPER, spiega come l'utilizzo degli algoritmi di ottimizzazione della suite MAIOR consentono di pianificare turni ottimizzati per i servizi urbani ed extraurbani dell'azienda, gestendo tutte le peculiarità dei turni stessi, o di generare scenari di simulazioni per aumentare l'efficienza e migliorare la qualità offerta ai passeggeri ed a propri dipendenti.

TPER nasce nel 2012 dalla fusione del ramo trasporto di ATC, azienda di trasporti su gomma di Bologna e Ferrara, e FER, società regionale ferroviaria.

L'azienda gestisce oltre 2.500 dipendenti e copre una percorrenza annua di oltre 50 milioni di chilometri, tra cui 44,2 milioni di servizi su gomma e 5,8 milioni per il trasporto passeggeri in ambito ferroviario, per un totale annuo di oltre 160 milioni di viaggi.


TPER è stata una delle prime aziende di trasporto pubblico a traguardare il passaggio da un lavoro manuale di costruzione dei turni all'utilizzo di software con algoritmi di ottimizzazione per la generazione automatica di turni macchina e turni guida. Ancor oggi, MAIOR e TPER collaborano a nuovi progetti e si confrontano su possibili evoluzioni con lo stesso entusiasmo di 30 anni fa.

Benefici dell'introduzione della suite MAIOR


"Poiché quando abbiamo iniziato non esistevano strumenti di caricamento automatico dei dati, abbiamo dovuto fare data entry manuale. Questa attività ha richiesto diversi mesi per il completamento, ma dopo poco più di un anno siamo andati a regime con l'urbano, e dopo altri 6 mesi con l'extraurbano. Dal 1994 abbiamo in produzione la suite MAIOR su tutti i nostri servizi: urbani, suburbani ed extraurbani." - Stefano Manzoni

Uno dei primi benefici che ha ottenuto l'azienda fu quello di avere tutti i dati in unico DataBase consistente. Grazie a questo, le risposte a qualsiasi domanda sul servizio si ottenevano molto più velocemente e senza la possibilità di errori umani. 

"Altri vantaggi immediati e subito molto apprezzati da oraristi e turnisti nel passaggio dal lavoro manuale all'utilizzo della suite MAIOR è che il software consentiva agli oraristi, in caso di modifiche parziali, di “ricostruire” parti di orario senza doverlo rifare interamente sulla carta millimetrata mentre i turnisti potevano lavorare con la tranquillità di non “perdere” mai delle attività di guida lasciando quindi scoperte porzioni di turni macchina." - Stefano Manzoni

Prima di utilizzare gli algoritmi di ottimizzazione di MAIOR, il personale dedicato alla formazione dei turni dell’area urbana era composto da 3 persone. Per definire tutti i turni guida di un nuovo servizio (circa 900 turni) lavoravano 15 giorni in parallelo, per un totale quindi di circa 45 giorni uomo di lavoro.


La formazione dei turni guida nell’allora ATC era un passaggio estremamente complesso per i vincoli normativi e  per la particolarità della compensazione “collettiva” che comportava la necessità di realizzare turni con una dispersione molto ridotta della prestazione attorno al valor medio contrattualmente sancito. Con MAIOR l'effort complessivo nella progettazione dei turni guida si è ridotto progressivamente a pochi giorni.

Un altro importante traguardo raggiunto da TPER con l'introduzione della suite MAIOR è stato quello di svincolare la progettazione dei turni dalla “particolare” professionalità del turnista, professionalità che veniva tramandata di collega in collega solo con un lungo, e a volte non indolore, affiancamento. Adesso, infatti, la suite MAIOR è lo strumento che permette la creazione di turni ottimizzati, così che non sia più assolutamente essenziale la presenza di alcuni operatori "eletti" a realizzarli.


TPER è stato testimone delle numerose nuove versioni dell’algoritmo rilasciato da MAIOR che hanno sempre migliorato la qualità della soluzione trovata, fino a quando nel 2005, c’è stata quella che Stefano definisce una “svolta epocale” poiché l’algoritmo:

-Riusciva a creare turni di qualità ottima, con minimizzazione di quelli poco graditi, riduzione del nastro medio e delle ore di sfrido quasi a zero, mantenendo una prestazione media esattamente identica a quella contrattuale.

-Consentiva di generare simulazioni, per ipotizzare gli effetti di variazioni di normativa sui turni guida, in modo rapido ed accurato.

-Con tempi di elaborazione molto ridotti (3 o 4 ore), generava soluzioni che consentivano di recuperare 2 turni medi giornalieri rispetto alla migliore soluzione della versione precedente dell'algoritmo ed a quanto poteva fare il miglior turnista a mano.

-Non richiedeva alcun intervento manuale degli operatori, poiché i turni che produceva potevano tranquillamente essere messi in esercizio senza essere toccati.

Particolarità dei turni degli autisti e risposte affidabili alle richieste del sindacato


In TPER i turni guida hanno una prestazione media uniforme e molto vicina al valore di riferimento di 6h e 13', garantendo al tempo stesso di non superare quella massima contrattuale di 6h e 25'. 

"Questo intervallo molto piccolo comporta che i turni, pur essendo differenziati in molteplici tipologie (mattinali, serali, spezzati, unici, semiunici, part-time e full time), hanno tutti una prestazione molto simile, per cui la gaussiana che distribuisce le prestazioni attorno alla media è molto stretta. Furono quindi necessarie azioni importanti di tuning per poter gestire questa esigenza." - Stefano Manzoni


 

Per Stefano creare e analizzare scenari è possibile solamente utilizzando strumenti automatici come quello MAIOR, e ci racconta che a Bologna il software chiude circa 800 turni, di cui 640 full time e 150 part time, in 2 o 3 ore, e che addirittura a volte dopo poco più di un’ora l'algoritmo converge già con una soluzione talmente vicina al lower bound che fermano l’algoritmo e usano quella.

La vera potenza dell'algoritmo di ottimizzazione turni di MAIOR è che permette di fare simulazioni di scenari turni e modifiche di normativa, trovando sempre, e in tempi ridotti, la migliore qualità dei turni al minimo costo." - Stefano Manzoni

Scenari e simulazioni per il servizio urbano ed extraurbano


Per il responsabile di pianificazione e progettazione di TPER, Stefano Manzoni, gli orari del servizio urbano subiscono normalmente, escludendo il recente periodo pandemico, variazioni meno significative. Poi ovviamente vi sono eventi in cui si interviene su una o più linee urbane per esigenze diverse. Dalle semplici modifiche dei percorsi, alla definizione di nuove linee, passando per interventi su orari e percorsi causati da cantieri impattanti sul servizio e di lunga durata, oppure all'adeguamento dei tempi di percorrenza di una linea alla realtà riscontrata in esercizio.

Il servizio extraurbano è per contro continuamente in divenire per richieste di corse aggiuntive o di modifica degli orari di partenza od arrivo, per soddisfare richieste specifiche, oppure per realizzare o migliorare coincidenze fra i servizi, oltre naturalmente alle casistiche sopra riportate per le linee urbane.

In ogni caso, grazie alla suite MAIOR, TPER può creare in poco tempo scenari multipli, in modo da valutare le alternative e poi mettere in esercizio la più conveniente, per l'utenza, per gli autisti e per l'azienda.

Gestione dell'emergenza COVID-19


Durante il periodo più duro della pandemia, TPER ha avuto una progressiva chiusura, cioè una riduzione del servizio graduale. Questo perché Bologna ha un servizio che muove tantissimi passeggeri, anche in orari non di punta.

Per questo motivo, in occasione del lockdown di marzo 2020, TPER non ha messo in vigore subito il servizio non scolastico o festivo, ma ha variato costantemente i servizi in funzione delle variazioni imposte dal governo sui lavoratori. Hanno quindi dovuto gestire le scuole chiuse, le aziende (e quindi i lavoratori) in parte aperte ed in parte chiuse, il distanziamento sociale a bordo mezzo e garantire comunque le esigenze di mobilità della popolazione.

Gestione dell'emergenza COVID-19

Visione sul futuro del TPL


"Credo che sempre di più in futuro sarà indispensabile operare con rapidità ed efficienza per rispondere alle continue e frequenti richieste di variazioni, sia di rete che di servizio, che arrivano dagli stakeholder del trasporto pubblico." - Stefano Manzoni

I servizi extraurbani a domanda debole, che vengono visti come servizi ‘vecchi’, potrebbero essere rivisti nell'ottica di sistemi a prenotazione. Per Stefano, è importante che il mondo del TPL si confronti con i servizi a domanda variabile, percorso variabile, o servizi a prenotazione, che però non dovrebbero trasformarsi in ‘taxi’ a chiamata per singoli, poiché avrebbero costi insostenibili per le aziende e per la società.

"Servirebbe un sistema chiavi in mano, che includesse sia la parte algoritmica che di comunicazione, che permettesse di svolgere un servizio extraurbano su un’area ampia e che permettesse alle persone di prenotare questi servizi vedendo quali sono disponibili, in quali orari e che zone toccano, in modo da ottimizzare, magari modificando la corsa e dando comunicazione delle variazioni agli utenti che sono già a bordo." - Stefano Manzoni


"Con l’introduzione di centinaia di corse aggiuntive nel periodo di pandemia, oggi rileviamo mediamente una percentuale di affollamento dei mezzi, soprattutto negli orari scolastici, inferiore rispetto al pre-pandemia e sarà verosimilmente complicato riportare i bus al coefficiente di riempimento precedente. Inoltre, durante questi due anni di pandemia, il numero di studenti iscritti nelle scuole superiore è aumentato e questo aumento è stato “nascosto” dai bus aggiuntivi “covid” che sono stati inseriti con le risorse messe a disposizione dal ministero. Sicuramente dovremo affrontare una sfida in termini quantitativi, e per farlo serviranno risorse aggiuntive." - Stefano Manzoni

Stefano ritiene che al termine di questa pandemia i servizi torneranno più o meno ai livelli pre-covid, ma questo non sarà accettabile per i passeggeri ed emergerà l’esigenza di un minor affollamento a bordo dei mezzi rispetto alla situazione pre-pandemia. 


Da qui la necessità di aumentare le risorse a disposizione del TPL, ad esempio per poter incrementare il numero di corse nelle ore di punta, che comporta l’esigenza di bus e personale aggiuntivo, oppure, sulle linee in cui è possibile, per utilizzare bus più capienti, anche dei 18 metri (ed una risposta potrebbe venire da bus da 24 metri di recente autorizzati anche in Italia).

"Dovremo poi affrontare "la sfida delle sfide": Gestire il trend della mobilità green. Dovremo quindi modificare le linee per poter inserire i mezzi elettrici con interventi che potranno richiedere revisioni dell’orario ma anche dei percorsi, dei capolinea e anche della struttura dei turni macchina." - Stefano Manzoni

Per Stefano è un fatto che nei prossimi anni verranno inseriti in servizio quantitativi rilevanti di mezzi a trazione elettrica a batteria. Poiché questo tipo di veicoli ha esigenze completamente diverse da quelli termici, esigenze di cui occorre tenere conto nella progettazione dell’orario, sarà necessario adeguare la pianificazione per inserire le necessarie attività, come ad esempio le ricariche opportunity ai capolinea. Di conseguenza gli orari dovranno essere progettati garantendo un tempo minimo di sosta al capolinea o in linea, utile per ricaricare le batterie il quantitativo necessario a terminare il turno, perché le sole ricariche in deposito non potranno garantire che il mezzo abbia sufficiente energia per completare il turno macchina.

"C’è voglia di ripartire, ma anche di fare più e meglio di prima. Ad esempio, con servizi serali o notturni in ambito urbano e con mix di servizi tradizionali e flessibili o a prenotazione (a domanda o percorso variabile) sui servizi suburbani ed extraurbani." - Stefano Manzoni



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