Gruppo di fisica dei sistemi complessi di Bologna Gruppo di fisica dei sistemi complessi di Bologna
Università di Bologna Dipartimento di Fisica
CITTÀ
PROTEINA
ALONE
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Fisica della Città

A. Bazzani, O. Bernardi, M. Brambilla, M. Capriotti, L. Cattelani, B. Giorgini, G. Melchiorre, S. Rambaldi, Servizi, G. Turchetti, F. Zanlungo.

Maggiori informazioni su www.fisicadellacitta.it

Lo stato dell'arte

La città è certamente un oggetto complesso che evolve in modo non lineare. Il suo spazio tempo è frutto della mescolanza di estetica e biologia, di fisica e sociologia, di urbanistica e teoria dell'informazione, con popolazioni di cittadini diverse che nel crogiolo urbano si incontrano si integrano, a volte confliggono.
Fin dagli anni '60 furono proposti modelli matematici per tentare di descrivere, se non di spiegare i processi urbani. In alcuni casi si sperò di poter prevedere gli effetti della pianificazione e/o di singoli interventi urbanistici, economici, sociali eccetera.
I primi modelli erano statici e/o stazionari, e le soluzioni valevano solo all'equilibrio.
Un campo di applicazione privilegiato fu il traffico modellato come flusso idrodinamico oppure tramite matrici origine-destinazione.
La crescita esponenziale della potenza di calcolo, lo sviluppo della teoria dell'informazione (automi e intelligenze artificiali) e della fisica dei sistemi complessi ha permesso la nascita di modelli microscopici e dinamici.

Mobilis

In questo ambito il gruppo di Fisica della Città ha studiato la mobilità producendo un modello fisico-matematico. Il modello implementato su calcolatore ha dato luogo a Mobilis, un sistema virtuale versus l'intelligenza artificiale capace di simulare la mobilità:
a) su varie scale da un centro storico pedonalizzato a una piazza o stanza, fino a un territorio metropolitano;
b) con vari mezzi dalle gambe al trasporto pubblico, dalla bicicletta all'automobile, eccetera.
Mobilis è stato fino ad ora applicato:
1.al quartiere di Les Halles di Parigi in collaborazione con la RATP e il Politecnico di Milano (2002);
2.al centro storico di Rimini in collaborazione con l'Ordine degli Architetti e l'ufficio Mobilità del Comune (2003) (mobilità pedonale e di trasporto pubblico);
3.all'area dell'Università Milano-Bicocca in collaborazione col gruppo di Sociologia del Prof. Guido Martinotti (2004)(mobilità pedonale e di trasporto pubblico);
4.alla stazione di Rimini in convenzione con la Regione Emilia-Romagna e in collaborazione con Treniitalia e RFI (2005 in corso d'opera) (mobilità pedonale e nodi di interscambio);
5.alla città di Senigallia in convenzione col comune (2005 in corso d'opera) ( mobilità autoveicolare privata, di trasporto pubblico nella stagione invernale e in quella estiva a forte presenza di turisti e villeggianti).
In tutte queste occasioni Mobilis non è mai stato falsificato. Mobilis può predire e prefigurare i nodi critici su un reticolo di mobilità (viario, ferroviario, di trasporto pubblico, pedonale, misto), suggerendo i parametri di controllo e le soluzioni, se esistono, che permettono di contenere e/o di sciogliere le criticità.

La fisica di Mobilis

Si tratta di un insieme di componenti elementari/individui che si muovono secondo leggi dinamiche e statistiche su una topologia urbana cronotopica. Definiamo cronotopi gli agenti primigeni dell'attività temporale urbana, ovvero aree mono o plurifunzionali quali Università, ospedali, uffici pubblici, centri commerciali, aziende ...
La dinamica si partisce in due.
Una puramente fisica con forze non newtoniane, energie, moti browniani eccetera e algoritmi mutuati dalla dinamica molecolare. In questo caso per una versione del modello che si può risolvere analiticamente, le soluzioni di campo medio sono in buon accordo con i risultati delle simulazioni.
L'altra intenzionale/decisionale si costituisce a partire dalle probabilità di Bayes-de Finetti e dalle catene di Markov. Inoltre si introducono proprietà dell'individuo quali memoria, informazione, visione a breve raggio. Le simulazioni hanno mostrato che emergono così strutture e proprietà di autoorganizzazione. In sostanza quello che stiamo studiando è la termodinamica di un gas di automi nel senso di von Neumann.



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Traffico a Roma maggio 2010

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