Σχεδιασμός των Μεταφορών Ενότητα #1.2: Εισαγωγή - Introduction Δρ. Ναθαναήλ Ευτυχία Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών.

Παρουσίαση με θέμα: "Σχεδιασμός των Μεταφορών Ενότητα #1.2: Εισαγωγή - Introduction Δρ. Ναθαναήλ Ευτυχία Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Σχεδιασμός των Μεταφορών Ενότητα #1.2: Εισαγωγή - Introduction Δρ. Ναθαναήλ Ευτυχία Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

2 2 Εισαγωγή – Introduction. Περιεχόμενα ενότητας Πλαίσιο μελέτης έργων συγκοινωνιακής υποδομής. Η διαδικασία του σχεδιασμού των μεταφορών. Συγκοινωνιακά μοντέλα – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου & παραδοχές. Μοντέλο 4 βημάτων. Καταμερισμός. Βαθμονόμηση. Αξιολόγηση αποτελεσμάτων.

3 3 Εισαγωγή – Introduction. Συγκοινωνιακό σύστημα

4 4 Εισαγωγή – Introduction. Πλαίσιο μελέτης έργων συγκοινωνιακής υποδομής

5 Κυβερνητική πολιτική και στόχοι κατά τομέα Εθνικής Οικονομίας (αναπτυξιακά προγράμματα, κατανομή κονδυλίων – ΚΠΣ) κατανομή πόρων σε εθνικό επίπεδο (τομέας Εθνικής Οικονομίας) Εθνική πολιτική και στόχοι εξωτερικές παρεμβάσεις (ΕΕ, κλπ.) Ανάγκες Ελληνικής οικονομίας Δεδομένα από προηγούμενα προγράμματα Σχεδιασμός - Προγραμματισμός σε επίπεδο συστήματος μεταφορών Α Τομέας μεταφορών Αλλοι τομείς μεταφορές οικονομία τεχνολογία επικοινωνίες χωροταξία περιβάλλον κατανομή κονδυλίων και πολιτική κατά υποσύστημα Μεταφορών και περιοχή της χώρας 1 από 4

6 2ο επίπεδο Σύστημα μεταφορών σιδηροδρομικό αεροπορικό οδικό θαλάσσιο ποτάμιο 3ο επίπεδο Υποσύστημα τύπου μεταφορών εμπορικές επιβατικές υπεραστικές αστικές δημόσιες ιδιωτικές Διαδικασία σχεδιασμού ανά υποσύστημα μεταφορών και περιοχή Α Β 2 από 4

7 Κατανομή κονδυλίων και λειτουργικά χαρακτηριστικά σε επίπεδο έργων Γ Β Αναγνωριστική μελέτηΑναγνωριστική μελέτη Μελέτη επιπτώσεωνΜελέτη επιπτώσεων_____________________ Προκαταρκτική μελέτηΠροκαταρκτική μελέτη ΠρομελέτηΠρομελέτη Οριστική μελέτηΟριστική μελέτη Μελέτη εφαρμογήςΜελέτη εφαρμογής 3 από 4

8 Γ Βελτιστοποίηση λειτουργίας συστημάτων μεταφορών – Νέες τεχνολογίες και έξυπνα συστήματαΒελτιστοποίηση λειτουργίας συστημάτων μεταφορών – Νέες τεχνολογίες και έξυπνα συστήματα Διαχείριση κυκλοφορίαςΔιαχείριση κυκλοφορίας Εκμετάλλευση – Οργάνωση συστήματοςΕκμετάλλευση – Οργάνωση συστήματος ΣυντήρησηΣυντήρηση Δημοπράτηση και κατασκευή ή υλοποίηση έργων Μελέτη βελτιστοποίησης λειτουργίας συστημάτων μεταφορών και χρήσης νέων τεχνολογιών και έξυπνων συστημάτωνΜελέτη βελτιστοποίησης λειτουργίας συστημάτων μεταφορών και χρήσης νέων τεχνολογιών και έξυπνων συστημάτων Μελέτη διαχείριση κυκλοφορίαςΜελέτη διαχείριση κυκλοφορίας Μελέτη εκμετάλλευσης – οργάνωσης συστήματοςΜελέτη εκμετάλλευσης – οργάνωσης συστήματος Μελέτη συντήρησηςΜελέτη συντήρησης 4 από 4

9 9 Εισαγωγή – Introduction. Η διαδικασία του σχεδιασμού των μεταφορών

10 ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΤΟΧΟΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΠΙΛΟΓΗ Αξιολόγηση ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΜΟΝΤΕΛΟ ΕΠΑΝΕΞΕΤΑΣΗ ΤΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΚΡΙΤΗΡΙΑ Συλλογή και ανάλυση στοιχείων Διαμόρφωση εναλλακτικών σεναρίων Πρόβλεψη μελλοντικής ζήτησης ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΣΥΓΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗ ΥΠΟΔΟΜΗ Διάγραμμα

11 11 Εισαγωγή – Introduction. Καθορισμός των κυκλοφοριακών ζωνών της περιοχής μελέτης (1 από 2)

12 12 Εισαγωγή – Introduction. Ορισμός κυκλοφοριακής ζώνης: Τμήμα της περιοχής μελέτης, το οποίο απαρτίζεται από αριθμό νοικοκυριών τα οποία είναι δυνατόν να απεικονιστούν σαν μία ενότητα. Τμήμα της περιοχής μελέτης, μέσα στο οποίο παρατηρούνται ομοιόμορφα χαρακτηριστικά. Ορισμός κεντροειδούς: Σημείο μαθηματικής απεικόνισης κυκλοφοριακής ζώνης Κριτήρια προσδιορισμού κυκλοφοριακών ζωνών: Ελαχιστοποίηση του λάθους θεώρησης της ζώνης στο κεντροειδές Συμβατότητα με διοικητικές υποδιαιρέσεις Ομοιομορφία στη σύνθεση του πληθυσμού και στις χρήσεις γης Συμβατότητα ορίων ζωνών με "συνοριακές" κυκλοφοριακές γραμμές Απλότητα σχήματος ζωνών για τον προσδιορισμό των κεντροειδών Συμβατότητα ζωνών ως προς τις χρονοαποστάσεις μέσα στις ζώνες Καθορισμός των κυκλοφοριακών ζωνών της περιοχής μελέτης (2 από 2)

13 13 Εισαγωγή – Introduction. Προσδιορισμός κοινωνικοοικονομικών χαρακτηριστικών των ζωνών

14 14 Εισαγωγή – Introduction. Καθορισμός δικτύου

15 15 Εισαγωγή – Introduction. Υπολογισμός των μετακινήσεων που παράγονται και έλκονται σε κάθε ζώνη (ΓΕΝΕΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ)

16 16 Εισαγωγή – Introduction. Υπολογισμός των μετακινήσεων που παράγονται και έλκονται σε κάθε ζώνη (ΓΕΝΕΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ)

17 17 Εισαγωγή – Introduction. Προσδιορισμός της κατανομής των μετακινήσεων μεταξύ των ζωνών (ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ)

18 18 Εισαγωγή – Introduction. Προσδιορισμός της κατανομής των μετακινήσεων μεταξύ των ζωνών (ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ)

19 19 Εισαγωγή – Introduction. Προσδιορισμός μετακινήσεων που υλοποιούνται με κάθε μεταφορικό μέσο (ΚΑΤΑΜΕΡΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑ ΜΕΣΟ)

20

21 21 Εισαγωγή – Introduction. Εκτίμηση συγκεκριμένων διαδρομών που επιλέγονται για υλοποίηση μετακινήσεων (ΚΑΤΑΜΕΡΙΣΜΟΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ)

22 22 Εισαγωγή – Introduction. Γραφική απεικόνιση της διαδικασίας του σχεδιασμού των μεταφορών μοντέλο γένεσης των μετακινήσεων μοντέλο κατανομής των μετακινήσεων μοντέλο καταμερισμού κατά μέσο μοντέλο καταμερισμού στο δίκτυο έλεγχος αξιοπιστίας μοντέλου ανταλλαγές μετακινήσεων κατά μέσο κυκλοφοριακοί φόρτοι κατά μέσο και τμήμα δικτύου Άλλες επιπτώσεις εναλλακτικό σενάριο καταγραφή χρήσεων γης και κοινωνικοοικονομικών στοιχείων καταγραφή χρήσεων γης και κοινωνικοοικονομικών στοιχείων Ανάπτυξη (έτος βάσης)Εφαρμογή (έτος στόχος) έρευνα μετακινήσεων Στοιχεία: Δικτύου Μετακινήσεων Άλλων παραμέτρων γενόμενες μετακινήσεις ανταλλαγές μετακινήσεων

23 23 Εισαγωγή – Introduction. Συγκοινωνιακά μοντέλα

24 24 Εισαγωγή – Introduction. Ισορροπία προσφοράς - ζήτησης (1 από 2) όπου: S: ταχύτητα (LOS επ. εξυπ.). V: φόρτοι δικτύου. C: λειτ. ικανότητα. Ε: επενδύσεις. M: σύστημα διαχείρισης. A: χωρική κατανομή των δραστηριοτήτων.

25 25 Εισαγωγή – Introduction. Ισορροπία προσφοράς - ζήτησης (2 από 2)

26 26 Εισαγωγή – Introduction. Να προβλέψει και να διαχειριστεί την εξέλιξη των καταστάσεων ισορροπίας στο χρόνο, έτσι ώστε να μεγιστοποιηθεί το κοινωνικό όφελος. Αποτελεί σύνθετο πρόβλημα. Η προτυποποίηση των καταστάσεων ισορροπίας συμβάλλει στην κατανόηση της διαδικασίας εξέλιξης του μεταφορικού συστήματος και βοηθά στην ανάπτυξη και εφαρμογή στρατηγικών διαχείρισης (M) και επενδυτικών προγραμμάτων (Ε). Μια γραφική αναπαράσταση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των παραγόντων που επηρεάζουν τη ζήτηση και το επίπεδο εξυπηρέτησης είναι χρήσιμη για την κατανόηση του προβλήματος και τη δυναμική του συστήματος που αναλύεται, π.χ. ο φαύλος κύκλος των επιλογών μετακίνησης (Ortuzar & Willumsen, 1994). Αντικείμενο σχεδιασμού μεταφορών

27 27 Εισαγωγή – Introduction. Ο φαύλος κύκλος επιλογών μετακίνησης

28 28 Εισαγωγή – Introduction. Ο ρόλος της πολιτικής των μεταφορών

29 29 Εισαγωγή – Introduction. Οι επιπτώσεις των διαφορετικών έργων (υποδομή, οργάνωση, διαχείριση), ρυθμίσεων και κατευθύνσεων της πολιτικής των μεταφορών θα πρέπει να αξιολογούνται. Απαιτείται ποσοτική διερεύνηση και επομένως Μαθηματική Προτυποποίηση των Μεταφορικών Συστημάτων με χρήση Μοντέλων (ή προτύπων) Σχεδιασμού Μεταφορών (ή Συγκοινωνιακού Σχεδιασμού). Συγκοινωνιακά μοντέλα (1 από 22)

30 30 Εισαγωγή – Introduction. Συγκοινωνιακά μοντέλα και παραδοχές τους: Συγκοινωνιακά Μοντέλα: Σειρά μαθηματικών σχέσεων που χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν τις επιλογές που κάνουν οι μετακινούμενοι όταν ταξιδεύουν. Οι επιλογές των μετακινούμενων επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες όπως τα προσωπικά χαρακτηριστικά του (ηλικία, εισόδημα, ιδιοκτησία ΙΧ), τα χαρακτηριστικά της μετακίνησης (σκοπός μετακίνησης, αριθμός μετακινούμενων κτλ), τα χαρακτηριστικά των επιλογών (προορισμός, διαδρομή, μέσο και χαρακτηριστικά τους). Οι μαθηματικές σχέσεις χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν την ανθρώπινη συμπεριφορά. Βασίζονται σε υποθέσεις (συχνά απλουστευτικές) και περιορίζονται από τα στοιχεία που είναι διαθέσιμα - έτος βάσης. Η μορφή των μοντέλων καθορίζεται και οι παράμετροι / συντελεστές τους υπολογίζονται έτσι ώστε τα αποτελέσματα των μοντέλων να ταιριάζουν στα υφιστάμενα στοιχεία του έτους βάσης. Συγκοινωνιακά μοντέλα (2 από 22)

31 31 Εισαγωγή – Introduction. Συγκοινωνιακά μοντέλα και παραδοχές τους: Η βασική παραδοχή που γίνεται είναι ότι οι σχέσεις που προσδιορίστηκαν ισχύουν και παραμένουν σταθερές στο μέλλον. Τα μοντέλα υπολογίζουν προβλέψεις λαμβάνοντας υπόψη την εξέλιξη των παραγόντων / μεταβλητών που περιλαμβάνουν (π.χ. γένεση μετακινήσεων και εισόδημα). Εάν το μοντέλο δεν είναι ευαίσθητο σε μια συγκεκριμένη πολιτική / πρόγραμμα ή χαρακτηριστικό του συστήματος τότε δε θα προβλέψει τις επιπτώσεις της συγκεκριμένης πολιτικής / προγράμματος ή των μεταβολών των συγκεκριμένων χαρακτηριστικών (π.χ. αν στην ανάλυση επιλογής μέσου για υπεραστικές μετακινήσεις δε λαμβάνεται υπόψη η προσπελασιμότητα προς/από τους τερματικούς σταθμούς μέσων μαζικής μεταφοράς, τότε οι επιπτώσεις της μεταφοράς ενός σιδηροδρομικού σταθμού έξω από το κέντρο της πόλης στο μερίδιο της αγοράς του τρένου δεν υπολογίζονται). Η πλήρης κατανόηση της Διαδικασίας Ανάπτυξης των μοντέλων και της θεωρίας που χρησιμοποιούν ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ για να γνωρίσουμε τις αδυναμίες τους και επομένως να κατανοήσουμε τα αποτελέσματα που δίνουν και να ξέρουμε πώς να τα χρησιμοποιήσουμε. Συγκοινωνιακά μοντέλα (3 από 22)

32 32 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού (βήματα): 1.Ορισμός περιοχής μελέτης και καθορισμός εσωτερικών και εξωτερικών ζωνών. 2.Συλλογή απαιτούμενων στοιχείων. 3.Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. 4.Βαθμονόμηση μοντέλου. 5.Πρόβλεψη μεταβλητών σχεδιασμού. 6.Εφαρμογή μοντέλου. 7.Αξιολόγηση αποτελεσμάτων. Συγκοινωνιακά μοντέλα (4 από 22)

33 33 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 1 - Ορισμός περιοχής μελέτης και καθορισμός εσωτερικών και εξωτερικών ζωνών. Περιοχή μελέτης ορίζεται η περιοχή που επηρεάζεται από το έργο που μελετάται. Για μελέτες στρατηγικού σχεδιασμού θα πρέπει να περιλαμβάνει τα σημεία προέλευσης και προοριμού της μεγάλης πλειοψηφίας των μετακινήσεων. Σε μελέτες μικρών αστικών περιοχών ή/και τοπικών έργων διαχείρισης κυκλοφορίας, η περιοχή που αναλύεται θα πρέπει να έχει έκταση τέτοια ώστε οι αλλαγές των μετακινήσεων που συνεπάγονται το υπό μελέτη έργο να αναπαριστώνται από το μοντέλο. Συγκοινωνιακά μοντέλα (5 από 22)

34 34 Εισαγωγή – Introduction. Παράδειγμα: πρόβλεψη κυκλοφοριακών φόρτων στο νέο αυτοκινητόδρομο Κόρινθος – Πάτρα. Η περιοχή άμεσης επιρροής του έργου εκτείνεται γύρω από τον υπό μελέτη οδικό άξονα και περιλαμβάνει τους νομούς που διασχίζει. Στην περιοχή αυτή το ζωνικό σύστημα θα πρέπει να είναι αρκετά λεπτομερές έτσι ώστε να υπολογιστούν π.χ. ο καταμερισμός των μετακινήσεων στο νέο αυτοκινητόδρομο και στην παλαιά εθνική, οι θέσεις των κόμβων, οι στρέφουσες κινήσεις κτλ. Η περιοχή έμμεσης επιρροής περιλαμβάνει όλα τα σημεία που αποτελούν προέλευση ή προορισμό όλων των μετακινουμένων που προβλέπεται να χρησιμοποιήσουν τον υπό μελέτη άξονα ή άλλους άξονες ανταγωνιστικούς προς αυτόν (π.χ. οι μετακινήσεις Αθήνα – Ήπειρος μπορούν να γίνουν μέσω των υπό μελέτη αξόνων της Κεντρικής Ελλάδας ή του Δυτικού Άξονα). Συγκοινωνιακά μοντέλα (6 από 22)

35 35 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 1 - Ορισμός περιοχής μελέτης και καθορισμός εσωτερικών και εξωτερικών ζωνών. Ζωνικό σύστημα: Οι ζώνες είναι χωρικές ενότητες που χρησιμοποιούνται για να ενωποιήσουν τα πρωτογενή στοιχεία (π.χ. μετακινήσεις ανά σκοπό) έτσι ώστε να μπορούν εύκολα να αναλυθούν στο πλαίσιο ανάπτυξης του συγκοινωνιακού μοντέλου. Θεωρητικά μεγαλύτερη ακρίβεια επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα λεπτομερές ζωνικό σύστημα, αλλά αυξάνεται το κόστος και μπορεί να οδηγήσεις σε αστάθεια των αποτελεσμάτων. Οι ζώνες θα πρέπει να είναι ομογενείς ως προς τις χρήσεις γης που περιλαμβάνουν. Θα πρέπει να υπάρχει συμβατότητα με τη διοικητική διαίρεση. Το σφάλμα που οφείλεται στην παραδοχή ότι όλες οι μετακινήσεις προέρχονται ή καταλήγουν στο κεντροειδές της ζώνης (π.χ. Νομοί ή έξοδοι αυτοκινητόδρομου) δεν είναι μεγάλο. Συγκοινωνιακά μοντέλα (7 από 22)

36 36 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 2 – Συλλογή στοιχείων. Η αξιοπιστία του συγκοινωνιακού μοντέλου και των προβλέψεων εξαρτάται από την ποιότητα των στοιχείων που περιγράφουν τη συμπεριφορά του συστήματος κάτω από ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών συνθηκών. Στοιχεία: παρατηρήσεις (π.χ. μετρήσεις κυκλοφοριακών φόρτων, επιβατική κίνηση ΜΜΜ), εθνικές έρευνες (απογραφή πληθυσμού, κατανάλωση νοικοκυριών), έρευνες μετακινήσεων (παρά την οδό Π-Π), έρευνες νοικοκυριών, ημερολόγιο κινήσεων (travel diary). Διερεύνηση συμπεριφοράς μετακινούμενων – Μηχανισμός γένεσης μετακινήσεων και επιλογών που κάνουν οι μετακινούμενοι. Έρευνες εκδηλωμένων και δεδηλωμένων προτιμήσεων. Συγκοινωνιακά μοντέλα (8 από 22)

37 37 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 2 – Συλλογή στοιχείων. Στοιχεία εκδηλωμένων προτιμήσεων: Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980 τα στοιχεία αυτά προέρχονταν από παρατηρήσεις των πραγματικών αποφάσεων και επιλογών των μετακινούμενων (revealed preferences data) – π.χ. τι μεταφορικό μέσο επιλέγει ο μετακινούμενος / ποια διαδρομή ακολουθεί; Περιορισμοί: i.Χαμηλή μεταβλητότητα παρατηρούμενων χαρακτηριστικών – δεν επιτρέπεται ο προσδιορισμός συσχετίσεων και ο καθορισμός σχέσεων – μεγαλύτερο δείγμα και υψηλό κόστος έρευνας αγοράς. ii.Πρόβλεψη επιλογής νέου μέσου / συστήματος με χαρακτηριστικά εντελώς διαφορετικά των υπαρχόντων συστημάτων. Συγκοινωνιακά μοντέλα (9 από 22)

38 38 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 2 – Συλλογή στοιχείων. Στοιχεία δεδηλωμένων προτιμήσεων: Παρέχει τη δυνατότητα στον αναλυτή να πειραματιστεί με επιλογές που κάνουν οι μετακινούμενοι. Διαφορετικά υποθετικά σενάρια επιλογής παρουσιάζονται στον μετακινούμενο. Τα σενάρια καλύπτουν ένα εκτενές φάσμα διαφορετικών καταστάσεων του συστήματος και τιμών των χαρακτηριστικών του έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η απαιτούμενη μεταβλητότητα για την εκτίμηση των παραμέτρων του μοντέλου. Συγκοινωνιακά μοντέλα (10 από 22)

39 39 Εισαγωγή – Introduction. Παράδειγμα πειράματος δεδηλωμένης προτίμησης (stated preferences experiment). Συγκοινωνιακά μοντέλα (11 από 22) Σενάριο 1 Κλειστός αυτοκινητόδρομος 2+2 Χρόνος διαδρομής: 2 ώρες Κόστος διοδίου: 13 € Σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας Χρόνος διαδρομής: 1 ώρα και 40 λεπτά Κόμιστρο: 18 € Σενάριο 2 Κλειστός αυτοκινητόδρομος 2+2 Χρόνος διαδρομής: 3 ώρες Κόστος διοδίου: 15 € Σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας Χρόνος διαδρομής: 2 ώρες Κόμιστρο: 25 € Σενάριο 3 Κλειστός αυτοκινητόδρομος 2+2 Χρόνος διαδρομής: 2 ώρες Κόστος διοδίου: 18 € Σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας Χρόνος διαδρομής: 1 ώρα και 40 λεπτά Κόμιστρο: 32 €

40 40 Εισαγωγή – Introduction. Μήπως ξεχάσαμε κάτι; Πόσα άτομα ταξιδεύουν μαζί; Κόστος με τρένο = αριθμός μετακινούμενων * κόμιστρο. Κόστος με αυτοκίνητο = σταθερό (= κόστος διοδίου). Ποιος είναι ο σκοπός του ταξιδιού; Πόσο ακριβός είναι ο χρόνος του μετακινούμενου; Ποιος πληρώνει για το ταξίδι; Ποια είναι η αξιοπιστία του χρόνου διαδρομής; Τα τρένα έχουν καθυστερήσεις; Ποια η συχνότητα των δρομολογίων του τρένου; Πόσο εύκολο είναι να πάω στο σιδηροδρομικό σταθμό; Πόσο χρόνο παίρνει; Πόσο κοστίζει; Συγκοινωνιακά μοντέλα (12 από 22)

41 41 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Προσδιορισμός του μοντέλου: Περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: i.Προσδιορισμός της δομής του μοντέλου. ii.Προσδιορισμός των συναρτησιακών σχέσεων. iii.Προσδιορισμός μεταβλητών. Συγκοινωνιακά μοντέλα (13 από 22)

42 42 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. i.Προσδιορισμός της δομής του μοντέλου. a.Απλά μοντέλα: ντετερμινιστικά, στατικά. b.Σύνθετα μοντέλα: πιθανοκρατικά / στοχαστικά, δυναμικά. ii.Προσδιορισμός των συναρτησιακών σχέσεων. a.Γραμμικές μορφές: απλουστευτικά – χαμηλές απαιτήσεις σε στοιχεία και τεχνικές επίλυσης. b.Μη γραμμικές μορφές: ακριβέστερη αναπαράσταση – υψηλές απαιτήσεις σε στοιχεία και τεχνικές επίλυσης. iii.Προσδιορισμός μεταβλητών. a.Ποιες μεταβλητές θα χρησιμοποιηθούν. b.Με ποια μορφή θα εισαχθούν στο μοντέλο (π.χ. κόστος και εισόδημα ή κόστος / εισόδημα). Συγκοινωνιακά μοντέλα (14 από 22)

43 43 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Προσδιορισμός του μοντέλου: Παράδειγμα χρήσης στοχαστικών μοντέλων στο πρόβλημα επιλογής διαδρομής: i.Ντετερμινιστικά: Οι οδηγοί έχουν: Πλήρη γνώση των κυκλοφοριακών συνθηκών. Οικονομικά ορθολογική συμπεριφορά. ii.Στοχαστικά: Οι οδηγοί έχουν: Ελλιπή γνώση των κυκλοφοριακών συνθηκών. Ιδιαίτερες προτιμήσεις και περιορισμούς επιλογής που οδηγούν σε μη οικονομικά ορθολογική συμπεριφορά. Μεταβλητότητα του τρόπου αντίληψης των κυκλοφοριακών συνθηκών. Συγκοινωνιακά μοντέλα (15 από 22)

44 44 Εισαγωγή – Introduction. Παράδειγμα εφαρμογής στοχαστικού μοντέλου επιλογής διαδρομής. Λόγω ελλιπούς γνώσης των κυκλοφοριακών συνθηκών οι μετακινούμενοι κάνουν υποθέσεις σχετικά με το χρόνο διαδρομής κατά μήκος των εναλλακτικών διαδρομών που οδηγούν στον προορισμό τους. Ο χρόνος διαδρομής όπως τον αντιλαμβάνεται ο κάθε οδηγός είναι διαφορετικός από τον πραγματικό χρόνο διαδρομής όπως τον μετρά ο αναλυτής. Έτσι, ένα ντετερμινιστικό μοντέλο θα υπολόγιζε ότι και οι δύο οδηγοί θα χρησιμοποιήσουν τη συντομότερη διαδρομή (δηλ. την 1). Όμως ο πρώτος οδηγός αντιλαμβάνεται τη διαδρομή 2 ως τη συντομότερη μεταξύ των τριών.  Ισχύει: Συγκοινωνιακά μοντέλα (16 από 22) Αντιληπτός χρόνος= Πραγματικός χρόνος+ Σφάλμα αντίληψης πληροφόρησης Αντιληπτός χρόνος Πραγματικός χρόνος Οδηγός 1Οδηγός 2 Διαδρομή 1252021 Διαδρομή 2202522 Διαδρομή 325 23

45 45 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Προσδιορισμός του μοντέλου: Παράδειγμα χρήσης δυναμικών μοντέλων στην πρόβλεψη ιδιοκτησίας ΙΧ: Τα στατικά μοντέλα θεωρούν μια σταθερή σχέση μεταξύ ιδιοκτησίας ΙΧ και εισοδήματος (καθώς το εισόδημα αυξάνεται, η ιδιοκτησία ΙΧ αυτοκινήτου αυξάνεται και το αντίθετο, δηλ. όταν το εισόδημα μειώνεται, θα πρέπει να μειώνεται και η ιδιοκτησία ΙΧ αυτοκινήτου με τον ίδιο ρυθμό). Στην πραγματικότητα όμως ο ρυθμός μείωσης είναι πολύ χαμηλότερος από το βαθμό αύξησης. Συνεπώς, οι μετακινούμενοι δεν αλλάζουν εύκολα τις επιλογές τους – οι συνήθειες που έχουν επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις μελλοντικές επιλογές τους. Συγκοινωνιακά μοντέλα (17 από 22)

46 46 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Προσδιορισμός του μοντέλου: στατικά και δυναμικά μοντέλα: i.Στατική μορφή: Υ: προβλέψεις επιλογών. θ: παράμετροι που προσδιορίζονται στο στάδιο της βαθμονόμησης. ii.Δυναμική μορφή: Χ: μεταβλητές μεταφορικού συστήματος (κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά μετακινούμενων και λειτουργικά χαρακτηριστικά μεταφορικού συστήματος.)  Στα στατικά μοντέλα η κατάσταση ενός συστήματος τη χρονική στιγμή t εκφράζεται ως συνάρτηση των τιμών που έχουν οι μεταβλητές που το περιγράφουν τη χρονική στιγμή t, ενώ στα δυναμικά εκφράζεται ως συνάρτηση: a)των τιμών που έχουν οι μεταβλητές που το περιγράφουν τη χρονική στιγμή t. b)της διαχρονικής εξέλιξης του συστήματος και επομένως και των μεταβλητών που το περιγράφουν (για i=1,2,3,4…): Συγκοινωνιακά μοντέλα (18 από 22)

47 47 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Επίπεδο λεπτομέρειας ανάλυσης. Αθροιστικά μοντέλα: Μακροσκοπική θεώρηση του προβλήματος. Αναλύουν τα χαρακτηριστικά στο σύνολο του πληθυσμού που εξετάζεται. Υπολογίζουν ποσοστά ή απόλυτα μεγέθη ζήτησης βάσει μέσων χαρακτηριστικών του πληθυσμού. Εξατομικευμένα μοντέλα: Μικροσκοπική θεώρηση του προβλήματος. Αναλύουν τα χαρακτηριστικά και τις επιλογές του κάθε μετακινούμενου. Υπολογίζουν την πιθανότητα ο κάθε μετακινούμενος να κάνει μια συγκεκριμένη επιλογή. Συγκοινωνιακά μοντέλα (19 από 22)

48 48 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Αθροιστικό μοντέλο επιλογής μέσου - Πιθανότητα επιλογής συγκεκριμένου μεταφορικού μέσου συναρτήσει: Του μέσου εισοδήματος. Της μέσης ηλικίας. Της μέσης συχνότητας μετακίνησης. Του % ποσοστού ανά σκοπό μετακίνησης. Των μέσων χαρακτηριστικών του μέσου μεταφοράς. Συγκοινωνιακά μοντέλα (20 από 22)

49 49 Εισαγωγή – Introduction. Συγκοινωνιακά μοντέλα (21 από 22) Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Εξατομικευμένο μοντέλο επιλογής μέσου - Πιθανότητα να επιλέξει ένας μετακινούμενος κάποιο συγκεκριμένο μεταφορικό μέσο συναρτήσει: Του εισοδήματος. Της ηλικίας. Της συχνότητας μετακίνησης. Του σκοπού μετακίνησης. Των χαρακτηριστικών του μέσου μεταφοράς.

50 50 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Ο κατάλληλος τύπος μοντέλου εξαρτάται από τη συγκεκριμένη περίπτωση. Αθροιστικά μοντέλα: Λιγότερο λεπτομερή – αναλύουν τη μέση συμπεριφορά. Χαμηλότερη ακρίβεια πρόβλεψης. Απαιτούμενα στοιχεία πιο εύκολα διαθέσιμα. Χαμηλότερο κόστος συλλογής στοιχείων. Εξατομικευμένα μοντέλα: Μεγαλύτερη λεπτομέρεια ανάλυσης. Μεγαλύτερη ακρίβεια πρόβλεψης. Επεξηγούν τη συμπεριφορά του μετακινούμενου βάσει χαρακτηριστικών του. Υψηλότερο κόστος συλλογής στοιχείων και ανάπτυξης μοντέλου. Εξειδικευμένη γνώση στατιστικής και οικονομετρίας. Προβλήματα μεταφοράς συμπερασμάτων από ατομικό επίπεδο στο σύνολο του πληθυσμού. Συγκοινωνιακά μοντέλα (22 από 22)

51 51 Εισαγωγή – Introduction. Η κλασσική προσέγγιση της προτυποποίησης του σχεδιασμού των μεταφορών. Το μοντέλο των 4 βημάτων.

52 52 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Μακρόχρονη έρευνα και πειραματισμοί έχουν οδηγήσει σε μια γενική δομή που ονομάζεται κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού των μεταφορών. Αυτή η δομή είναι αποτέλεσμα της πρακτικής που ακολουθήθηκε στη δεκαετία του 1960, αλλά έχει παραμείνει λίγο – πολύ αμετάβλητη παρά τις σημαντικές βελτιώσεις στη διαμόρφωση των μεθόδων κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, δηλ. από το 1970 μέχρι σήμερα. Η προσέγγιση αρχίζει με τη θεώρηση ενός συστήματος ζωνών και μεταφορικών δικτύων και τη συλλογή των στοιχείων σχεδιασμού, βαθμονόμησης και ελέγχου εγκυρότητας. Αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν τα κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης και τα χαρακτηριστικά των μετακινήσεων για το έτος βάση, δηλ. το έτος για το οποίο υπάρχει διαθέσιμη όλη η πληροφορία που απαιτείται για να βαθμονομηθεί το μοντέλο και να ελεγχθεί κατά πόσο αναπαριστά τη διαδικασία των μετακινήσεων και με τι ακρίβεια υπολογίζει τον πραγματικό αριθμό των μετακινήσεων όπως έχουν μετρηθεί από τις κυκλοφοριακές έρευνες και μετρήσεις. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (1 από 12)

53 53 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Το έτος – βάση αποτελεί το έτος κατά το οποίο διαξάγεται ο κύριος όγκος των ερευνών / μετρήσεων για τη συλλογή των απαιτούμενων στοιχείων, τα οποία χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μιας βάσης δεδομένων που περιλαμβάνει: 1.Τον Πίνακα Προέλευσης – Προορισμού, δηλ. τον αριθμό των μετακινήσεων που πραγματοποιούνται μεταξύ κάθε ζεύγους ζωνών της περιοχής μελέτης. 2.Τα κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά της κάθε ζώνης, π.χ. πληθυσμός, εισόδημα, ιδιοκτησία ΙΧ, μεγέθη οικονομικής δραστηριότητας, απασχόληση, χαρακτηριστικά εμπορικών δραστηριοτήτων, επιφάνεια καταστημάτων, χώρων γραφείου, βιομηχανικών και βιοτεχνικών εγκαταστάσεων, επιφάνεια χώρων εκπαίδευσης και αναψυχής κτλ. 3.Τα χαρακτηριστικά όλων των μεταφορικών συστημάτων, όπως μορφή δικτύων, μήκος, κυκλοφοριακή ικανότητα, ταχύτητες ελεύθερης ροής, σχέσεις φόρτου – καθυστερήσεων, κόστος μετακίνησης για κάθε τμήμα του οδικού δικτύου, συχνότητα, κόστος και ταχύτητα των ΜΜΜ κ.α. 4.Κυκλοφοριακές μετρήσεις σε οδικά τμήματα και φόρτοι των ΜΜΜ για τη σύγκριση με τα τελικά αποτελέσματα του μοντέλου. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (2 από 12)

54 54 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Όταν είναι γνωστά και καθορισμένα το δίκτυο με το σύστημα των ζωνών αυτού, τα στοιχεία του έτους βάσης και τα στοιχεία για το μελλοντικό σχεδιασμό, δημιουργούνται οι βάσεις δεδομένων για το έτος βάση και για μελλοντικά. Κατόπιν, ακολουθούνται τα εξής τέσσερα (4) βήματα: 1.Γένεση μετακινήσεων: απόφαση για πραγματοποίηση μετακίνησης για συγκεκριμένο σκοπό. 2.Κατανομή των μετακινήσεων: επιλογή προορισμού. 3.Καταμερισμός στα μεταφορικά μέσα: επιλογή μέσου μετακίνησης. 4.Καταμερισμός στο δίκτυο: επιλογή διαδρομής. Μετά από κάθε βήμα, αλλά και στο τέλος της διαδικασίας διενεργείται αξιολόγηση του συστήματος. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (3 από 12)

55 55 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται στο κλασσικό πρότυπο των μεταφορών που έχει τη μορφή μιας ακολουθίας τεσσάρων (4) υποπροτύπων που αναπαριστούν τις επιλογές που κάνουν οι μετακινούμενοι. Οι επιλογές αυτές αφορούν την απόφαση αν θα πραγματοποιήσουν μια μετακίνηση για κάποιο σκοπό, ποιος θα είναι ο προορισμός τους, τι μέσο θα χρησιμοποιήσουν, ποια διαδρομή θα ακολουθήσουν. Τα στοιχεία του έτους βάσης εισάγονται καταρχήν στο μοντέλο της γένεσης των μετακινήσεων που υπολογίζει το συνολικό αριθμό μετακινήσεων που παράγονται και που προσελκύονται από κάθε ζώνη της περιοχής μελέτης. Το επόμενο βήμα είναι η κατανομή αυτών των μετακινήσεων. Το μοντέλο της κατανομής προσομοιώνει την επιλογή του προορισμού που κάνει ένας μετακινούμενος. Υπολογίζει πόσες από τις μετακινήσεις που παράγονται από μια ζώνη (και υπολογίστηκαν στο στάδιο της γένεσης των μετακινήσεων) θα καταλήξουν σε κάθε ζώνη της περιοχής μελέτης. Το μοντέλο υπολογίζει τον αριθμό των μετακινήσεων που πραγματοποιούνται μεταξύ κάθε δυνατού ζεύγους ζωνών και παράγει τον Πίνακα (Μητρώο) Προέλευσης – Προορισμού. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (4 από 12)

56 56 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΓΕΝΕΣΗ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ: Στο στάδιο της γένεσης των μετακινήσεων υπολογίζεται ο αριθμός των μετακινήσεων που ξεκινούν από κάθε ζώνη (παραγόμενες μετακινήσεις) και ο αριθμός των μετακινήσεων που καταλήγουν σε κάθε ζώνη (ελκόμενες μετακινήσεις). (Αριθμός γενόμενων μετακινήσεων) = (χρήσεων γης, κοινωνικοοικονομικών χαρακτηριστικών κτλ) Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (5 από 12)

57 57 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ: Προσδιορίζει από πού ξεκινούν τα ταξίδια και πού καταλήγουν. Υπολογίζει τον αριθμό των μετακινήσεων μεταξύ κάθε ζεύγους Π – Π. Ο αριθμός των μετακινήσεων μεταξύ δύο ζωνών εξαρτάται από την παραγωγικότητα (σε μετακινήσεις) της ζώνης προέλευσης και την ελκυστικότητα της ζώνης προορισμού. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την κατανομή των μετακινήσεων περιλαμβάνουν το μέγεθος και τις χρήσεις γης σε κάθε ζώνη και το κόστος μετακίνησης από τη ζώνη προέλευσης προς τη ζώνη προορισμού. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (6 από 12)

58 58 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΚΑΤΑΜΕΡΙΣΜΟΣ ΣΤΑ ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ: Αναπαριστά την επιλογή του μεταφορικού μέσου. Το μοντέλο καταμερισμού στα μεταφορικά μέσα χρησιμοποιεί: a.Τα στοιχεία που αφορούν στην απόδοση των μεταφορικών συστημάτων και στο επίπεδο εξυπηρέτησης που παρέχουν. b.Τον πίνακα των συνολικών μετακινήσεων μεταξύ κάθε ζεύγους Π-Π και υπολογίζει ένα πίνακα Π-Π για κάθε μέσο, δηλ. για κάθε ζεύγος Π-Π υπολογίζεται ο αριθμός των μετακινήσεων για κάθε μεταφορικό μέσο. Παράγοντες που επηρεάζουν: χαρακτηριστικά μέσων μεταφοράς, εισόδημα, ιδιοκτησία ΙΧ αυτοκινήτου, προσιτότητα μέσου μαζικής μεταφοράς, είδος ταξιδιού, ηλικία… Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (7 από 12)

59 59 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΚΑΤΑΜΕΡΙΣΜΟΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ: Το τελευταίο στάδιο του κλασσικού μοντέλου. Προσομοιώνει την επιλογή της διαδρομής που ακολουθεί ο κάθε μετακινούμενος. Το μοντέλο καταμερισμού στο δίκτυο φορτίζει τα δίκτυα των διαφορετικών μεταφορικών συστημάτων με τους αντίστοιχους πίνακες Π-Π που υπολογίστηκαν στο στάδιο του καταμερισμού στα μέσα. Ο καταμερισμός γίνεται βάσει των χαρακτηριστικών των εναλλακτικών διαδρομών που μπορούν να ακολουθήσουν οι μετακινούμενοι και τελικά υπολογίζονται οι φόρτοι και οι καθυστερήσεις σε κάθε τμήμα του μεταφορικού δικτύου κάθε μέσου. Με δεδομένα α) την αναπαράσταση του οδικού δικτύου με χάρτη κόμβων – συνδέσμων, β) συναρτήσεις χρόνου διαδρομής για κάθε σύνδεσμο του δικτύου και γ) πίνακα Π-Π, υπολογίζονται i) οι κυκλοφοριακοί φόρτοι και ii) οι χρόνοι διαδρομής σε κάθε σύνδεσμο του δικτύου. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (8 από 12)

60 60 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΕΙΣ: Οι αποφάσεις του ταξιδιού δε λαμβάνονται πάντα σύμφωνα με την ακολουθία που υιοθετεί το κλασσικό μοντέλο του σχεδιασμού των μεταφορών. Το μοντέλο εστιάζει σε περιορισμένο αριθμό επιλογών. Η σύγχρονη άποψη είναι ότι ένα ευρύτερο φάσμα επιλογών θα πρέπει να αναλύεται. Παράδειγμα: μετακινούμενος που αντιμετωπίζει τη συνεχώς αυξανόμενη κυκλοφοριακή συμφόρηση μπορεί να αλλάξει τη χρονική περίοδο κατά την οποία πραγματοποιεί τη μετακίνηση και τη συχνότητα με την οποία πραγματοποιεί τη μετακίνηση. Πιο σύνθετες επιλογές πραγματοποιούνται μακροπρόθεσμα, π.χ. ο μετακινούμενος αλλάζει θέση εργασίας ή/και κατοικίας, αλλάζει την περιοχή που κάνει τις αγορές του κτλ. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (9 από 12)

61 61 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΕΙΣ: Παρά την έντονη κριτική που δέχεται, το κλασσικό μοντέλο τεσσάρων (4) βημάτων παρέχει ένα σημείο αναφοράς και σύγκρισης με εναλλακτικές μορφές μοντέλων. Το κλασσικό μοντέλο αποτελεί το πλαίσιο ανάπτυξης πιο προηγμένων μορφών προτύπων που αποτελούν αντικείμενο έρευνας στον τομέα σχεδιασμού των μεταφορών. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (10 από 12)

62 62 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΕΙΣ: Τα βασικά χαρακτηριστικά της εξέλιξης στην έρευνα σε θέματα προτυποποίησης του σχεδιασμού των μεταφορών που έχουν βελτιώσει την αξιοπιστία των μοντέλων σχεδιασμού των μεταφορών είναι: 1)Η στροφή προς μεθόδους ανάλυσης οι οποίες αναπαριστούν τη συμπεριφορά των μετακινουμένων (behavioral transport demand models) με σημαντικό ορόσημο τη χρήση και προσαρμογή της θεωρίας μεγιστοποίησης της ωφέλειας σε θέματα προτυποποίησης των επιλογών που κάνουν οι μετακινούμενοι. 2)Η αναγνώριση της δυναμικής συμπεριφοράς των μεταφορικών συστημάτων, που σημαίνει ότι η ανάλυση αυτών των συστημάτων θα πρέπει να αναπαριστά τη διαχρονική τους εξέλιξη και όχι συγκεκριμένους ορίζοντες μόνο. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (11 από 12)

63 63 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 3 – Ανάπτυξη μαθηματικού μοντέλου. ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΕΙΣ: Τα βασικά χαρακτηριστικά της εξέλιξης στην έρευνα σε θέματα προτυποποίησης του σχεδιασμού των μεταφορών που έχουν βελτιώσει την αξιοπιστία των μοντέλων σχεδιασμού των μεταφορών είναι (συνέχεια): 3)Η υιοθέτηση των μεθόδων μαθηματικής προσομοίωσης, που με την ανάπτυξη της τεχνολογίας Η/Υ έδωσε τη δυνατότητα στους ερευνητές να επιλύσουν προβλήματα η μαθηματική επίλυση των οποίων δεν ήταν εφικτή. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (12 από 12)

64 64 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 4 – Βαθμονόμηση και έλεγχος αξιοπιστίας συγκοινωνιακών μοντέλων. Βαθμονόμηση (calibration) του μοντέλου είναι διαδικασία με την οποία προσδιορίζονται οι τιμές των συντελεστών που περιλαμβάνονται στις μαθηματικές σχέσεις που αποτελούν το συγκοινωνιακό μοντέλο. Οι βέλτιστες τιμές των συντελεστών είναι εκείνες για τις οποίες τα αποτελέσματα του μοντέλου είναι όσο το δυνατό πλησιέστερα στα πραγματικά κυκλοφορικά μεγέθη που έχουν μετρηθεί. Μετά το στάδιο της βαθμονόμησης ακολουθεί ο έλεγχος αξιοπιστίας / εγκυρότητας του μοντέλου, κατά το οποίο ελέγχεται η ικανότητα του μοντέλου χρησιμοποιώντας διαφορετικά στοιχεία από αυτά που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη φάση της βαθμονόμησης. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (1 από 6)

65 65 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 4 – Βαθμονόμηση και έλεγχος αξιοπιστίας συγκοινωνιακών μοντέλων. Έστω ότι η γενική μορφή ενός μοντέλου σχεδιασμού μεταφορών εκφράζεται από μια σειρά σχέσεων της μορφής: όπου: Υ: προβλέψεις-εκτιμήσεις (φόρτοι, χρόνοι διαδρομής). Χ: μεταβλητές μεταφορικού συστήματος (κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά μετακινούμενων, λειτουργικά χαρακτηριστικά μεταφορικού συστήματος) – απαιτούνται στοιχεία / δεδομένα από παρατηρήσεις, έρευνες και μετρήσεις. θ: συντελεστές των οποίων οι τιμές υπολογίζονται στο στάδιο της βαθμονόμησης. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (2 από 6)

66 66 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 4 – Βαθμονόμηση και έλεγχος αξιοπιστίας συγκοινωνιακών μοντέλων. Η βαθμονόμηση του μοντέλου έγκειται στον προσδιορισμό των τιμών των συντελεστών θ έτσι ώστε τα αποτελέσματα Υ του μοντέλου (π.χ. εκτιμήσεις φόρτων, χρόνων διαδρομής κτλ.) να διαφέρουν όσο το δυνατό λιγότερο από τα πραγματικά μεγέθη, D. Στην απλούστερη μορφή της αποτελεί ουσιαστικά ένα πρόβλημα ελαχιστοποίησης στο οποίο η αντικειμενική συνάρτηση έχει τη μορφή: D: πραγματικά μεγέθη (από μετρήσεις). Υ & (Χ, θ): εκτιμήσεις μοντέλου. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (3 από 6)

67 67 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 4 – Βαθμονόμηση και έλεγχος αξιοπιστίας συγκοινωνιακών μοντέλων. Ο έλεγχος αξιοπιστίας / εγκυρότητας (validation) των συγκοινωνιακών μοντέλων ακολουθεί τη βαθμονόμηση και αποτελεί τον έλεγχο της ικανότητας του μοντέλου να αναπαραστήσει μια πραγματική κατάσταση χρησιμοποιώντας στοιχεία διαφορετικά από αυτά που χρησιμοποιήθηκαν στη βαθμονόμηση του μοντέλου. Επειδή τα συγκοινωνιακά μοντέλα βασίζονται σε Διασταυρωματικά στοιχεία (cross sectional data), δηλ. στοιχεία από διαφορετικά στρώματα του πληθυσμού που συλλέγονται την ίδια χρονική περίοδο, συχνά όλα τα διαθέσιμα στοιχεία χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των παραμέτρων του μοντέλου. Το στάδιο του ελέγχου αξιοπιστίας παραλείπεται θεωρώντας ότι η βαθμονόμηση του μοντέλου εγγυάται την καλή προσαρμογή των αποτελεσμάτων του μοντέλου στις παρατηρήσεις, γεγονός που εξασφαλίζει την αξιοπιστία των προβλέψεων. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (4 από 6)

68 68 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 4 – Βαθμονόμηση και έλεγχος αξιοπιστίας συγκοινωνιακών μοντέλων. Όπως προκύπτει από μελέτες «πριν» και «μετά» («before» and «after» studies) όσον αφορά στην εφαρμογή παρεμβάσεων σε συστήματα μεταφορών, ο έλεγχος αξιοπιστίας θα πρέπει να βασίζεται σε στοιχεία που δε χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των παραμέτρων του μοντέλου. Αν στοιχεία από δύο διαφορετικές περιόδους δεν είναι διαθέσιμα, μέρος των διαθέσιμων στοιχείων θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση των παραμέτρων του μοντέλου και το υπόλοιπο για τον έλεγχο της αξιοπιστίας / εγκυρότητάς του. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (5 από 6)

69 69 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 4 – Βαθμονόμηση και έλεγχος αξιοπιστίας συγκοινωνιακών μοντέλων. Έλεγχος εγκυρότητας με εφαρμογή του μοντέλου σε περίοδο μεταγενέστερη της περιόδου βαθμονόμησης (ελέγχει την ικανότητα του μοντέλου να προβλέψει μελλοντική κατάσταση – απαιτεί στοιχεία από δύο διαφορετικές χρονικές περιόδους): Έλεγχος εγκυρότητας με εφαρμογή του μοντέλου με στοιχεία από την ίδια περίοδο. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (6 από 6) Στοιχεία βαθμονόμησης Χρονική περίοδος Τ1 Στοιχεία ελέγχου εγκυρότητας Χρονική περίοδος Τ2 Στοιχεία βαθμονόμησης Χρονική περίοδος Τ1 Στοιχεία ελέγχου εγκυρότητας Χρονική περίοδος Τ1

70 70 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 5 – Πρόβλεψη μεταβλητών σχεδιασμού. Μόλις βαθμονομηθεί το μοντέλο και επικυρωθεί για το έτος – βάση, στη συνέχεια θα πρέπει να εφαρμοστεί σε ένα ή περισσότερους ορίζοντες σχεδιασμού. Για καθένα από τους μελλοντικούς χρονικούς ορίζοντες θα πρέπει να γίνουν προβλέψεις των μεταβλητών σχεδιασμού, δηλ. των δραστηριοτήτων που το μεταφορικό σύστημα θα εξυπηρετήσει. Αυτό απαιτεί προβλέψεις για τα μελλοντικά μεγέθη και χωρική κατανομή των κοινωνικοοικονομικών χαρακτηριστικών της περιοχής μελέτης (π.χ. πληθυσμός, απασχόληση, εισόδημα, χρλήσεις γης, οικονομικές, εμπορικές και κοινωνικές δραστηριότητες κ.α.). Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (1 από 8)

71 71 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 5 – Πρόβλεψη μεταβλητών σχεδιασμού. Είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν εναλλακτικά σενάρια και σχέδια που περιγράφουν τα χαρακτηριστικά των εναλλακτικών συστημάτων μεταφορών που θα αξιολογηθούν. Τα εναλλακτικά σενάρια εξέλιξης των κοινωνικοοικονομικών μεγεθών που καθορίζουν τις δραστηριότητες που θα εξυπηρετήσουν τα μεταφορικά συστήματα της περιοχής μελέτης και οι εναλλακτικές μορφές των μεταφορικών συστημάτων που θα αξιολογηθούν, αποτελούν τη βάση δεδομένων του μελλοντικού σχεδιασμού της περιοχής μελέτης. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (2 από 8)

72 72 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 5 – Πρόβλεψη μεταβλητών σχεδιασμού. Έχοντας διαμορφώσει τη βάση δεδομένων του μελλοντικού σχεδιασμού, εν συνεχεία επιλέγεται κάθε ένα σενάριο ξεχωριστά και τα χαρακτηριστικά του εισάγονται στο μοντέλο των τεσσάρων (4) βημάτων. Εφαρμόζεται η ακολουθία των υποπροτύπων, γένεσης, κατανομής στις ζώνες, καταμερισμού στα μέσα και καταμερισμού στο δίκτυο. Τελικά προκύπτουν τα κυκλοφοριακά μεγέθη (φόρτοι, χρόνοι διαδρομής, καθυστερήσεις, ροές επιβατών, χρόνοι αναμονής κτλ) που περιγράφουν την κατάσταση του συνολικού μεταφορικού συστήματος, η οποία στη συνέχεια θα αξιολογηθεί. Η διαδικασία εφαρμογής του μοντέλου των τεσσάρων βημάτων απεικονίζεται στα διαγράμματα που ακολουθούν (βλ. επόμενες διαφάνειες). Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (3 από 8)

73 73 Εισαγωγή – Introduction. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (4 από 8)

74 74 Εισαγωγή – Introduction. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (5 από 8)

75 75 Εισαγωγή – Introduction. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (6 από 8)

76 76 Εισαγωγή – Introduction. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (7 από 8)

77 77 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 5 – Πρόβλεψη μεταβλητών σχεδιασμού. Όπως απεικονίζεται και στα διαγράμματα, η διαδικασία υπολογισμού των διαφόρων μεταβλητών για το σενάριο που αναλύεται περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια:  Οι μελλοντικές χρήσεις γης και τα κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά εισάγονται στο μοντέλο γένεσης των μετακινήσεων που υπολγίζει τις μελλοντικές παραγόμενες και ελκόμενες μετακινήσεις από κάθε ζώνη.  Αυτές οι προβλεπόμενες μελλοντικές μετακινήσεις και τα μελλοντικά χαρακτηριστικά των μεταφορικών συστημάτων (που προσδιορίζουν το χρόνο ή/και το κόστος μετακίνησης μεταξύ κάθε ζεύγους Π-Π) εισάγονται στο μοντέλο της κατανομής των μετακινήσεων που υπολογίζει το μελλοντικό πίνακα Π-Π για την περιοχή μελέτης. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (8 από 8)

78 78 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 6 – Εφαρμογή του μοντέλου. Ο μελλοντικός πίνακας Π-Π των μετακινήσεων, τα μελλοντικά χαρακτηριστικά των διαφορετικών μεταφορικών συστημάτων και τα μελλοντικά κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά των μετακινούμενων εισάγονται στο μοντέλο του καταμερισμού στα μέσα που υπολογίζει το μελλοντικό πίνακα Π- Π των μετακινήσεων που θα γίνονται με το κάθε μεταφορικό μέσο. Εν συνεχεία, ο μελλοντικός πίνακας Π-Π των μετακινήσεων με κάθε μέσο και τα χαρακτηριστικά του μελλοντικού μεταφορικού συστήματος εισάγονται στο μοντέλο του καταμερισμού στο δίκτυο το οποίο υπολογίζει τους μελλοντικούς κυκλοφοριακούς φόρτους και επίπεδο εξυπηρέτησης που προσφέρει το κάθε μεταφορικό σύστημα. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (1 από 2)

79 79 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 6 – Εφαρμογή του μοντέλου. Ένα σημαντικό θέμα στο κλασσικό μοντέλο των τεσσάρων βημάτων αφορά στη σταθερότητα των τιμών των διαφόρων μεταβλητών που υπολογίζονται στα διάφορα στάδια του μοντέλου. Για παράδειγμα, στο βήμα του καταμερισμού στο δίκτυο υπολογίζονται οι φόρτοι και οι χρόνοι μετακίνησης. Αυτοί οι χρόνοι είναι μάλλον απίθανο να είναι ίδιοι με αυτούς που χρησιμοποιήθηκαν στα προγενέστερα στάδια της κατανομής στις ζώνες και του καταμερισμού στα μεταφορικά μέσα. Αυτό συνεπάγεται ότι το μοντέλο θα πρέπει να εφαρμοστεί πάλι ακολουθώντας έτσι μια επαναληπτική διαδικασία μέχρι να υπολογιστεί μια κατάσταση ισορροπίας. Σε αυτή την κατάσταση οι χρόνοι διαδρομής που εισάγονται στα μοντέλα κατανομής και καταμερισμού στα μέσα θα πρέπει να είναι ίσοι με τους χρόνους που υπολογίζει το μοντέλο του καταμερισμού στο δίκτυο. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (2 από 2)

80 80 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 7 – Αξιολόγηση αποτελεσμάτων. Έχοντας εφαρμόσει το μοντέλο για ρεαλιστικά σενάρια μελλοντικών σχεδίων ανάπτυξης του μεταφορικού συστήματος στη συνέχεια γίνεται μια αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Η αξιολόγηση των αποτελεσμα΄των κάθε σεναρίου περιλαμβάνει μια σύγκριση των δαπανών και των ωφελειών που προκύπτουν από την εφαρμογή του συγκεκριμένου σχεδίου που προτέινεται στο σενάριο που αναλύεται. Το στάδιο της αξιολόγησης συμπίπτει με το αντίστοιχο στάδιο 4 της διαδικασίας ορθολογικού σχεδιασμού (βλ. επόμενη διαφάνεια). Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (1 από 3)

81 81 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 7 – Αξιολόγηση αποτελεσμάτων. ΣΤΑΔΙΑ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΟΡΘΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ. 1.Ορισμός στόχων. 2.Εντοπισμός προβλημάτων. 3.Γένεση εναλλακτικών λύσεων. 4.Αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων. 5.Ανάπτυξη σχεδίου. 6.Εφαρμογή σχεδίου. 7.Αξιολόγηση αποτελεσμάτων. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (2 από 3)

82 82 Εισαγωγή – Introduction. Διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων συγκοινωνιακού σχεδιασμού: Βήμα 7 – Αξιολόγηση αποτελεσμάτων. Επομένως τα αποτελέσματα του κάθε σεναρίου συγκρίνονται με τους στόχους και τους περιορισμούς που είχαν τεθεί στο πρώτο στάδιο της διαδικασίας του ορθολογικού σχεδιασμού των μεταφορών και απορρίπτονται ή διατηρούνται για περαιτέρω αξιολόγηση. Η διαδικασία συγκριτικής αξιολόγησης όλων των εναλλακτικών σεναρίων τελικά προσδιορίζει:  Το σχέδιο ανάπτυξης του μεταφορικού συστήματος.  Τις κατευθύνσεις της πολιτικής των μεταφορών.  Το πρόγραμμα επενδύσεων στις μεταφορές που ικανοποιούν τη ζήτηση για μετακίνηση στην περιοχή μελέτης και ικανοποιούν τους στόχους και τους περιορισμούς και μεγιστοποιούν τα καθαρά οφέλη όπως έχουν οριστεί στο πρώτο στάδιο της διαδικασίας του ορθολογικού σχεδιασμού. Κλασσικό μοντέλο σχεδιασμού μεταφορών (3 από 3)