z. 105 Transport 2015
Maciej Bieńczak
1, Szymon Fierek
1, Marcin Kiciński
1,
Jerzy Kwaśnikowski
2, Piotr Sawicki
11
Politechnika Poznańska, WMRiT, Zakład Systemów Transportowych
2
Politechnika Poznańska, WMRiT, Zakład Pojazdów Szynowych
PLANOWANIE ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU
TRANSPORTU PUBLICZNEGO W OPARCIU
O REGIONALNY MODEL PODRÓŻY
Rękopis dostarczono, kwiecień 2015
Streszczenie: Ustawa o publicznym transporcie zbiorowym nakłada na organizatora publicznego transportu zbiorowego obowiązek opracowania planu zrównoważonego rozwoju transportu publicz-nego. Wymagania co do planu dotyczą przede wszystkim ocenę i prognozę potrzeb przewozowych. W tym celu naturalnym staje się wykorzystanie zaawansowanych technik i narzędzi pozwalających na modelowanie podróży i symulacyjne testowanie, a w konsekwencji ocenę różnych rozwiązań trans-portowych. Z uwagi na brak powszechności w zakresie pozyskiwania i gromadzenia danych o podró-żach, budowa odpowiedniego modelu stanowi duże wyzwanie zarówno finansowe, jak i organizacyj-ne. W niniejszym artykule zaprezentowano główne założenia i przyjęte rozwiązania, które pozwoliły na budowę modelu podróży o zasięgu regionalnym na przykładzie województwa wielkopolskiego. Opracowany model podróży bazuje na podejściu czterostadiowym, uwzględniającym takie fazy budo-wy modelu, jak: generacja ruchu, dystrybucja ruchu, podział modalny, rozłożenie ruchu na sieć. Ponadto konstrukcja modelu podróży wymaga opracowania modelu sieci transportowej. W artykule scharakteryzowano każdą z kluczowych faz, przedstawiono ocenę jakości skonstruowanego modelu oraz wyniki końcowe w postaci rozłożenia ruchu na sieć transportową.
Słowa kluczowe: Zrównoważony rozwój publicznego transportu zbiorowego, regionalny model podróży, podejście czterostadiowe
1. WSTĘP
Publiczny transport zbiorowy należy do kluczowych czynników determinujących nie tylko prawidłowe funkcjonowanie terenów zurbanizowanych, ale przede wszystkim ich dynamiczny rozwój [2, 7, 8, 12, 14, 15, 21, 22]. Od wielu lat organy władzy rządowej i samorządowej poszczególnych krajów i ich związków (np. Unii Europejskiej), opracowują podstawowe zasady funkcjonowania transportu oraz dokumenty prawne (ustawy, dyrekty-wy, rozporządzenia) wdrażające te zasady w gospodarce i życiu społecznym. Działania w tym zakresie można nazwać kształtowaniem polityki transportowej na właściwym terenie
(np. kraju lub krajów, województw, powiatów, gmin lub miast). Polityka transportowa postrzegana jest, jako jeden z istotnych segmentów polityki makroekonomicznej, a zarazem jednym z ważnych obszarów polityki gospodarczej państwa [20, 21].
Komisja Europejska (KE) w marcu 2011 roku przyjęła najnowszy dokument w zakresie polityki transportowej UE [20, 21]. Kładzie on nacisk na zastąpienie indywidualnego transportu samochodowego bardziej przyjaznymi środowisku formami transportu, co pozwoli między innymi na zmniejszenie emisji zanieczyszczeń. Zrównoważony system transportowy jest mechanizmem napędzającym gospodarkę, dlatego konieczność plano-wania infrastruktury oraz realizowanych przewozów w sposób minimalizujący negatywny wpływ na środowisko uważa się za priorytetowe działanie planistyczne. Jednocześnie konieczne są zmiany w sektorze transportu, w tym zmniejszenie dotacji do inwestycji dro-gowych, a zwiększenia dotacji do projektów pro-środowiskowych, takich jak: zbiorowy transport drogowy i kolejowy oraz żegluga śródlądowa czy morska.
Realizacja tak postawionego celu, zdaniem KE, możliwa jest poprzez opracowywanie kompleksowych planów transportowych. W chwili obecnej w różnych krajach UE, a także poza jej obszarem, obserwowane jest jednak zróżnicowane podejście do tworzenia takich planów. W Polsce tworzenie planu zrównoważonego rozwoju transportu publicznego regu-lowane jest stosowanymi przepisami. W efekcie zauważalne są różne sposoby interpretacji tych przepisów, a w tym, co do zakresu opracowania planu transportowego, jak i narzędzi i technik wspomagających planowanie. Zdaniem autorów niniejszego artykułu, najbardziej odpowiednim podejściem, zapewniającym rzetelne podstawy o charakterze ilościowym, jest podejście oparte na budowie modelu podróży i jego pełnym wykorzystaniu.
W niniejszym artykule, stanowiącym rozszerzenie wcześniejszej publikacji zespołu autorskiego [1], przedstawiono sposób przygotowania modelu podróży o zasięgu regional-nym, przygotowany na potrzeby opracowania planu zrównoważonego rozwoju transportu publicznego dla województwa wielkopolskiego. W kolejnych rozdziałach przedstawiono podstawy metodyczne dotyczące modelowania podróży, a także opis poszczególnych kro-ków budowy modelu podróży oraz uzyskane rezultaty. Artykuł został podsumowany wnioskami oraz uzupełniony spisem bibliograficznym.
2. MODELOWANIE PODRÓŻY
Zjawiska zachodzące w procesach, obiekty i ich struktury kształtujące złożone systemy, a także pojawiające się w rzeczywistym świecie problemy decyzyjne przedstawiane są w sposób uproszczony – w postaci modelu. W ogólności wszystkie modele są wyidealizo-waną i przybliżoną reprezentacją świata rzeczywistego i występujących w nim obiektów lub zjawisk.
Ze względu na charakter i zakres rozważań prowadzonych w niniejszym artykule, przedmiotem zainteresowania są przed wszystkim modele matematyczne, czyli takie, które przedstawiają opisywaną rzeczywistość za pomocą sformułowań matematycznych (symbo-li, wzorów i wyrażeń) [2, 5]. Model matematyczny opisujący działanie określonego syste-mu, obiektu czy fragmentu rzeczywistości zostaje określony, jeśli są zdefiniowane wielkości w nim występujące (ich miary, jednostki, zakresy zmienności, itp.) oraz podane
związki wiążące te wielkości w postaci wyrażeń matematycznych [2]. Model matema-tyczny jest, zatem zbiorem reguł i zależności zapisanych w formie związków analitycz-nych, wyprowadzonych na podstawie obserwacji rzeczywistości. Za J. Leszczyńskim [10] można stwierdzić, że model matematyczny ma zastąpić obiekt rzeczywisty w zaplanowa-nych badaniach. Ma on działać tak, aby na podstawie zbudowazaplanowa-nych wyrażeń i zależności można było przewidzieć (w drodze obliczeń) przebieg modelowanego obiektu, zjawiska, procesu czy systemu [9].
Specyficznym rodzajem modelu matematycznego jest model podróży, zwany też często
modelem ruchu [5, 9, 10]. Zawiera on matematyczny opis związków zachodzących między
komponentami struktury podażowej (głównie infrastruktura i tabor) i popytowej (głównie potrzeby transportowe) oraz jego otoczenia, a także zbiór procedur (algorytmów) pozwala-jących rozwiązywać konkretne problemy decyzyjne, związane z funkcjonowaniem syste-mów transportowych. Zatem można stwierdzić, że kluczową rolę w modelowaniu podróży odgrywają zarówno model podaży oraz model popytu.
Modelowanie podróży rozwijane jest od co najmniej lat 60-tych ubiegłego wieku [5]. Od tego czasu pojawiło się wiele propozycji, z których największe uznanie i jednocześnie krytykę, zyskało podejście czterostadiowe. Jak sama nazwa wskazuje, model podróży powstaje w wyniku czterech następujących po sobie faz (stadiów), opisanych odrębnymi modelami matematycznymi (patrz rys. 1), tj. faz [5, 10]:
− generacji podróży (stadium 1),
− rozkładu przestrzennego podróży (stadium 2), − podziału zadań przewozowych (stadium 3), − rozkładu ruchu na sieć transportową (stadium 4).
Pierwsze trzy fazy stanowią podstawy kształtowania modelu popytu, a więc opisują potrzeby transportowe realizowane w wyodrębnionej jednostce terytorialnej, podzielonej na zawarte w jej granicach obszary - rejony komunikacyjne i wydzielone w jej granicach układy transportowe [7, 8].
W ramach stadium 1, tj. generacji podróży, z ang. trip generation, definiowane są potencjały ruchotwórcze, odwzorowujące całkowite wielkości podróży mających swoje źródła oraz cele, przypisane do określonych rejonów komunikacyjnych [5, 10]. W trakcie stadium 2, kiedy powstaje rozkład przestrzenny podróży, z ang. trip distribution, następuje przestrzenny rozdział wszystkich podróży realizowanych w danym obszarze pomiędzy pary rejonów: źródłowy i docelowy. Zakłada się, że całkowita liczba podróży pomiędzy punktami źródłowymi i docelowymi jest znana, podobnie jak znane są czasy (lub koszty) tych podróży. W efekcie uzyskuje się macierz podróży: źródło-cel, z ang. origin –
desti-nantion matrix (O-D matrix), o wymiarze odpowiadającym liczbie rejonów
komunikacyj-nych, zawierającą wielkości potoków ruchu ze źródła do celu [5, 10]. W trzecim stadium – podziale zadań przewozowych, z ang. modal split, wyznaczany jest udział podróży realizowanych za pomocą różnych środków transportowych w ogólnej liczbie podróży wykonywanych w danym obszarze [5, 10].
Wszystkie trzy pierwsze stadia jak wspomniano wcześniej, kształtują model popytu. Model podróży musi jednak zawierać również model podaży, który charakteryzuje sieć transportową z możliwie dokładnym odwzorowaniem takich parametrów jak: geometria układu drogowego, kategoria dróg, przebieg linii transportu zbiorowego itp. Skonfronto-wanie modelu popytu i podaży stanowi zasadniczy elementem czwartego stadium modelu budowy modelu podróży. Dzięki zastosowaniu odpowiednich algorytmów rozkładu ruchu
na sieć transportową, pozwala on określić wielkości potoków ruchu na poszczególnych łukach sieci transportowej [5, 10].
Rys. 1. Budowa modelu podróży w oparciu o podejście czterostadiowe Źródło: Opracowanie własne na podstawie [5].
Realizacja tego zadania jest jedną z najbardziej zaawansowanych algorytmicznie proce-dur w modelowaniu podróży. Realizacja tego zadania bez specjalistycznego oprogramowa-nia jest niemal niewykonalna. W pracach planistycznych w odniesieniu do powstaoprogramowa-nia planu zrównoważonego rozwoju transportu zbiorowego dla województwa wielkopolskiego, auto-rzy posługiwali się narzędziem PTV Visum 14 produkcji PTV Group Gmbh.
3. BUDOWA REGIONALNEGO MODELU PODRÓŻY
3.1. ZAŁOŻENIA OGÓLNE I ŹRÓDŁA WIEDZY
Z uwagi na cel wykorzystania modelu, dostępność danych oraz ograniczone możliwości pozyskania danych na drodze własnych badań, poczyniono następujące założenia wzglę-dem budowy regionalnego modelu podróży:
− region, którego dotyczy model stanowi województwo wielkopolskie,
− planowanie rozwoju publicznego transportu zbiorowego dotyczy przewozów drogo-wych (autobusodrogo-wych) i kolejodrogo-wych,
granicy powiatu,
− model podaży w odniesieniu do przewozów autobusowych zakłada znaczne uproszcze-nie sieci transportowej – szczególuproszcze-nie w zakresie przystanków (model zakłada jeden przystanek w rejonie komunikacyjnym) i przebiegu linii,
− model podaży dla przewozów kolejowych nie podlega uproszczeniu,
− podział zadań przewozowych ustalany jest według proporcji wynikającej z przeprowa-dzonych badań ruchu,
− model podróży ma charakter statyczny i jest zbudowany w oparciu o podejście cztero-stadiowe,
− podróże mogą odbywać się w ramach siedmiu podstawowych motywacji, tj.: dom-praca, praca-dom, dom-nauka, nauka-dom, dom-inne, inne-dom, niezwiązane z domem. W przyjętej procedurze budowy modelu podróży wykorzystano zbiór danych pochodzą-cych, m.in. z takich źródeł, jak:
− własne badania przeprowadzone w grupie gospodarstw domowych województwa wiel-kopolskiego,
− badania przeprowadzone w 2013 roku w środkach transportu zbiorowego – własne badania w zakresie przewozów autobusowych oraz badania zewnętrzne [13], w zakresie przewozów kolejowych,
− bazy danych Głównego Urzędu Statystycznego,
− wyniki Generalnego Pomiaru Ruchu (GPR), przeprowadzonego przez Generalną Dy-rekcję Dróg Krajowych i Autostrad w 2010 roku [4].
3.2. MODEL PODAŻY
Sieć transportowa wykorzystana w modelu została zbudowana w oparciu o dane pochodzące z OpenStreetMap [6]. Wyróżniono łącznie 27 różnych typów odcinków z pre-definiowanymi wartościami przypisanych im atrybutów takich jak np.:
− przepustowość,
− prędkość w ruchu swobodnym,
− dopuszczenie do ruchu określonych środków transportu itp.
Ponadto dla odcinków kolejowych zdefiniowano dodatkowe atrybuty, odpowiadające: − liczbie torów,
− elektryfikacji,
− maksymalnej prędkości.
Łącznie w modelu sieci transportowej, po odrzuceniu części odcinków stanowiących drogi lokalne i osiedlowe, uwzględniono około 25 tys. odcinków (23,5 tys. drogowych oraz 1,5 tys. kolejowych). W związku z koniecznością odwzorowania sieci transportu publicznego, konieczne było przeprowadzenie inwentaryzacji elementów strony podażo-wej publicznego transportu zbiorowego. Polegało to na zidentyfikowaniu:
− lokalizacji stacji i dworców kolejowych, − lokalizacji przystanków autobusowych,
− linii komunikacyjnych przebiegających przez określone przystanki oraz przekracza-jących przynajmniej jedną granicę powiatu,
W przypadku stacji i dworców kolejowych informacje uzyskane z jednostek samorządu terytorialnego były wystarczająco precyzyjne, aby wykorzystać je w sposób bezpośredni w procesie odwzorowania. Niestety brak dokładnych informacji o lokalizacji przystanków autobusowych był jednym z poważniejszych problemów przy realizacji powyższych za-dań. Stąd też dla linii autobusowych na terenie Wielkopolski zaprojektowano i wykonano procedurę pozwalającą na identyfikację odcinków przebiegających przez granice powia-tów. Jej etapami było:
− Opracowanie, na podstawie informacji zwartych w pozwoleniach na przewozy autobu-sowe, bazy przystanków, przez które przebiegają linie komunikacyjne. W ten sposób powstał zbiór zawierający około 50 tys. rekordów. Każdy rekord składał się z: nazwy przystanku należącego do linii autobusowej, godziny odjazdu oraz nazwy przewoźnika realizującego przewóz.
− Weryfikacja nazw przystanków na podstawie ogólnodostępnych informacji (np. plane-rów podróży). Działanie to było konieczne z uwagi na ujednolicenie nazw, gdyż ten sam przystanek lub dworzec autobusowy mógł występować w bazie wielokrotnie pod różną nazwą (lub skrótem). Fragment bazy danych przed realizacją tego kroku przedstawiono na rys. 2. Przykładowo dworzec autobusowy w Gnieźnie w różnych rekordach bazy nazywany był w różny sposób np.: Gniezno DA, GNIEZNO DA, GNIEZNO D.A., Gniezno d.a. Podobne rozbieżności występowały w zakresie nazw przewoźników, np.: PKS w Gnieźnie, PKS Gniezno, PKS w Gnieźnie Sp. z o.o.. − Przyporządkowanie dla każdego przystanku nazwy gminy oraz powiatu, w którym jest
on zlokalizowany.
Rys. 2. Widok fragmentu utworzonej bazy danych przed krokiem ujednolicenia nazw przystanków Źródło: Opracowanie własne.
Z uwagi na poziom szczegółowości modelu, tj. jego charakter makroskopowy finalnie poczyniono następujące założenia upraszczające:
− dla każdej gminy znajdującej się w powiecie wytypowano jeden charakterystyczny przystanek autobusowy, reprezentujący tą gminę,
− przystanek autobusowy i jedna (najbliższa) stacja kolejowa zostały połączone ze środ-kiem ciężkości rejonu komunikacyjnego.
Dzięki zastosowaniu takiego podejścia uzyskano zbiór łącznie 1481 przystanków (w tym 455 stanowiły stacje i dworce kolejowe), z czego bezpośrednio podłączone do rejonów komunikacyjnych zostało 398.
W konsekwencji przyjętych założeń, uproszczeniu uległa sieć linii autobusowych. Ich przebieg został dostosowany do lokalizacji przystanków. W rezultacie część linii, przebiegających w rzeczywistości w inny sposób (np. różniących się jednym przystan-kiem), została zunifikowana i odwzorowana jako dodatkowe kursy. Uproszczenie to spo-wodowane było przede wszystkim koncentracją na podróżach ponadpowiatowych i zda-niem autorów nie wpłynęło na zmniejszenie wiarygodności modelu.
Ostatecznie, ze zidentyfikowanych początkowo 850 linii autobusowych, przekracza-jących przynajmniej jedną granicę powiatu, w modelu zostały uwzględnione 694 na których, łącznie realizowanych jest 4695 kursów w ciągu całej doby. W przypadku linii kolejowych, wobec stosunkowo dobrej dostępności danych, odzwierciedlone zostały wszystkie połączenia pasażerskie w obrębie województwa wielkopolskiego oraz harmo-nogram jazdy zgodny z rozkładem jazdy, aktualnym w czasie pomiarów i badań ruchu tj. październik/listopad 2013 r.. Ogółem zamodelowano 43 trasy kolejowe (86 w obu kierun-kach) i 595 kursów w ciągu doby. Powstały w ten sposób schemat układu linii publicznego transportu zbiorowego – zarówno autobusowego jak i kolejowego został zaprezentowany na rysunkach 3a i 3b.
3.. MODEL POPYTU
Model popytu dla województwa wielkopolskiego został zbudowany w oparciu o podział na rejony komunikacyjne, odpowiadające podziałowi administracyjnemu województwa na gminy (bez rozróżniania gmin miejskich i wiejskich). W rezultacie wydzielono 215 rejo-nów wewnętrznych. Ponadto, na potrzeby uwzględnienia ruchu zewnętrznego, wydzielono dodatkowo 69 tzw. rejonów zewnętrznych zlokalizowanych zaraz za granicą województwa i odpowiadających drogom krajowym i wojewódzkim oraz liniom kolejowym przecinają-cym tą granicę. Zatem łącznie model zawiera 284 rejony komunikacyjne.
Zgodnie z procedurą czterostadiową, w pierwszym kroku przystąpiono do wyznaczenia potencjałów ruchotwórczych dla każdego rejonu komunikacyjnego. Potencjały te (zarówno produkcję jak i atrakcję ruchu) wyznaczono przy pomocy odpowiednich równań regresji wielorakiej, których ogólną postać przedstawia zależność (1). Równania te zdefiniowano odrębnie dla każdego potencjału każdej z siedmiu wymienionych wcześniej motywacji podróży.
= + + ⋯ + + (1) gdzie:
y – zmienna zależna, tj. liczba podróży generowanych lub przyciąganych
przez rejon komunikacyjny,
x1, x2, xk – zmienne niezależne (objaśniające), opisujące charakterystykę
socjo-ekonomiczną rejonu komunikacyjnego,
a)
b)
Rys. 3. Układ linii publicznego transportu zbiorowego w województwie wielkopolskim: a) linie kolejowe, b) linie autobusowe
Jako zmienne objaśniające uwzględniono takie charakterystyki demograficzne, prze-strzenne i gospodarcze, jak liczba:
− ludności ogółem, − uczących się, − pracujących, − miejsc nauki, − miejsc pracy, − punktów usługowych, − szpitali i ośrodków zdrowia, − urzędów,
− marketów,
− obiektów kulturalnych,
− ośrodków sportowo-rekreacyjnych, − punktów gastronomii i hoteli.
Dla każdej motywacji wyznaczono odpowiednie współczynniki regresji, co pozwoliło wyznaczyć wartości potencjałów ruchotwórczych.
W drugiej fazie podejścia czterostadiowego został wyznaczony rozkład przestrzenny podróży. Dokonano tego przy pomocy modelu grawitacyjnego, którego ogólną formułę opisuje równanie (2).
( ) =
(2) gdzie:
a, b, c – parametry korygujące,
z – opór przestrzeni, mierzony odległością między parami rejonów
(naj-krótszą ścieżką).
Parametry korygujące w tym modelu zostały dobrane w sposób umożliwiający zapew-nienie maksymalnej możliwej zgodności z wynikami przeprowadzonych badań – histogra-mem długości podróży (por. rys. 4). Na tej podstawie wyznaczono macierz ruchu (macierz O-D), której graficzną reprezentację przedstawiono na rys. 5.
W związku z przyjętym założeniem o ustaleniu podziału zadań przewozowych wg stałej proporcji wynikającej z przeprowadzonych badań, w trzecim kroku modelu czterostadio-wego dokonano podziału całkowitej więźby ruchu na więźby związane z transportem indywidualnym i zbiorowym. Posłużyły one do wykonania roboczych rozkładów ruchu na sieć, co z kolei na dalszym etapie pozwoliło na odpowiednią weryfikację i kalibrację modelu ruchu.
Rys. 4. Histogram dystansu podróży ponadpowiatowych uzyskany z modelu grawitacyjnego Źródło: Opracowanie własne.
Rys. 5. Całkowita więźba ruchu w modelu ruchu dla stanu obecnego Źródło: Opracowanie własne.
Długość (dystans) podróży [km]
Udzi ał podró ż y [%] 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0
3.4. WERYFIKACJA I KALIBRACJA MODELU PODRÓŻY
Weryfikacja i kalibracja regionalnego modelu podróży przebiegała w kilku iteracyjnych krokach. W pierwszej kolejności, poprzez serię spotkań i rozmów z praktykami i eksperta-mi dokonano oceny uzyskanych wyników. Pozwoliło to na identyfikację i wyelieksperta-minowanie niespójności modelu. Następnie, przy wykorzystaniu modułu służącego do kalibracji macierzy ruchu, ang. T-FlowFuzzy, dokonano identyfikacji wadliwych elementów modelu oraz wprowadzono zmiany, po czym przeprowadzono kalibrację macierzy.
Kalibracja macierzy w przypadku transportu indywidualnego przeprowadzona była na podstawie wyników GPR z 2010 roku [4], uaktualnionych o własne badania. W związku z tym wyznaczono 420 punktów pomiarowych, względem których prowadzona była analiza rozkładów ruchu i korekta macierzy. W przypadku transportu zbiorowego, kalibracja oparta była na: wynikach własnych pomiarów na granicach powiatów (przewozy autobusowe) oraz wynikach pomiarów przeprowadzonych w regionalnych przewozach kolejowych (w Kolejach Wielkopolskich i Przewozach Regionalnych) [13].
W związku ze specyfiką posiadanych danych (agregacja wyników badań do granic po-wiatów) konieczna była kalibracja w odniesieniu do tzw. ekranów, przebiegających wzdłuż granic tych powiatów. W związku z tym, odniesiono się do 140 ekranów, zawierających zbiorczą informację o wielkości potoku pasażerskiego przekraczającego każdy z tych ekra-nów. Przeprowadzone obliczenia umożliwiły osiągnięcie zgodności modelu z wynikami
badań (opartej o analizę współczynnika R2), na poziomie 0,92 dla transportu
indywidual-nego i 0,97 dla transportu zbiorowego, co zostało zaprezentowane na rys. 6 a i b.
Efekt finalny w postaci rozkładów podróży na sieć został przestawiony na rys. 7 a i b. Na rys. 7a zaprezentowano rozłożenie potoków ruchu na sieć transportową w transporcie indywidualnym. Jak można zaobserwować szczególnie intensywny ruch odbywa się w osi wschód – zachód, autostradą A2 oraz w okolicy większych ośrodków miejskich, takich jak np.: Poznań, Konin, Piła, Leszno, Ostrów Wlkp., Kalisz, Gniezno. W przypadku transportu zbiorowego (rys. 7b) można zaobserwować wyróżniające się potoki pasażerskie na liniach kolejowych, które gwieździście rozchodzą się z/do Poznania (w/z kierunku: Gniezna, Konina, Ostrowa Wlkp., Leszna, Nowego Tomyśla, Wronek oraz Piły). W porównaniu z nimi pozostałe potoki charakteryzują się mniejszym natężeniem i rozkładają na wiele mniejszych odcinków (tras autobusowych). Wśród nich można zaobserwować nieco większe potoki ruchu związane z miastami, które cechuje słaba dostępność do linii kolejowych jak np. Turek, Śrem, Czarnków oraz Międzychód.
4. WYKORZYSTANIE MODELU PODRÓŻY NA
POTRZEBY PLANU TRANSPORTOWEGO
Opracowany model podróży, przygotowany zgodnie z zasadami przedstawionymi w rozdziale 3, odzwierciedla stan obecny publicznego transportu zbiorowego w wojewódz-twie wielkopolskim. Jego dalsze wykorzystanie w procesie przygotowania planu
zrówno-ważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego, wymagało opracowania modelu prognostycznego.
a)
b)
Rys. 6. Zgodność modelu z wynikami badań: a) transport indywidualny, b) transport zbiorowy Źródło: Opracowanie własne.
Natężenie ruchu (SDR) wg GPR 2010 [tys.poj./doba] 17,5 15 10 5 0 0 5 10 15 20 N a tężeni e ruch u wg m o del u [tys.poj ./ d oba ] 3,4 3 2 1 0 Natę żeni e r u ch u wg mo del u [ty s. poj ./dob a]
Natężenie ruchu wg badań własnych [tys.poj./doba]
a)
b)
Rys. 7. Rozłożenie dobowych potoków ruchu: a) transport indywidualny, b) transport zbiorowy Źródło: Opracowanie własne.
Zmiany, jakie należało uwzględnić w modelu skupiały się w dwóch zasadniczych obszarach:
− zmian w sieci kolejowej i drogowej,
− zmian mobilności mieszkańców wielkopolski oraz innych osób przemieszczających się na terenie regionu.
Zmiany w sieci transportowej wprowadzono bazując na dokumentach strategicznych krajowych i wojewódzkich. Z kolei macierz ruchu wyznaczono według opisanego powyżej schematu uwzględniając zmiany w generatorach ruchu. Dane pozyskano w różnorakich źródeł, jak np. jednostki samorządu terytorialnego, bazy danych GUS itp. W wyniku prac powstały 3 scenariusze prognostyczne:
− realistyczny,
− zakładający zwiększającą się mobilność, − zakładający zmniejszającą się mobilność.
Dla każdego scenariusza w sposób ekspercki zaprojektowano przebieg linii publicznego transportu zbiorowego i w wyniku powtarzanych iteracyjnie eksperymentów opracowano siatkę linii. Przyjęto tutaj następujące założenia:
− rdzeń sieci połączeń stanowią połączenia kolejowe, których uzupełnieniem są linie autobusowe
− należy unikać powielania połączeń o tych samych relacjach jednocześnie przez kolej i autobus; wyjątek mogą stanowić te połączenia, które pozwalają na znaczne skrócenie czasu przejazdu autobusem,
− występowanie istotnego (z punktu widzenia organizatora) popytu na przewozy ponad-powiatowe,
− możliwie krótki czas przejazdu,
− istniejący stan właściwości obszaru województwa (np. istniejące związki międzygminne wyłączające właściwość́ województwa na danym obszarze),
− obecność kolejowych połączeń krajowych,
− wykorzystanie istniejącej infrastruktury bądź planowanej (przewidzianej w innych dokumentach).
W następnej kolejności do obserwowanych potoków dobrano liczbę kursów na poszcze-gólnych liniach. Ostatnim etapem było oszacowanie koszów funkcjonowania publicznego transportu zbiorowego w Wielkopolsce.
5. PODSUMOWANIE
Opracowanie planu zrównoważonego rozwoju transportu publicznego dla województwa wielkopolskiego zostało poprzedzone opracowaniem oryginalnej metodyki bazującej na modelu podróży. O ile zastosowanie podejścia czterostadiowego do budowy modelu podróży (ruchu) jest znane i opisywane w literaturze (np. [18]), o tyle zastosowanie tego modelu na taką skalę, szczegółowe zaplanowanie badań (częstotliwość, dokładność, zakres) oraz sama budowa modelu jest zdaniem autorów podejściem unikatowym. Prace badawcze o takim zasięgu terytorialnym i stopniu szczegółowości są novum w warunkach polskich, w porównaniu do krajów, w których prace o podobnym celu prowadzone są już
od pewnego czasu, a przede wszystkim nie są wymuszone regulacjami prawnymi (np. Niemcy, USA).
Zdaniem autorów, do kluczowych zalet zastosowania modelu podróży w opracowywa-niu planu zrównoważonego rozwoju transportu publicznego należy zaliczyć:
− uwzględnienie faktycznie realizowanych podróży i ich motywacji, w procesie przygoto-wania budżetu związanego z realizacją usług przewozowych o charakterze publicznym, − możliwość systematycznej oceny zmian i weryfikacji zachowań podróżnych w
później-szym okresie,
− możliwość oceny wpływu zmian czynników zewnętrznych - makroskopowych, np.: gospodarczych, demograficznych na zachowania transportowe (w trakcie prac projekto-wych uwzględniono planowane inwestycje gospodarcze, np. budowa dużego centrum dystrybucji firmy Amazon, fabryki pojazdów VW i in.),
− możliwość oceny zasadności prowadzenia inwestycji drogowych z punktu widzenia polityki transportowej i mobilności zbiorowej.
Aby opracowany model podróży spełniał swoje zadanie w dłuższej perspektywie czasu konieczne jest utrzymanie jego aktualności. Jest to możliwe jedynie dzięki konsekwentnej i systematycznej aktualizacji badań i pomiarów.
Dalszym etapem prac badawczych będzie rozwinięcie opracowanej metodyki o elementy optymalizacji sieci powiazań transportowych w powiązaniu z wynikami symulacyjnymi. Zdaniem autorów może stanowić to istotną wartość dodaną w procesie planistycznym, głównie poprzez optymalny rozdział środków budżetowych dla zapewnienia najkorzystniejszego rezultatu w postaci realizacji publicznych przewozów pasażerskich na terenie wielkości województwa.
Bibliografia
1. Bieńczak M., Fierek S., Kiciński M., Kwaśnikowski J., Sawicki P., Regionalny model podróży na potrze-by planu zrównoważonego rozwoju transportu publicznego. Logistyka, Nr 4/2014, s. 1673-1682. 2. Bradley S., Hax A., Magnanti T., Applied Mathematical Programming. Addison-Wesley Publishing, San
Francisco, 1977.
3. Ceder A., Public Transit Planning and Operation: Theory, Modeling and Practice. Elsevier, Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2007.
4. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Generalny pomiar ruchu w 2010, http://www.gddkia. gov.pl/pl/1231/generalny-pomiar-ruchu [dostęp: 24.07.2013 r.]
5. Hensher D.A., Button K., J. (red.), Handbook of Transport Modelling. Elsevier, Oxford, 2000. 6. http://www.openstreetmap.org/
7. Kiciński M., Stasiak P., Analiza zmian efektywności wykorzystania taboru autobusowego w przedsię-biorstwie ZUK ROKBUS Spółka z o. o. w latach 2012-2013, W: Szychta E. (red.), Logistyka systemy transportowe bezpieczeństwo w transporcie, str. 388, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Radom, 2014.
8. Kiciński M., Stasiak P., Ocena realizacji zakładanych zadań przewozowych na przykładzie przedsię-biorstwa publicznego transportu autobusowego ZUK Rokbus Sp. z o.o. Czasopismo Autobusy – Techni-ka, Eksploatacja, Systemy Transportowe, nr 3/2013 (CD, s. 555-564).
9. Krych A., Kaczkowski M., Słownictwo kompleksowych badań i modelowania potoków ruchu, Poznań, 2010
10. Leszczyński J., Modelowanie systemów i procesów transportowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999.
11. Ortuzar J., Willumsen L.G., Modelling Transport. John Wiley & Sons, New York, 2001.
Public Administration and Public Policy No. 127, CRC Press, 2007.
13. Podolak J., Raport podsumowujący wyniki badań potoków pasażerskich i struktury biletów w pociągach wykonujących przewozy w ramach służby publicznej, objętych dofinansowaniem przez Samorząd Woje-wództwa Wielkopolskiego, Collect Consulting S.A., Katowice, grudzień 2013.
14. Polityka Transportowa Państwa na lata 2006-2025, Ministerstwo Infrastruktury, Warszawa, 27 czerwca 2005.
15. Preston L. Schiller P.L., Bruun E.C., Kenworthy J.R., An Introduction to Sustainable Transportation: Policy, Planning and Implementation. Earthscan, London – Washington, 2010.
16. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 25 maja 2011 r. (Dz. U. 117/2011, poz. 684). 17. Rudnicki A., Jakość komunikacji miejskiej, SITK Odział w Krakowie, Kraków, 1999.
18. Szarata A., Wpływ zmian w strukturze przestrzennej na parametry 4-stadiowego modelu transportowego miasta. Architektura, vol. 107, no. 3, 2010, s. 249-261.
19. Ustawa o publicznym transporcie zbiorowym (Dz. U. 2011 nr 5, poz. 12).
20. White Paper – Roadmap to a Single European Transport Area – Towards a competitive and resource effi-cient transport system, Brussels, 28.3.2011, COM (2011) 144 final.
21. Wojewódzka-Król K., Rolbiecki R., Polityka rozwoju transportu, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskie-go, Gdańsk, 2013.
22. Wyszomirski O. (red.), Transport miejski. Ekonomika i organizacja, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdań-skiego, Gdańsk, 2010.
REGIONAL TRANSPORTATION MODEL FOR THE PLAN OF SUSTAINED PUBLIC TRANSPORT DEVELOPMENT
Summary: According to the Act on Public Collective Transport, the organizer of a public transport are obliged to prepare a plan for sustainable development of this system. Among others, the required plan should include an evaluation of current state as well as a forecast of transport demand. To do this, it becomes natural to use advanced techniques and tools for building a trip model and, consequently, a simulation of different regional transport solutions. However, due to the lack of universality in acquisition and collection of a trip data, construction of the suitable model is a challenging task, both from financial and organizational points of view. This paper deals with the selection of the most important assumptions for construction of the regional trip model and the key step in designing such a model for Wielkopolska region. The regional trip model is based on a four-stage approach, taking into account the following stages: trip generation, trip distribution, modal split and traffic assignment. Moreover, to design the trip model a regional transport network model is also required. The original output of the paper consists in the following results: regional trip model, results of its quality assessment, and final results in the form of the traffic distribution on the regional transport network.
