Veleuilite HRVATSKO ZAGORJE Krapina

etalite Hrvatskog narodnog preporoda 14, Krapina

NAINI OPTIMIZACIJE JAVNOG PRIJEVOZA PUTNIKA

Seminarski rad

Studij prometne logistike

Krapina,

Lipanj 2014. godine

2

Veleuilite HRVATSKO ZAGORJE Krapina

etalite Hrvatskog narodnog preporoda 14, Krapina

NAINI OPTIMIZACIJE JAVNOG PRIJEVOZA PUTNIKA

Seminarski rad

Naziv kolegija: Logistika prijevoza putnika

Profesor: prof. dr.sc. Saa olman

Student: Petar Grce

3

1. SADRAJ

1. Sadraj ................................................................................................................................................. 3

2. Gravitacijski modeli i GIS ..................................................................................................................... 4

2.1. GIS ................................................................................................................................................. 4

2.2. Gravitacijski modeli i generiranje putovanja ................................................................................ 5

3. Izrada voznih redova ........................................................................................................................... 9

3.1. Izrada voznih redova .................................................................................................................... 9

3.2. Djelovi procesa izrade voznih redova ........................................................................................... 9

3.3. Numeriki prikaz voznog reda .................................................................................................... 11

3.4. Grafiki prikaz voznog reda ........................................................................................................ 11

3.5. Izrada voznih redova u raunalnom programu INTERPLAN ....................................................... 12

4. Popis slika .......................................................................................................................................... 18

5. Literatura ........................................................................................................................................... 19

4

2. GRAVITACIJSKI MODELI I GIS

2.1. GIS

GIS je tehnologija namijenjena upravljanju prostorno orijentiranim podacima. Jednu od najee

koritenih definicija dala je tvrtka ESRI: GIS je informacijski sustav namijenjen prikupljanju, obradi,

upravljanju, analizi, prikazivanju i ocrtavanju prostorno orijentiranih informacija. GIS tehnologija

integrira uobiajene operacije s bazama podataka kao to su pretraivanja, upiti ili statistike analize, s

jedinstvenim prednostima vizualizacije i prostorne analize koju donose karte. Te mogunosti izdvajaju

GIS od ostalih informacijskih sustava i ine ga dragocjenim alatom za najrazliitije namjene i korisnike, a

u prometu je idealan za njegovu valorizaciju. Kartiranje i prostorne analize nisu novost, ali GIS izvodi ove

zadatke bolje i bre nego stare manualne metode. Uspjean GIS radi prema paljivo kreiranim planovima

i pravilima poslovanja specifinim za svaku radnu organizaciju (na primjer menadment prometa) ili

oblast primjene.

GIS je danas rjeenje bez konkurencije u mnogim podrujima:

Cestovnih i drugih javnih poduzea

Dravnoga i lokalnoga katastra

Urbanistikog planiranja

Elektroenergetike

Pote i telekomunikacija

Sustava vodovoda i kanalizacije

Zrakoplovnih i drugih prometnih kompanija

Drugih velikih poslovnih sustava.

TransCAD predstavlja najpoznatije programsko rjeenje za primjenu GIS-a u planiranju

prijevoznog procesa.

TransCAD kombinira GIS i mogunosti prometnog modeliranja u jednu integriranu platformu,

pruajui mogunosti koje su neusporedive s bilo kojim drugim programskim paketom. TransCAD se

moe koristiti za sve oblike prijevoza, u bilo kojem geografskom koordinatnom sustavu ili razini detalja.

TransCAD prua:

GIS platformu s posebno razvijenim modulima za prijevoz

Alate za kartografiju, vizualizaciju, i analizu, dizajnirane za primjenu u planiranju prijevoza

Posjeduje module za predvianje prometne potranje, planiranje javnog prijevoza, rutiranje i

upravljanje lokacijama.

TransCAD je aplikacija za sve vrste prijevoznih podataka za sve oblike prijevoza, te je idealan za

izgradnju prijevoznikih informacijskih sustava i sustava za podrku odluivanju.

5

2.2. GRAVITACIJSKI MODELI I GENERIRANJE PUTOVANJA

Prometni modeli za predvianje prometne potranje koriste se u postupku prometnog

planiranja radi uvrivanja buduih veliina i struktura putovanja na promatranoj prometnoj mrei.

Podruje istraivanja se pritom dijeli na odgovarajui broj zona za koje se prikupljaju potrebna statistika

obiljeja (broj stanovnika, broj kuanstava, poslovne zone, prihodi, stupanj motorizacije i slino). Na

temelju utvrenih veza izmeu prometne potranje i drutveno-ekonomskih obiljeja promatranih zona

prognozira se broj putovanja na kraju promatranoga vremenskog razdoblja. Svako putovanje opisuje se

osnovnim obiljejima koja ukljuuju vrijeme putovanja, odredite putovanja, odabrano prijevozno

sredstvo (mod) i izabranu rutu. Modeli predvianja prometne potranje mogu se podijeliti u dvije

kategorije. Prva kategorija ukljuuje modele temeljene na etverofaznom procesu analize. Druga

kategorija vezana je za modele temeljene na aktivnosti te ukljuuje tehnike kojima se modeliraju

aktivnosti korisnika prometnog sustava tijekom perioda putovanja. etverofazni modeli imaju znatnu

ogranienost radi neprikladnog prikaza procesa donoenja odluke individualnih korisnika tijekom

putovanja. Potreba za boljim opisom individualnih odluka korisnika tijekom putovanja potaknula je

razvoj prometnih modela temeljene na aktivnosti. Prometni modeli koji opisuju nastajanje prometa na

temelju grupnih karakteristika promatranih zona nazivaju se agregatnim modelima, dok se modeli koji

opisuju nastajanje putovanja na temelju karakteristika pojedinih kuanstava te individualnih odluka

korisnika nazivaju dezagregatnim modelima. Tradicionalni modeli za predvianje prometne potranje

sastoje se od etiri glavna koraka: generiranja, distribucije, modalne raspodjele i pripisivanja putovanja

(slika 1). U prvoj fazi modela utvruje se broj putovanja generiranih u svakoj od promatranih zona.

Slika 1 - etverofazni model predvianja potranje

6

Veina modela generiranja putovanja primjenjuje klasifikaciju prema vie atributa ili linearnu regresiju

za procjenu broja proizvedenih i privuenih putovanja unutar svake promatrane zone. Generirana

putovanja se obino izraavaju u broju izvrenih putovanja po kuanstvu ili zoni, dok se broj privuenih

putovanja odnosi na varijable povezane s poslovnim ili komercijalnim aktivnostima (npr. broj zaposlenih,

veliina povrine poslovnih zona). Broj generiranih i privuenih putovanja se pritom procjenjuje za

razliite tipove putovanja. Putovanja se pritom dijele na tri osnovne vrste: putovanja koja ukljuuju

kretanja izmeu stambenih i poslovnih zona, putovanja izmeu stambenih zona i ostalih podruja

aktivnosti te putovanja izmeu zona koje ne ukljuuju stambena podruja. Vea preciznost u procjeni

broja buduih putovanja postie se detaljnijom segmentacijom putovanja prema razliitim tipovima.

Distribucijom putovanja odreuju se izvorita i odredita putovanja za utvreni broj generiranih

i privuenih putovanja u svakoj od promatranih zona. Na taj se nain broj generiranih putovanja utvren

u prvoj fazi usmjeruje prema razliitim zonama ovisno o njihovom stupnju atraktivnosti. Za odreivanje

distribucije putovanja izmeu promatranih zona koriste se gravitacijski modeli koji se temelje na

pretpostavci da e se ukupni broj generiranih putovanja raspodijeliti po promatranim zonama ovisno o

njihovoj relativnoj pristupanosti i atraktivnosti te ovisno o veliini otpora putovanju. Prikaz broja osoba

na pojedinim lokacijama, namjene povrina i veliine prometnih tokova za specifini sat u radnom danu

dan je na slici 2. Gravitacijski modeli pretpostavljaju da je broj putovanja iz zone j u zonu k direktno

proporcionalan umnoku broja proizvedenih putovanja u zoni j te broja privuenih putovanja u zoni k,

dok je obrnuto proporcionalan koeficijentu trenja (funkciji impedancije) izmeu dviju promatranih zona.

Funkcija impedancije (otpora putovanju) ukljuuje elemente prostorne udaljenosti izmeu dviju

promatranih zona kao i ostale imbenike koji utjeu na smanjenje atraktivnosti promatranih zona

(vrijeme i veliina trokova putovanja). Prilikom primjene gravitacijskih modela, distribuciju putovanja

mogue je odrediti posebno prema razliitim tipovima putovanja kako bi se dobila to preciznija

procjena budui da karakteristike distribucije mogu uvelike varirati ovisno o vrsti odnosno svrsi pojedinih

putovanja. Radi postizanja to vee preciznosti mogue je definirati i razliite socio-ekonomske

koeficijente prilagodbe funkcije otpora putovanju. Postoje razliite matematike interpretacije

gravitacijskog modela ukljuujui logaritamske i eksponencijalne modele te modele temeljene na gama

funkciji.

Slika 2 - Prikaz broja osoba na pojedinim lokacijama

7

Opi matematiki oblik gravitacijskog modela prikazan je izrazom gdje je:

=

- broj putovanja nastalih u zoni j privuenih zonom k

- populacija odnosno broj putovanja generiranih u zoni j

- populacija odnosno broj putovanja generiranih u zoni k

- trokovi putovanja (udaljenost, vrijeme, vozarine, cestarine)

a, b - empirijski utvrene konstante.

Najee koriten oblik gravitacijskog modela prikazan je jednadbama:

= ()

=

=

=1

()

=1

()

= ()

() ()

- broj putovanja nastalih u zoni j privuenih zonom k

, - broj putovanja generiran u zoni j i k

() - funkcija impedancije (otpora putovanju)

, - faktori prilagodbe kojima se uzimaju u obzir drutveno ekonomski imbenici zona.

Prema gravitacijskom modelu, broj putovanja koji nastaje izmeu dvije promatrane zone

poveava se sa smanjenjem njihove udaljenosti, vremena i trokova putovanja te poveanjem

atraktivnosti zona. Stupanj atraktivnosti zone ovisi o broju aktivnosti koju pojedina zona moe pruiti

pojedinim korisnicima prometnog sustava (stambene zone, poslovne zone, trgovake zone, rekreacija,

kola). Prikaz gradskih zona s brojem kuanstava i prosjenim primanjima po zonama dan je na slici 3.

8

Nakon generiranja i distribucije broja putovanja potrebno je utvrditi koliki se broj putovanja

obavlja odreenim prijevoznim sredstvom (modom). Modalna raspodjela moe npr. ukljuivati izbor

izmeu putovanja osobnim automobilom, javnim gradskim prijevozom ili pjeaenjem. Prilikom

utvrivanja modalne raspodjele primjenjuju se prometni modeli diskretnog (individualnog) odabira

poput logit modela. U posljednjoj fazi prognoziranja prometne potranje obavlja se asignacija odnosno

pripisivanje putovanja na pojedine rute promatrane prometne mree. Asignacijom putovanja predvia

se prometna potranja na svakoj prometnici prometne mree. Na temelju prikupljenih podataka o

atributima prometne mree (kapacitet i duljina prometnica, ogranienja brzina, regulacija prometa)

mogue je ocijeniti koliko kvalitetno promatrana prometna mrea moe opsluivati prognozirana

prometna optereenja u buduim razdobljima.

Slika 3 - Prikaz gradskih zona s brojem kuanstava i prosjenim primanjima po zonama

9

3. IZRADA VOZNIH REDOVA

3.1. IZRADA VOZNIH REDOVA

Prema (Vuchic V. R., 2005) izrada voznih redova je proces izraunavanja broja potrebnih vozila,

frekvencije usluge, prorauna vremena putovanja i ostalih potrebnih operativnih elemenata. Proizvodi

tog procesa ukljuuju grafike i numerike vozne redove za vozae i nadzorno osoblje, rasporede vonji

za javnost, kao i operativne podatke za liniju, kao to su na primjer raspored rada vozaa i slino.

Usluge prijevoza s niskom frekvencijom kao to su neke prigradske te ostale dugake rute koje

daju uslugu samo u dnevnim vrnim optereenjima imaju varijabilna vremena slijeenja koja su

odreena potranjom, vremena ciklusa, zahtjeve vezane uz vozae i ostala ogranienja. Za redovite

linije, pak, ustaljeno vrijeme slijeenja predstavlja optimalno djelovanje iz nekoliko razloga.

Prvenstveno, zbog nasuminog dolaska putnika na postaje, ustaljeni vremenski razmak slijeenja vozila

minimizira vrijeme ekanja. Nadalje, minimizira se vjerojatnost kanjenja to rezultira veim

kapacitetom i pouzdanou usluge, a koritenje satnih sljedova omoguuje jednostavno informiranje i

predstavlja pogodnost i za redovite i za neredovite korisnike javnog prijevoza. Iz tih razloga, zapravo sve

dobro planirane i provoene usluge javnog prijevoza imaju ustaljena vremena slijeenja vozila za svako

planirano razdoblje tijekom dana.

3.2. DJELOVI PROCESA IZRADE VOZNIH REDOVA

Cijeli proces izradbe voznih redova (Vuchic V. R., 2005) moe se podijeliti u tri koraka.

1. Prikupljanje ulaznih podataka , priprema podataka potrebnih za izradbu redova, ukljuujui razliite

karakteristike linije, rasporede linija koje se susreu i kod kojih se obavlja transfer, protoci putnika,

standard usluge, karakteristike prijevoznih sredstava, operativni faktori i praksa za svaku liniju te pravila

i standardi rada. Odreeni podaci, kao to je protok putnika, moraju se periodiki obnavljati, kao i

razliite karakteristike i standardi.

2. Izrada voznih redova predstavlja sredinju komponentu procesa. U veini sluajeva podijeljena je na

tri glavna elementa:

Priprema voznih redova (izrada putovanja) je element u kojemu se odreuju vremena slijeenja vozila,

vremena ekanja na terminalima i drugo. Proizvodi takvoga koraka su grafiki (slika 4) i numeriki (slika

5) prikazi voznih redova namijenjenih operativnom osoblju i javnosti;

Odreivanje prijevoznih jedinica (prijevoznih sredstava) je element dodjeljivanja prijevoznih jedinica

svim putovanjima naznaenim u rasporedima. Proizvodi toga koraka su radni rasporedi za svaku

prijevoznu jedinicu za odreeni dan;

Raspodjela rada ili odreivanje radnih dunosti za pojedinog vozaa tijekom dana.

3. Izlaz podataka produkt procesa izradbe voznih redova, uz izravne proizvode (vozni redovi, prijevozne

jedinice, raspodjela vonji, i drugo) sastoji se od razliitih podataka o performansama kao to su prijeeni

vozilo-kilometri, plaeni sati, sati na radu, i drugo. Ti podaci se koriste kod prorauna trokova, razliitih

10

izvjetaja o prijevoznim operacijama i, posebno vano, u analizi efikasnosti voznog reda. Proces se esto

komplicira stoga to mnogi ulazni podaci, kao to su vremena slijeenja, tipovi vozila, faktori

popunjenosti i slino, mogu varirati do odreenog stupnja, omoguavajui testiranje alternativnih

voznih redova i poveanja efikasnosti postojeeg voznog reda. Iz tog razloga esto postoji povratni korak

koji omoguava testiranje moguih promjena u parametrima i njihovom utjecaju na zavrnu verziju

voznog reda. Ovakvo testiranje je osobito uobiajeno u kompjutoriziranim procedurama izradbe voznih

redova jer je testiranje razliitih situacija lako i brzo.

Odreivanje zahtjeva

Vozni red za svaku liniju mora zadovoljiti dva osnovna zahtjeva:

Treba pruiti adekvatnu prijevoznu ponudu za prijevoznu potranju (protok putnika)

Treba pruiti minimalnu potrebnu frekvenciju usluge (maksimalno prihvatljivo vrijeme slijeenja

vozila) gledano sa stajalita razine usluge.

Tijekom vrnih optereenja i na linijama s velikim faktorom iskoritenja popunjenosti u svako

doba, prethodni zahtjev je kritian, jer prijevoznik treba pruiti adekvatnu prijevoznu ponudu linije. Ako

je postignuta prijevozna ponuda, automatski je zadovoljena i minimalna frekvencija vozila. U

izvanvrnom periodu vremena tijekom dana i na linijama s malim faktorom popunjenosti tijekom dana,

mogue je, prema prijevoznoj potranji, dobiti premalu frekvenciju vozila. U tom sluaju se smanjuje

kapacitet vozila ili grupe vozila (umjesto zglobnog autobusa solo autobus ili umjesto dvozglobnog

tramvaja jednozglobni i slino), kako bi se postigla minimalna frekvencija vozila, koja je uvjet za odluku

o izboru naina prijevoza.

11

3.3. NUMERIKI PRIKAZ VOZNOG REDA

3.4. GRAFIKI PRIKAZ VOZNOG REDA

Slika 4 - Tablini prikaz polazaka na tramvajskoj liniji broj 6

Slika 5 - Grafiki prikaz tramvajske linije 6

12

3.5. IZRADA VOZNIH REDOVA U RAUNALNOM PROGRAMU INTERPLAN

Izrada voznog reda odvija se u nekoliko koraka. U prvom koraku koji nazivamo izrada linije izvodi se u

programu INTERPLAN i prethodi joj unoenje niza podataka. Za izradbu svakoga novoga voznog reda

potrebno je u periodima dana unijeti promjene voznih vremena za oba smjera vonje. Izrada jedne linije

za jedan dan rada (radni dan, subota ili nedjelja) vremenski traje prosjeno jedan radni dan, to znai da

jedan tehnolog za izradbu voznog reda jedne linije treba tri radna dana. Nakon zavrene izradbe svih

linija radnog dana, subote i nedjelje slijedi izrada pratee dokumentacije.

Raunalni program INTERPLAN sastoji se od sljedeih potprograma to jest modula:

1) baza podataka s podacima neophodnim za izradbu voznih redova meu koje pripadaju:

dani rada (radni dan, subota, nedjelja, izvanredni dan - blagdan)

vrste vonji (redovna, izvanredna, kola, slubena - interna i drugo)

vozila (tip vozila, kapacitet, cijena kotanja prijeenoga kilometra)

popis stajalita s udaljenou (u metrima) i vremenima vonje (u minutama) u razliitim vremenskim

periodima tijekom dana

prazne (nulte) vonje (kilometri i vrijeme vonje)

2) modul za izradbu voznog reda (polazaka) s pripadajuom statistikom:

3) kilometri

4) sati rada

5) brzine

6) modul za rasporeivanje vozila na linije

7) modul za odreivanje slubi

8) modul za disponiranje vozaa na slube

9) modul za izradbu izlaznih i povratnih lista vozila iz/u spremite (garau)

10) modul za izradbu koncepta linije

11) polasci na liniji po voznom redu

12) sljedovi vozila na terminalima po vremenima i po voznom redu

13) modul za izradbu voznog reda za vozae

14) modul za izradbu izvatka iz voznog reda za putnika na stajalitima

15) modul za izradbu knjiice s kompletnim voznim redom

16) modul za provjeru loginosti (provjera eventualnih pogreaka nastalih pri izradbi voznog reda)

17) modul za pridruivanje voznog reda kalendarskim danima

13

18) modul za transfer podataka u ATRIES.

Postupak izrade linije u programu INTERPLAN

Prije nego to se pone izraivati vozni red potrebno je popuniti bazu podataka s navedenim

neophodnim podacima (slika 6). Nakon unosa podataka prilazi se kreiranju trase svake pojedinane linije

iz popisa stajalita, a potom se odreuju vremena vonje izmeu stajalita posebno za vrste dana i

posebno za periode tijekom dana.

Slika 6 - Modul s osnovnim podacima

14

Periodi tijekom dana podijeljeni su na:

ranojutarnji period

jutarnji vrni period

izvanvrni period

podnevni vrni period

predveernji period

noni period

Kada je trasa linije odreena i kada su odreeni periodi vonje, zapoinje se s izradbom voznog

reda odnosno sa stvaranjem polazaka po smjeru. Postupak je jednostavan i temelji se na eljenom slijedu

vozila. U tom koraku se odabire linija, smjer, daljinar - trasa, period-profil, vrsta vonje, vrsta vozila, dan

rada, poetno i krajnje stajalite, poetno vrijeme, upie se eljeni slijed i vrijeme do kad se eli taj slijed.

Potom se postupak ponavlja za smjer B. Polasci se runo ili automatski spajaju u vozne redove pazei

pritom da se osigura zakonom propisan minimalan odmor od 5 minuta za vozae na okretitima.

Postupak se ponavlja za svaki zadani period tijekom dana. Na kraju se voznim redovima iz baze nulte

vonje automatski pridruuju ve unaprijed odreene trase izlaza i povrata iz pogona i u pogon, ovisno

o lokaciji pogona odnosno pripadnosti vozila lokaciji pogona (slike 7 i 8).

Slika 7 - Kretanje tramvajske linije broj 6

15

Iz voznog reda mogu se dobiti razni statistiki podaci, na primjer:

planirani kilometri ( ukupni, na liniji, prazni)

broj polazaka na liniji

broj praznih polazaka

sati rada (ukupni, na liniji, prazni)

broj i tip vozila (slika 9)

raspored vozila tijekom dana

prometna i komercijalna brzina i slino.

Kada je linija izraena, odreuju se slube, odnosno raspored rada za vozae (slika 10).

Slika 8 - Polasci vozila s A i B terminala na tramvajskoj liniji broj 6

16

Nakon to se pomou modula loginosti provjere eventualne pogreke nastale prilikom izradbe voznog

reda i njihova uklanjanja, podaci se generiraju i transferiraju u ATRIES, dok se odreeni dio dokumenata

ispisuje i alje pogonima kako bi mogli obaviti potrebne predradnje, kao to su priprema vozila,

rasporeivanje vozaa i slino.

Pogonima se alju sljedei dokumenti proizali iz INTERPLANA:

izlazne i povratne liste iz i u spremita

sljedovi vozila na terminalima

koncept linije

vozni red u vozilu

statistika

izvadak iz voznog reda za putnike.

Slika 9 - Grafiki prikaz broja i tipa vozila na tramvajskoj liniji br. 6 po satima tijekom radnog dana

17

Slika 10 - Modul za odreivanje slubi na liniji

18

4. POPIS SLIKA

Slika 1 - etverofazni model predvianja potranje ............................................................................... 5

Slika 2 - Prikaz broja osoba na pojedinim lokacijama.............................................................................. 6

Slika 3 - Prikaz gradskih zona s brojem kuanstava i prosjenim primanjima po zonama ...................... 8

Slika 4 - Tablini prikaz polazaka na tramvajskoj liniji broj 6 ................................................................. 11

Slika 5 - Grafiki prikaz tramvajske linije 6 ............................................................................................ 11

Slika 6 - Modul s osnovnim podacima ................................................................................................... 13

Slika 7 - Kretanje tramvajske linije broj 6 .............................................................................................. 14

Slika 8 - Polasci vozila s A i B terminala na tramvajskoj liniji broj 6....................................................... 15

Slika 9 - Grafiki prikaz broja i tipa vozila na tramvajskoj liniji br. 6 po satima tijekom radnog dana .. 16

Slika 10 - Modul za odreivanje slubi na liniji ...................................................................................... 17

19

5. LITERATURA

1. Vuchic, V. R. (2005). Urban Transit - Operations, planning and economics. John Wiley and Sons, Inc.

2. Meyer, M.D., & Miller, E.J. (2001). Urban Transportation Planning - 2nd edition. McGraw Hill

3. Kutz, M. (2004). Handbook of Transportation Engineering. McGraw Hill

4. Zagrebaki elektrini tramvaj - ZET, 2011