Inżynieria Komunikacyjna

dr inż. Andrzej Brzeziński

Politechnika Warszawska, Instytut Dróg i Mostów

pokój 645

[e-mail]

Wykład 1

Rok akademicki 2011/2012

2

Zakres wykładów

Temat 1: Podstawy planowania systemów transportu.

Temat 2: Polityka transportowa i strategie rozwojowe

Temat 3: Transport miejski i zamiejski

Temat 4: Węzły transportowe

Temat 5: Transport a środowisko

Temat 6: Perspektywy postępu w transporcie w XXI wieku

Temat 7: Zasady projektowania dróg samochodowych

Temat 8: Elementy inżynierii ruchu drogowego

Temat 9:

Zasady eksploatacji dróg samochodowych

Temat 10: Zasady projektowania lotnisk

Temat 11: Podstawy konstrukcji dróg szynowych

Temat 12: Zasady projektowania dróg szynowych

3

PODSTAWY PLANOWANIA

SYSTEMÓW TRANSPORTU

4

System transportowy to zbiór podsystemów wykorzystywanych do

przemieszczania się osób i przewozu towarów

(zapewniających odbywanie podróży)

Rodzaje podsystemów:

1.

z punktu widzenia wykorzystywanych środków transportu (samochodowy,
kolejowy, lotniczy, żegluga morska, śródlądowa, rowerowy, pieszy, mieszany)

2.

z punktu widzenia rodzaju użytkowników (indywidualny, zbiorowy)

3.

z punktu widzenia rodzaju użytkowników (osobowy, towarowy)

4.

z punktu widzenia obszaru działania (miejski, zamiejski)

5.

z punktu widzenia zasięgu działania (lokalny, regionalny, krajowy,
międzynarodowy)

6.

…..

System transportowy - co to jest ?

5

System transportowy - co to jest ?

System transportowy

to zbiór

elementów, które posiadają strukturę

podażową i popytową, pomiędzy

którymi zachodzą wzajemne

interakcje (w obrębie tych struktur).

6

Co jest przedmiotem planowania ?

1. Sieć transportowa – jej układ

(drogi, linie kolejowe, skrzyżowania,

ścieżki rowerowej, ciągi piesze,itp.)

2. Zasady współdziałania podsystemów

3. Urządzenia obsługi ruchu

4. Bezpieczeństwo

5. Wpływ na środowisko naturalne (w tym człowieka)

6. Zachowania komunikacyjne użytkowników

7

Podstawowe zadanie to zapewnienie użytkownikom systemu

możliwości wykonywania podróży

Jeśli tak to na przykład wystarczy, że system zapewni możliwość dojścia

pieszego…

……a zatem zadanie nie jest jednak takie proste !!!........

System transportowy ma bowiem zapewniać dostęp do miejsc: zamieszkania,

pracy, edukacji, usług i obiektów handlowych, rekreacji, stworzyć możliwości

przewożenia ładunków, a zatem ma związek z zapewnieniem możliwości

rozwoju gospodarczego.

Gdy powiążemy podróż z motywacją łatwo zauważyć że system ma nie tylko

stworzyć możliwości wykonywania podróży - pojawią się wobec niego

wymagania….i to wysokie !!!.

Do pracy musimy dojechać i to szybko !!!

Jakie są zadania systemu ?

8

Wróćmy na chwilę do historii…

9

Najprostsza forma -

ruch pieszy…

W rodzinie człowiekowatych ton nadawały istoty
uznawane za bezpośrednich przodków
człowieka:

Australopithecus africanus

. Ich

kostne szczątki odnaleziono w okolicach
Johannesburga w Afryce

Wśród cech wskazujących na uczłowieczenie
australopiteka ich odkrywca Dart wyróżnił dwie -
pojemność mózgoczaszki (ok. 400 cm3) oraz, na
co wskazywała budowa miednicy, nie małpi, lecz
dwunożny sposób poruszania się.

Z punktu widzenia systematyki
zoologicznej człowiek współczesny
jest gatunkiem należącym do typu
strunowców, podtypu kręgowców,
gromady ssaków, rzędu
naczelnych, podrzędu małp
wąskonosych i rodziny
człowiekowatych…. oh!

Czyli system transportowy (pieszy) jest
dość stary - ok. 4 mln lat temu

Konieczne zwiększenie zasięgu…

W basenie Morza Śródziemnego, (kolebce
cywilizacji zachodniej) narodziła się
i

rozwinęła sztuka nawigacji.

Dlaczego tam ?

1.

ze względu na suche lato
śródziemnomorskie wiatry zmieniają
kierunki według pewnych określonych,
regularnych zasad,

2.

bezchmurne niebo pozwala śledzić
wędrówkę słońca i obroty gwiazd.

3.

liczne górzyste wyspy i wybrzeża są
pełne charakterystycznych punktów
orientacyjnych

Rozwój cywilizacji następuje wzdłuż rzek i na wybrzeżach !!! – tam gdzie

transport

11

Pierwsza potęga morska to cywilizacja kreteńska (III i II tysiąclecia p.n.e).

Żegluga do Egiptu, oddalonego od wyspy o 330 mil morskich (610 km) w linii

prostej, trwała 2 dni.

Konieczne zwiększenie zasięgu…

12

system drogowy

Pierwsza rzymska droga

–

via Appia rozpoczęta w 312
p.n.e, łącząca Rzym z
Kapuą.

Drogę wytyczono tak aby
skrócić odległość do
minimum

– w linii prostej.

W kolejnych stuleciach
cechą charakterystyczną
chęć uzyskania jak
najkrótszej odległości -
budowa licznych mostów
wiaduktów, nasypów i tuneli.

13

system drogowy

Z czasem rzymskie
drogi przekształciły się
w ogromny system
komunikacyjny.


W czasach świetności
imperium
funkcjonowało 372 dróg
o długości ok.. 78
tysięcy kilometrów !!!

14

system drogowy

15

system drogowy - stagnacja

Po upadku Cesarstwa Rzymskiego rozwój lądowego systemu
transportowego następował bardzo powoli – w zasadzie
mieliśmy do czynienia z wielowiekową stagnacją

Przełom nastąpił począwszy od XVIII w., kiedy rozpoczęło się
ponowne inwestowanie w sieć drogową.

Przykład: podróż dyliżansem z Londynu do Manchesteru
(odległość ok. 335 km) pod koniec XVIII w. trwała 4 doby, a
w pierwszej połowie XIX wieku już tylko 24 godziny (obecnie
ok. 3 godzin).

Tylko, że pojawił się silny konkurent…..

16

nadeszła kolej na kolej…

27 września 1825 roku parowóz
“Active” po raz pierwszy przemierzył
niespełna 16 kilometrową trasę z
Darlington do Stockton.
Lokomotywa przebyła ją w 65
minut, ciągnąc 12 wagonów z
węglem i 22 z pasażerami

15 września 1830 roku nastąpiło
oficjalne otwarcie linii kolejowej
Liverpool-Manchester. Od tego
wydarzenia zaczęła się na świecie
era kolei

Prędkości 80 – 100 km/h

Rozwój wzdłuż linii kolejowych !!!

17

nadeszła kolej na kolej…

Pierwszy pociąg w drodze z
Krakowa do Mysłowic, mal.
Teodor Baltazar Stachowicz,
1847 r.,

własność Muzeum Historycznego Miasta Krakowa

Kolej Warszawsko

– Wiedeńska (327 km):

1844 (Warszawa

– Pruszków): 20-26 minut

1845 (Warszawa

– Grodzisk): 55 minut

1846 (Częstochowa): 8 godzin 5 minut

1848 (Maczki): 10 godzin 30 minut

18

aż wreszcie !!!…

FORD T (1908 -1927)

Silnik o mocy 22,5 KM)

W latach 20. cena oscylowała
wokół 300 dolarów, przy
zarobkach robotnika
fabrycznego wynoszących 5 $
tygodniowo

Ford T

– 15 miesięcy

Focus

– 25 mięsiecy

Rozwój swobodny – eksplozje miast i

konkurencja w stosunku do kolei !!!

19

zmienia się zasięg i czas…

Concorde

– dążenie do skrócenia czasu podróży i zwiększenia dostępności:

2170 km/h przy maksymalnym pułapie lotu 18 kilometrów.

Rekord na trasie transatlantyckiej wynosi 2 godziny 52 minuty i
59 sekund - niepowodzenie bo zbyt wysokie koszty !

1972-2003

20

co dalej ….?

Pociągi TGV wielokrotnie w swojej historii
ustanawiały rekordy prędkości.

Obecnie pociąg V15 osiągną prędkość 574,8
km/h .

Amerykańskie lotnictwo wojskowe - program
badawczy związany z konstrukcją pociągu
hipersonicznego.

W 2003 roku pobił rekord prędkości na lądzie
pokonując niecałe 5 kilometrów w 6 sekund.
Taki pociąg pokonałby trasę z Nowego Jorku
do Londynu w pół godziny.

21

…podsumowując historię

1.

Systemy transportowe funkcjonujące obecnie
wynikają z uwarunkowań historycznych.

2.

Co ciekawe dzisiaj funkcjonują praktycznie
wszystkie systemy wymyślone przez człowieka

3.

W przeszłości zmieniała się rola poszczególnych
środków transportu, a ich wykorzystywanie
wpływało zarówno na kształt systemu
transportowego jak i sposób rozwoju
zagospodarowania przestrzennego

4.

Dlaczego system się rozwijał – bo było (i jest)
rosnące zapotrzebowanie na coraz sprawniejsze
środki transportu – wymaganie !!!

5.

Zapotrzebowanie na rozwój systemu
transportowego wpływało na postęp technologiczny
ludzkości i odwrotnie



Siła mięśni

człowieka i zwierząt



Siła wiatru



Kolej



Samochód



Samolot



I nternet

22

Zadania systemu

A zatem samo stworzenie możliwości nie oznacza, że system

transportowy będzie funkcjonować sprawnie i będzie odpowiadać

rosnącym potrzebom użytkowników.

Zadania systemu transportowego należy rozumieć znacznie szerzej,

ponieważ użytkownicy systemu mają wymagania w stosunku do sposobu

funkcjonowania systemu transportowego.

Wymagania mogą dotyczyć np..:
•

minimalizacji długości czasu podróżowania,

•

minimalizacji kosztów podróżowania,

•

maksymalizacji przepustowości systemu,

•

maksymalizacji bezpieczeństwa,

•

minimalizacji negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne.

Często wymagania są wzajemnie sprzeczne !!!

Jak w takich warunkach planować system transportowy ????

23

Optymalizacja systemu

Cel

– minimalizacja długości czasu podróżowania

Wpływ na inne cele:

KI

TZ

Maksymalizacja przepustowości

+

-/+

Minimalizacja kosztów inwestycyjnych i
eksploatacyjnych

-

-

Minimalizacja kosztów podróżowania

-

-

Bezpieczeństwo

-

-

Środowisko

-

-

24

Optymalizacja systemu

Cel

– maksymalizacja przepustowości

Wpływ na inne cele:

KI

TZ

Minimalizacja czasu podróżowania

+

-/+

Minimalizacja kosztów inwestycyjnych i
eksploatacyjnych

-

-

Minimalizacja kosztów podróżowania

-/+

-/+

Bezpieczeństwo

-

+

Środowisko

-

+

25

•międzynarodowa,

•krajowa,

•regionalna,

•lokalna

SKALA ANALIZ

26

•międzynarodowa,

•krajowa,

•regionalna,

•lokalna

SKALA ANALIZ

27

•międzynarodowa,

•krajowa,

•regionalna,

•lokalna

SKALA ANALIZ

28

•międzynarodowa,

•krajowa,

•regionalna,

•lokalna

SKALA ANALIZ