PODSTAWY PLANOWANIA

KOMUNIKACYJNEGO

Modelowanie podróży w celu

prognozowania ruchu

Budownictwo komunikacyjne

- Infrastruktura liniowa i

punktowa

(kategoria podaży)

 Planowanie rozwoju



Ruch drogowy (kategoria

popytu)

 Prognozowanie ruchu

 Modelowanie

podróży

 Dostosowanie

(równoważenie) podaży do

popytu

Pojawia się potrzeba opisu

zjawisk towarzyszących

powstawaniu ruchu w

mieście

Zjawisko pierwotne 

Podróż

Ruch

 skutkiem (obrazem)

realizacji podróży

Podstawowe pojęcia

• Podróż – przejazd (przejście) ze źródła do

celu, składa się z sekwencji przemieszczeń

• Przemieszczenie – etap podróży,

realizowany w sposób jednorodny

czas podróży samochodem osobowym

czas

odejścia

czas

jazdy

czas

dojścia

CEL

np. praca

parking

miejsce

garażowania

samochodu

ŹRÓDŁO

np. dom

przemieszczenia

podróż

Przykład podróży

komunikacją zbiorową

ŹRÓDŁO

np. dom

przystanek

komunikacji

zbiorowej

przystanek

komunikacji

zbiorowej

CEL

np. praca

czas dojścia +

czas oczekiwania

czas

jazdy k.z.

czas

odejścia

czas podróży środkami

komunikacji zbiorowej

przemieszczenia

podróż

Przykład podróży pieszej

ŹRÓDŁO

np. dom

przystanek

komunikacji

zbiorowej

przystanek

komunikacji

zbiorowej

CEL

np. praca

czas dojścia +

czas oczekiwania

czas

jazdy k.z.

czas

odejścia

czas podróży środkami

komunikacji zbiorowej

Przemieszczenie = podróż

Podział podróży (ruchu)

ze względu na zasięg

w stosunku do

wyodrębnionego obszaru

 Ruch wewnętrzny (źródło i cel w

obszarze)

 Ruch zewnętrzny (źródło bądź cel poza

obszarem):

• Ruch źródłowy (źródło w obszarze, cel - poza

obszarem)

• Ruch docelowy (źródło poza obszarem, cel -

w obszarze)

• Ruch tranzytowy (źródło i cel poza obszarem)

Model podróży

Matematyczny opis powstawania i rozkładu

ruchu uwzględniający zależności od:

• rodzaju i intensywności zainwestowania

obszaru

• wzajemnego rozmieszczenia obiektów

generujących ruch

• struktury i parametrów sieci drogowo-ulicznej
• poziomu motoryzacji
• rodzajów i oferty przewozowej komunikacji

zbiorowej

• cechami grup użytkowników (dochody,

struktura społeczno-zawodowa, dochody, itp.)

Ekstrapolacyjne (wskaźnikowe)

modele podróży

Wskaźniki stosowane dla dróg zamiejskich (w tym

wlotów drogowych do miast):

 Wzrost proporcjonalny do wzrostu dochodu

narodowego (PKB – rzędu 5% rocznie) z redukcją,

np.: 10% wzrost PKB przekłada

się na 7% wzrost ruchu

• Wskaźniki wzrostu PKB zróżnicowane dla

podregionów, w zależności od spodziewanego tempa

rozwoju gospodarczego

 W okresie najbliższych 20 lat wzrost ruchu:
• dla samochodów osobowych - o 80%
• dla samochodów dostawczych i ciężarowych - o 25%
• na samochodów ciężarowych z przyczepami

i naczepami - o 90%

• Na drogach wyższych klas (np. autostrady) wskaźniki

wzrostu ruchu są wyższe

Prognozowanie podróży - metoda

ekstrapolacyjna

Linie trendu wzrostu ruchu:

minimalny - przeciętny - maksymalny

Rok 1993
→ 100%

Ekstrapolacyjne (wskaźnikowe)

modele podróży

Istota: ekstrapolacja trendu wzrostu ruchu –

przedłuża się dotychczasowy trend

do przyjętego horyzontu

czasowego

• Zalety

:

– prostota
– szybkość obliczeń

• Wady

:

– mała dokładność
– brak wrażliwości na duże zmiany

w zagospodarowaniu przestrzennym

– nieprzydatne dla rozbudowanych układów

komunikacyjnych

• Zalety

:

– Wnikają w istotę procesów podróży
– Dokładnie (!?) odwzorowują obecne i przyszłe

zachowania komunikacyjne, w tym ruch

– Mogą uwzględnić każdą sytuację hipotetyczną -

są uniwersalne

• Wady

:

– Pracochłonne
– Skomplikowane
– Wymagają użycia profesjonalnego

oprogramowania komputerowego

– Kosztowne

Syntetyczne modele podróży

(np. model

czterostadiowy)

Modelowanie podróży w

miastach

• Zachowania komunikacyjne odnoszone są

do wyodrębnionych fragmentów obszaru

miasta, tzw. rejonów komunikacyjnych

• Rejon komunikacyjny – obszar charakteryzujący

się możliwie jednorodnymi zachowaniami

komunikacyjnymi np. osiedla mieszkaniowe, centra

usługowe, zespoły przemysłowe, itp.

• Liczba rejonów jest zależna od wielkości miasta:

– Warszawa: 774
– Kraków: 265
– Nowy Sącz: 70
– Wieliczka: 25
– Limanowa: 18

Cztero-stadiowy model podróży

I. Potencjały ruchotwórcze

II. Rozkład przestrzenny
(międzyrejonowa więźba ruchu)

III. Podział zadań przewozowych

(udziały

poszczególnych środków lokomocji w podróżach)

IV. Rozkład ruchu w sieciach komunikac.

I. Potencjały ruchotwórcze

Potencjał ruchotwórczy

Wytwarzający ruch:
„produkcja” lub „generacja”

Liczba podróży rozpoczynających
się na wyodrębnionym
obszarze (rejonie) w jednostce czasu
(doba, godzina)

Absorbujący ruch:
„atrakcja”

Liczba podróży kończących się na
wyodrębnionym obszarze (rejonie)
w jednostce czasu (doba, godzina)

Potencjał ruchotwórczy może odnosić się do:

osób, pojazdów lub jednostek ładunku (ton)

Metody wyznaczania potencjałów ruchotwórczych

- Modele regresji wieloczynnikowej

Y = a

1

X

1

+ a

2

X

2

+ ….. + a

n

X

n

Y – Zmienna objaśniana (potencjał ruchotwórczy

wytwarzający ruch

P

bądź absorbujący ruch

A

)

X

1

, X

2 ,…

X

n

– Zmienne objaśniające

czynniki wpływu, wyrażające intensywność

określonej aktywności:

 demografia – liczba mieszkańców, liczba

pracujących, liczba uczących się

 produkcja, usługi, szkolnictwo – liczba miejsc pracy

lub nauki

 Inne czynniki, np. odległość rejonu w stosunku do

centrum miasta, poziom motoryzacji

I. Potencjały ruchotwórcze

Dezagregacja modelu – podróże określonego

typu (np. z domu do pracy)
→ modele jednoczynnikowe
(przykłady dla Krakowa)

Potencjał wytwarzający ruch w podróżach z

domu (D) do pracy (P)

P

D-P

= 0,71*liczba pracujących

[podróży na dobę]

Potencjał absorbujący ruch w podróżach z

uczelni (U) do domu (D)

A

U-D

= 0,74 * liczba studentów

[podróży na dobę]

I. Potencjały ruchotwórcze

II. Więźba ruchu

• Przestrzenny rozkład podróży obrazuje

skąd i dokąd ?

oraz ile realizowanych jest podróży

• Rozdziela generację danego rejonu

do wszystkich pozostałych rejonów

• Ma postać macierzy kwadratowej

[ T

IJ

]

o liczbie wierszy / kolumn odpowiadającej

liczbie rejonów

i – numer rejonu źródłowego
j - numer rejonu docelowego

II. Więźba ruchu

Model grawitacyjny – analogia do prawa

powszechnego ciążenia:

„Siła F działająca między każdymi dwoma

punktami materialnymi o masach m

1

i m

2

znajdującymi się w odległości r ”

2

2

1

r

m

m

G

F





W modelu ciążeń (więźby) ruchu P

1.2

odpowiednikiem mas grawitacyjnych m

1

i

m

2

są potencjały ruchotwórcze G

1

oraz A

2

,

a odpowiednikiem odległości
jest długość bądź czas podróży pomiędzy
źródłem a celem podróży

II. Więźba ruchu

• Różne postacie tzw. funkcji oporu czaso-

przestrzeni

• Kłopotliwość obliczeń więźby w modelu

grawitacyjnym → proces iteracyjny

• Uproszczenie – pominięcie wpływu

odległości pomiędzy rejonami

T

IJ

= f

IJ

G

I

* A

J

czyli ruch międzyrejonowy jest proporcjonalny

tylko do potencjałów ruchotwórczych

 Dopuszczalne uproszczenie dla miast

małych, a nawet średnich

II. Więźba ruchu:

• obrazuje kierunki (relacje) potrzeb

komunikacyjnych nieskażone

(nieodkształcone)

• wyraża zasadę brachidacji – tendencję do

prostoliniowych powiązań pomiędzy źródłem

a celem podróży

Jaki pożytek z więźby ruchu w planowaniu

komunikacji:

• duże relacje potoków podróży wskazują na:

potrzebę budowy na tym kierunku

wydajnej trasy drogowej i/lub trasy

tramwajowej

• bardzo duże potoki – budowę metra

III. Podział zadań

przewozowych

- określa jaki jest udział poszczególnych

środków transportu w podróżach

(prawdopodobieństwo wyboru)

Podział ruchu ze względu na środki lokomocji

w przewozach osób:

• Ruch niezmotoryzowany

– Ruch pieszy

– Ruch rowerowy (riksza)

• Ruch zmotoryzowany

– Komunikacja indywidualna (samochód osobowy,

motocykl, awionetka, motorówka)

– Komunikacja zbiorowa (tramwaj, autobus, metro,

kolej, samolot, statek)

Podział zadań

przewozowych

Podział ruchu ze względu na środki (gałęzie)

transportu

w przewozach ładunków

(w tym przewozy

materiałów budowlanych):

– Samochód dostawczy, ciężarowy, specjalny

(np. do przewozu betonu)

– Kolej (bocznice)
– Żegluga śródlądowa (barki)
– Żegluga morska

(statki różnego przeznaczenia)

– Transport lotniczy (cargo)

Wybór środka transportu w podróżach

osób ma złożony charakter i zależy od:

– dostępności do samochodu osobowego
– dostępności do komunikacji zbiorowej
– dochodu gospodarstwa domowego
– długości i czasu podróży
– postrzegania wygody
– celu (motywacji) podróży
– przyzwyczajeń dotyczących zachowań

komunikacyjnych
(np. tradycja używania rowerów)

Podział zadań przewozowych

Wydzielenie podróży pieszych

w funkcji ich długości

(odległości pomiędzy źródłem a celem)

km

U

d

zi

a

ł

p

o

d

ró

ży

p

ie

s

zy

c

h

Udział poszczególnych środków transportu

zależy od:

• Poziom motoryzacji w mieście:  samochodu

osobowego

• Wielkość miasta:  komunikacji zbiorowej,

 pieszo,  rowerem

• Odległość od centrum:  samochód,  pieszo

• Dostępność parkingów:  samochód osobowy

• Wysokość opłat parkingowych:  samochodu

osobowego

Podział zadań przewozowych

Podział zadań przewozowych

Udział poszczególnych środków transportu zależy

od:

• Poziom rozwoju sieci drogowo-ulicznej:

 samochodu osobowego

• Istnienie systemu komunikacji zbiorowej – np.

brak lub śladowa komunikacja zbiorowa: 

pieszy

• Stopień rozwoju komunikacji zbiorowej i jej

atrakcyjność (komfort, dogodne taryfy):

 komunikacji zbiorowej

• Celu (motywacji) podróży;

np. podróże związane z pracą:  komunikacji

zbiorowej; z nauką:  pieszy

Podział zadań przewozowych

potrzebny do:

 Podstawa wymiarowania sieci

transportowych:

– Gęstość i przepustowość sieci ulic

– Gęstość i zdolność przewozowa sieci linii

komunikacji zbiorowej (rodzaj, pojemność

i częstotliwość kursowania

)

 Oddziaływania na zachowania

komunikacyjne (wymuszenia ograniczające

udział samochodów w podróżach)

Podział określa udziały (np. procentowe) oraz

liczby podróży dokonywanych każdym

środkiem lokomocji

IV. Rozkład ruchu w sieci

ulicznej

• Określa trasy wybrane przez

użytkowników związane z realizacją
podróży ze źródła do celu -

KTÓRĘDY?

• Wyznacza liczbę pojazdów / pasażerów

obciążających na danym odcinek sieci
transportowej (drogi, ulicy, trasy
komunikacji zbiorowej) – ILE RUCHU?

IV. Rozkład ruchu w sieci ulicznej –

metody

• Ze względu na liczbę dróg

wykorzystywanych w przejeździe

– Metoda jednościeżkowa (tzw. wszystko

albo nic) – zawsze wybierane jest

najkrótsze połączenie (ścieżka).

– Metoda wielościeżkowa: w przejmowaniu

ruchu wykorzystywane są konkurencyjne

połączenia (ścieżki)

• Algorytmy wyszukiwania najkrótszych ścieżek

IV. Rozkład ruchu w sieci

ulicznej

Wybrane pojęcia podstawowe:
Natężenie ruchu

– liczba pojazdów

przejeżdżająca przez przekrój ulicy

(drogi) w jednostce czasu (zwykle w

godzinie)

Przepustowość

– maksymalna liczba

pojazdów, która może przejechać przez

przekrój ulicy (drogi) w jednostce czasu

Prędkość w ruchu swobodnym – średnia

prędkość pojazdu w warunkach braku

oddziaływania innych pojazdów

(możliwość swobodnego wyboru kierunku

jazdy i prędkości przez kierowcę)

IV. Rozkład ruchu w sieci

ulicznej – metody:

– Z uwzględnieniem natężenia ruchu

(czas przejazdu jest zmienny,
zależy od natężenia ruchu)

– Bez uwzględnienia natężenia ruchu

(czas przejazdu jest stały,
tzn. nie zależy od natężenia
ruchu)

Związek między czasem przejazdu

odcinka a natężeniem i

przepustowością

Model podróży

Matematyczny opis powstawania i rozkładu ruchu

uwzględniający zależności od:

• rodzaju i intensywności zainwestowania obszaru
• wzajemnego rozmieszczenia obiektów generujących

ruch

• struktury i parametrów sieci drogowo-ulicznej
• poziomu motoryzacji
• rodzajów i oferty przewozowej komunikacji zbiorowej
• cechami grup użytkowników (dochody, struktura

społeczno-zawodowa, dochody, itp.)

Modele ogólne (dotyczące np. grupy polskich miast

małych bądź średnich)

Modele lokalne (opracowane dla konkretnego miasta)

Modele podróży

• Każde ze stadium ujęcia cztero–stadiowego,

tj. potencjały – więźba – podział zadań –
rozkład ruchu w sieci
może być określony jako:

 Zbiór liczb
 Model matematyczny i wynikające z niego wartości

• Model ma zastosowanie do opisu stanu

istniejącego oraz dla każdego poszukiwanego
horyzontu czasowego np. rok 2015, 2025, itp

Skąd wziąć dane

:

- o potencjach ruchotwórczych,
- o więźbie ruchu,
- o podziale zadań przewozowych,
- o rozkładzie ruchu w sieciach komunikacyjnych
oraz dla tworzenia formuł
dla poszczególnych stadiów modelu
i oszacowania ich parametrów



Kompleksowe badania ruchu KBR = zespół technik:

 gromadzenie danych m.in. o:
- liczbie mieszkańców, zatrudnieniu, itp.
- sieci drogowej, sieci komunikacji zbiorowej

 ankietowanie mieszkańców (rejestracja ich zachowań

komunikacyjnych wraz z uwarunkowaniami)

 ankietowanie na wlotach drogowych i kolejowych do

miasta

 pomiary ruchu na sieciach drogowej i komunikacji

zbiorowej

Prognozy ruchu

• Prognozowanie polega na przewidywaniu przyszłej

wielkości ruchu, jego struktury przestrzennej i

rodzajowej (typy pojazdów, np.: osobowych,

ciężarowych)

• Generalnie odnosi się do przyszłości, ale możliwe jest

także szacowanie metodami matematycznymi

obecnych wielkości ruchu (tzw. prognoza zerowa)

• Najczęściej podaje się ruch w godzinie szczytu

porannego bądź/i popołudniowego (największy popyt

w okresie doby)

• Celem prognozy jest dostosowanie parametrów

planowanych urządzeń komunikacyjnych (np. liczba

pasów w przekroju drogi lub na wlocie skrzyżowania)

do przyszłych natężeń ruchu, które generalnie będą

większe od obecnych (ruch drogowy ma

tendencję wzrostową w miarę wzrostu motoryzacji)

Wielkość ruchu (jego natężenie)

podstawą:

przyjęcia typu skrzyżowania bądź węzła
wymiarowania elementów drogi (przekroje

ulic, liczba pasów na wlocie skrzyżowania,

rodzaj łącznicy węzła)

projektowania sygnalizacji świetlnej (liczba

i długości faz)

oceny warunków ruchu
Projektowanie na ruch jaki wystąpi

w przyszłości (z reguły większy niż obecnie)

 Umiejętność prognozowania tego ruchu

Sporządzanie prognoz ruchu w sytuacjach gdy

nastąpią istotne zmiany:

• w sieci dróg i ulic
• w zagospodarowaniu przestrzennym
a przede wszystkim gdy:
• droga bądź linia komunikacji zbiorowej

jeszcze nie istnieje (powstanie w
przyszłości)

 Konieczność rozważenia:
• całości sieci komunikacyjnej (po rozbudowie)
• przyszłego zagospodarowania

przestrzennego

 Wykorzystanie syntetycznych modeli podróży
(dział planowania komunikacyjnego)

Współzależność struktury przestrzennej

miasta i układu transportu oraz

wielkości ruchu

Struktura

funkcjonalna

jednostki

osadniczej

rejony

Struktura

przestrzenna

miasta - wzajemne

rozmieszczenie

rejonów

Struktura

rodzajowa

systemu

transportowego

podsystemy

środków lokomocji

Struktura

przestrzenna

systemu

transportowego

Sieć: drogowa,

komunikacji zbior.

Potencjały

ruchotwórcze

• wytwarzający

• absorbujący

(gdzie?, ile?)

Więźba ruchu

(rozkład

przestrzenny

podróży)

(skąd?, dokąd?

ile?)

Podział

zadań

przewozowych

(czym?, ile?)

Rozkład ruchu

w sieci

transportowej

(którędy?, ile?)