Podstawy Systemów Transportowych

Wykład 1-2 (18.10.2004)

Zarys ujęcia systemowego transportu

I KONIECZNE CECHY SYSTEMU

1. Określony Cel

2. Występowanie współzależności pomiędzy cechami i elementami systemu

II SYSTEM TRANSPORTU

1. Cel - umożliwienie przemieszczania osób i ładunków wraz z czynnościami manipulacyjnymi (kupowanie biletów, parkowanie itp.)

Cele cząstkowe:

• sprawnie (wydajnie, szybko)

• ekonomicznie (efektywnie)

• ekologicznie (oszczędzając środowisko)

• bezpiecznie

2. Współzależność elementów - przykładowo:

• obciążenie na oś ciężarówki vs. nawierzchnia

• krzywizna drogi vs. prędkość samochodu

• natężenie potoków pasażerskich vs. częstotliwość i pojemność taboru linii KM

Siła współzależności przypisuje do i poza system

np.

a) nawierzchnie (sztucznie tworzone) - system

b) podłoże (naturalne) - otoczenie

np. w systemie transportu miejskiego otoczeniem może być okolica miasta: wloty i wyloty ulic/kolei na granicy miasta. Tu elementy otoczenia mogą być same w sobie transportem, np. lotnisko pod miastem.

Transport łączy w sobie wiele dziedzin:

1. inżynieria - budownictwo komunikacyjne

2. ekonomia - zarządzanie i koszty transportu

3. prawo - przepisy, zezwolenia

4. polityka - jako nieustający konflikt interesu np. samochód vs. KM

5. socjologia - wpływ transportu na ludzi i na odwrót

6. psychologia - ergonomia i dostosowanie do wymogów człowieka

7. urbanistyka - zagospodarowanie przestrzenne

8. medycyna - zdolności kierowców, badania itp.

9. geografia

III PODZIAŁ SYSTEMU TRANSPORTU

1. Sposoby ujęcia systemu:

• morfologiczne (jaki jest i z czego zbudowany)

• funkcjonalne (jak działa, struktura ze względu na realizację funkcji)

• behawioralne (jak system się zachowuje)

	Ochrona domu przez psa	Transport
Morfologiczna	składa się z domu, psa, budy dla psa, łańcucha itd.	z dróg, kolei, pojazdów, pasażerów, przystanków, pieszych, znaków drogowych, taryf biletowych...
Funkcjonalna	pilnowanie domu przez psa	przemieszczanie osób i ładunków
Behawioralna	pies chodzi koło domu i szczeka na obcych	pojazdy/piesi poruszają się po drodze/chodnikach, samochody parkują itd.

IV KONSTRUKCJA METODOLOGICZNA TRANSPORTU

1. Podział ze względu na środowisko przemieszczeń:

a) lądowy	b) wodny	c) lotniczy	d) przepływowy
- szynowy - bezszynowy	- morski - śródlądowy	- powietrzny - kosmiczny	- rurociągowy - przesyłowy
- naziemny - nadziemny - podziemny

2. Podział ze względu na rodzaj napędu:

a) silnikowy	b) bezsilnikowy
- spalinowy - elektryczny - parowy - atomowy	- mięśnie człowieka i zwierząt - różnica ciśnień - różnica potencjału elektrycznego - prądy powietrza	- wiatr (żaglowce) - prąd wody - grawitacja

3. Podział ze względu na rodzaj medium transportowego:

1. transport pasażerski

• indywidualny (samochód)

• zbiorowy (kolej, komunikacja publiczna)

2. transport towarowy

4. Podział ze względu na sposób przemieszczania ładunku:

1. nieciągły, skokowy (wehikułowy) - pojazdy

2. ciągły (strumieniowy) - taśmowy, rurociągowy

5. Podział ze względu na zasięg przemieszczeń:

1. bliski (w zasięgu urządenia)

2. daleki (samochody, koleje)

6. Podział ze względu na dostępność:

1. publiczny (dostępny dla każdego na równych zasadach)

2. prywatny (samochód osobowy)

3. zakładowy (dla pewnej grupy osób)

7. Podział gałęziowy - transport:

a) drogowy, b) kolejowy c) wodny d) lotniczy e) rurociągowy

V TRANSPORT A KOMUNIKACJA

komunikacja = transport + łączność (przekaz informacji)

Podstawy Systemów Transportowych

Wykład 3 (08.11.2004)

Prognozowanie liczby podróży

podróż - sekwencja przemieszczeń od punktu początkowego (źródła) do końcowego (celu) niezależnie od rodzaju realizacji (środka lokomocji). Podróż dotyczy wyłącznie osób, towarów już nie.

przykład: dom (źródło) →^pieszo→ przystanek →^autobus→ ^pieszo→ praca (cel)

podróż piesza - podróż w której wszystkie sekwencje były piesze

prognozowanie ruchu = prognozowanie liczby podróży

I CECHY PODRÓŻY:

1. Cel - motywacja:

1	dom - praca	podróże obligatoryjne
2	praca - dom
3	dom - nauka
4	nauka - dom
5	dom - inne		podróże fakultatywne
6	inne - dom
7	nie związane z domem (dom nie jest punktem docelowym ani źródłowym)

2. Lokalizacja źródła i celu:

1. 
   Podróż wewnętrzna (Ź i C wewnątrz badanego obszaru)

2. 
   Podróż zewnętrzna

• źródłowa (tylko Ź wewnątrz obszaru)

• 
  docelowa (tylko C wewnątrz obszaru)

• 
  tranzytowa (Ź i C poza obszarem)

3. Wykorzystane środki lokomocji:

piesze	zmechanizowane
nie piesze	nie zmechanizowane

II MODELE PROGNOZOWANIA

1. MODEL EKSTRAPOLACYJNY - obserwacja trendu zmian potoku podróży w czasie i rozwinięcie na przyszłość (wartość prognozowana). Stosuje się ją:

• wyłącznie do elementów sieci istniejącej (bo jak obserwować coś czego nie ma?)

• tylko na niezbyt odległy czas (maksymalnie 10 - 15 lat)

• gdy mamy pewność, że w otoczeniu nie zajdą istotne zmiany ruchotwórcze (wybudują w pobliżu badania hipermarket, nową drogę zamkną duży zakład pracy itp.)

• raczej do ruchu zewnętrznego

Podstawy Systemów Transportowych

Wykład 4 (15.11.2004)

2. MODEL SYNTETYCZNY - w klasycznym ujęciu procedura czteroetapowa („klasycznym” - gdy rozpatrujemy pojedynczą podróż, a nie łańcuchy podróży łączące aktywności w ujęciu doby).

Wyróżniamy etapy:

1. Potencjałów ruchotwórczych

2. Przestrzenny rozkład ruchu (tzw. więźba ruchu)

3. Podział zadań przewozowych

4. Rozkład ruchu na sieć drogową (potoki podróży)

I Potencjały ruchotwórcze to Produkcja (P) zwana czasem Generacją (G) i Atrakcja (A)

P - liczba wszystkich podróży rozpoczynających się w danym rejonie w jednostce czasu (zazwyczaj jest to doba jako cykl powtarzalny, ale niekoniecznie).

A - liczba wszystkich podróży kończących się w danym rejonie w jednostce czasu

Stosuje się analizę regresji liniowej - ogólna postać wzoru:


Y - zmienna objaśniana,

X - zmienne objaśniające (niezależne)

a_x - współczynniki regresji

Czyli po prostu rozkłada się zmienną zależną od kilku czynników na kombinację liniową tych czynników (które muszą już być od siebie niezależne) kalibrując odpowiednio po-przez współczynniki (a_x). Opisujemy jedną zmienną modele poszczególnych motywacji (z dużym prawdopodobieństwem można to wykonać).

Podstawowe zmienne objaśniające związane są z zagospodarowaniem przestrzennym:

1. X1 Liczba mieszkańców w rejonie

2. X2 Liczba mieszkańców zawodowo czynnych

3. X3 Liczba miejsc pracy (ogółem)

4. X4 Liczba miejsc pracy w usługach

5. X5 Liczba uczniów w danym rejonie

6. X6 Liczba miejsc w szkołach ponadpodstawowych w danym rejonie

Współczynniki bierze się ze statystyki - z badań. Ponieważ przeprowadzenie pomiarów jest drogie i trudne organizacyjne, tylko duże miasta na nie stać (tzw. model lokalny). Dla małych miast opracowano wspólny model uogólniony stosowalny z dużą ufnością dla konkretnego przypadku.

II Rozkład przestrzenny - Etap drugi odpowiada na pytanie: skąd dokąd, ile podróży.


Dla danego obszaru (u nas miasta) tworzy się macierz T_ij

T_ij - oznacza liczbę podróży rozpoczętych w i-tym i skończonych w j-tym wierszu (macierz nie jest syme-tryczna) n - liczba rejonów komunikacyjnych

1. Na przekątnej głównej dostajemy liczbę podróży wewnątrz rejonów.

2. Suma i-tego wiersza to produkcja (P) i-tego rejonu

3. Suma j-tej kolumny to atrakcja (A) j-tego rejonu

Zakładamy jedynie ruch wewnątrzmiejski - podróżujemy w granicach obszaru.


Podstawy Systemów Transportowych

Wykład 5 (22.11.2004)

Czyli zakładamy bilans potencjału w całym obszarze.

By znaleźć T_ij posługujemy się różnymi opracowanymi modelami opisującymi formułami matematycznymi zależności T od (A) i (P). Bardzo prostym jest model grawitacyjny.




C - stała; F - funkcja oporu przestrzeni. Odzwierciedla wpływ odległości na liczbę podróży. Zależy nie od fizycznej odległości, ale od czasu jakiego potrzebujemy na podróż z i-tego do j-tego rejonu (t_ij)




Globalny czas podróży. Zazwyczaj F(t_ij) jest wykładnicza. By poznać współczynniki a, b, c, należy przeprowadzić badania ruchu dla danego obszaru. Zależą one od charakteru miasta, motywacji podróży, środków transportu itd. przy czym zawsze b < 0. Przykładowo dla relacji Dom - Praca - Dom:

W Krakowie komunikacją miejską	W Warszawie ogółem
b = -0,62 c = 0,17	b = -0,22 c = 0,02


Dla małych miast można powiedzieć, że b jest bliskie 0, a rola c też jest marginalna. Ostatecznie można przyjąć, że F(t_ij) jest stałe. Otrzymamy wtedy model proporcjonalny - wartość potoków jest proporcjonalna do potencjału. Będzie to tzw. rozkład maksymalny, bowiem rzeczywisty rozkład będzie zawsze mniejszy. Dla małych miast jest to dość dobrze spełnione - charakteryzują się one mniejszą ofertą zaspokojenia celu oraz mniejszymi odległościami.

Oprócz w/w wymienionych modeli istnieją jeszcze inne, bardziej wyrafinowane jak np. model okazji pośrednich - funkcji prawdopodobieństwa realizacji celu podróży w strefie czasowej bliższej niż ten w j-tym (ale tym się zajmują na Politechnice Wrocławskiej).

III Podział zadań przewozowych Etap odpowiada na pytania o sposób realizacji podróży, ile podróży skąd dokąd jakim środkiem lokomocji. Tzw. podział modalny (modal split). Jest to trudne do określenia i mniej wiarygodne, ciąży bowiem na tym czynnik indywidualnej decyzji.

Podział zadań przewozowych możemy wykonać od razu na poziomie potencjału - jest to wtedy podział pierwotny albo jako etap III i wówczas zwie się podziałem wtórnym (w projekcie wykonujemy model pierwotny).

podział dwumodalny (bimodalny)	podnóże piesze
		podróże niepiesze:	- komunikacja zbiorowa (autobus etc.)
			- komunikacja indywidualna (puszki)

Czynniki wpływu:

1. poziom motoryzacji - dużo samochodów, więcej niepieszych

2. motywacja podróży - zależnie od celu wybieramy środek transportu

3. wielkość miasta - duże, to dalej, ale i lepsza oferta transportu publicznego

4. rozkład przestrzenny - na kupie wszystko, czy rozwalone pipiduły

5. odległość podróży - j/w

6. charakter miasta - przemysłowy, turystyczny, nowohucki...

7. tradycje i przyzwyczajenia - np. rower w Amsterdamie

8. pora dnia - w nocy pieszo tłuc się autobusem ździebko bezpieczne nie jest

9. rozwój infrastruktury - dostępność dróg, utrzymanie, metro etc.

10. koszt samochodu - cena utrzymania, dodatkowe opłaty miejskie itp.

11. polityka komunikacyjna - promowanie MPK, opłaty za wjazd do centrum, drogi itp.

12. oferta i jakość komunikacji publicznej - i czy w ogóle miasto ma coś takiego.

I RELACJA TRANSPORTU DO GOSPODARKI

- na styku dwóch typów aktywności - osadnictwa i produkcji (wytwarzanie produktów).

osadnictwo - produkcja	osadnictwo - osadnictwo	produkcja - produkcja
a) związane z pracą	a) kontakty społeczne	a) kooperacja produkcyjna
b) zaopatrzenie osadnictwa w produkty	b) usługi	(surowce i prefabrykaty)

Transport współtworzy wartość produkcji.

II TRANSPORT W SPÓŁTWORZENIU WARTOŚCI

1. Użyteczność miejsca

a) Przemieszczanie towaru do miejsca gdzie ma być użyte:

- do produkcji, np. surowce, przewóz tam, gdzie mogą być połączone

- do konsumpcji

b) Przemieszczanie osób, gdzie mogą podjąć określoną aktywność:

- siła robocza

- konsument tworzący rynki zbytu (usługi na miejscu)

2. Użyteczność czasu

Usługa transportowa jest realizowana w czasie, kiedy jest zgłaszana - jest potrzebna w danym momencie (np. dojazd na daną godzinę do pracy, szkoły, nieustanny dowóz surowców itp.)

Otoczenie systemu generuje popyt - transport odpowiada podażą.

Prawo podaży i popytu nie jest identyczne jak w innych dziedzinach gospodarki, bowiem system nie może zaspokoić rosnących zgłaszanych potrzeb (nigdy nie uda się dostosować podaży do popytu). np. przestrzeń dla ruchu samochodów (niewystarczająca do zgłaszanych potrzeb przez kierowców). Dlatego też wprowadza się regulacje (np. zamknięcie centrum dla samochodów, uprzywilejowanie komunikacji publicznej, opłaty za użytkowanie dróg).

II UJECIE FUNKCJONALNE TRANSPORTU

PODZIAŁ FUNKCJONALNY
PODSYSTEM
INFRASTRUKTURY RUCHU	geometria i nośność form budowlanych przestrzeni ruchu	sieć transportowa - linie kolejowe, tramwajowe, drogi, kanały żeglugowe, korytarze lotnicze
INFRASTRUKTURY OBSŁUGI	geometria i nośność form budowlanych do obsługi i procesów transportu użytkowanych w ruchu	stacje, dworce kolejowe, przystanki KM, parkingi, stacje obsługi, paliw, postojowe, terminale przeładunkowe, hangary
OBIEKTÓW RUCHOMYCH	posiadające zdolność ruchu lub przeznaczone do przewozów	pieszy, pasażer, samochód, pociąg, autobus, przewożone ładunki, kontenery, lawety…
INFORMACYJNY	nośniki i treść informacji określających zasady korzystania z systemu	kodeks drogowy, znaki drogowe, sygnalizacja świetlna, kierujący ruchem, semafor, rozkład jazdy, system taryfowy
DECYZYJNY	kompetencje instytucji zarządzających systemem oraz predyspozycje uczestników ruchu	ministerstwo, rada miasta przyznająca środki budżetowe na rozwój systemu transportu / cechy psychofizyczne (kierowcy - orientacja itp.) / znajomość sieci komunikacji zbiorowej pozwalająca wybrać w każdych okolicznościach spsób podróżowania
MOTYWACYJNY	zbiór uwarunkowań zewnętrznych wywołujących potrzebę transportową	rodzaj i rozmieszczenie aktywności, ceny paliw, taryfy przewozowe

Podstawy Systemów Transportowych

Wykład 7 (06.12.2004)

III UJĘCIE BEHAWIORALNE SYSTEMÓW TRANSPORTOWYCH W ASPEKTACH ONTOLOGICZNYCH (według teorii bytu)

Typ kategorii	KATEGORIA (właściwość, cecha)	SUBKATEGORIA - i objaśnienia
	Fizyczność	przestrzennochłonność - potrzeba przestrzeni do realizacji procesu; obecnie występuje deficyt miejsca, zwłaszcza przez samochód potrzebujący zbyt dużo miejsca do ruchu, parkowania… czasochłonność - czas jest zasobem nieodnawialnym a z podróżą wiąże się pojęcie strat czasu (generalnie, bo są tacy co to lubią) materiałochłonność - potrzeba ogromnej ilości materiałów do infrastruktury i pojazdów (do produkcji 1 samochodu trzeba 25m^3 produktów) energochłonność - sektor transportu zużywa dużo energii w porównaniu z innymi gałęziami gospodarki grawitacja - dosłownie i jako model grawitacyjny brachiolacja - tendencja do wprostpromieniowych powiązań komunikacyjnych pomiędzy źródłem a celem) dążenie przemieszczeń do najkrótszej drogi (linia prosta jest tendencją)
		Transportochłonność	dąży się do minimalizacji tego (budowa blisko siebie kooperujących zakładów, planowanie przestrzenne miast)
		Pochodzenie	byt naturalny / byt sztuczny / byt ożywiony / byt nieożywiony
	Trwania	zużywanie	zasobów, środków transportu etc.
		destrukcja	zużywanie o charakterze skokowym (wypadkowość, klęski)
Postaci	złożoność	liczność rodzajów (elementów systemu) / liczność elementów (sam Kraków to 300 tys. samochodów) / spójność (zwana koherentnością w analizie systemowej) cecha systemotwórcza
Dostępu	Byt społeczny	komunikacja publiczna, infrastruktura drogowa dostępna dla wszystkich, dostępność regulowana
		Konfliktowość	sprzeczność między realizacją różnych cząstkowych celów (parkowanie na chodnikach a przestrzeń dla pieszych i komunikacyjna, pasy ruchu dla autobusów a korki drogowe itd.)
	Swobody	Różnorodność sprzężeń z otoczeniem	mnogość zależności typu: obciążenie - rodzaj nawierzchni itp. częstotliwośc autobusów - zamieszanie
		Adaptacyjność	umiejętność dostosowania się systemu do zmieniających się warunków wewnętrznych i zewnętrznych (np. zahamowanie powstawania coraz to większych korków przez zmianę podróżowania pasażerów widzących co się dzieje)
		Hierarchiczność	subordynacja - podporządkowanie np. dróg administracji koordynacja - współdziałanie na różnych poziomach specjalizacja - pewne elementy mają do zrealizowane określone zadanie (koleje intercity i koleje miejskie itp.)
	Zmienności	Dynamiz	istota procesu ruchu nierównomierność rozwoju składników (np. do wojny dominacja kolei, potem samochodu, teraz samolotów).
		Prognozowanie Zmian	skokowe zmiany struktury (nie było tramwaju, jest tramwaj, był most, Niemcy wysadzili i nie ma mostu) przemienność użytkowania - elastyczność wykorzystania przestrzeni transportowej (np. zmiany na 1 listopada itp.)
		Stochastyczność	przypadkowość trendów rozwojowych losowość procesu ruchu
		Inercjalność	zachowawczość struktury - tendencja przeciwstawiania się zmianom (opory decydentów, duży koszt finansowy) opóźnienie planowanych zmian (KST miał być od 1975…)

Proces stochastyczny - dla określonej wartości możliwość przyjmowania różnych wartości z określonym prawdopodobieństwem)

Podstawy Systemów Transportowych

Wykład 8 (13.12.2004)

I UJĘCIE FUNKCJONALNE SYSTEMU TRANSPORTU

W ZESPOŁACH ZABYTKOWYCH


Występuje dualność funkcji komunikacji względem struktur zabytkowych:

1. Sam transport jest zabytkiem - częścią dziedzictwa kulturowego, np. histo-ryczna nawierzchnia

2. Komunikacja - jest elementem infrastruktury zapewniającej trwanie i właściwe funkcjonowanie zespołu zabytkowego.

FUNKCJA	FUBKCJE CZĄSTKOWE (przejawy lub nośniki informacji)
historyczna	- relikty dawnych budowli i układy komunikacyjne - tradycja miejsca ważnych wydarzeń (np. bitwa na rozstaju dróg) - świadectwo ciągłości i tożsamości (oryginalna nawierzchnia w Rzymie, Biskupinie, tory do Brzezinki, tramwaje konne itd.)
Artystyczna	Dzieło sztuki zawarte w: - obiekcie ruchomym - w powierzchni komunikacyjnej - detalu obiektu komunikacyjnego - w bryle konstrukcji obiektu (np. Tower Bridge) - w kompozycji urbanistycznej układu komunikacyjnego
Naukowo - Techniczna	W elementach układu komunikacyjnego poprzez: - materiał - konstrukcję - strukturę - wykonawstwo - sposób użytkowania
Materialna	- - -
Emocjonalna	- - -
Dydaktyczna	- - -

FUNKCJE ZEWNĘTRZNE (egzogeniczne)
Ochronna	- przetrwanie wartościowej substancji - likwidacja uciążliwości ruchu
Rewaloryzacyjna	- podkreślenie spójności lub odrębności - uzupełnienie brakujących elementów - odtwarzanie dawnych struktur - odtwarzanie i inwentaryzowanie zasobu kulturowego (archeologia na bud.) - stymulowanie działań rewaloryzacyjnych
Ekspozycji	- identyfikacja miejsc znaczących (ukierunkowanie drogi na obiekt itp.) - zapewnienie wyglądu (np. plac przed zabytkowym obiektem) - współtworzenie wnętrza, nastroju
Udostępnienia	- zapewnienie odpowiedniej nośności konstrukcji, równości, szorstkości, powierzchni ruchu, skrajni ulic, warunków podróży, przepustowości ulic i skrzyżowań, ciągłości użytkowania, zdolności przewozowej KM
Regulacja	sterowanie: - dostępnością - podziałem zadań przewozowych - zasięgiem ruchu - zachowaniami komunikacyjnymi - programem zespołu zabytkowego - podziałem przestrzeniu komunikacyjnej i sposobem wykorzystania

4

SYSTEM

TRANSPORTU

Otoczenie Systemu



















układ endogeniczny

Układ

Komuni

-kacyjny

Zespół

Zabytkowy

---