• Gałęzie transportu

• Linie transportowe

• Przedsiębiorstwa (operatorzy) transportowe itp.

Albo jako dane statystyczne po realizacji przewozów

Potrzeby przewozowe (zapotrzebowanie na przewóz znp) ustala się zwykle w określonym celu, przeważeni służą one jako

Dane wejściowe do rozwiązywania zadań rozwoju systemu transportowego lub jego elementów, organizacji procesów transportowych itp.

W konkretnych przypadkach oznacza to, że nie wszystkie cechy potrzeb lub zadań przewozowych muszą być równocześnie uwzględniane, co w znaczny sposób ułatwia ich szacowanie i przedstawianie.

Złożony mechanizm powstawania potrzeb przewozowych oraz ich zróżnicowanie przestrzenno-czasowe sprawiają, że ich prognozowanie jest zadaniem o dużym stopniu trudności.

W literaturze przedmiotu wymienia się szereg metod umożliwiających wyznaczenie przyszłych potrzeb lub zadań przewozowych.

Liczną grupę stanowią metody, w których wielkość potrzeb lub zadań przewozowych w przyszłości określa się bezpośrednio na podstawie informacji o ich kształtowaniu się w okresie poprzedzający.

Identyfikację tych wielkości przeprowadza się metodami

badań bezpośrednich

badań kordonowych

talonowa

Metoda badań bezpośrednich stosowana w praktyce przeważnie w odniesieniu do przewozu pasażerów, polega na liczeniu podróżnych.

Obserwacje przeprowadza się w wytypowanych punktach, uzyskując dane o liczbie pasażerów przewożonych na określonych odcinkach określonymi środkami transportu.

Dane te są podstawą do wnioskowania o przewozach w najbliższej przyszłości.

Metoda badań bezpośrednich nie pozwala na ustalenie relacji przewozowych.

Metoda badań kordonowych jest odmianą badań bezpośrednich, stosowana w transporcie samochodowym.

Polega ona na ewidencji ruchu drogowego wzdłuż określonego obszaru.

W czasie obserwacji bezpośrednich określać można natężenie ruchu poszczególnych rodzajów pojazdów, a w odniesieniu do samochodowego transportu towarowego - masę przewożonych ładunków.

Badania takie powtarza się kilkakrotnie w ciągu roku, dla uzyskania informacji o występujących nie równomiernościach.

Metoda talonowa jest wykorzystywana do analizy i prognozowania przewozu pasażerów publicznymi środkami transportu.

Polega ona na wręczaniu pasażerom kuponów w miejscu rozpoczynania podróży i zbieraniu ich w punktach docelowych.

Metoda ta pozwala na określenie wielkości przewozów w poszczególnych relacjach, a więc jest bardziej precyzyjna w porównaniu z badaniami bezpośrednimi.

Rolę kuponów mogą także spełniać bilety jednorazowe.

Przedstawione metody są w zasadzie metodami identyfikacji przewozów, a więc dane uzyskane w wyniku ich stosowania mogą być dopiero podstawą do oszacowania zadań przewozowych dla okresu bezpośrednio następującego po czasie badań.

Z uwagi na wysoki koszt wykonywania są to przeważnie badania częściowe co dodatkowo wpływa na (nie) dokładność uzyskanych rezultatów.

Należy także zauważyć, że w metodach identyfikacji przewozów uzyskane wyniki mogą być limitowane istniejącymi zdolnościami przewozowymi transportu, co w znacznym stopniu ogranicza możliwość ich wykorzystania w prognozowaniu potrzeb przewozowych.

Analiza tendencji rozwojowych jest podstawą do wyznaczania potrzeb przewozowych metodami indeksową i ekstrapolacji trendu.

Warunkiem umożliwiającym stosowanie każdej z nich jest dysponowanie danymi o rzeczywistym kształtowaniu się potrzeb przewozowych w przeszłości przy czym im dłuższego okresu są to dane tym szacunek jest dokładniejszy.

W metodzie indeksowej oblicza się dla szeregu czasowego uzyskanego na podstawie danych o rzeczywistym kształtowaniu się potrzeb w przeszłości, wskaźniki (indeksy) dynamiki, a następnie w oparciu o wyliczone wskaźniki - określa się przybliżony przebieg dalszego rozwoju potrzeb przewozowych.

Tendencje kształtowania się zmian wielkości przewozów w czasie są w metodzie ekstrapolacji trendu podstawą do sformułowania funkcji trendu, której przebieg pozwala na obliczenie jej wartości w okresie prognozy.

Metoda ta daje dobre wyniki przy założeniu, że w okresie prognozy nie występują inne niż w okresie gromadzenia danych czynniki decydujące o wielkości przewozów.

Ponieważ w praktyce założenie to jest trudne do spełnienia, metoda ekstrapolacji trendu stosowana jest do prognozowania przewozów w horyzoncie czasowym 3-5 lat.

Inną grupą metod szacowania potrzeb przewozowych są metody uzależniające ich wielkość od wybranych parametrów charakteryzujących obszar, w którym występują.

Do najprostszych z nich należą metody wskaźnikowe.

Znajdują one zastosowanie w planowaniu przewozów osób i ładunków.

Ich istota sprowadza się do tego, że przyjmuje się założonie δ

Proporcjonalności potrzeb przewozowych i wartości liczbowej parametru charakteryzującego dany obszar.

Jako parametry obszaru przyjmuje się zwykle

Liczbę mieszkańców

Wielkość produkcji oraz

Długość linii transportowych.

Współczynnikiem proporcjonalności jest wyznaczony empirycznie wskaźnik określający wielkość przewozów przypadających na jednostkę miary wyróżnionego parametru.

W metodach wskaźnikowych wykorzystuje się następujące wskaźniki:

Demograficzny przewozów,

Gęstości ruchu

„przewozowości”

Demograficzny wskaźnik przewozów wyznacza się dzieląc wielkość przewozów osób lub ładunków przez liczbę mieszkańców rozpatrywanego obszaru.

Wskaźnik gęstości ruchu oznacza wielkość przewozów osób i ładunków lub wielkość wykonanej pracy przewozowej przypadających na 1 km długości sieci transportowej natomiast

Wskaźnik przewozowości - stosunek wielkości przewozów ładunków do wielkośi produkcji przemysłowej badanego obszaru.

Metody wskaźnikowe są mało precyzyjne, głównie ze względu na różne poziomy odniesienia.

Większe możliwości w tym zakresie dają metody korelacji i regresji, a zwłaszcza metoda ekonometryczna.

W metodzie korelacji i regresji (zwykle liniowej) zakłada się istnienie zależności pomiędzy wielkością przewozów osób a liczbą ludności oraz pomiędzy wielkością przewozów ładunków a wielkością produkcji danego obszaru.

Charakter tej zależności obrazuje prosta (krzywa) regresji, wyznaczona metodą najmniejszych kwadratów na podstawie danych o rzeczywistym kształtowaniu się przewozów w przeszłości.

Metoda ta jest tym dokładniejsza im bogatszy jest materiał empiryczny

Metody ekonometryczne pozwalają na uwzględnienie wielu parametrów charakteryzujących obszar.

Polegają one na tworzeniu modeli ekonometrycznych, w których zmienną `objaśnianą' są potrzeby przewozowe, a zmiennymi `objaśniającymi' parametry badanego obszaru.

Takie podejście pozwala na równoczesne uwzględnienie wielu czynników decydujących o wielkości przewozów

Zwłaszcza że procedury budowy i weryfikacji modeli ekonometrycznych na podstawie badań empirycznych gwarantują zarówno znalezienie czynników decydujących w istotny sposób o wielkości przewozów, jak i znalezienie właściwej formuły matematycznej opisującej te związki.

Do ustalenia potencjalnych potrzeb przewozowych w zakresie przewozu pasażerów stosuje się metody grawitacji i potencjałów

Metody te wykorzystują sformułowane w fizyce teoretyczne modele grawitacji.

Zgodnie z tymi metodami potrzeby przewozowe występujące między dwoma skupiskami ludności (wielkość strugi pasażerów) są wprost proporcjonalne do liczby mieszkańców tych skupisk a odwrotnie proporcjonalnie do odległości transportowej między nimi.

W ogólnym przypadku wielkość przewozu pasażerów w relacji <i,j> wyraża się wzorami:

Gdzie:

Mi, Mj - liczba mieszkańców i-tego i j-tego skupiska ludności

D

dji- odległość między tymi skupiskami

αi βj- współczynniki ruchliwości dla skupisk ludności

wi wj wagi uwzględniające poziom życia mieszkańców

G, n współczynniki wyznaczane empirycznie.

Zgodność midelu teoretycznego (wzór powyżej) z rzeczywistymi potrzebami przewozowymi w dużej mierze zależy od właściwego oszacowania występujących w nim współczynników.

Przeprowadzone w warunkach kolei amerykańskiej badania empiryczne wykazały zasadność przyjmowania do obliczeń poprzedniej zależności

Jedną z najbardziej rozpowszechnionych metod określania potrzeb przewozowych jest metodą ankietową.

Znajduje ona zastosowanie zarówno w odniesieniu do przewozów osób, jak i ładunkówe.

Metoda ankietowa polega na zbieraniu informacji o wielkości występujących zapotrzebowań na przewozy wśród ustalonych założeniami grup klientów transportu.

Szacowanie tą metodą daje możliwość dość precyzyjnego określania przemieszczeń, których punkty początkowe znajdują się w rozpatrywanym obszarze.

W prognozowaniu potrzeb przewozowych korzysta się też z metody bilansowej w której zestawia się dla poszczególnych gałęzi przemysłu oraz jednostek terytorialnych dane o wielkości i strukturze produkcji i konsumpcji. Zestawienie ujawnia nadwyżki i niedobory towarów a tym samym umożliwia określenie wielkości i struktury zadań przewozowych.

Dokładność metody w dużej mierze zależy od wiedzy i doświadczenia ekspertów przeprowadzających bilansowanie

Metoda ma zastosowanie w prognozowaniu przewozów ładunków

Mnogość metod określania potrzeb i zadań przewozowych wynika ze zróżnicowania celu i zakresu badań, a także poszukiwania takich sposobów przewidywania, wielkości przewozów, które gwarantowałyby tratność oceny.

Według jednej z licznych definicji:

Transport spełnia 3 funkcje w gospodarowaniu

Funkcja konsumpcyjna- oznacza zaspokajanie potrzeb (konsumpcyjnych- przewozowych) przez świadczenie usługi transportowe

Funkcja produkcyjna- oznacza zaspokojenie potrzeb produkcyjnych przez świadczenie usług transportowych tzn. przez stworzenie warunków działalności gospodarczej, jej stymulację oraz wpływ na funkcjonowanie rynku i wymianę.

Funkcja integracyjna - pozwalająca zintegrować państwo i społeczeństwo poprzez usługi transportowe.

SYSTEM TRANSPORTOWY I JEGO ELEMENTY

Pojęcie systemu transportowego

W świetle ogólnej teorii systemów system transportowy kraju to zespół wszystkich gałęzi transportowej świadczących usługi na rzecz ludności i gospodarki narodowej

System transportowy kraju może być przedstawiony jako system użytkowy

System transportowy określają następujące elementy: cel działania, wejście, wyjście i otoczenie.

Celem działania systemu jest przemieszczenie pasażerów i ładunków wyznaczenie rodzajem liczbą i cechami przemieszczanych obiektów, relacjami przemieszczenia i parametrami jego jakości (bezpieczeństwo, szybkość, komfort itp.)

Wejścia system transportowego stanowi strumień środków uzbrojenia technicznego (w postaci materiałów, maszyn i urządzeń) energii, a także zasobów siły roboczej, środków finansowych itp.

Wyposażenie - to infrastruktura i tabor

Proces funkcjonowania systemu wyznaczony jest sekwencją czynności których wykonaniu jest niezbędne do realizacji przemieszczenia osób i ładunków.

Ludzie stanowiący załogę systemu transportowego, posługują się elementami wyposażenia technicznego dla realizacji przemieszczenia osób i ładunków.

Wyjścia systemu- to efekt działania, którego charakterystykę stanowi wielkość wykonywanyc usług przewozowych

Wyjścia można opisać przez:

• Masę przewiezionych ładunków

• Liczb e przewiezionych pasażerów

• Wykonaną pracę przewozową----- tkm. paskm.

• Ilość ruchu------ m
  

• Efekt finansowy (przychód- dochód- zysk)

A także inne wyniki (efekty) działania systemu, np.

• W postaci (przekazywanych) środków finansowych stanowiących część dochodów budżetu

• Udział w tworzeniu PKB

• Zanieczyszczeń środowiska naturalnego WYPADKI itp.

• Koszty zewnętrzne transportu.

Otoczenie systemu transportowego stanowią

• Pozostałe działy gospodarki narodowej

• Społeczeństwo

• Środowisko naturalne

System transportowy można rozpatrywać jako system, w którym dokonywana jest transformacja strumieni wejściowych tj. siły roboczej, materiałów, energii, środków technicznych i finansowanych w strumień wyjściowy usług przewozowych.

Stosując oznaczenia jak na rys. powyżej, strumienie te można zapisać w postaci wektorów

Transformacji strumieni wejściowych u w strumienie wyjściowe y dokonywana jest przez współdziałanie różnego rodzaju urządzeń i środków techniczno- organizacyjnych, a także przez odpowiednią organizację zespołów ludzkich, sprzężonych procesami przewozu osób i ładunków.

Proces transformacji zapisać można w postaci

Gdzie T- transformacja

System transportowy jest silnie powiązany z otoczeniem.

Najważniejszymi elementami oddziaływania transportu na otoczenie są:

- Jakość usług w zakresie przewozów pasażerów i czas używany na dojazdy do pracy, szkół, ośrodków handlowych i kulturalno- oświatowych, rozwój turystyki i ładunków (terminowość i szybkość przewozów wywierająca wpływ na rytmiczność pracy przedsiębiorstw produkcyjnych)

- układ przestrzenny infrastruktury, transportu wywierający wpływ na kształtowanie sieci osadniczej i lokalizację przemysłu.

- potencjał przewozowy transportu, określający możliwość zaspokajania potrzeb przewozowych otoczenia.

- oddziaływanie na środowisko naturalne (hałas, degradacja środowiska przez budowanie sieci i zaplecza transportu, zanieczyszczanie atmosfery itp.)

Do najważniejszych elementów oddziaływania otoczenia na system transportowy należy zaliczyć:

Entropię potrzeb przewozowych

Entropia - miara nieokreśloności, chaotyczności, stopnia nieuporządkowania

Entropia występuje ona zarówno w odniesieniu do przewozów pasażerów jak i ładunków, a dotyczy:

• Ilości

• Struktury

• Układu przestrzennego

• Potrzeb przewozowych

Przyczyną nieokreśloności potrzeb przewozowych w zakresie przewozu osób jest daleko idące ich zróżnicowanie, powodowane zmianami liczby ludności, jej dochodów i bilansu wolnego czasu.

Nieokreśloność potrzeb przewozu ładunków wynika z niemożliwych do przewidzenia, operatywnie podejmowanych, powiązań kooperacyjnych w sferze produkcji i dystrybucji.

Otoczenie wpływa także na funkcjonowanie transportu poprzez możliwość zmian strumieni wejściowych oraz zmieniające się warunki atmosferyczne.

Rozpatrując rozwój systemu należy uwzględnić wpływ otoczenia na układ przestrzenny, infrastruktury transportu w postaci oddziaływania sieci osadniczej i lokalizacji przemysłu oraz warunków geograficznych

W świetle teorii systemów, system transportowy jest systemem działania społecznego (techniczno- ludzkim), sztucznym i względnie odosobnionym.

Należy także uwzględnić, że jest to w rzeczywistości system wielogałęziowy, obejmujący współzależności między gałęziami transportu szynowego, drogowego, lotniczego, wodnego i przemysłowego.

System transportowy jest (powinien być) ukierunkowany na najkorzystniejsze dla otoczenia zorganizowanie całości procesu transportowego, podziału zadań między gałęzie transportu oraz odpowiedni proces rozwoju transportu i wszystkich jego składników.

Modele systemu transportowego

Rzeczywisty system transportowy jest zbyt skomplikowany do bezpośredniej analizy, dlatego zachodzi potrzeba konstruowania jego uproszczonych modeli.

Postać modelu jest w dużym stopniu uzależniona od celu badań

Celem badań systemu transportowego jego całości (w makroskali) jest systematyczne uchwycenie zachodzących w nim procesów.

MODELOWANIE PROCESÓW I SYSTEMÓW TRANSPORTOWYCH

Podstawowe pojęcia

Z punktu widzenia potrzeba wykładu systemów transportowych i ich modelowania istotnie jest zdefiniowanie podstawowych pojęć, w sposób dostosowany do specyfikacji tej dziedziny.

Pojęciami tymi są: system, proces, model

Def. 1.1

System nazywamy obiekt, którego opis ma postać zbioru elementów (składników) powiązanych między sobą i otoczeniem w sposób umożliwiający osiągnięcie określonego celu.

System wg def.1.1 jest nazywany również systemem celowym

Wydzielanie systemu ze środowiska dzieli to środowisko na system i otoczenie

System i otoczenie systemu

Włączenie celu działania do definicji systemu prowadzi do zagadnienia oceny jakości systemu odniesionej do celu działania

Rozróżnia się ocenę stopnia realizacji celu działania oraz ocenę kosztu realizacji celu działania.

Dla oznaczeń:

1. zbiór elementów (składników)

R- zbiór relacji wiążących elementy pomiędzy sobą oraz z otoczeniem.

S- system

Formalnym opisem systemu jest:

S=<A,R>

Def. 1.2

Systemem transportowym nazywamy system, którego celem działania jest system, którego celem działania jest transport (przemieszczanie, przewóz) ludzi i/lub ładunków

Taka definicja określa przewóz jako cel działania systemu transportowego. Wskaźnikiem oceny jakości systemu transportowego przy takim celu działania może być czas przewozu, koszt przewozu itp.

Def. 1.3

Stanem systemu w chwili t nazywamy stan elementów zbioru A w chwili t. Ilustracja pojęcia stanu systemu transportowego może być stan elementów tworzących drogi systemu oraz stan pojazdów tworzących potok ruchu przepływający przez te elementy.

Składowymi stanu (zmiennymi stanu) systemu transportowego mogą być stany pojedynczych elementów tworzących drogi oraz stany pojedynczych pojazdów.

Interpretacja taka jest zgodna z opisem stanu systemu jako wektora o wielu składowych wyznaczającego punkt w przestrzeni stanów systemu.

Def1.4

Procesem nazywamy zjawisko, którego opis ma postać związków międy stanami systemu w czasie

Realizacją procesu nazywamy przebieg zmian stanu systemu w określonym przedziale czasu

Def 1.6

Procesem transportowym nazywamy proces, którego opis ma postać związków między stanami systemu transportowego w czasie.

Realizacją procesu transportowego nazywamy przebieg zmian stanu systemu transportowego w określonym przedziale czasu.

Z każdym elementem a należącym do A wiążemy wektor cech. xa, które charakteryzują ten element

Xa=<xa1…..xa2……xan>

Mówimy, że xa jest i tą cechą elementu należącego do A

Oznaczymy symbolem X wektor, którego składowymi są wszystkie wektory cech xa elementów a należących do A

Stan systemu w chwili t jest opisany wartością w chwili t składowych wektorów cech xa tworzących wektor X

Jeżeli X jest zbiorem wszystkich możliwych stanów systemu S w chwili t, to funkcja

P:T-> X dla t należącego do T

Opisuje proces, czyli zmiany stanu systemu w czasie T, a X(t) jest stanem systemu S w chwili t.

Ilustracją pojęcia procesu transportowego może być zbiór formuł (procedur), opisujących działanie (ruch) systemu w czasie.

Realizacją procesu transportowego będzie wtedy działanie systemu według wymienionych formuł w określonym przedziale czasu, a opisem tej realizacji - opis ciągu zmian stanu dróg i pojazdów od stanu początkowego w chwili początkowej - do stanu końcowego w chwili końcowej przedziału czasu.

Proces jako transformacja wejść w wyjścia systemu.

Dla każdej chwili t stan X(t) i wejście U(t) wyznaczają nowy stan X(t)

X(t)= f(X(t),U(t))

Podobna zależność można sformułować dla wyjścia Y(t)

Y(t)= g(X(t), U(t))

POSTULAT

Zawsze można dobrać zbiór cech mierzalnych w pełni charakteryzujących interesujący nas obiekt (element system proces) z punktu widzenia celu zaplanowanych badań (czy zawsze w pełni??)

Def.1.8

Modelem obiektu (systemu; procesu) jest taki opis obiektu (systemu, procesu), który podporządkowano celowi badań

W modelu procesu upływ czasu może być odwzorowany w sposób dyskretny tzn. w postaci i ciągu etapów przebiegu procesu

Przedstawione wyżej związki między wejściem, wyjściem i stanem systemu w czsie przybierają postać

Xn+1= f(Xn,Un)

Yn=g(Xn, Un)

Un, Xn, Yn- wektory wejścia stanu I wyjścia o składowych dobranych zgodnie z Postulatem. N- numer etapu.

Opisana klasyfikacja modeli przedstawiona na rysunku

---