Parametry starej drogi:
Natężenie ruchu
Samochody osobowe 3230 P/dobę
Samochody dostawcze 1060 P/dobę
Samochody ciężarowe 510 P/dobę
Sam. Ciężarowe z przyczepami 340 P/dobę
Autobusy 190 P/dobę
Długość odcinka: 5.5km
Szerokość jezdni / poboczy: 6.0m / 0.0m
Inwestycja – nowy odcinek drogi - będzie zlokalizowana w regionie radomskim. Droga będzie przebiegać w rejonie niezabudowanym, będzie to droga krajowa.
Parametry nowej drogi:
Długość: 5.00 km
Natężenie ruchu – po wykonaniu nowego połączenia przeniesie się na nie:
Samochody osobowe 60%
Samochody dostawcze 25%
Samochody ciężarowe 70%
Autobusy 20%
Szerokość jezdni / poboczy: 7.0m / 0.0m
Ilość kwartałów realizacji inwestycji: 6
Prognozę należy wykonać na 20 lat od czasu oddania inwestycji do użytku. Jako rok oddania inwestycji do użytku przyjęto rok 2010. Wynika z tego, że prognozę ruchu należy wykonać od roku 2010 do roku 2030.
W celu obliczenia prognozy ruchu, niezbędne było przyjęcie wartości wskaźnika PKB dla poszczególnych lat (Tabela 1a), wskaźników elastyczności dla poszczególnych kategorii pojazdów (Tabela 1b)oraz wskaźników wzrostu ruchu (Tabela 1c)
Tabela 1a. Wartości wskaźnika PKB dla regionu radomskiego
Tabela 1b. Wskaźniki elastyczności
Tabela 1c. Wskaźniki wzrostu ruchu
Prognozę natężenia ruchu wykonano dla natężeń ruchu z roku 2010 pomierzonych na istniejącym odcinku drogi (wariant W-0).
W tabelach przedstawiono również natężenia ruchu jakie przeniosą się na nowy odcinek (W-1-N) oraz natężenia ruchu jakie pozostaną na starym odcinku (W-1-S) – zgodnie z punktem 1.
Tabela 1d. Zestawienie natężeń ruchu
Bazowe natężenie ruchu w prognozie dla wariantu bezinwestycyjnego to aktualne pomierzone natężenie ruchu.
Tabela 2. Prognoza natężeń ruchu dla wariantu W-0
Bazowe natężenie ruchu w prognozie dla wariantu W-1-S to natężenie ruchu, który pozostanie na starym odcinku drogi po oddaniu nowego odcinka do użytkowania.
Tabela 3. Prognoza natężeń ruchu dla wariantu W-1-S
Bazowe natężenie ruchu w prognozie dla wariantu W-1-N to natężenie ruchu, które przeniosło się na nowo wybudowany i oddany do użytku odcinek drogi.
Tabela 4. Prognoza natężeń ruchu dla wariantu W-1-N
Prędkości podroży dla dróg zamiejskich określa się dla następujących grup pojazdów:
samochody osobowe [SO] i samochody dostawcze [SD],
samochody ciężarowe bez przyczep [SCb], samochody ciężarowe z przyczepami [SCp] i autobusy [A].
Prędkość podroży dla wszystkich typów dróg i przekrojów poprzecznych uzależnione są od następujących parametrów:
wielkości ruchu pojazdów lekkich, do których zalicza się samochody osobowe [SO] i samochody dostawcze[SD],
wielkości ruchu pojazdów ciężkich, do których zalicza się samochody ciężarowe bez przyczep [SCb], samochody ciężarowe z przyczepami [SCp] oraz autobusy [A],
średniego spadku podłużnego na odcinku drogi w procentach,
krętości drogi wyrażonej w gradach na kilometr drogi.
Do określenia prędkości podroży należy obliczyć pomocnicze godzinowe natężenie ruchu według wzoru:
dla samochodów osobowych i dostawczych:
N1 = 0,5⋅[SO + SD + 2⋅ (SCb + SCp + A)]⋅k
dla samochodów ciężarowych bez przyczep i z przyczepami:
N2 = 0,5⋅ (SCb + SCp + A)⋅ k
Zgodnie z „Instrukcją oceny efektywności ekonomicznej przedsięwzięć drogowych i mostowych” przyjęto wartość parametrów niezbędnych do wyliczenia powyższych wzorów, które przestawiono w tabeli 5.
Tabela 5. Dane techniczne do określania prędkości podróży
Tabela 6. Pomocnicze godzinowe natężenie ruchu
Tabela 7. Prędkości podróży
Wysokość rocznych nakładów na utrzymanie przyjęto w zależności od wartości natężeń ruchu na analizowanym odcinku drogi (natężenia ruchu dla poszczególnych lat zgodnie z tabelami 2, 3, 4).
Dla natężeń ruchu większych bądź równych 6000 P/dobę należy założyć:
Utrzymanie bieżące 7.94 zł/m2 rocznie
Remonty bieżące 14.43 zł/m2 rocznie
Remont kapitalny 85.12 zł/m2 rocznie
Dla natężeń ruchu mniejszych od 6000 P/dobę:
Utrzymanie bieżące 7.85 zł/m2 rocznie
Remonty bieżące 14.26 zł/m2 rocznie
Remont kapitalny 64.99 zł/m2 rocznie
Tabela 8. Nakłady na utrzymanie w wariancie W-0
Tabela 9. Nakłady na utrzymanie w wariancie W-1-N
Tabela 10. Nakłady na utrzymanie w wariancie W-1-S
Tabela 11. Kosztorys inwestorski dla nowego odcinka drogi
Tabela 12. Harmonogram robót
Tabela 13. Suma kosztów w poszczególnych latach
W celu wyznaczenia kosztów wypadków drogowych konieczne było wyznaczenie odcinków jednorodnych na nowoprojektowanej trasie. Zostały one przedstawione na załączonym przekroju podłużnym nowej drogi.
Koszty wypadków drogowych obliczone zostały z wykorzystaniem następujących wzorów:
gdzie:
lz – liczba zdarzeń drogowych kz – koszt jednostkowy zdarzenia drogowego
lz – liczba zdarzeń drogowych kz – koszt jednostkowy zdarzenia drogowego
lz – liczba zdarzeń drogowych kz – koszt jednostkowy zdarzenia drogowego
Koszty jednostkowe zostały przyjęte zgodnie z „Instrukcją oceny efektywności ekonomicznej przedsięwzięć drogowych …”
Uśr przyjęto równe 0.408 dla nowobudowanego odcinka, 0.450 dla starego odcinka.
zw.śr przyjęto równe 10
wartości zmiennych „zi” przyjęto zgodnie z tabelą 17-6.
Tabela 14. Podział na odcinki jednorodne wraz z ustaleniem zmiennych „z”
Tabela 15. Zestawienie parametrów zw , zw.śr , Uw , Uśr
Tabela 16. Koszty wypadków drogowych dla wariantu W-1-N
Tabela 17. Koszty wypadków drogowych dla wariantu W-1-S
Tabela 18. Koszty wypadków drogowych dla wariantu W-0
Tabela 19. Zestawienie sumarycznych kosztów wypadków dla poszczególnych wariantów
Całkowite koszty eksploatacji pojazdów obliczono wg wzoru:
Wartości zmiennych q1 i q2 zostały wyznaczone zgodnie z wykresami (rys. 4.1 i 4.2) w zależności odpowiednio od średnioważonego spadku i promieni łuków poziomych.
Wartość zmiennej q3 przyjęto 0.
Tabela 20. Wyznaczenie wartości q1
Tabela 21. Wyznaczenie wartości q2
Tabela 22. Obliczenie wartości Q
Tabela 23. Wyznaczenie jednostkowych kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-N
Tabela 24. Koszty eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-N
Tabela 25. Wyznaczenie jednostkowych kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-S
Tabela 26. Koszty eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-S
Tabela 27. Wyznaczenie jednostkowych kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-0
Tabela 28. Koszty eksploatacji pojazdów dla wariantu W-0
Całkowite koszty eksploatacji pojazdów obliczono wg wzoru:
Współczynnik wej przyjęto dla samochodów osobowych i autobusów równy odpowiednio 1.5 i 12 [os/poj]
Tabela 29. Koszty jednostkowe – cena jednego pasażera [zł/osobę] dla SO i A
Tabela 30. Koszty czasu pasażerów dla wariantu W-1-N
Tabela 31. Koszty czasu pasażerów dla wariantu W-1-S
Tabela 32. Koszty czasu pasażerów dla wariantu W-0
Tabela 33. Zestawienie Sumy kosztów czasu pasażerów dla poszczególnych wariantów
Całkowite koszty emisji spalin obliczono wg wzoru:
Tabela 34. Wyznaczenie jednostkowych kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-N
Tabela 35. Koszty emisji spalin dla wariantu W-1-N
Tabela 36. Wyznaczenie jednostkowych kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-S
Tabela 37. Koszty emisji spalin dla wariantu W-1-S
Tabela 38. Wyznaczenie jednostkowych kosztów emisji spalin dla wariantu W-0
Tabela 39. Koszty emisji spalin dla wariantu W-0
Tabela 40. Zestawienie kosztów użytkowników dla wariantu W-1 (W-1-N + Q-1-S)
Tabela 41. Zestawienie kosztów użytkowników dla wariantu W-0
Tabela 42. Zestawienie sumarycznych kosztów użytkowników obu wariantów
Analiza efektywności ekonomicznej została przeprowadzona dla okresu 20 lat od momentu oddania inwestycji do użytku, tj. 2010-2030. Należało wyznaczyć aktualną wartość netto „EMPV”, która oznacza ile zarobimy na planowanej inwestycji po 20 latach oraz współczynnik efektywności ekonomicznej „e”, który pokaże rentowność inwestycji, tj. ile zarobimy dodatkowo na każdej zainwestowanej złotówce.
gdzie: t – kolejny rok okresu inwestycji, r – stopa dyskontowa
Tabela 43. Obliczenia nakładów, korzyści i oszczędności netto
Tabela 44, 45. Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=10%
Tabela 46, 47. Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=50%
Tabela 48, 49. Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=100%
Nie udało się wyznaczyć wartości wewnętrznej stopy zwrotu kapitału – nawet dla stopy dyskontowej równej 100% nie udało się osiągnąć wartości współczynnika efektywności ekonomicznej równego jeden, co świadczy o wysokiej opłacalności rozważanego wariantu.
Wartości prognozowanych natężeń ruchu, prędkości podróży, kosztorys inwestorski oraz wszelkie współczynniki i ceny jednostkowe pozostają takie same jak dla wariantu 1 – tj. pkt 2-6.
Nie zmieniły się także koszty użytkowników (koszty wypadków, koszty eksploatacji pojazdów, koszty emisji spalin, koszty czasu pasażerów). Dla wariantu 2 są one takie same jak te przedstawione w punkcie 7.
Nakłady na utrzymanie na drogę w wariancie W-0
Nakłady na utrzymanie na drogę w wariancie W-1-N
Nakłady na utrzymanie na drogę w wariancie W-1-S
Obliczenia nakładów, korzyści i oszczędności netto
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=100%
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=100%
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=100%
W wariancie 2, po zwiększeniu kwoty nakładów na utrzymanie o 15%, również nie udało się osiągnąć wartości współczynnika efektywności ekonomicznej równej 1.
Prognoza ruchu dla wariantu W-0 jest taka sama jak w wariancie 1. Dla wariantu W-0 nie zmieni się także reszta obliczeń. Dla wariantów W-1-S oraz W-1-N otrzymamy inne wartości niż w przypadku wariantu 1, z powodu zmiany wielkości natężeń ruchu w poszczególnych latach prognozy.
Kosztorys inwestorski i harmonogram robót pozostają bez zmian – taki sam jak w wariancie 1.
Wskaźniki elastyczności , wartości wskaźnika PKB oraz wskaźniki wzrostu ruchu pozostają takie jak dla wariantu 1.
Prognozowane natężenia ruchu dla wariantu W-1-S
Prognozowane natężenia ruchu dla wariantu W-1-N
Dane techniczne dróg potrzebne do wyznaczenia prędkości podróży pozostają bez zmian, tj. jak w wariancie 1.
Pomocnicze godzinowe natężenie ruchu.
Prędkości podróży
Nakłady na utrzymanie drogi w wariancie W-1-S
Nakłady na utrzymanie drogi w wariancie W-1-N
Wszystkie koszty związane z wariantem W-0 pozostają takie same jak w wariancie 1.
Obliczenia kosztów wypadków dla wariantu W-1-S
Obliczenia kosztów wypadków dla wariantu W-1-N
Zestawienie sumy kosztów wypadków
Interpolacja kosztów jednostkowych dla warianty W-1-S
Obliczenia kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-S
Interpolacja kosztów jednostkowych dla warianty W-1-N
Obliczenia kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-N
Koszty czasu pasażerów dla wariantu W-1-S
Koszty czasu pasażerów dla wariantu W-1-N
Zestawienie kosztów czasu pasażerów dla każdego z wariantów
Interpolacja kosztów jednostkowych dla wariantu W-1-S
Obliczenia kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-S
Interpolacja kosztów jednostkowych dla wariantu W-1-N
Obliczenia kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-N
Koszty użytkowników dla W-1-S i W-1-N w poszczególnych latach
Sumaryczne koszty użytkowników dla poszczególnych wariantów
Obliczenia nakładów, korzyści i oszczędności netto
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=10%
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=50%
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=100%
Prognoza ruchu dla wariantu W-0
Prognoza ruchu dla wariantu W-1-S
Prognoza ruchu dla wariantu W-1-N
Pomocnicze godzinowe natężenie ruchu
Prędkości podróży dla poszczególnych wariantów
Nakłady na utrzymanie na drogę w wariancie W-0
Nakłady na utrzymanie na drogę w wariancie W-1-S
Nakłady na utrzymanie na drogę w wariancie W-1-N
Obliczenia kosztów wypadków dla wariantu W-0
Obliczenia kosztów wypadków dla wariantu W-1-S
Obliczenia kosztów wypadków dla wariantu W-1-N
Sumaryczne koszty wypadków dla poszczególnych wariantów
Interpolacja kosztów jednostkowych dla wariantu W-0
Obliczenia kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-0
Interpolacja kosztów jednostkowych dla wariantu W-1-S
Obliczenia kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-S
Interpolacja kosztów jednostkowych dla wariantu W-1-N
Obliczenia kosztów eksploatacji pojazdów dla wariantu W-1-N
Obliczenia kosztów czasu pasażerów dla wariantu W-0
Obliczenia kosztów czasu pasażerów dla wariantu W-1-S
Obliczenia kosztów czasu pasażerów dla wariantu W-1-N
Zestawienie kosztów czasu pasażerów dla poszczególnych wariantów
Interpolacja jednostkowych kosztów emisji spalin dla wariantu W-0
Obliczenia kosztów emisji spalin dla wariantu W-0
Interpolacja jednostkowych kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-S
Obliczenia kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-S
Interpolacja jednostkowych kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-N
Obliczenia kosztów emisji spalin dla wariantu W-1-N
Zestawienie kosztów użytkowników dla wariantu W-0
Zestawienie kosztów użytkowników dla wariantu W-1-S i W-1-N
Sumaryczne koszty użytkowników dla obu wariantów
Obliczenia nakładów, korzyści i oszczędności netto
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=10%
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=50%
Obliczenia zdyskontowanych nakładów, korzyści i oszczędności netto dla r=100%
Wyniki uzyskane po przeprowadzeniu analizy wskazują na dużą opłacalność rozważanego wariantu nowej drogi. Analiza efektywności ekonomicznej wykazała, że nawet dla stopy dyskontowej równej 100% opłacalność realizacji nowej drogi jest duża, współczynnik efektywności ekonomicznej wynosi 9.16, a aktualna wartość netto jest równa ~63mln zł. Poniższe wykresy ilustrują zmiany wartości współczynnika efektywności ekonomicznej i aktualnej wartości netto:
Obliczenia wykonane w zakresie analizy wrażliwości potwierdzają korzyści z projektowanego odcinka drogi. Otrzymane wyniki świadczą o braku wrażliwości na zmiany związane ze wzrostem nakładów na utrzymanie dróg, zmniejszeniem się liczby pojazdów jakie przeniosą się na nowy odcinek, czy też ze zmniejszeniem się prognozy natężenia ruchu. W każdym z rozważanych przypadków, tj.:
wzrost nakładów na utrzymanie dróg o 15% - wariant 2,
zmniejszenie natężenia ruchu jakie przeniesie się na nowy odcinek o 60% - wariant 3,
zmniejszenie prognozy ruchu o 15% - wariant 4,
nie doszło do sytuacji, w jakiej budowa nowego połączenie byłaby nieopłacalna. Wręcz przeciwnie – w każdym z tych przypadków (wariant 2, 3, 4) opłacalność nowego połączenia postawała wciąż wysoka, lecz mniejsza niż dla wariantu 1. Na załączonych wykresach widać jak zmieniają się wartości współczynnik efektywności ekonomicznej „e” i aktualnej wartości netto „ENPV”:
Tak duży zysk z planowanej obwodnicy jest wynikiem zróżnicowania parametrów technicznych starego i nowego połączenia. Stary odcinek jest o 0.5km dłuższy od nowego oraz jego stan nawierzchni jest o 2 klasy gorszy wg SOSN – a to ma znaczny wpływ na zwiększenie nakładów na utrzymanie starego połączenia oraz na koszty użytkowników. Stare połączenie jest drogą o niższej klasie, zatem ma gorsze parametry techniczne, co również wpływa na koszty użytkowników.