Dr. Tóth János egy. docens

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Közlekedésüzemi és Közlekedésgazdasági Tanszék KÖZLEKEDÉSI IGÉNYEK JELLEMZŐI - A FORGALOM ELŐREBECSLÉSE Dr. Tóth János egy. docens

2 Az előadás tartalma I. A hálózattervezés célja II. A közlekedési igények jellemzői III. Analitikus forgalom-előrebecslés IV. Az előrebecslési modellek és jellemzőik

3 I. A hálózattervezés célja A közlekedési rendszer részei: Járművek rendszere Szállítás tárgya (ember, áru) Közlekedési hálózat csomópontok vonalszakaszok összessége A hálózattervezés célja: Személyszállítási és áruszállítási szükségletek levezetésére optimális hálózat (infrastruktúra) létrehozása Ehhez kell: a forgalom részletes elemzése, az igények ismerete, előrevetítés a jövőre Hálózattervezés Analitikus forgalom előrebecslés a legelterjedtebb

4 I. A hálózattervezés célja Hálózattervezés alapkérdései Merre menjen a 7-es busz? kell hozzá, hogy: a jövőben hányan, hová, milyen útvonalon fognak utazni HÁNYAN? (ki vagy mi, mennyit, miért?) forgalom keletkezése HONNAN-HOVA? MILYEN ARÁNYBAN? körzetek közötti szétosztása a forgalomnak MIKOR? MIVEL? MILYEN ESZKÖZZEL? a közlekedési módok milyen arányban részesednek a forgalomból MERRE? MILYEN ÚTVONALON? a forgalom rátevése egy útvonalra

5 II. A közlekedési igények (szükségletek) jellemzői 1. Területi egységekben (forgalmi körzetekben) keletkező szükségletek (Q i, Z i ) hányan 2. Forgalmi körzetek közötti szükségletek (f ij, f ji ) honnan-hova 3. Közlekedési módonként jelentkező szükségletek (f ijt, f ije ) mivel 4. A szükségletek időbeni alakulása (szezonális, heti, napi) (mértékadó órai forgalom) 5. A hálózat egyes elemein (szakaszain, csomópontjain) megjelenő szükségletek merre

6 III. Analitikus forgalom-előrebecslési modell Q i Z i f ij f ji f ij t f ij e

7 III. Analitikus forgalom-előrebecslési modell Kalibrálás: (f ij, modell f ij, mért ) 2 min.! Részmodellek Részeredmények modell-lánccá való összekapcsolása (a négy lépcső egymás után) a következő lépés számára való továbbadása (pl. keltés - Q i a szétosztás ezt osztja szét ) JÖN: a hálózatok várható mértékadó forgalmi terhelése! Mivel azonban: a forgalom sztochasztikus jelenség nagysága, lefolyása teljes bizonyossággal nem határozható meg előre a modelleredmények mindig valamilyen valószínűséggel, illetve megbízhatósági határok között értendők.

8 Forgalomkeltési modellek beérkező (Z j ), kiinduló (Q i ), a forgalom meghatározása a rendelkezésre álló modellekkel (népesség, településszerkezet, motorizáció stb. befolyásolja) - Növekedési tényezős modellek Valamilyen növekedési (fejlődési) szorzó segítségével - amivel az igények szoros kapcsolatban állnak - következtetünk a jövőre a jelen alapján (minden körzetre, b mint báziscsoport). - Regressziós modellek Q ' i, b ti * Qi, b Egy-két körzetet vizsgálva létrehozunk egy függvénykapcsolatot és azt általánosítjuk a többi körzetre is. Q i (jelen állapotra vonatkoznak, feltételezzük a jövőben is így lesz) Pl. f ( X i1, X i2,...) Q i 0,007* Li 0,71* gi 52 Z j g( X i1, X i2,...) (Ruhr-vidék)

9 Forgalomkeltési modellek - Kategória modellek Adott területen élőket utazási szokásaik alapján felbontjuk rétegekre és ezeket a csoportokat vizsgáljuk. Q n L i, b i, k * k 1 u k, b n : kategóriák száma L i,k : az i-edik körzet k-adik kategóriájába tartozó személyek száma (pl. iskolások, aktivitás szerint, jövedelmi viszony szerint stb.) u k : a k-adik kategóriába tartozó személyek fajlagos helyváltoztatási értéke [helyváltoztatás/(fő*nap), pl.: u k = 2-5] Ennél az eljárásnál nincs szükség teljes körű forgalomszámlálásra, de alkalmazása nehézkes, a megfelelő demográfiai adatok nem mindig állnak rendelkezésre.

10 Forgalomszétosztási modellek Az i-edik körzetből a j-edik körzetbe érkező forgalom (f ij ) meghatározása a rendelkezésre álló modellekkel. Forgalomáramlási (célforgalmi, honnan-hová) mátrix: i j 1 2 j n Q i 1 - Q Q 2 - i - f ij Q i - Peremfeltételek: Q i f ij j n - Q n Z j Z 1 Z 2 Z j Z n - Z j f ij i i Q i Z j j

11 Forgalomszétosztási modellek - Valószínűségi modellek Valószínűségi paraméterekkel határozzuk meg, hogy egy körzetből kiinduló forgalom milyen valószínűséggel végződik egy másik körzetben. - Gravitációs modellek (iterációs, tehát többlépcsős eljárás!) f k ij i * Qi * Z j * f ( wij ) k i : kapcsolati tényező f(w ij ) : ellenállás függvény (idő, távolság, költség) f(w ij )=d -a ij A körzetek közötti forgalmat a körzetek tömegei és a köztük lévő ellenállás adja meg, ezért a tömegvonzás analógiájára gravitációs modell a neve. Első lépés végén nem tudunk megfelelni a peremfeltételeknek, módosítás után tovább kell iterálni (Z j -t módosítgatjuk). - Növekedési tényezős modellek (iterációs, tehát többlépcsős eljárás) ti t j f ' ij ti * fij f ' ij tj * fij tij f ' ij tij * fij 2 Átlagos tényezők módszere, azaz a két körzet, többnyire eltérő szorzója együtt hat. Első lépés végén nem tudunk megfelelni a peremfeltételeknek, módosítás után tovább kell iterálni (t ij -t módosítgatjuk).

12 Forgalom-megosztási modellek A helyváltoztatási igényeket közlekedési módhoz rendelik. Személyközlekedés: egyéni és tömegközlekedés Embercsoportok várható viselkedése, döntések, az igénybefolyásolás matematikailag nehezen megfogható, sok a szubjektív elem (pl. ónos eső). Nehezen előrebecsülhető az eszközválasztás! A közlekedési mód megválasztását befolyásoló tényezők (több tényező egyszerre): 1. A forgalomban részt vevők (körzetek) jellemzői: - egyéni gépjárműtulajdon, ellátottság (motorizációs fok) - jövedelmi viszonyok - foglalkozás szerinti megoszlás (pl. aktív, inaktív) - életkor és nem szerinti megoszlás

13 Forgalom-megosztási modellek A közlekedési mód megválasztását befolyásoló tényezők: 2. A helyváltoztatás jellemzői: - a helyváltoztatás indoka (motiváció) - a helyváltoztatás távolsága - a helyváltoztatás időpontja 3. A közlekedési rendszer jellemzői: - az egyéni és a közforgalmú közlekedés színvonala - a hálózati kapcsolatok kiépítettsége, elérhetősége (módok közötti átjárhatóság lehetősége) - parkolási lehetőségek a célkörzetben - utazási, eljutási idők - utazási költségek, biztonság, kényelem

14 Forgalom-megosztási modellek - Regressziós eljárás A tömegközlekedés részaránya és az eljutási időhányados közötti függvénykapcsolat (Ruhr-vidék, példa az utazási idő hatására a módválasztásban). tö ij e ij t y c*( ) t y a : tömegközlekedés részaránya a, c : állandók t ij : eljutási idő - Logit-modell P k k-dik eszköz választásának valószínűsége (P k ) k e U k e U k U k a* K b* T

15 Hálózati ráterhelés A közlekedési hálózat leképezése (ábrázolása) gráfokkal, útvonalkeresés és rátevés. valós, ill. fiktív szakaszok (pl. kanyarodás) és csomópontok forrás- és nyelőpontok szakaszok irányultsága, jellemzői (pl. sávok száma) statikus, dinamikus ellenállások (pl. hossz) mértékadó forgalmat tesszük a hálózatra A ráterhelés két részből áll: I. Útvonalkereső eljárások (algoritmusok) az első legrövidebb útvonal meghatározására szolgáló eljárások az első k db legrövidebb útvonal meghatározására szolgáló eljárások (kijelölő lépés, értékadó lépés)

16 Hálózati ráterhelés II. Forgalom-ráterhelés 1. Ráterhelés egy lépésben a legrövidebb útvonalakra ( mindent vagy semmit elv) [kapacitáskorlátot nem veszi figyelembe, távlati terveknél használják] 2. Ráterhelés egy lépésben több útvonalra Kirchhoff eljárás (általában a 3 legrövidebb útra) [kapacitáskorlátot ez sem veszi figyelembe] a ij,k 3 k 1 (f (w ij,k (f (w )) ij,k b )) b a ij,k f(w ij,k ) b : i és j körzet között a k. útvonal részaránya : i és j körzet között a k. útvonal ellenállásfüggvénye : paraméter (minél nagyobb, annál nagyobb forgalom jut az első legrövidebb útvonalra) 3. Ráterhelés több lépésben több útvonalra (rétegezett ráterhelés) Az egyes lépések után a forgalom és az abból következő ellenállás függvényében újra meghatározzák az útvonalakat kieshetnek útvonalak: - kapacitáskorlátos ráterhelés előre meghatározott forgalmi hányadokkal, - kapacitáskorlátos ráterhelés előre meg nem határozott forgalmi hányadokkal.

17 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Közlekedésüzemi és Közlekedésgazdasági Tanszék Dr. Tóth János toth.janos@mail.bme.hu