Tema 1 Projektiranje i metode optimizacije sustava javnog prijevoza

• Kao što je već navedeno, usluga javnog prijevoza obavlja se prijevoznim sredstvima koji prometuju na fiksnim linijama. Javni prijevoz putnika po načinu rada i organizaciji ima sljedeće osnovne značajke:
  • vozila se kreću između dva terminala A i B,
  • kreću se po unaprijed određenoj trasi,
  • prema utvrđenom voznom redu,
  • zaustavljaju se na svim predviđenim stajalištima gdje putnici ulaze ili izlaze iz vozila.
• Stanice A i B predstavljaju početni i završni terminal, a udaljenost između terminala A i B = duljina linije L. Svaka linija ima svoju oznaku i naziv, koje se postavljaju na vozila i stajališta.
• Svaka linija javnog prijevoza je podsustav u sustavu javnog prijevoza čiji je glavni cilj prijevoz putnika između stajališta na liniji.
• Linija javnog prijevoza je dio mreže linija, a sastoji se od:
  
  • trase – unaprijed određen smjer kretanja prijevoznog sredstva
    
  • stajališta – mjesto gdje se prijevozno sredstvo zaustavlja radi ulaska i izlaska putnika iz vozila, a može sadržavati informativni stup, nadstrešnicu i sjedala
    
  • terminala – krajnja stajališta na linijama javnog prijevoza
• Unutar mreže linija javnog prijevoza postoji nekoliko vrsta linija. Funkcija linija, kao i njihov broj ovise o obliku grada, konfiguraciji terena te položaju i koncentraciji aktivnosti. Većina linija ima nepravilan oblik, ali se mogu razvrstati u nekoliko osnovnih tipova:
  – radijalne,                                     – kružne ili prstenaste,
  – dijametralne,                               – linije petlji,
  – tangencijalne,                             – glavne linije s odvojcima i sabirnim linijama
  – obodne,
• Linija javnog prijevoza sastoji se od dva elementa: statičkog i dinamičkog
• U statičke elemente spadaju: rute, stanice i terminali.
• Dinamički elementi se dijele na osnovne dinamičke elemente i izvedene dinamičke elemente. Dinamički elementi određeni su voznim redovima koji se mijenjaju prema zahtjevima za prijevozom.
• Osnovni dinamički elementi su:
  
  • Broj vozila na liniji – sav prijevoz putnika obavljaju vozila koja prometuju duž linije javnog prijevoza
    
  • Vrijeme obrta – sadrži vrijeme potrebno da vozilo napravi jedan obrt, što uključuje vrijeme vožnje, vrijeme čekanja na stanicama za ulazak i izlazak putnika iz vozila, vrijeme provedeno na terminalu.
• Izvedeni dinamički elementi su:
  
  • Interval vozila – vremenski razmak između dva uzastopna vozila na liniji. Dobiva se kao omjer vremena obrta i broja vozila na liniji te ima minimalnu i maksimalnu vrijednost. Minimalni interval predstavlja najmanje moguće vrijeme između dva uzastopna prijevozna sredstva na liniji. Gornja granica, odnosno maksimalni interval značio bi da na liniji prometuje samo jedno vozilo, pa je jednako vremenu obrta.
    
  • Frekvencija – definira se kao broj vozila koja prođu kroz određenu točku u jedinici vremena (obično jedan sat). Predstavlja omjer broja vozila i vremena obrta.
• Podjela linija u gradskom području vrši se prema različitim kriterijima:

1. 1. Ovisno o karakteru opsluživanog teritorija, linije se dijele na:
      
      • gradske linije
        
      • prigradske linije
   2. Ovisno o važnosti i utjecaju na oblik mreže i način rada:

• • • glavne linije
      
    • sabirne linije

1. 3. Prema načinu rada:
      
      • stalne linije
        
      • povremene ili sezonske linije
   4. Prema značajkama trase s obzirom na druge linije:
      
      • nezavisne linije
        
      • međusobno povezane linije
        
   5. Ovisno o načinu pružanja linije prema teritoriju (rubovi grada) i centru grada:
      
      • radijalne – povezuju centar sa perifernim dijelovima grada
        
      • dijametralne – povezuju dva periferna dijela grada i prolaze kroz centar grada
        
      • angencijalne – povezuju dva periferna dijela grada, ali ne prolaze kroz centar već ga samo “tangiraju”
        
      • kružne – svojom trasom zatvaraju kružni pravac prometovanja
        
      • polu-kružne – trasom predstavljaju dio kružne linije
        
      • periferne – povezuju dvije točke na periferiji grada

• Planiranje mreže linija javnog prijevoza može se svrstati u tri kategorije ciljeva:
  
  • postizanje maksimalnog prijevoza – može biti izraženo brojem putnik/putovanje ili putnik/kilometar. To uključuje ponudu velike brzine putovanja i prosječne duljine putovanja koja ne varira
    
  • postizanje maksimalne operativne učinkovitosti – ovaj cilj se može izraziti kao minimalni ukupni trošak sustava za zadanu razinu izvođenja
    
  • stvaranje pozitivnih učinaka – oni uključuju različite učinke, od onih kratkog dometa, kao što je redukcija zagušenja na prometnicama, do ciljeva višeg dometa, kao što je postizanje visoke mobilnosti stanovništva, poželjno trasiranje mreže javnog prijevoza, održivost i visoka kvaliteta životnog standarda.
• Osnovni kriteriji za ocjenu trasiranja mreže linija javnog prijevoza su:
  
  • trasa linije treba biti usklađena s linijama želja putovanja putnika, što se utvrđuje anketiranjem, intervjuiranjem, snimanjem, brojanjem, itd.
  • pješačenje do stajališta u centru grada mora biti do pet minuta, a izvan središta grada do deset minuta
  • mreža linija treba biti trasirana tako da većina putnika do cilja dođe izravnom vožnjom ili najviše s jednim presjedanjem
  • prelaženje na druge linije i prijevozna sredstva mora biti sigurno, lako i ugodno
  • kad god je to moguće, treba osigurati što veću nezavisnost linija javnog prijevoza u odnosu na druge sudionike
• Sljedeće čimbenike treba uzeti u obzir pri projektiranju sustava javnog gradskog prijevoza:
  
  • korištenje zemljišta
    
  • topografija i okoliš
    
  • geografska ograničenja
    
  • postojeća prometna mreža
• Važno je da prometni tehnolozi s iskustvom u radu sustava javnog prijevoza aktivno sudjeluju u projektiranju linija i mreža linija

Izvor: Šoštarić, M., Jakovljević, M., Buhin, D., Ševrović, M., Lale, O., Beganović, D.: Study of Public Transport in the area of the City of Jastrebarsko, University of Zagreb Faculty of Transport and Traffic Sciences, Zagreb, 2017

• Modeliranje voznog reda javnog prijevoza je postupak računanja učestalosti usluge, broja potrebnih vozila, vremena putovanja, vremena obrta te drugih elemenata. Vozni redovi mogu biti grafički i numerički i mogu biti izrađeni za operatore i tehnologe prometa
• Modeliranje voznog reda može se podijeliti u pet faza:

a.Faza I: pripreme podataka i utvrđivanje čimbenika

b.Faza II: izračunavanje intervala i frekvencije

c.Faza III: odrediti veličinu voznog parka

d.Faza IV: izračunavanje ciklusa i vremena zadržavanja na terminalu

e.Faza V: izračunavanje brzine ciklusa

• Rezultat faza planiranja voznog reda su numerički i grafički prikazi linije javnog prijevoza. Grafički prikazi poput dijagrama mogu biti vrlo učinkoviti pri prometnom planiranju, planiranju voznih redova i analizi sustava javnog prijevoza. Nude bolji pregled redovitosti intervala, a isto tako i lokacije susretanja, kao i detalje operacija na nekoj liniji ili utjecaj promjena voznog reda, nego što to može biti vidljivo iz numeričke tablice

Grafički vozni red za liniju javnog prijevoza s redovitim i kratkim vožnjama

Izvor: Štefančić, G.: Urban Transport Technology II, University of Zagreb Faculty of Transport and Traffic Sciences, Zagreb, 2010.

• Postoji nekoliko vrsta grafičkih voznih redova, od konvencionalnih dijagrama put-vrijeme (poznat i kao dijagram niza) do prikaza voznih redova na kompleksnim višelinijskim mrežama. Osnovni grafički vozni red je dijagram put-vrijeme koji ima liniju (udaljenost-put) unesenu na ordinatu i vrijeme na apscisu. Kao što je prikazano na dijagramu, linija je podijeljena na dionice s jedinstvenim brzinama. Unošenje svake vožnje transportne jedinice, označene brojem, pokazuje sve elemente voznog reda: vremena putovanja, brzine, itd za svaku transportnu jedinici na svakoj dionici i na svakom terminal. Apscisa (vrijeme) pokazuje intervale kao udaljenost između dvaju uzastopnih odlazaka iste vožnje s terminala.
• Cijeli dijagram pokazuje: dolaske i odlaske transportnih jedinica na svakom stajalištu uzduž linije, vremena zadržavanja na terminalima, lokacije i vremena gdje se transportne jedinice susreću. Kako bi se pojednostavilo unošenje te postiglo poboljšanje čitljivosti, uobičajeno je koristiti dijagram stvarno vrijeme/operativno vrijeme i unositi operativno vrijeme između dvaju terminala umjesto udaljenosti koje su unesene na ordinati, tj. ordinata predstavlja duljinu dionice linije na različitim razmjerima, ovisno o njihovoj brzini.

Radni sati i podjela vožnji (run-cuts)

a)Tipičan dijagram radnih sati

b)Dodjela vožnji za radne sate pod a)

• Važna stavka u modeliranju voznog reda je i raspored i broj osoblja potreban za održavanje kvalitetne usluge. Dodjeljivanje voznog osoblja određenom voznom redu pri prometovanju treba biti na takav način da su ukupni troškovi minimalni
• Kako količina ponuđene usluge varira u danima u tjednu te satima tijekom dana, vozno osoblje radi neredovit broj sati. Veliki obujam putnika za vrijeme vršnih opterećenja zahtijevaju različite vozne redove u danu.
• Kako bi se zadovoljila nejednaka potražnja za vozačima tijekom dnevnih sati u tjednu i vikendom, radno vrijeme planira se u različitim oblicima:
  
  • ravna vožnja – osnovna smjena s kontinuiranom vožnjom od osam sati
  • podijeljena vožnja – tijekom vršnih opterećenja potrebno je više vozača, te se moraju rasporediti da rade tijekom dva vršna opterećenja s neproduktivnim plaćanjem ili neplaćenim satima između
• Osnovni postupak za dodjelu vožnje sastoji se od sljedećih koraka:
  
  • razviti što je moguće više ravnih vožnji
  • formirati podijeljene vožnje unutar vremenskog raspona
  • podijeliti ravne vožnje na dva ili tri segmenta i kombinirati segmente s dodacima koji su ostali iz prethodnog koraka kako bi se formirale dodatne podijeljene vožnje
  • analizirati učinkovitost dobivenog rješenja ako nije zadovoljavajuća 

• Prema ekonomskim pravilima cijena se mora postaviti na razinu na kojoj krivulja potražnje presijeca krivulju marginalnog troška. To znači da je trošak marginalne jedinice jednak onome što je kupac spreman platiti. To daje najučinkovitiju namjenu resursa i povećava društveno blagostanje
• U normalnoj situaciji, krivulja potražnje presijeca krivulju marginalnih troškova na izlazu, gdje se povećava prosječni trošak tako da je marginalni trošak veći od prosječnog
• Uz pretpostavku paušalne cijene (koja je uobičajena na većini tržišta), cijena je ista kao i prosječni prihod. Ako je cijena jednaka marginalnom trošku, tada će prosječni prihod premašiti prosječni trošak, ukupni prihod će premašiti ukupne troškove, a tvrtka će ostvariti profit 

Cijene na normalnom tržištu

Izvor: Štefančić, G.: Urban Transport Technology II, University of Zagreb Faculty of Transport and Traffic Sciences, Zagreb, 2010

MC – marginalni trošak

AC – proječni trošak

D – krivulja potražnje

Cijena i količina su određene presijecanjem krivulje potražnje (D) i krivulje marginalnog troška (MC) u točki G. Kod količine OE, krivulja prosječnog troška (AC) je ispod krivulje marginalnog troška. Prosječni prihod je EG, a prosječni trošak je EF, tako da postoji profit od FG na svakoj prodanoj jedinici. 

• Vozarine su osnovni element rada u sustavu javnog prijevoza. Utječu na privlačenje putnika te na financijsko stanje prijevozničkih tvrtki. Planiranje vozarina zahtijeva razmatranje međusobno povezanih aspekata kako bi se odabrala najučinkovitija vrsta vozarina u gradovima
• Kako bi se utvrdile vozarine za sustav javnog prijevoza, potrebno je definirati ciljeve:
  
  • privlačenje maksimalnog broja putnika
  • postizanje maksimalnog prihoda za tvrtku koja obavlja javni prijevoz
  • povećanje maksimalne mobilnosti korisnika (radne snage, studenata, starijih, itd.)
  • poboljšanje pristupa između određenih područja
  • modernizacija javnog prijevoza
• Strukture vozarina klasificiraju se u odnosu na količinu vozarine i prijeđene udaljenosti na liniji javnog prijevoza. Koristeći ovaj kriterij, postoje dvije vrste vozarina: paušalna i tarifna
• Paušalna je stalan iznos koji ovisi o duljini putovanja. To je najjednostavnija moguća vozarina jer je putnici lako razumiju i koriste.
• Tarifna služi za izbjegavanje nepravde prema putnicima koji putuju na kratke udaljenosti i dijele se na zonsku vozarinu (proporcionalna duljini putovanja putnika, a postignuta je dijeljenjem grada ili urbanog područja u zone)  i vozarinu prema dionicama (postignuta dijeljenjem linija javnog prijevoza u dionice i povećava se prema broju prijeđenih dionica)