Tema 1 Dizajn Sistema Javnega Prevoza in Optimizacijske Metode

• Storitev javnega prevoza se izvaja s prevoznimi sredstvi, ki delujejo na točno določenih poteh. Jani prevoz, kot način prevažanja potnikov na organiziran način, ima sledeče osnovne lastnosti:
  • vozila se premikajo med 2 terminaloma; A in B,
  • po vnaprej določeni trasi,
  • v skladu z določenim urnikom,
  • z ustavljanjem na vseh postajah, kjer potniki izstopijo iz ali vstopijo na vozilo.
• Postaji A in B predstavljata začetni in končni terminal, relacija med terminaloma A in B pa je dolžina linije L. Vsaka linija ima svojo oznako in ime, ki sta vidni na vozilih in postajah.
• Vsaka linija javnega prevoza je podsistem v sistemu javnega prevoza, katerega glavni cilj je prevoz potnikov med individualnimi postajami na liniji.
• Posamezna linija javnega prevoza je del omrežja linij, ki jo sestavljajo:
  
  • Trasa – vnaprej določena smer, v kateri se premikajo vozila javnega prevoza;
    
  • Postaje – vnaprej določene lokacije, kjer se vozilo javnega prevoza ustavi za vstop in izstop potnikov; lahko imajo streho, sedeže, dodatne informacije o liniji javnega prevoza;
    
  • Terminal – končna postaja na liniji javnega prevoza.
• Znotraj omrežja linij javnega prevoza so različni tipi linij. Funkcija linij in njihova številka sta odvisni od oblike mesta, konfiguracije terena, in lokacije, ter koncentracije aktivnosti. Večina linij je nepravilnih oblik, a jih lahko klasificiramo v nekaj osnovnih tipov:
    – radialne,                                     – krožne ali obročaste,                                   – obodne,
    – diametrične,                               – zanke,
    – tangencialne,                             – glavne linije z odcepi in zbirnimi linijami

• Linijo javnega transporta sestavljata 2 elementa: Statika in dinamika.
• Statične elemente smo že omenili: Trasa, postaje in terminali.
• Dinamični elementi so razdeljeni v osnovne dinamične elemente in izpeljane dinamične elemente. Dinamični elementi so določeni z urnikom, ki se spreminja v skladu s potrebami javnega transporta na liniji.
• Osnovni dinamični elementi so:
  
  • Število vozil na liniji – ves potniški promet se izvaja z vozili, ki delujejo na liniji javnega prometa.
    
  • Čas obrata– čas, ki ga vozilo potrebuje za en obrat po liniji, ki vključuje čas vožnje, čas čakanja na postajah, čas na terminalu.
• Izpeljani dinamični elementi so:
  
  • Intervali vozil– čas intervala med 2 zaporednima voziloma na liniji. Pridobimo ga z razmerjem med časom obrata uin številoom vozil na liniji. Ima minimalno in maksimalno vrednost. Minimalni interval predstavlja najkrajši možni čas, ki ga lahko preživimo med 2 terminaloma. Maksimalna vrednost pa pomeni, da na liniji deluje samo 1 vozilo, in jo enačimo s časom obrata.
    
  • Frekvenca – definirana kot število vozil, ki gredo skozi določeno točko v določeni enoti časa (ponavadi 1 ura). Je razmerje med številom vozil in časa obrata. 
• Linije v mestih klasifisiramo s skladu z naslednjimi kriteriji:

1. 1. Glede na značaj območja, so linije razdeljene v:
      – mestne linije in
      – primestne linije
   2. Glede na pomembnost in vpliv oblike omrežja in načina delovanja:

– glavne linije in
– zbiralne linije

1. 3. Glede na način delovanja:
      – stalne linije in
      – občasne ali sezonske linije
   4. Glede na značaj trase:
      – samostojne linije in
      – medsebojno povezane linije
      
   5. Glede na način zagotavljanja linije, glede na območje mesta (meje mesta), še posebno mestnega jedra:
      –radialne – povezava mestnega jedra s obrobnimi deli mesta;
      –diametralne – povezava 2 obrobnim delom mesta skozi metno jedro;
      –tangencialne – povezava 2 obrobnih delov mesta, a ne skozi mestno jedro;
      –krožne – trasa zapira krožno pot prometa;
      -pol-krožne – s traso predstavljajo del krožne linije;
      –obrobne – povezava 2 točk na obrobju mesta.

• Načrtovanje omrežja javnega mestnega prevoza lahko klasificiramo v 3 kategorije ciljev:
  
  • Doseganje maksimalnega prevoza– število potnikov na potovanje ali število potnikov na kilometer. Vključuje visoke hitrosti in povprečne dolžine potovanj, ki se ne razlikujejo;
    
  • Doseganje maksimalne delovne efektivnosti– minimalni celotni stroški sistema za dano raven zmogljivosti;
    
  • Ustvarjanje pozitivnih učinkov – različni učinki, od kratkoročnih, kot je zmanjšanje zastojev na cestah, do višjih ciljev, kot so zagotovitev visoke mobilnosti populacije, zaželjeno sledenje omrežja javnega prevoza, trajnostnost in visoka kvaliteta življenja.

• Osnovni kriteriji za dostop do omrežja javnega transporta so:
  • Trasa linije naj bo v skladu z željami potnikov, ki jih indentificiramo z anketiranjem, intervjuvanjem, snemanjem, štetjem, itd.
  • Čas hoje do postaje znotraj mestnega jedra mora biti maksimalno 5 minut, izven mestnega jedra pa maksimalno 10 minut
  • Omrežje linij naj bo oblikovano tako, da potnik doseže svojo destinacijo z direktno linijo ali z maksimalno enim prestopom na drugo linijo.
  • Prestopanje med linijami in način prevoza morata biti varna, enostavna in udobna.
  • Kjer je možno, zagotovitev največje možne samostojnosti mestnih linij javnega prevoza.
• Med dizajn procesom mestnega sistema javnega prometa, moramo upoštevati sledeče dejavnike:
  
  • Topografija in okolje;
    
  • Geografične omejitve,
    
  • Obstoječ sistem prevoza
• Pomembno je, da prevozniški strokovnjaki z izkušnjami z delom v sistemih javnega prevoza, aktivno sodelujejo v dizajniranju linij in omrežja.

Izvir: 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

• Ustvarjanje voznih redov javnega prometa je proces kalkuliranja frekvence storitve, števila potrebnih vozil, potovalnega časa, časa obratov in drugih elementov. Vozni redi so lahko grafični in številčni, in so lahko narejeni tudi za operaterje in prevozniške strokovnjake.
• Ustvarjanje voznih redov lahko razdelimo v 5 faz:

1. 1. Faza I: Priprava podatkov in določitev dejavnikov
   2. Faza II: Kalkulacija intervalov in frekvenc
   3. Faza III: Določitev števila vozil
   4. Faza IV: Kalkulacija cikla in časa zadrževanja na terminalu
   5. Faza V: Kalkulacija hitrosti cikla

• Rezultat faz ustvarjanja voznih redov so grafične in številčne reprezentacije linij javnega prevoza. Grafične reprezentacije, kot so diagrami, so lahko zelo efektivne v prometu, ustvarjanju voznih redov in v analizi sistema javnega prometa. Omogočajo nam boljši pregled nad rednostjo intervalov, podrobnostmi dela in vplivom sprememb voznega reda.

Grafični urnik za linijo javnega prevoza z rednimi in kratkimi vožnjami

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

• Obstaja več vrst grafičnih voznih redov, od običajnih diagramov poti in časa do prikazov voznega reda v zapletenih večvrstičnih omrežjih. Osnovni grafični vozni red je diagram pot-čas s črto (distance-path) na osi y in časom na osi x. Kot je prikazano na diagramu, je ta črta razdeljena na odseke z ravno hitrostjo. Vnos vsake vožnje prevozne enote, označene s številko, prikazuje vse elemente voznega reda: čas vožnje, hitrost itd. za vsako transportno enoto na vsakem odseku in vsakem terminalu. X-asis (čas) prikazuje intervale kot razdaljo med dvema zaporednima odhodoma iste vožnje s terminala.
• Celoten diagram prikazuje: prihode in odhode transportnih enot na vsakem postajališču vzdolž proge, zadrževalne čase na terminalu, lokacije in čase srečanja transportnih enot.
• Za poenostavitev vnosa in izboljšanje berljivosti je običajno, da uporabite diagram v realnem času / obratovalnem času in namesto razdalj vnesete čas delovanja med dvema terminaloma na osi y.

Delovne ure in divizija voženj

a)Tipični diagram delovnih ur

b)Razporeditev voženj za delovne ure pod a)

• Pomemben dejavnik pri ustvarjanju voznih redov je tako urnik kot število zaposlenih, ki jih potrebujemo za vzdrževanje kvalitetne storitve. Razporeditev zaposlenih preko voznih redov naj bo taka, da so stroški minimalni.
• Obseg ponudbe storitev se razlikuje glede na dan v tednu in uro v dnevu. Vozniki delajo iregularno in nimajo fiksnih delovnih dni. Večji obseg potnikov med prometnimi konicami zahteva drugačne vozne rede.
• Da bi zadostili neenakomernim potrebam po voznikih čez teden in med vikendi, načrtujemo delovne ure v različnih formatih:
  
  • Ravna črta – Standardna izmena vožnje 8
    
  • Prekinjena vožnja – Med prometnimi konicami potrebujemo več voznikov, ki delajo med prometnimi konicami čez dan s plačanimi ali neplačanimi urami vmes.
• Osnovni postopek za razporejanje voženj je sestavljen iz:
  • Razvoj kolikor je le možnih standardnih izmen
  • Oblikovanje prekinjenih voženj v določenem časovnem okviru
  • Razdelitev standardnih izmen v 2 ali 3 segmente, in združevanje ostalih segmentov s prostimi urami prekinjenih voženj, da oblikujemo še več prekinjenih voženj
  • analiziranje efektivnosti rešitve, če ni zadovoljiva 

• V skladu z ekonomskimi pravili, morajo biti cene postavljene na točki, kjer se krivulja zahtev sreča z mejnimi stroški. To pomeni, da je vrednost mejne enote ekvivalentna vrednosti, ki jo je uporabnik pripravljen plačati. To ustvari nabolj efektivno porabo virov in zviša socialno blaginjo.
• V normalnih razmerah krivulja povpraševanja seka krivuljo mejnih stroškov pri proizvodnji, kjer se povprečni stroški povečajo tako, da so mejni stroški višji od povprečja.
• Ob predpostavki pavšalne cene (kar je pogosto na velikih trgih) je cena enaka povprečnemu dohodku. Če je cena enaka mejnim stroškom, bo povprečni prihodek presegel povprečne stroške, skupni prihodek bo presegel skupne stroške in podjetje bo ustvarilo dobiček. 

Cene na običajnem trgu

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

MC – mejni stroški

AC – povprečni stroški

D – krivulja zahtev

Cena in količina sta določeni s presečiščem krivulje povpraševanja (D) in krivulje mejnih stroškov (MC) v točki G. Za količino OE je krivulja povprečnih stroškov (AC) pod krivuljo mejnih stroškov. Povprečni prihodek je EG, povprečni stroški pa EF, tako da je dobiček od FG za vsako prodano enoto.

• Vozovnice so osnovni delovni element v sistemu javnega prevoza. Vplivajo na privabljanje potnikov in finančno stanje podjetja, ki je lastnik sistema javnega prevoza. Načrtovanje cen vozovnic zahteva upoštevanje medsebojno povezanih aspektov za določitev najprimernejše cene vozovnic.
• Za določitev cen vozovnic javnega prevoza je pomembno, da definiramo naše cilje:
  • Privabljanje maksimalnega števila potnikov;
  • Doseganje maksimalnih prihodkov za podjetje javnega prevoza;
  • Povečanje maksimalne mobilnosti uporabnikov (delavci, študenti, upokojenci, itd.);
  • Izboljšanje dostopa med določenimi območji;
  • Modernizacija javnega transporta
• Strukture cen vozovnic so klasificirane v skladu s ceno in dolžino, ki jo prepotujemo. Z uporabo teh kriterijev ločimo 2 vrsti vozovnic: Pavšalna vozovnica in stopenjska vozovnica.
• Pavšalna vozovnica ima fiksno ceno, ki je odvisna od dolžine vožnje. Je najenostavnejša vozovnica, saj je enosstavna in razumljiva za uporabo.
• Stopenjska vozovnica služi izogibanju krivice do potnikov, ki potujejo na kratke razdalje in je razdeljena na consko vozovnico (sorazmerno z dolžino potovanja potnikov, doseženo z razdelitvijo mesta ali mestnega območja na cone) in vozovnico odsekov (doseženo z razdelitvijo prog javnega prevoza na odseke in se povečuje glede na število prevoženih odsekov)