Cursuri Economia Transporturilor - Modelarea interactiunii sistem de activitati - sistem de transport

Cursuri Economia Transporturilor

Modelarea interactiunii sistem de activitati - sistem de transport.

Analiza sistemica a activitatilor de utilizare a terenului si a transportului (UT-T).

Circulatia (traficul) reprezinta consecinta interactiunii dintre UT-T.

Utilizarea terenului si facilitatile de transport formeaza un sistem in bucla in chisa, in care fiecare componenta implica modificarea celeilalte.

Atat utilizarea terenului cat si sitemul de transport conditioneaza generarea traficului.

Ex: Constructia unei cai ferate intr-o zona slab populata (cum este de ex. interiorul continentului australian), nu este justificata decat daca exista resurse minerale pentru extractie. In mod similar nu va exista nici un scop entuziast de utilizare a terenului pentru recreere intr-un loc departat fara legaturi de transport cu lumea din exterior si fara perspective de a se putea realiza astfel de legaturi.

Valoarea traficului este determinata de nivelul activitatilor de utilizare a terenului si de performantele sistemului de transport.

Analiza de sistem: existenta unui echilibru eficient intre UT si T. Un exemplu de dezechilibru: un supermarchet cu o parcare pentru 2000 vehicule amplasat intr-un oras izolat cu doar 500 locuitori.

Reprezentarea analitica a sistemului de activitati:

Codificarea activitatilor economice sociale.

Pentru reprezentarea analitica pornim de la ideea ca pentru aceeasi unitate de suprafata (un ha) productia obtinuta dintr-o activitate difera de la un tip de activitate economica ala alta.

Zonarea si constituirea centroizilor de zona

Tipul de activitate desfasurata intr-un spatiu economic trebuie sa stea la baza reprezentarii analitice a sistemului de activitati. Pentru aceasta, spatiul economic, va fi impartit in zone de activitate care trebuie sa fie omogene si pentru care se identifica masuratori cantitative.

Ex: Rezultatul economic de pe un hectar de pasune va solicita sistemul de transport care-l deserveste la un anumit nivel, in timp ce rezultatul economic al activitatii de extractie de minereu de pe o suprafata tot de un ha va necesita un alt efort de transport. Concluzie: spatiul de analiza trebuie separat in zone caracterizat de o singura functie economica.

Centroidul de zona poate fi identificat ca centrul de greutate al suprafetei ocupate si are asociat intregul nivel de activitate al zonei pe care o reprezinta.

Impartirea teritoriului in zone de analiza pentru reprezentarea analitica se va face astfel incat:

- zonele sa fie cat mai mici pentru a surprinde in interiorul lor doar un singur tip de activitate, cu aceeasi densitate (intensitate);

- zona sa fie atat de mica incat sa surprinda majoritatea deplasarilor ce se efectueaza;

- zonele trebuie sa fie continute de regula in acelasi spatiu administrativ.

Masuratorii activitatii desfasurate in cazul unei zone (activitate extractiva):

- suprafata;

- productie zilnica (m³ sau tone);

- U.M. - productie zilnica;

- unitati de transport (vg/zi).

O zona este descrisa de date economice si sociale rezultate din studii demografice, recensaminte, inregistrari financiare sau surse speciale.

Formalizarea sistemului de transport - sistem de activitati.

Sistemul de activitati ocupa spatiu si genereaza nevoie de transport intr-o masura mai mare sau mai mica in functie de activitatea desfasurata in acest spatiu.

Aceste tipuri de activitati identificate intr-un spatiu de analiza trebuie decupate intr-o zona destul de restransa astfel incat activitatea sa fie omogena in acest spatiu, (zonificare).

Apare novoia zonificarii spatiului de analiza dupa anumite principii:

- sa aiba conturul in acest spatiu administrativ;

- sa aiba forma geometrica in masura in care este posibil;

- centroidul zonei este un punct imaginar de anumite coordonate in care se presupune ca se concentreaza respectiva activitate.

Ancheta la domiciliu

Identificarea tipului de activitate cu limitele zonei omogene se face cu ajutorul anchetelor la domiciliu, in care persoanele care realizeaza acest interviu se pot deplasa in spatiul de analiza si pot avea o discutie concretizata printr-un formular completatcu cei care desfasoara activiteatea in spatiul de analiza (cei anchetati).

Cei anchetati pot fi:

- locuitori - daca zona este una rezidentiala;

- comercianti - daca zona este una comerciala;

- administratori de afaceri - in zona industriala.

Ancheta se realizeaza pe un esantion cu un anume pas al investigarii (din 3 in 3 case).

Orice ancheta este precedata de o "ancheta pilot" care reprezinta o "repetitie generala".

Rolul acesteia este de a releva:

- dificultati de intelegere a intrebarilor;

- claritatea lor;

- lipsuri in intrebarilor puse;

- redundanta in intrebarile preconizate.

Pregatirea formularului de ancheta este o etapa anterioara, riguros pregatita datorita costurilor ridicate. Angajatii trebuie motivati (financiar) pentru a efectua riguros ancheta. Se folosesc o serie mare de intrebari care cuprind si intrebari nelegate strict de tipul anchetei dar care pot fi folosite in transporturi.

Etapele unei anchete:

I - o ancheta nu incepe cu intrebari despre profesie, venit, cheltuieli zilnice sau alte date personale, acestea vor face parte din ultima parte a anchetei atunci cand cel intrebat va fi mai increzator;

- prima parte trebuie sa contina mesaje stricte despre scopul anchetei (oamenii anchetati intr-o zona care nu dispune de ST dezvoltat pot fi mai putini pregatiti si suspiciosi in ceea ce consta ancheta)

II - aceasta etapa se refera la obiceiurile, ritmurile, modurile de transport pe care le folosesc;

- in aceasta etapa intrebarea se refera la deplasarile zilnice (cu ce frecventa se realizeaza deplasarile si ce moduri de transport utilizeaza persoana intrebata);

III - identificarea coracteristicilor economice ale zonelor in care se afla cei intrebati (cel ce face interviul noteaza cu un semn, intr-o clasificare o anumita clasificare despre tipul locuintei);

- intrebarile nu trebuie sa influenteze negativ raspunsurile;

IV - intrebari despre venit, profesie, posesie de automobil, membrii familiei, bunuri de lux;

Ancheta este rezultatul colaborarii unor colective interdisciplinare (sociologi, urbanisti, economisti, ingineri in transporturi). La sfarsitul anchetei presupunem ca avem informatiile necesare si putem sti in fiecare zona (considerata omogena) tipul de activitati si intensitatea ei, caracteristicile socio-economice a populatiei din aceasta zona.

Mai nou sistemul de colectare a informatiilor din spatiul de analiza se realizeaza cu sistemul GIS (sistem informatie geografica) amplasate in anumite conditii in vehiulul populatiei care-si desfasoara activitatea intr-o zona. Prin acest sistem se inregistreaza totate deplasarile individului, ce moduri de transport foloseste, din ce categorie sociala face parte.

Formalizarea matematica a sistemului de transport (reteaua de transport)

Intr-un spatiu congestionat intr-un oras, problemele de spatiu sunt tot mai acunte, mai ales la anumite ore.

Intr-o economie structurata exista o perioada de relas cand traficul este mai scazut. Prin urmare vom avea varfuri de trafic. Perioada de relas ne da indicatie asupra tipului de economie: structurata sau nestructurata.

Intr-un spatiu cu logistica urbana structurata, cu ajutorul centrelor logistice, reglamentarile sunt stricte:

- aprovizionarile se fac la anumite ore;

- se folosesc anumite mijloace de transport;

Sistemele UT-T pot fi formalizate pentru un domeniu larg de scari geografice: locala, urbana si regionala. Pentru formalizarea matematica a sistemului avem in vedere urmatoarele elemente:

- centroizii de zona cu legaturile dintre ei;

- reteaua de transport multimodala.

Prin procesul de formalizare matematica a sistemului se determina matricea duratelor/distantelor/costului generalizat (matricea de incidenta - matricea cererii ex-ante).

Cu cat reteaua este mai conectiva, cu atat exista o oferta de deplasare mai mare.

Graful asociat retelei de transport

Intr-un mediu necongestionat intarzierile apar mai mult in intersectii de cat intre ele. De regula in reteaua congestionata nu mai este relevanta pentru analiza lungimea itinerariului parcurs ci durata sau costul generalizat. In acest caz elementul purtator al dimensiunii utilizarii este arcul, care este utilizat pentru a formaliza dificultatea tranzitarii unei intersectii (virari, interzicerea unor miscari in intersectii), iar nodul - indicarea mijlocului strazii.

In plus o zona poate avea doua functii: de generare a unor deplasari si/sau de atragere a unor fluxuri.

Accesibilitate spatiala, masura a interactiunii ST-SA.

Accesibilitatea spatiala reprezinta masura in care entitatile amplasate intr-o zona numita origine sunt atrase sau au accesibilitate, oferita de ST, catre o zona.

Daca nu exista un ST adecvat, nu vom avea o accesibilitate buna.

Cu cat activitatea in zona de destinatie este mai intensa cu atat fiecarei entitati din zona de origine ii va fi mai atractiv sa efectueze deplasari catre "d" (nr locuri munca, spatii comerciale ce caracterizeaza activitatea de productie din "d").

In acelasi timp accesibilitatea este invers proportionala cu o functie a dificultatilor de deplasare catre zona de deplasare.

Unde:

A_o - forta de atragere exercitata asupra unui individ la originea "o" o deplasare catre o activitate de utilizare a terenului catre zona de destinatie "d";

L_d - nivelul activitatii de utilizare a terenului in zona de destinatie in "d";

d_od - distanta de la "o" la "d";

t_od si c_od - durata si costul de la "o" la "d";

Z - o functie de distanta, timp sau cost cunoscuta ca functie a dificultatilor de deplasare;

Totalul de deplasari din "o" catre "d" este:

Modele de determinare a cererilor de transport

Cererea din transporturi este depandenta de atributle activitatii socio-economice (centrele economice, numarul locurilor de munca din zona de studiu) din spatiul deservit de ST si in plus depinde in aceeasi masura de atributele ST (capacitate, durata de transport, cost, distnata de parcurs). Cererea de transport masurata in diferite unitati de masura, in functie de categoria de bunuri transportate sau de utilizatorii care se deplaseaza poate fi exprimata ca o functie de doi vectori: unul al activitatii economice si unul al ST.

d([A],[T])

Pentru transportul de marfa cererea va fi exprimata in: unitati de masa, unitati de volum, unitati de incarcatura (barje, trenuri, containere).

Atributele spatiului economic sunt modelate prin intermediul zonificarii si al centroizilor de zona si au unitati de masura (unitate de productie, unitate de masa) alese corespunzator scopului analizei.

Atributele ST-ului pot fi:

- capacitate de circulatie si transport;

- duratele de parcurgere;

- lungimile de parcurgere;

- costul generalizat al efecturarii unui transport/deplasari intre un centroid de origine si unul de destinatie.

Costul generelizat (pretul biletului) este format din: costuri monetere si costuri ce nu au expresie monetara (costul confortului, al accidentului, al comoditatii)

analiza desciptiva - analiza prin care se identifica perceptiile utilizatorului (analiza de familie)

analiza normata - se identifica valoarea cea mai des intalnita (analizata de analist)

Cererea de transport depinde de scopul realizarii deplasarii: alegerea de a face o deplasare pentru un anume motiv, pe un anume itinerariu si intr-o anume perioada a zilei, situatia in care individul este dependent de automobil, iar pentru cel care nu poseda automobil acesta alegere va contine si etapa optiunii pentru un anume mod de transport.

Scopurile realizarii deplasarii sunt:

- deplasarea de acasa la serviciu si inapoi (deplasare pereche - deplasare in migratie alternanta), genereaza in spatiul urban congestie in orele diminetii si in orele serii (ore de vf);

- deplasari la scoala si inapoi;

- deplasari la cumparaturi (importante la sfarsitul saptamanii);

- deplasari de afaceri (haotice, mai putin structurate pe ore ale zilei);

- deplasari in scop de sanatate (nesistematizate);

- deplasari de recreere (sunt legate de varsta).

Putem scoate o cerere care se naste intr-o zona omogena de origine cu un anume scop al deplasarii si care depinde de vectorii [A] si [T]. Alegerii pe care le fac utilizatorii cu originea intr-o zona pentru un anume scop se refera la alegerea momentului zilei, a destinatiei posibile, a modului de transport si a itinerariului urmat catre destinatia aleasa.

Modelul in patru pasi

Acest model presupune:

- etapa de generare a transporturilor (edentificarea cererii globale de transport cu originea intr-o zona;

- etapa de alegere a destinatiei destinatiei deplasarilor;

- repartitia modala (pe moduri de transport);

- afectarea (distributia) deplasarilor pe itinerarii.

Acest model este iterativ (sufera modificari).

Primele doua etape din modelul in patru pasi sunt similare cu modele de determinare a intercactiunii dintre transport si mediul socio-economic. Ele mai sunt numite si modele de ineractiune spatiala.

I. Modele de generare a deplasarilor cu originea intr-o zona.

Modelul regresiei multiple.

Trebuie avute la dispozitie anchete la domiciliu din care sa rezulte:

pe de o parte numarul de deplsari efecutate intr-un interval de referinta (ziua), scopul deplasarilor, intervalele orare ale deplasarilor, frecventa deplasarilor;

clasa de venit, studii, varsta, structura familiei, posesia autoturismului si a carnetului de conducere;

Modelul indicelui de categorie

O alta modalitate de a identifica numarul de deplasari este " modelul indicelui de categorie". Daca populatia din spatiul de analiza este imartita pe categorii diferentiate in raport cu diferite variabile economice se poate identifica numarul mediu pe care-l efecuteaza populatia dintr-o anumita categorie, intr-un scop si un interval orar dat, iar prin aducerea numarului de deplasari medii efecuate de o anumita categorie n_c cu populatia p_c de acea categorie, facand suma dupa i.

II. Repartitia pe destinatii

Numarul de deplasari generate in fiecare din zonele spatiului de analiza este repartizat pe destinatiile posibile spatiului de analiza.

Destinatiile sunt de fapt acele zone (cu centroizii lor) care de data acesta indeplinesc si functia de a atrage deplasari. Activitatile care se desfasoara in zonele spatiului de analiza reprezinte scopurile deplasarii.

De regula populatia rezidenta in zone genereaza un numar de deplasari iar locurile de munca de diferite tipuri reprezinta atractiviatea zonei. O zona rezidentiala genereaza un numar de deplasari ,insa in acelasi timp ea ofera si locuri de munca devenind atractiva d.p.d.v al atragerii deplasarii si repezentand un scop al deplasarii pentu alte zone.

Modelul gravitational

Modelul cel mai folosit pentru identificarea de deplasari sau de transporturi efecuate.

Corespunzator acestiu model numarul de deplasari intre originea i si destinatia j, este proportional cu forta de generare a zonei i, proportional cu forta de atragere a deplasarilor a zonei j, si proportinal cu o functie a dificulatilor de deplasare.

Modelul gravitatinal este asemanator notiunii de acesibilitate spatiala.

Modelul gravitational are aplicabilitate usora, dar dificultatile lui rezulta din faptul ca se considera acelasi compratment de deplasare al utilizatorului ca si cand alegerea destinatiei s-ar face doar in functie de numarul de locuri oferite de zona, si de lungimea strabatuta in retea pana la acea zona, si in plus acest comportament este unform la toata populatia. De regula el este aplicat la deplasarile alternante, surprinde intr-o economie stabila, cele mai multe dintre deplasari.

Calibrarea modelului reprezinta etapa in care se identifica parametri a si b.

Aceasta etapa presupune existenta unor obesevatii, anchete de trafic, diferite de anchete la domiciliu. O anchtea de trafic presupune monitorizarea circulatiei pe reteaua multimodala de transport.

Modelele gravitationale sunt aplicate mai ales la studiul si prognoza deplasarilor in migratie alternanta, datorita ponderii acestora in traficul in orele de varf.

Modelele de tip gravitational pot fi aplicate si la alte tipuri de deplasari:

pentru cumparaturi - indicatorul de atragere al deplasarilor va caracteriza oferta comerciala: numar de puncte comerciale, suprafata comerciala sau locuri de munca din comert

pentru vizite - indicatorul de atragere va fi atunci pentru populatia zonei j

de agrement, recreative

Dupa transformarea logaritmica, relatiile sunt ajustate grafic sau analitic.

Metoda facorilor de crestere (folosit in repartizarea pe destinatii)

Cu ajutorul acestei metode se exprapoleaza de fapt numarul de deplasari, intre o origine si o destinatie, determinat printr-o analiza de trafic, dintr-un moment al analizei intr-un moment viitor, folsind un factor de creste econmica in spatiul, de analiza. Factorul de crestere este identificat din previziunile dezvoltarii globale ale economiei, el poate fi estimat pana la nivelul fiecarei zone din zonificare spatiului de analiza.

Suma deplasarilor care se nasc in toate originile spatiului de analiza nu egaleaza suma deplasarilor realizate in toate destinatiile spatiului de analiza. Aceasta egalitate se mai numeste "conditia de inchidere la margine" (spatiul analizat comunica cu exteriorul).

Metoda folosita pentru corectare este una iterativa.

La sfarsitul etapei a doua de detrminare a repartizarii pe destinatie se cunoste matricea origine-destinatie a deplasarilor din spatiul de analiza pentru toate modurile de transpor considerate in ansamblu (matricea multimodala). Fiecare element al acestei matrici reprezinta numarul de deplasari ce se efectueaza intr-e o origine data de numarul liniei si o destinatie adte de nuamrul coloanei, efecuate cu un scop dat intr-un interval de timp de pe durata unei zile. Ea sta la baza identificarii cele de a trei etape: "alegerea modala"

III. Alegerea modului de transport

In aceasta etapa se estimeaza proportia utilizatorilor care efectueaza o deplasare de la i la j pentru un anumit motiv, "s" si intr-un interval de timp dat cu un anume mod de transport "m".

Primele modele de alegere modala au avut la baza alegerea pe care o faceau cetatenii din orasele americane intre transportul public de inceput (trasura) si transportul cu automobilul.

Modelele cele mai simple, simuleaza o alegere binara, tipica intre mijloacele private individuale (bicicleta, pe jos, autoturismul) si cele publice, colective (transportul public in comun). Alegerea modala nu se refera la alegerea mijlocului de transport ci a modului de transport (ex: pentru sistemul urban de transport mersul pe jos poate fi considerat ca o modalitate de deplasare).

Factorii care influenteaza alegerea modului de transport:

- caracteristicile utilizatorului : - posesia autoturismului;

- venitul familiei

- structura familiei

- caracteristicile deplasarilor: - scopul calatoriei (pentru deplasarea la locul de munca este mai usoara uneori folosirea transportului public cu cale exclusiva iar pentru alte scopuri cum este cazul cumparaturilor de la sfarsit de saptamana folosirea autoturismului)

- perioada zilei in care se face deplasarea

- atribute cantitative (durata deplasarii, costul generalizat) si atribute calitative (confort si comoditate)

Pentru a identifica repartitia pe moduri este necesar:

- sa se cunoasca toate variantele modale relevante d.p.d.v al atributelor (exista variante modale care d.p.d.v. al utilizatorului - costul generalizat - nu pot fi distinct separate: "autobuzul rosu si autobuzul albastru");

- trebuie sa se cunoasc atributele utilizatorilor si ale calatoriilor care se fac (durata calatoriei, momentul realizarii,scopul calatoriei);

- indicatori de calitate ai serviciului (calitatea proiectata,calitatea oferita, calitatea proiectata);

Alegerea intre moduri alternative

A fost primul model care a luat in considerare costul generalizat, proiectat pentru cele doua moduri de transport

- transportul individual cu autoturismul

- transportul public de orice tip

Din observatii (anchete), s-a demonstrat ca nr utilizatorilor care aleg modul 1 de transport de la i la j este dependent de diferenta dintre costurile generalizate.

Modelul Logit

Din observatia comportamentului utilizatorulor mai ales pentru deplasarile in migratie alternanta (serviciu-acasa), utilitatea oferita de serviciului de transport se poate separa in doua componente:

V_ij - utilitate sistematica constanta pentru majoritatea indivizilor;

e_ij - componenta aleatoare pentru care se cauta o distributie teoretica in functie de care pot fi elaborate mai multe modele (termeni de eroare);

Modelul Logit Grupat

Este folosit la:

- alegerea multimodala de transport;

- alegerea intre doua moduri de transport;

- alegerea grupata a modurilor de transport;

Pentru aplicarea unui model logit grupat, modurile de transport sunt separate in diferite grupuri (ex: moduri private si moduri publice, moduri motorizate si moduri nemotorizate)

IV. Afectarea pe itinerarii

Dupa identificarea nr de utilizatori care se deplaseaza intre o origine si o destinatie data, intr-un anume interval de tp dat, pt un anume scop cu un anume mod de transport, se cauta in reteaua conectiva itinerariile urmate de utilizatori.

Intr-o retea conexa si multiplu conectiva exista pentru aceeasi relatie ij mai multe itinerarii. Fiecare dintre ele poate avea caracteristici fizice (lungime, declivitate) si tehnice (semnalizari) care le diferentiaza d.p.d.v. al capacitatii de transport.

Pentru identificarea nr de deplasari care utilizeaza un anume itinerariu trebuie se se cunoasca:

- reteaua de transport modala cu reprezentarea ei analitica (printr-un graf cu noduri si arce), adecvata situatiei concrete a utilizarii. In aceasta retea pot fi prevazute legaturi fictive daca analiza realizata are drept scop un proiect de dezvoltare a infrastructurii.

- pe reteaua reprezentata analitic sunt evidentiate caracteristici sistematice ale derularii grafului (timp de parcurgere, cost generalizat);

- metoda de repartizare a fluxurilor pe arce, dependenta de nivelul de solicitare a acelei retele modale.

Etapa premergatoare repartitiei pe itinerarii se numeste "determinarea arborelui de cost (distanta, durata) minim" oricare ar fi nivelul congestiei si metoda de repartizare utilizata.

Primele modele de repartizare a fluxurilor de transport pe itinerarii au analizat o retea necongestionata specifica spatiilor rulale cu retele rare (cu densitatea retelei scazuta). Ele se numesc modele "totul sau nimic" (toata cererea din matricea origine- destinatie este afectata pe uta de cost minim). Corespunzator acestor modele, utilizatorii se orienteaza catre itinerariul cu cel mai scazut cost, considerand ca nu exista congestie. De aceea acest tip de model se numeste "modelul fara restrictii de capacitate". Masuratorul de cost cel mai potrivit este distanta.

Repartitia fara restrictii de capacitate (n - retele necongestionate) cu ajutorul modelelor stohastice (probabilistice, aleatorii)

Aceasta metoda pune in evidenta perceptia variabila a utilizatorilor asupra drumului minim in functie de:

- cost;

- distanta;

- durata de transport;

Cel mai utilizat model stohastic este cel de simulare al utilizarii.

Modelul presupune parcurgerea mai multor etape:

a) Pentru fiecare arc se cunosc costurile normate,estimate de analist si costurile subiective percepute de fiecare utilizator;

b) Pentru fiecare arc se identifica valoarea medie a costurilor percepute ce corespunde costului normat pe arc, estimat sau proiectat;

c) Se separa numarul total de deplasari din o in d in N clase (categorii de utilizatori). Nu se afecteaza de prima data tot nr de deplasari pe drumul cel mai scurt;

d) Pentru a echilibra fluxul de deplasari pe itinerarii se procedeaza astfel:

- se construieste ruta avand costul minim de la o la d si se aloca clasa de utilizatori pe aceasta ruta;

- se repeta procedura pana la epuizarea tuturor categoriilor de utilizatori;

Modelul are utilitate practica doar daca clasa N are valoare suficient de mare, dar poate conduce la timpi de calcul foarte mare pentru retele reale.

Afectarea in retele congestionate

Pentru retele congestionate, costul de utilizare al unui arc nu mai este independent de flux, el depinde chiar si de fluxul pe intregul itinerariu .

Costul total al strabaterii unui arc:

Adaugarea unui nou utilizator presupune generarea unui cost marginal de strabatere al arcului.

La introducerea unui nou utilizator va aparea un cost marginal (datorita cresterii fluxului) suportat de toti utilizatorii arcului care se adauga la costul mediu al utilizatorilor originali. Fiecare nou utilizator duce la cresterea costului mediu pe fiecare arc.

Diagrama viteza - flux (debit, trafic)

Viteza fluxului liber reprezinta viteza maxima admisa, de reglementari si de sosea, in conditiile in care traficul este scazut si nu exista stanjeniridin partea utilizatorilor, in conditii bune de vreme si conditii bune a infrastructurii.

Pe baza acestei diagrame s-au elaborat si nivelurile de serviciu oferite de infrastructura:

- nivelul A: flux lejer - infrastructura buna;

- nivelul B: deja mai muti utilizatori pe infrastructura - viteza scade;

- nivelurile C si D: apre congestia;

- nivelul F: blocaj;

Pe baza diagramei viteza - debit putem determina durata de parcurgere a aceluias segment de lungime in functie de flux.

Dependentele pentru timpii de parcurgere in raport cu trafucul:

Echilibrul Wardrop in retele congestionate

Primul principiu al lui Wardrop:

Wardrop a demonstrat ca in retelele congestionate traficul se distribuie astfel incat ocupa rutele de cost minim, toate celelalte ramanand neocupate, iar daca un utilizator isi modifica ruta nu va avea nimic de castigat. Utilizatorul este considerat rational si poate face alegerea celei mai ieftine rute.

Principiul al doilea al lui Wardrop:

Este un principiu la nivel social.

In retele congestionate toate itinerariile alternative sunt afectate cu fluxuri de transport astfel incat costul total social al deplasarii de la A la B este minim.

In cazul in care pentru ruta r₁ se presteaza taxa, nu se ingradeste dreptul de deplasare, exista r₂ si r₃ netaxabile. In cazul in care avem o singura ruta si este taxabila atnci se ingradeste dreptul de deplasare.

Metoda de alocare a fluxurilor pe baza factoilor de crestere (alocare progresiva)

Prin acest model se aloca un flux partial din totalul fluxului modal de la originea la destinatia considerata.

Cea mai cunoscuta dintre metodele de determinare a acestei proportii din fluxul total este metoda cu factori progresivi. Fluxul modal de la i la j este impartit in proportii de : 40%, 30%, 20% si 10%.

Prima proportie care se aloca itinerariilor este de 40% care se afecteaza pe ruta de cost minim. Se calculeaza costul derularii acestui flux pe fiecare din arcele rutei de cost minim determinat.

Aceasta valoare a costului va sta la baza determinarii rutei de cost minim din etapa urmatoare cand va aloca urmatoarea proportie din fluxul total. Procesul se repeta iterativ.

Calitatea afectarii in retele congestionate poate fi identificata cu ajutorul unui indicator d in raport cu echilibrul Wardrop (d - indica masura in care afectarea dupa un model in retele congestionate se apropie de echilibrul Wardrop).

Metoda de alocare a mediilor succesive pentru retele congestionate (problema seminar)

Oferta de transport. Particularitatile ofertei de transport

In transporturi factorii de productie la nivel macroeconomic necesari realizarii unui serviciu sunt:

- infrastructura de transport;

- vehiculele de transport;

- tehnologia realizata pentru realizarea serviciului;

Unitatile de masura pentru infrastructura sunt: lungimea itinerariului si volumul de transport.

Pentru factorul de productie vehicule necesare putem folosi:

- vehicule incarcate;

- vagoane conventionale incarcate;

- vagoane expediate;

- containere;

- barje;

Unitatea de masura pentru volumul activitatii (masura functiei de productie din transporturi) este:

- calatori km;

- vehicule km;

- vehicule km/t;

Factorul de productie tehnologie este imaterial.

Componentele ofertei de transport sunt:

- infrastructura;

- mijloacele de transport;

Factorii de productie la nivel microeconomic:

- capital imobilizat;

- forta de munca

- energie;

- materii prime si materiale;

Particularitatile ofertei infrastructurii de transport

1. Imobilizarea capitalului investit

Datorita capitalului urias pe care il presupune realizarea unei infrastructuri, efectele benefice pentru societate (ansamblul utilizatorilor) care sa compenseze acest capital, se obtine in timp indelungat (recuperarea investitiilor se face in zeci de ani).

Din aceasta cauza, nu se fac cu usurinta noi interventii pana cand capitalul investit nu este recuperat. Deci modernizari continuii sunt dificile d.p.d.v.d. financiar. Aceasta dificultate este echivalenta cu o imobilizare a capitalului investit (1 km din cea mai ieftina infrastructura rutiera cu o banda = 6 mil. $). Din cauza acestei valori uriase singurul garant pentru realizarea unor fluxuri de capital este statul.

2. Indivizibilitatea ofertei infrastructurii de transport

Infrastructura de transport poate fi utilizata doar daca acopera intreg teritoriul si are forma unei retele. Pana cand intreaga retea nu este realizata, nu poate fi niciodata analizata oferta infrastructurii.

Daca se realizeaza o banda rutiera, pana nu se realizeaza si a doua in totalite si pe toata lungimea itinerariului considerat, nu se poate vorbi despre o infrastructura cu doua benzi, tot asa cum nu exista 1,2 dane portuare sau 1,5 piste aterizare- decolare.

Infrastructura are utilizarea non-exclusiva (trotuarul din fata proprietatii nu poate fi ingradit) si non-rivala (pt utilizarea unei infrastructuri de transport public nu se poate admite sub nici o forma competitia intre utilizatori, toti sunt egali in fata utilizarii acestei infrastructuri).

3. Cresterea in trepte

Masurile de imbunatatire ale capacitatii de transport nu se pot realiza la momente foarte apropiate in timp ci doar treptat chiar daca evolutia cererii este continuu crescatoare.

4. Calitate variabila dependenta de nivelul solicitarii

Masura calitatii serviciilor oferite este data de diagrama fundamentala viteza - debit.

Particularitatile ofertei mijloacelor de transport

Spre deosebire de particularitatle ofertei infrastructurii de transport, pentru vehicule putem semnala o divizibilitate cu atat mai ridicata cu cat unitatile de trafic au mase si volume mai scazute.

Prin solicitarea ierarhica a unitatilor de trafic si utilizarea unor vehicule pentru unitati de incarcatura impreuna cu vehicule motoare se poate asigura o adaptare aproape continua a ofertei vehiculului la cerere.

Sporurile de capacitate ΔQ ale mijloacelor de transport folosite ,reprezinta capacitatea de incarcare a unui vagon, remorci, care de exemplu poate fi adaugat la unitatile originale de transport pentru o relatie data A-B.

Prin asocierea unitatilor de incarcatura intr-o structura ierarhica este posibil adaptarea ofertei de transport la cerere intr-o masura mult mai accentuata si in unele cazuri ΔQ poate fi considerata infinit mica. Pentru oferta de mijloace de transport se poate considera ca proprietatea de divizibilitate si adaptabilitate este o proprietate usor de acceptat.

In productia de transport exista doua notiuni ale productiei:

- productie ofertata;

- productie realizata.

Productia ofertata este ansamblul tuturor factorilor de productie utilizati fara a inregistra nici un utilizator.

Aceasta productie se asigura cu:

- costru fixe: date de capacitatea de productie;

- costuri variabile: dependente de fiecare uniate de productie ofertata.

Exemplu:autobuzul circula de la 5 dimineata chiar daca nu are nici un utilizator-costuri cu personalul, cu combustibilul.

Productia realizata este productia ofertata dar care are un nivel variabil in timp de utilizare a ofertei puse la dispozitie.

Costurile productie realizate sunt mai mari decat costurile productiei ofertate, avand in plus fata de prima categorie, costuri suplimentare ale productie realizate.

Q_min- rezulta din conditia comerciala de realizare a ofertei (limita minima de la care oferim si realizam productie de servicii). Daca se doreste acoperirea tuturor costurilor prin mariea tarifului utilizatorii vor renunta la serviciu.

Exemplu: daca avem un camion cu o capacitate de 100t si care transporta doar 5t, nu ne vom putea acoperi costurile (cu combustibilui,cu soferul).

Q_max - limita maxima a productie ofertate, rezulta din conditia tehnica de utilizare a capacitatii de productie.

O capacitate de productie nu poate fi folosita integral 24h din 24h. Vehiculele in afara de circulatie trebuie sa stationeze la operatii de intretinere, alimentare cu combustibil si operatii suplimentare (de asteptare pentru decarcare imbacare).

Costurile toatale de productie oferata sunt dependente de nivelul maxim a productie alese.

Atunci cand productia realizata efectiv se realizeaza intre Q_min si Q_max la costurile productie oferate, la nivel maxim se adauga costurile suplimentare ale productiei realizate.

Costul mediu c_M pentru productia ofertata la nivel maxim este:

Functia de productie si functia costului productiei de transport

Functia de productie cu structura de tip Cobl-Douglas.

y - productia (prestatia, cantitatea produsa);

A, a, b, e - coeficienti de calibrare;

K - capitalul utilizat pentru capacitatea de productie, folosit pe o perioada de analiza data;

Pentru un singur ciclu de productie in care ceilalti factori se consuma integral, capitalul utilizat nu se consuma in totalitate, ci intr-o cantitate egala cu amortizarea.

L - factor de productie munca - dimensiunea personalului utilizat pe diferite categorii (salariul reprezinta cata forta de munca se consuma intr-un ciclu de productie)

E - factor de productie - energia consumata in procesul de transport.

In analiza functiei de productie de transport este necesara introducerea urmatoarelor elemente:

- numar de utilizatori deserviti;

- numar de terminale in care se efectueaza operatiile tehnologice;

- factorii de productie traditionali;

- infrastructura.

Exita o diferenta intre prestatia realizata foloind o singura legatura a infrastructurii si doar 2 noduri (2 beneficiari) sau aceasi prestatie dar strabatand mai multe arce si noduri deservind mai multi beneficiari.

Mai mult, functia costului de productie si a prestatiei trebuie sa tina cont si de elementele de calitate a serviciului.

Toate aceste elemente ale infrastructurii pot fi luate in consideratie ca factori de productie necesare in functia de prestatie Cobb-Douglas.

Functia costului total de productie:

p_K, p_L, p_E - costurile unitare cu care se achizitioneaza cantitate din factorii de productie K, L, E.

Functia obiectiv a oricarui operator de serviciu de transport este obtinerea unui nivel de productie cu cele mai mici costuri, adica C_T minim cu restrictia indeplinirii nivelului de prodectie dat y.

Optimizarea reprezinta determinarea unor variabile ale fuctiei obiectiv care o fac pe acesta optima.

Functia de prestatie cu structura Cobb-Douglas este dificil de aplicat in transporturi pentru orice fel de serviciu deoarece exista factori de serviciu care nu pot fi considerati a avea divizibilitate crescuta (infrastructura, capacitatea unor vehicule precum nave, aeronave).

Optimizarea se determina utilizand functia Lagrange.

Functia costului de productie cu structura translog

O functie de cost de productie pe termen lung cu structura translog pentru n tipuri de servicii realizate de dimensiuni y_i cand sunt folositi m factori de productie la preturile p_j are forma:

Utilizarea unei astfel de functii de cost prezinta avantajul urmator: daca se cunoaste valoarea alocata din costul total pentru fiecare factor de productie se poate estima functia de cost total. Astfel pentru factorul al carui pret este p_i se poate formula ecuatia ce identifica proportia de cheltuieli alocata acestui factor din costul total.

Randamentul scarii si densitatii serviciului in reteaua de transport

Productia creste:

- fie printr-un volum de transport mare, transportat printr-o retea fixata, crescand astfel densitatea traficului;

- fie prin dezvoltarea retelei chiat daca densitatea traficului de-a lungul arcelor ramane constanta.

Pentru o functie de cost pe termen lung in care costul total depinde de tipurile de productie realizate, y₁, y₂,.,y_n si de numarul de noduri deservite de retea N, se poate defini randamentul de densitate R_D prin:

Unde:

e_CT,Yi - elasticitatea costului total in functie de nivelul productiei de tip i;

Randamentul de densitate este o masura a efectelor economice de productie pe scara mare cand volumul de trafic creste, insa numarul de zone deservite prin retea este constant.

Randamentul de scara (serviciului) este deservit prin:

Daca R_S sau R_D > 1, = 1 sau < 1, se spune ca avem randament crescator, respectiv randament constant sau randament descrescator (efecte negative, dizeconomii).

Pentru a defini efectele economice ale specializarii serviciului de transport se folosesc doar doua tiputri de servicii. Ex: un operator de transport feroviar care ofera doua tipuri de servicii: transport de calatori de dimensiune y₁ si transport de marfa de dimensiune y₂.

Functia costului total de productie este: C(y₁, y₂).

Un operator produce nivelul de servicii (y₁, y₂) in conditii de efecte economice pozitive, ale aceluiasi scop combinat.

Se considera un avantaj ca un singur operator produce doua tipuri de servicii si exista efecte benefice ale operatorului.

Atunci cand productia in comin (pentru y₁, y₂) are costuri mai mari decat suma costului total, serviciile se realizeaza separat, de catre doi operatori diferiti. Atunci se spune ca este benefica specializarea si existenta randamentelor specializate.

Efecte economice generative si distributive ale dezvoltarii infrastructurii de transport.

Efectele de retea distributive reprezinta efectele manifestate atunci cand prin imbunatatirea unui element din retea, dimensiunea fluxului din retea (fluxul total din retea) nu se modifica ci se modifica doar spatial (fluxul se muta de pe o artera pe alta).

Efectele de retea generative ale dezvoltarii retelei reprezinta cresterea activitatilor economice si sociale din intregul spatiu deservit de retea, datorita investitiilor in infrastructura.

Ex: O imbunatatire a unei legaturi intr-o retea modala, nu afecteaza doar functionarea sau exploatarea acesteia, ci deasemenea afecteaza si echilibrul altor legaturi ca si activitatea din nodurile care nu sunt conectate in mod direct la artera modernozata.

Pentru identificarea efectelor rezultate din imbunatatirea arterei 1 este necesar sa se faca distinctie intre toate categoriile de utilizatori.

a) T₁, T₂ - utilizatorii care nu-si vor modifica comportamentul;

b) M - utilizatorii care dupa imbunatatirea aarterei 1, vor trece de pe artera 2 pe artera 1;

c) A₁, A₂ - utilizatorii noi atrasi.

Beneficiul social B_S al realizarii investitiei intr-o infrastructura se manifesta pe ambele legaturi si poate fi calculat cu suma avantajelor evidentiate pe fiecare dintre artere.