KURZUS: Közforgalmú közlekedés I.
MODUL: IV. modul: A városi tömegközlekedés
9. lecke: Hálózattervezés
Tanulási útmutató | ||
Tanulási célok | ||
A lecke feldolgozása után Ön képes lesz: | ||
| ||
Tevékenységek | ||
Olvassa el a kurzus 9. leckéjét! | ||
A feldolgozáshoz szükséges idő: 55 perc olvasás, tanulás, 20 perc önellenőrzés. | ||
Tananyag | ||
A városi autóbusz-hálózatok kialakítása bonyolult kérdés, amelynél sokféle szempontot kell figyelembe venni. | ||
Általános követelmények a hálózattal szemben: | ||
| ||
A hálózat kialakítására két szélsőséges megoldási lehetőség kínálkozik. Egyrészt minden utasáramlatra létesíthetünk külön vonalat, ezáltal minden utas számára megteremtjük az átszállás nélküli utazás feltételét. Ilyen megoldás mellett a járművek kihasználása nem biztosítható, mivel valamilyen minimális járatsűrűséget minden vonalon biztosítani kell. Másrészt eljárhatunk úgy, hogy a vonalakkal nem követjük az áramlások irányait, hanem minden útszakaszon az ott megjelenő forgalomnak megfelelő kapacitással csak egy vonalat közlekedtetünk. | ||
Ily módon kevés vonalunk lesz, amelyeken a járműkapacitás kihasználását megfelelő szinten lehet tartani, ugyanakkor az utasok nagy része átszállásra kényszerül. Nyilvánvaló, hogy gyakorlatban a két szélsőséges változat között kell a megoldást kialakítani. | ||
A hálózattervezési munkát kétféle megközelítési móddal végezhetjük el. A hagyományos hálózattervezés nem kívánja meg az utasáramlatok pontos ismeretét, a vonalakat a városszerkezet alapján, a főbb forgalomvonzó illetve forgalomkeltő létesítmények helyét figyelembe véve jelöli ki. | ||
A korszerű módszerek pontos utasáramlási adatokon alapulnak, és a hálózatot számításos eljárás révén alakítják ki. A gyakorlatban sokszor előfordul, hogy a közlekedés tervezője nem rendelkezik pontos utasáramlási adatokkal - mivel ezeknek megszerzése igen munkaigényes és költséges - ezért sokszor alkalmazzák a hagyományos módszert, amellyel különösen kisebb városokban lehet jó eredményt elérni. Az egyszerűbb városszerkezet, a viszonylag kisszámú forgalomkeltő és -vonzó létesítmény mellett könnyebb ugyanis megtalálni a racionális vonalhálózatot. Nagyvárosban a megfelelő eredményhez fejlettebb módszerek szükségesek. | ||
Hálózattervezés városszerkezet alapján | ||
Amennyiben a városszerkezetből indulunk ki, a következő alapelveknek megfelelően írhatunk el. Autóbuszvonalak létesítésével általában biztosítani kell: | ||
| ||
közvetlen összeköttetését. | ||
A városszerkezet adottságai szabják meg, hogy a fenti lehetőségek közül melyiket alkalmazzuk. Az alábbiakban bemutatunk néhány városszerkezeti alaptípust, a hozzátartozó autóbusz-hálózattal. | ||
a) A város jellemzői | ||
A város koncentrikus kör alakban helyezkedik el, városközpont a centrumban van, a városközpont területe nem haladja meg az 1 km2-t, ipari üzemek és egyéb forgalomvonzó létesítmények a központban vannak. | ||
Autóbusz-hálózat: | ||
Rövid, sugaras vonalak, végállomás a városközpontban és a lakott területek határán. A vonalak a fő utasáramlatok irányait követhetik. | ||
b) A város jellemzői | ||
A városmag területe meghaladja az 1 km2-t, a városközpontnak saját belső utazási szükségletei is vannak. Általában 100.000 lakos felett jellemző, illetve akkor a ha a városközpont elnyújtott. | ||
Autóbusz-hálózat: | ||
A központon keresztülhaladó átlapolt vonalak, több decentralizált végállomás a központi városmag külső részén. Az átlapolt hálózati rendszer révén a vonalak jelentős része a városközpont határáról indul, azon áthaladva az ellenkező városszélig biztosítja az utazási lehetőséget. | ||
c) Városjellemző | ||
Az iparterület nem a központban, hanem a város szélén helyezkedik el. | ||
Autóbusz-hálózat: | ||
Ha az iparterület vonzási köre az egész városra kiterjed, transzverzális vonalakkal lehet a város különböző részeivel az összeköttetést megteremteni. Ha az utazási igények csak a munkakezdési, illetve végzési időpontokban jelentkeznek, ezek a vonalak lehetnek időszakos vonalak is. Ha a vonzóerő gyenge, egyes helyekről csak kevés utas jelentkezik, akkor az iparterület városközponttal történő összeköttetése indokolt, ahova a város egyéb részeiből sugaras hálózaton lehet eljutni. | ||
d) Városjellemző | ||
A város külső övezeteiben nagy laksűrűségű lakóterület jön létre. A mai városépítési gyakorlatban jellemző, hogy az új lakótelepek a város szélén épülnek, mivel itt kevesebb szanálásra van szükség. | ||
Autóbusz-hálózat: | ||
A lakótelepet a városközponttal és a munkahelyekkel kell összekötni, valamint ki kell elégíteni a lakótelep belső közlekedési szükségletét is. A városközponttal mindenképpen indokolt közvetlen vonalat létesíteni, az iparterület irányában csak akkor, ha koncentrált iparterület van. | ||
Kevésbé koncentrált ipar és munkahelyek esetén ezek elérése a lakótelepről a városközponton keresztül átállással történhet. A lakótelep belső utazási szükségleteit az említett vonalak megfelelő vezetésével szolgálhatjuk ki, külön vonal létesítése erre a célra általában nem indokolt. | ||
A felsorolt típusok általában összefonódva jelentkeznek, így a vonalhálózat is a többféle alapeset kombinációjaként alakulhat ki. | ||
Hálózattervezés utasáramlási adatok alapján | ||
Nagyvárosokban bonyolult úthálózat és differenciált utasáramlatok esetén a hálózat kialakítására olyan sok változat kínálkozik, hogy a városszerkezetből kiinduló módszer alkalmazása a hálózattervezésben nem jelent kellő támpontot. A feladat megoldására alkalmas módszerek néhány éve alakultak ki csupán és lényegében még kísérleti stádiumban vannak. A hálózattervezés bonyolultsága, összetettsége következtében közvetlen megoldást biztosító, általános érvénnyel alkalmazható módszer nem létezik, az eddig kidolgozott eljárások alapelve az, hogy változatot állítanak elő, és azok értékelésével kiválasztják a legkedvezőbbet. | ||
A módszer a következő lépésekből áll: | ||
| ||
a) Körzetbeosztás és hálózati modell | ||
Az utasáramlatokat a kezelhetőség szempontjából célszerű leegyszerűsíteni. Az egyszerűsítés a város területének körzetekre osztása révén érhető el, így a figyelembe veendő relációk száma csökken. | ||
A városi terület körzetekre osztásánál figyelembe veendő alapelvek: | ||
| ||
A szükséges körzetek száma a városnagyságtól függ, nagyjából egy 100.000 fős város mintegy 40, a 3-5 milliós város kb. 500 körzetre osztható. | ||
Minden körzetre vonatkozóan ki kell jelölni egy körzetközpontot. A továbbiakban a modellezés során ez a körzetközpont reprezentálja a körzetet, mintha minden az adott körzetet érintő utazás ebből a pontból indulna, illetve ide érkezne. | ||
Az úthálózati modell egy gráf, amelynek a csomópontjai a körzeteket (körzetközpontokat) jelölik, az élei pedig a körzetek közötti lehetséges tömegközlekedési útvonalakat (pl. autóbusz esetén a busszal járható közutakat) reprezentálják. Az élekre vonatkozóan meg kell határozni a rájuk vonatkozó távolságokat és menetidőket. | ||
b) A tervezés alapjául szolgáló célforgalmi mátrix meghatározása | ||
A körzetek közötti utazási igények utasszámlálással, felméréssel állapíthatók meg. Az igényeket utasforgalmi mátrixban rögzíthetjük, amelynek sorait és oszlopait a körzetek képezik. A hálózattervezést a napi összes utazás helyett célszerűbb a domináns csúcsidőszakok alapján végezni, ennek megfelelő utazásokat kell az utasforgalmi mátrixban szerepeltetni. | ||
c) A célforgalom ráterhelése az úthálózatra | ||
Ennek a ráterhelésnek az a célja, hogy megismerjük, milyen útvonal volna a legkedvezőbb a célforgalmi mátrixban szereplő utasáramlatok számára. Ezt a szakaszt "bázis ráterhelésnek" is nevezik. A ráterhelés ebben a lépésben a legrövidebb utakra történik. Eredményül adódik az úthálózat egyes szakaszain (a körzetek között) az áthaladó forgalom nagysága utasszámban. Célszerű az eredményt grafikusan, sávos ábrán megjelenítési, mert ez megkönnyíti az eredmények értelmezését. | ||
d) Tömegközlekedési hálózati változatok előállítása | ||
Az autóbuszvonalak kijelölésére igen sok lehetőség kínálkozik, hiszen elvileg mindegyik körzet lehet valamilyen vonal kiinduló, illetve végállomása. | ||
A lehetséges vonalak számát m körzet esetén az | ||
képlettel határozhatjuk meg. Mivel a lehetséges vonalak többféle kombinációval alkothatnak hálózatot, a lehetséges hálózati változatok száma ennél jóval magasabb. Valamennyi lehetséges változat előállítása és értékelése nem lehetséges, ezért ún. racionális hálózati változatokat dolgoznak ki. | ||
Racionálisnak olyan lehetséges változatot nevezünk, amely megfelel a hálózattal szemben támasztott néhány feltételnek. A feltételek helyes megválasztásával elérhető, hogy extrém, nyilvánvalóan ésszerűtlen változatok kidolgozására és értékelésére sor ne kerüljön. | ||
Ilyen feltétel lehet: | ||
| ||
A feltételek betartásával az összehasonlítandó viszonylati rendszerek száma csökken. | ||
A változat kialakításánál az elvégzett ráterhelés eredményei döntő szerepet játszanak. Célszerű arra törekedni, hogy a tervezett vonalak közel azonos terhelésű szakaszokat tartalmazzanak, mert ezzel biztosítható a járművek egyenletes kihasználása. | ||
e) A változatok értékelése | ||
A változatok értékelése az utasok összes eljutási idejének (rá- és elgyaloglás nélkül számítva) kiszámításával történik. Legkedvezőbbnek azt a változatot tekinthetjük, amelyben ez az összes helyváltozatásra fordított idő a legkisebb. Az eljutási idő a járművön töltött időből, az átszállási időből és a járműre való várakozás idejéből tevődik össze, (a rá- és elgyaloglási időket figyelmen kívül hagyjuk). | ||
A járművön töltött időt a következőképpen számíthatjuk: | ||
tuij = i és j körzet közötti menettartam | ||
Az átszállásra fordított idő: | ||
tpij = átszállási idő i és j között | ||
Az átszállítási idő kiszámításához minden átszállóhelyre meg kell adni a vonatkozó tpij értékét, amelynek nagysága a csatlakozó megállóhelyek távolságától és elhelyezésétől függ. Szokásos, hogy az átszállás miatt kényelmetlenséget is figyelembe veszik oly módon, hogy átszállásonként az eljutási időt 2-5 perccel megnövelik, kifejezve azt, hogy az utasok számára egy átszállás nélküli utazás akkor is előnyösebb, ha néhány perccel tovább tart. | ||
A várakozási idők kiszámításához először meg kell határozni a vizsgált vonalhálózat egyes vonalain átutazó utasok számát. Ez úgy történik, hogy az utasforgalmi mátrixban szereplő utasáramlatokat azokra a viszonylatokra terhelik, amelyek az adott áramlat számára a legrövidebb eljutási időt teszik lehetővé. Az egyes vonalak utasszámának ismeretében meghatározzák a követési időket, a következő képlet segítségével: | ||
Ik = a k-adik vonal követési időköze | ||
Az egyes utasok várakozási idejét kissé leegyszerűsítve az adott vonal követési idejének felével vehetjük egyenlőnek Az összes várakozási idő a hálózaton: | ||
Uk = a k-adik vonalon utazók száma, tartalmazza az átszállókat is | ||
Az összes eljutási idő: | ||
A fajlagos eljutási idő | ||
A TE értéket minden megvizsgált hálózati változatra kiszámítják, legkedvezőbb az a változat, amelynél TE értéke a legkisebb. A fenti ismertetés a módszer legfontosabb jellemzőire terjed ki csupán, a hálózati változatok kidolgozása és az értékelés a gyakorlatban sokkal bonyolultabb számításokkal történik. A módszer a kiválasztás kritériumaként egyedül az eljutási idő nagyságát veszi figyelembe, az alkalmazott képletek ugyanakkor biztosítják azt, hogy a járművek kihasználása megfelelő legyen, mivel a járatsűrűséget az utasszám alapján határozzák meg. Azok a vonalak, amelyeken gyenge forgalom bonyolódik, ily módon azért maradnak ki az optimális hálózatból, mert a kis forgalom mellett kialakuló nagy követési időközök hosszú várakozási időt eredményeznek, ami a változat értékelési mutatóját rontja. Vannak olyan módszerek is, amelyek a járatsűrűségnek valamilyen minimális értékét kiinduló feltételnek tekintik, ezekben a módszerekben a hálózat értékelését a szükséges járműmennyiség, a járművek kihasználtságának szempontjából is elvégzik. |
Önellenőrző kérdések | |||||||||||
Olvassa el figyelmesen az alábbi feladatokat, majd a lecke tartalma alapján oldja meg őket! | |||||||||||
1. Egészítse ki a következő mondatot! Általános követelmények a hálózattal szemben: ![]() | |||||||||||
2. Egészítse ki a következő mondatot! A hálózattervezési munka megközelítési módjai a tervezés és a módszerek alkalmazása. ![]() | |||||||||||
3. Egészítse ki a körzetbeosztás és hálózati modell lépésre vonatkozó mondatokat! Az a kezelhetőség szempontjából célszerű leegyszerűsíteni. Az egyszerűsítés a város területének osztása révén érhető el, így a figyelembe veendő relációk száma . ![]() | |||||||||||
4. Válassza ki a szükséges körzetek számát egy 3-5 milliós város esetén!
![]() | |||||||||||
5. Egészítse ki a következő két mondatot! Minden körzetre vonatkozóan ki kell jelölni egy . A továbbiakban a modellezés során ez a körzetközpont reprezentálja a , mintha minden az adott körzetet érintő utazás ebből a pontból , illetve ide . ![]() | |||||||||||
6. Egészítse ki a következő két mondatot! Az úthálózati modell egy , amelynek a csomópontjai a (körzetközpontokat) jelölik, az pedig a körzetek közötti lehetséges tömegközlekedési útvonalakat (pl. autóbusz esetén a busszal járható közutakat) reprezentálják. Az élekre vonatkozóan meg kell határozni a rájuk vonatkozó és . ![]() |