5. lecke: Hálózattervezés
| Tanulási célok |
A lecke feldolgozása után Ön képes lesz: |
- saját szavaival meghatározni a hálózat kialakítás megvalósításának elveit;
- saját szavaival meghatározni a hálózat tervezés két módszerének alapelveit;
- felsorolni a tömegközlekedési hálózattal szembeni általános követelményeket;
- felsorolni a hálózat kialakítás megoldásait;
- felsorolni a hálózat tervezés megközelítési módszereit;
- saját szavaival meghatározni a körzetszám és városnagyság tipikus arányait;
- saját szavaival meghatározni a körzetközpont szerepét a tervezésben;
- saját szavaival meghatározni az úthálózati modell matematikai megvalósításának módját;
- felsorolni városszerkezet alapján történő hálózattervezés alapelveit;
- felsorolni az úthálózati modell gráf jellemzőit;
- felsorolni a tervezés alapjául szolgáló célforgalmi mátrix meghatározásának lépéseit;
- saját szavaival meghatározni az utasforgalmi mátrix szerepét a tervezésben;
- felsorolni az utasforgalmi mátrix elemeit;
- saját szavaival meghatározni a célforgalom ráterhelése az úthálózatra lépés célját és eredményét;
- felsorolni az utasáramlási adatok alapján történő hálózattervezés lépéseit;
- felsorolni tömegközlekedési hálózati változatok előállításának feltételeit;
- felsorolni a körzetbeosztás és úthálózati modell készítése elveit;
- kiválasztani a lehetséges vonalak számát meghatározó matematikai összefüggést;
- saját szavaival meghatározni a racionális hálózati változat fogalmát;
- saját szavaival meghatározni a változatok értékelésének módját;
- felsorolni az utasok összes eljutási idejének alkotóelemeit;
- kiválasztani a járművön töltött idő, az átszállási idő és a járműre való várakozás idejét meghatározó matematikai összefüggést;
- saját szavaival meghatározni a járművön töltött idő, az átszállási idő és a járműre való várakozás ideje fogalmakat;
- kiválasztani az összes eljutási időt és a fajlagos eljutási időt meghatározó matematikai összefüggést;
- saját szavaival meghatározni az összes eljutási idő szerepét a tervezésben;
- saját szavaival meghatározni az összes eljutási idő minősítésének a módját.
|
Tevékenységek |
Olvassa el a kurzus 5. leckéjét! Határozza meg a hálózat kialakítás megvalósításának elveit! Határozza meg a hálózat tervezés két módszerének alapelveit! Sorolja fel a tömegközlekedési hálózattal szembeni általános követelményeket! Sorolja fel a hálózat kialakítás megoldásait! Sorolja fel a hálózat tervezés megközelítési módszereit! Határozza meg a körzetszám és városnagyság tipikus arányait! Határozza meg a körzetközpont szerepét a tervezésben! Határozza meg az úthálózati modell matematikai megvalósításának módját! Sorolja fel városszerkezet alapján történő hálózattervezés alapelveit! Sorolja fel az úthálózati modell gráf jellemzőit! Sorolja fel a tervezés alapjául szolgáló célforgalmi mátrix meghatározásának lépéseit! Határozza meg az utasforgalmi mátrix szerepét a tervezésben! Sorolja fel az utasforgalmi mátrix elemeit! Határozza meg a célforgalom ráterhelése az úthálózatra lépés célját és eredményét! Sorolja fel az utasáramlási adatok alapján történő hálózattervezés lépéseit! Sorolja fel tömegközlekedési hálózati változatok előállításának feltételeit! Sorolja fel a körzetbeosztás és úthálózati modell készítése elveit! Válassza ki a lehetséges vonalak számát meghatározó matematikai összefüggést! Határozza meg a racionális hálózati változat fogalmát! Határozza meg a változatok értékelésének módját! Sorolja fel az utasok összes eljutási idejének alkotóelemeit! Válassza ki a járművön töltött idő, az átszállási idő és a járműre való várakozás idejét meghatározó matematikai összefüggést! Határozza meg a járművön töltött idő, az átszállási idő és a járműre való várakozás ideje fogalmakat! Válassza ki az összes eljutási időt és a fajlagos eljutási időt meghatározó matematikai összefüggést! Határozza meg a az összes eljutási idő szerepét a tervezésben! Határozza meg az összes eljutási idő minősítésének a módját. |
Hálózattervezés |
A városi autóbuszhálózatok kialakítása bonyolult kérdés, amelynél sokféle szempontot kell figyelembe venni. |
Általános követelmények a hálózattal szemben: |
- feleljen meg az utasáramlatoknak, az utasok nagy része számára átszállásmentes eljutást tegyen lehetővé,
- biztosítsa a közlekedési eszközök megfelelő kihasználását, a gazdaságos üzemvitelt.
|
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 forgalomvonzó létesítmény mellett könnyebb ugyanis megtalálni a racionális vonalhálózatot. Nagyvárosban a megfelelő eredményhez fejlettebb módszerek szükségesek. |
5.1. Hálózattervezés városszerkezet alapján |
Amennyiben a városszerkezetből indulunk ki a következő alapelveknek megfelelően járhatunk el. Autóbuszvonalak létesítésével általában biztosítani kell: |
- a lakóterületek és a városközpont,
- a lakóterületek és az iparterületek,
- a városközpont és az iparterületek,
- a lakóterületek egymás közötti,
- a több alközpont egymás közötti,
- az alközpontok és a vonzáskörzetükbe tartozó lakóterületek
|
közvetlen összeköttetését. |
A városszerkezet adottságai szabják meg, hogy a fenti lehetőségek közül melyiket alkalmazzuk. Az alábbiakban bemutatunk néhány városszerkezeti alaptípust, a hozzá tartozó autóbuszhálózattal. |
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. |
Autóbuszhálózat: |
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, ha a városközpont elnyújtott. |
Autóbuszhálózat: |
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. |
Autóbuszhálózat: |
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. |
Autóbuszhálózat: |
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 átszállással 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. |
5.2. 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: |
- körzetbeosztás és úthálózati modell készítése,
- a tervezés alapjául szolgáló célforgalmi mátrix meghatározása,
- a célforgalom ráterhelése az úthálózatra,
- tömegközlekedési hálózati változatok előállítása,
- a változatok értékelése.
|
Figyelem: A Városi Tömegközlekedés - Példa a tömegközlekedési hálózat tervezési módszerének alkalmazására segédlet egy-egy részletét beépítettük a tananyagba. A teljes eljárás a tervezési segédletben található! |
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: |
- minden körzet rendelkezzen közlekedési hálózattal,
- egy körzet területe lehetőleg ne haladja meg a 2,5 km2-t,
- a természeti akadályok (vasút, folyó stb.) a körzet határát képezzék,
- az átszállóhelyek külön körzeteként szerepeljenek,
- a körzetek határai ne essenek közel a nagy forgalmú megállóhelyekhez, a nagy létszámot foglalkoztató üzemekhez,
- a körzetek határait általában olyan utcák jelentsék, amelyeken nincs tömegközlekedés,
- a körzetek határai nem keresztezhetik a házakat, üzemek területét.
|
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. |
| A viszonylatok kialakítása |
A viszonylatok meghatározásánál a következő alapelveket kell figyelembe venni: |
- minden pontot be kell kötni a közösségi közlekedésbe
- lehetőleg azonos terhelésű szakaszokat kell egy viszonylatba rendezni a gazdaságosság, egyenletes kapacitáskihasználás miatt (például
   ) - az átszállások számának minimalizálása
|
Ha például az - - - szakaszra alakítanánk ki viszonylatot, akkor és között gazdaságos lenne az üzemeltetés, azonban - között nagyságrendekkel kevesebb az utazási igény, így kihasználatlan kapacitást bocsátanánk ki. Ez gazdaságilag kedvezőtlen, így kerülni kell az ilyen megoldásokat. |
Példánkban a következő három viszonylatot alakítjuk ki: |
. viszonylat: - - - - 
. viszonylat: - - - - - 
. viszonylat: - - 
|
Ezt követően a követési időközök előrebecslésére van szükség, aminek eredményét majd a ráterhelés 2-ben fogjuk felhasználni: |
|
- intervallum (perc) A célforgalmi mátrixot 2 órás időtartamra vettük fel, így az intervallum 120 min-re adódik. - férőhely a járművön, ezen feladatban 75 fő - tervezett járműkihasználás, jelen esetben 60% - mértékadó utasszám |
. Viszonylat:
|
. Viszonylat:
|
. Viszonylat:
|
| 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: |
|
|
= i és j körzet közötti menettartam = i-ből j-be utazók száma = körzetek száma |
Az átszállásra fordított idő: |
|
|
= átszállási idő i és j között = átszállók száma i és j között = az átszállás kényelmetlenségének időegyenértéke (pl. 2 perc) |
Az átszállítási idő kiszámításához minden átszállóhelyre meg kell adni a vonatkozó 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: |
|
= a k-adik vonal követési időköze = a számításba vett mértékadó utasszám = az időszak hossza percben = az autóbusz férőhely kapacitása = a számításba vett férőhely kihasználási mutató |
Az egyes utasok várakozási idejét kissé leegyszerűsítve az adott vonal követési idejének felével vehetjük egyenlőnek Az összes várakozási idő a hálózaton: |
|
= a k-adik vonalon utazók száma, tartalmazza az átszállókat is = a k-adik vonal követési időköze = a vonalak száma |
Az összes eljutási idő: |
|
A fajlagos eljutási idő: |
|
A TE értéket minden megvizsgált hálózati változatra kiszámítják, legkedvezőbb az a változat, amelynél 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. |
Figyelem: Az ismertetett hálózattervezési módszer összes lépését a Tervezési útmutató és példa tartalmazza.  |
Önellenőrző kérdések |
| Olvassa el figyelmesen az alábbi feladatokat, majd a lecke tartalma alapján oldja meg őket! |
1. Egészítse ki a következő mondatot! |
2. Egészítse ki a következő mondatot! |
3. Egészítse ki a körzetbeosztás és hálózati modell lépésre vonatkozó mondatokat! |
4. Válassza ki a városi terület körzetekre osztásánál figyelembe veendő alapelveket! Jelölje be a 3 helyes választ! |
5. Válassza ki a szükséges körzetek számát egy 100 000 fős város esetén! |
6. Válassza ki a szükséges körzetek számát egy 3-5 milliós város esetén! |
7. Egészítse ki a következő két mondatot! |
8. Egészítse ki a következő két mondatot! |