Ανασχεδιασμός δικτύων δημόσιων αστικών συγκοινωνιών με τεχνικές ανάλυσης δικτύων, σε περιβάλλον Γ.Σ.Π

Abstract

Οι δημόσιες συγκοινωνίες παρέχουν σημαντικά πλεονεκτήματα στον σχεδιασμό ενός συστήματος αστικών μεταφορών, όπως η βελτίωση τις κινητικότητας για όλες τις οικονομικές τάξεις, η μείωση της κυκλοφοριακής συμφόρησης και η άμβλυνση των προβλημάτων στάθμευσης, ο περιορισμός της αέριας ρύπανσης και η εξοικονόμηση ενέργειας. Σήμερα παρατηρείται ένα αξιοπρόσεκτο ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας, για τον σχεδιασμό των δικτύων τους. Ο σχεδιασμός και η διαχείριση δικτύων που να προσφέρουν βελτιωμένο επίπεδο εξυπηρέτησης, αλλά και οικονομική βιωσιμότητα, αποτελεί τον βασικότερο στόχο για τους φορείς Δημοσίων Συγκοινωνιών.

Ο σχεδιασμός ενός δικτύου Δημοσίων Συγκοινωνιών είναι ένα πρόβλημα με μεταβλητές χωρικές και την χρονικές. Οι Μέθοδοι και οι Τεχνικές Χωρικής Ανάλυσης, καθώς και τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, προσφέρουν σήμερα το κατάλληλο υπόβαθρο για την ανάπτυξη μεθοδολογιών σχεδιασμού, που επιτυγχάνουν συγκεκριμένους στόχους και λαμβάνουν υπόψη τους περιορισμούς που υφίστανται.

Στην παρούσα εργασία επιχειρείται η διερεύνηση των δυνατοτήτων των σύγχρονων μεθόδων και τεχνικών της Χωρικής Ανάλυσης και ιδιαίτερα της Ανάλυσης Δικτύων, στον σχεδιασμό συστημάτων Δημοσίων Συγκοινωνιών, σε περιβάλλον ΓΣΠ. Στο κύριο μέρος της εργασίας, αναπτύσσεται μια μεθοδολογία, βασισμένη στις τεχνικές Ανάλυσης Δικτύων, που επιτυγχάνει την βελτίωση της αποδοτικότητας ενός συστήματος λεωφορειακών γραμμών, που εξυπηρετεί μια συγκεκριμένη περιοχή ή ζώνη.

Η προτεινόμενη μεθοδολογία περιλαμβάνει τέσσερα βασικά βήματα : την αξιολόγηση των στάσεων, την επιλογή των στάσεων που παραμένουν, την χωροθέτηση των νέων στάσεων και τον επανασχεδιασμό των γραμμών που τροποποιούνται. Στο πρώτο βήμα υπολογίζεται το τμήμα της ζήτησης που είναι δυνατόν να εξυπηρετηθεί από καθεμία από τις υφιστάμενες στάσεις του υπάρχοντος συστήματος λεωφορειακών γραμμών. Στο δεύτερο βήμα, γίνεται κατάταξη των υφιστάμενων στάσεων κατά φθίνουσα σειρά εξυπηρετούμενης ζήτησης και από αυτές επιλέγεται ένας αριθμός στάσεων που θα διατηρηθούν και στο νέο σύστημα γραμμών και ένας αριθμός στάσεων που θα χωροθετηθούν σε νέες θέσεις. Στο τρίτο βήμα, εφαρμόζεται ανάλυση χωροθέτησης – κατανομής, ώστε να προκύψει ένας αριθμός νέων στάσεων, ίσος με τον αριθμό των στάσεων που αφαιρέθηκαν στο προηγούμενο βήμα. Τέλος, στο τέταρτο βήμα, γίνεται καταρχήν μια επιλογή των υφιστάμενων γραμμών που πρόκειται να τροποποιηθούν και ακολουθεί ο σχεδιασμός των διαδρομών των γραμμών αυτών. Η παραπάνω μεθοδολογία εφαρμόστηκε με τα δεδομένα αστικής περιοχής, συγκεκριμένα του Δήμου Αγίας Παρασκευής Αττικής, ώστε να δοκιμαστεί και να ελεγχθεί κατά πόσον είναι εφικτή. Τα αποτελέσματα της εφαρμογής και συγκεκριμένα τόσο η χωροθέτηση των νέων στάσεων, όσο και η τροποποίηση των γραμμών, κρίνονται αναμενόμενα και λογικά. Μετά την εφαρμογή της μεθοδολογίας, προέκυψε αύξηση της ζήτησης που είναι δυνατόν να εξυπηρετηθεί κατά 7,18%, καθώς και μείωση του μήκους διαδρομής των γραμμών κατά 14,27%.

Τέλος, από την εργασία προκύπτουν μία σειρά από συμπεράσματα, σχετικά με την έρευνα και τις εφαρμογές στους τομείς του Σχεδιασμού Δικτύων Δημοσίων Συγκοινωνιών, της Ανάλυσης Δικτύων και των ΓΣΠ-Μ. Επιπλέον εντοπίζονται πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της προτεινόμενης μεθοδολογίας και προτείνονται πιθανές βελτιώσεις και προσθήκες σε αυτήν.

Public transportation offers significant advantages in the design of an urban transportation system, such as improving the mobility of all economic classes, reducing traffic congestion and alleviating parking problems, limiting air pollution and saving energy. Today, there is a considerable interest to the scientific community, to design public transport networks. The design and management of networks, in order to provide enhanced service levels and economic sustainability, is the key objective for operators of Public Transport.

Public Transportation Network Design is a problem with spatial and temporal variables. Methods and techniques of Spatial Analysis and Geographic Information Systems, now offer a suitable basis for developing methodologies for design, achieving specific goals and taking into account the constraints.

This paper attempts to explore the possibilities of modern methods and techniques of Spatial Analysis and especially Network Analysis, in Public Transportation Systems Design, in a GIS environment. In the main section of the paper, a methodology is developed, based on network analysis techniques, which achieves improved efficiency of a system of bus routes, serving a particular region or zone.

The proposed methodology consists of four basic steps: stops evaluation, choice of stops that remain, location of new stops and redesign of modified routes. The first step contains the calculation of demand that can be served by each of the stops of the existing system of bus routes. In the second step, existing stops are sorted in order of decreasing demand and a number of stops are selected to be maintained in the new system of bus routes. In the third step, a location - allocation analysis is carried out, which results in a number of new stops, equal to the number of stops that were removed in the previous step. Finally, in the fourth step, existing bus routes to be modified are selected and the modified routes are designed.

The above methodology was applied with data of an urban area, namely the Municipality of Aghia Paraskevi in Attica, Greece, in order to be tested and to check whether it is accomplishable. The results of the application, both the location of new stops and the modification of routes, were considered to be expected and reasonable. After the application of the methodology, there was an increase in demand that can be served, by 7.18%, and a reduction of bus routes length, by 14.27%.

Finally, this study generates a series of conclusions about the research and applications in the fields of Public Transportation Network Design, Network Analysis and GIS-T. Moreover, advantages and disadvantages of the proposed methodology are identified and possible improvements and additions to the methodology are suggested.