ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: Τα Logistics των πόλεων, City Logistics ΜΕΤΑΞΑΚΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ Μ.Β.Α. ΤΙΤΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: Τα Logistics των πόλεων, City Logistics ΜΕΤΑΞΑΚΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΑΚΟΥΡΗΣ ΑΝΔΡΕΑΣ Χίος, 2010

2 Αφιερώνω αυτή την εργασία στην οικογένειά μου, που με στηρίζει πάντοτε σε κάθε μου επιλογή Σας ευχαριστώ! ii

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Ορισμός των City Logistics Η διαδικασία της εφοδιαστικής αλυσίδας Ενδιαφερόμενα Μέρη (Stakeholders) Shippers Freight Carriers «Κάτοικοι» «Διαχειριστές» ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ Το μοντέλο CILOSIM Διαδρομή των οχημάτων και Προγραμματισμός Μαθηματικός Προγραμματισμός Traveling Salesman Problems (TSP) Διαδρομή των οχημάτων και Προγραμματισμός με χρονικά περιθώρια (VRP-TW-F) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΜΟΝΤΕΛΑ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ Ορισμός των «Μοντέλων Επιπτώσεων» Κοινωνικά και Οικονομικά μοντέλα Περιβαλλοντικά μοντέλα Ηχορύπανση Δόνηση Ρύπανση του αέρα Οικονομικά Μοντέλα iii

4 4.4.1 Ανάλυση για Κόστη-Κέρδη Μοντέλα κατανάλωσης ενέργειας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΑΓΑΘΩΝ ΣΤΗΝ ΠΟΛΗ ΤΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε Το προφίλ της εταιρίας Μεθοδολογία - Η εύρεση της καλύτερης διαδρομής Περιβαλλοντικές και Κοινωνικές Επιπτώσεις ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ.. 73 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ. 79 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ. 84 iv

5 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΣΧΕΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ - ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ Σχεδιάγραμμα 1 Σύστημα Ροής Αγαθών ενός Βήματος.. 8 Σχεδιάγραμμα 2 Σύστημα Ροής Αγαθών πολλαπλών Βημάτων.. 10 Σχεδιάγραμμα 3 Συνδυασμένο Σύστημα Ροής Αγαθών.. 11 Σχεδιάγραμμα 4 Δομή της Αλυσίδας Μεταφορών.. 12 Σχεδιάγραμμα 5 Αναλυτική Δομή της Αλυσίδας Μεταφορών 13 Σχεδιάγραμμα 6 Διαδραστικότητα ανάμεσα στα ενδιαφερόμενα μέρη.. 16 Σχεδιάγραμμα 7 Ροές και επιπτώσεις.. 17 Σχεδιάγραμμα 8 Διάγραμμα αντίληψης επιπτώσεων των μετακινούμενων φορτίων. 22 Σχεδιάγραμμα 9 Υπο-διαδρομές που δεν επιτρέπονται σε ένα TSP 29 Σχεδιάγραμμα10 Ένα απλό παράδειγμα προβλήματος διαδρομής και προγραμματισμού(vrp) 31 Γράφημα 3.1 Τα κόστη σε σχέση με το χρόνο 35 v

6 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 2.1 Εκπομπές ρύπων ανά ημέρα. 7 Πίνακας 5.1 Πίνακας 5.2 Χιλιομετρικές Αποστάσεις ανάμεσα σε κάθε Σούπερ Μάρκετ και στην αποθήκη της ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε.. 57 Μέσες Χρονικές Αποστάσεις ανάμεσα σε κάθε Σούπερ Μάρκετ και στην αποθήκη της ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε.. 58 Πίνακας 5.3 Αριθμός διέλευσης οχημάτων ανά μισάωρο κατά τις πρωινές ώρες 67 Πίνακας 5.4 Αριθμός διέλευσης οχημάτων ανά μισάωρο κατά τις απογευματινές ώρες. 68 Πίνακας 5.5 Μέσος αριθμός διέλευσης οχημάτων ανά μισάωρο. 71 Πίνακας 5.6 Όρια έντασης θορύβου σε db(a) και ανθρώπινη αντίληψη vi

7 Περίληψη Ο υψηλός ανταγωνισμός ανάμεσα στις επιχειρήσεις και οι συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις των καταναλωτών, οδηγούν τις εταιρίες να αναζητούν συνεχώς τρόπους για να μειώσουν τα κόστη λειτουργίας τους και παράλληλα να αυξήσουν την ποιότητα των προϊόντων/υπηρεσιών που προσφέρουν. Ένας σημαντικός τομέας για να επιτύχουν αυτό το στόχο, είναι ο τομέας των μεταφορών, όπου επιδιώκεται η ελαχιστοποίηση του κόστους μεταφορών, μέσω της αναζήτησης «βέλτιστων διαδρομών» - βέλτιστων συνδυασμών μέσων μεταφοράς, ώστε με αυτό τον τρόπο να επιτευχθεί μείωση στα κόστη λειτουργίας των οχημάτων και του χρόνου απόκρισης. Η εργασία αυτή, έχει ως στόχο αφενός μεν να μας εντάξει στον κόσμο των City Logistics, δηλαδή τον κλάδο των Logistics που συγκεκριμένα εστιάζει στην μεταφορά φορτίων μέσα σε αστικές περιοχές, αφετέρου δε, να υποδείξει τρόπους υπολογισμού της βέλτιστης διαδρομής. Θα παρουσιαστούν βασικές έννοιες των City Logistics, καθώς και τα σχετικά μοντέλα που αντανακλούν στο σχεδιασμό βέλτιστων διαδρομών ανάμεσα σε διάφορα σημεία μιας πόλης. Σαν εφαρμογή του μοντέλου TSP (Traveling Salesman Problem) επιλέχθηκε η λειτουργία της εταιρίας ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε., ώστε να διανέμει αποτελεσματικότερα τα προϊόντα της ανάμεσα σε 9 διαφορετικά Σούπερ Μάρκετ στην πόλη του Ηρακλείου Κρήτης, όπου και εδρεύει. Συγκεκριμένα θα βρεθεί η βέλτιστη διαδρομή ανάμεσα σε 10 σημεία της πόλης και θα υπολογιστούν τα διάφορα περιβαλλοντικά αντίκτυπα της, όπως οι εκπομπές CO 2 και το επίπεδο θορύβου που προκαλείται. Για το σκοπό αυτό, συλλέχθηκαν πρωτογενή στοιχεία, όπως οι αποστάσεις μεταξύ των σημείων ενδιαφέροντος μας, σε μονάδες απόστασης (km) και χρόνου (min.), με τα οποία συντάθηκε μια συνάρτηση μέσα από την οποία βρίσκεται η βέλτιστη διαδρομή που πρέπει να ακολουθηθεί από το φορτηγό της εταιρίας, ώστε να γίνουν vii

8 οι μεταφορές της σε λιγότερο χρόνο και πιο αποτελεσματικά. Επίσης μελετώντας την κυκλοφοριακή κίνηση στην κοντινότερη προς την εταιρία κατοικημένη περιοχή (Αλικαρνασσός) και συλλέγοντας επιπλέον στοιχεία, όπως ο αριθμός και ο τύπος των οχημάτων που διέρχονται κατά μέσο όρο από την κεντρική της οδό, υπολογίζεται το μέσο επίπεδο του θορύβου που παράγεται από την κυκλοφορία των οχημάτων στην περιοχή αυτή. Έτσι, προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα για το βαθμό που επηρεάζει η διέλευση ενός φορτηγού τα επίπεδα θορύβου μιας περιοχής άρα και το βιοτικό επίπεδο των κατοίκων της. Επίσης υπολογίζοντας συνολικά τις ποσότητες CO 2 που απορρέουν από τη βέλτιστη διαδρομή του φορτηγού, επισημαίνεται κατά πόσο επιβαρύνεται το περιβάλλον με επικίνδυνα αέρια. Με αυτό τον τρόπο παρουσιάζεται η σημαντικότητα και τα πλεονεκτήματα που μπορεί να προσφέρει η υιοθέτηση μεθόδων-τεχνικών City Logistics για μια εταιρία που ασχολείται με μεταφορές φορτίων, αφού μέσω αυτών μπορεί να γίνει εκτίμηση όχι μόνο για οικονομικούς, αλλά και για περιβαλλοντικούς παράγοντες, οι οποίοι αποκτούν όλο και περισσότερη βαρύτητα, σε ένα κόσμο συνεχώς πιο ανταγωνιστικό και πιο απαιτητικό. viii

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Υπάρχει μια αυξημένη τάση του κόσμου προς την αστικοποίηση, λόγω του ότι οι πόλεις, παρέχουν ελκυστικές ευκαιρίες για απασχόληση, μόρφωση κλπ. Η συγκέντρωση του πληθυσμού σε αστικές περιοχές, παρατηρείται συνήθως σε πιο βιομηχανοποιημένες και αναπτυσσόμενες χώρες. Όμως αυτή η τάση, οδηγεί στην εξάπλωση των αστικών περιοχών και σαν επακόλουθο δημιουργεί προβλήματα μεταφοράς φορτίων, λόγω έλλειψης πολιτικών logistics. Η αστική μεταφορά φορτίων, αντιμετωπίζει πολλά προβλήματα. Οι μεταφορείς των φορτίων αυτών, πρέπει να προσφέρουν υψηλά επίπεδα υπηρεσιών, διαμέσου ενός Just-In- Time συστήματος μεταφοράς, με όσο το δυνατόν λιγότερα κόστη (Brewer et al., 2001). Τα επίπεδα κυκλοφοριακής συμφόρησης στους αστικούς δρόμους αυξάνονται συνεχώς δυσκολεύοντας όλο και περισσότερο τις εμπορευματικές μεταφορές φορτίων και τα περιβαλλοντικά προβλήματα που πηγάζουν από αυτή, αποτελούν σοβαρό ζήτημα σε πολλές πόλεις. Τα μεγάλα φορτηγά, προκαλούν επιπλέον μόλυνση στην ατμόσφαιρα μιας πόλης, καθώς διοχετεύουν σε αυτή ΝΟ X (οξείδια του Αζώτου), CO 2 (διοξείδιο του άνθρακα) καθώς και άλλα αέρια. Η μείωση μορφών ενέργειας (πετρέλαιο) είναι επίσης ένα σημαντικό θέμα, όχι μόνο επειδή υπάρχουν περιορισμένες φυσικές προμήθειες, αλλά και γιατί πρέπει να γίνει προσπάθεια να μειωθεί η εκπομπή CO 2, για να περιοριστεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου (Leonardi and Baumgartner, 2004). Άρα πρέπει να βρεθούν τρόποι και μέθοδοι που θα βελτιστοποιούν τις μεταφορές φορτίων σε μία πόλη, ώστε να ελαχιστοποιούνται τα κόστη από τις επιχειρήσεις που μεταφέρουν φορτία και να περιορίζουν τα αντίκτυπα που έχουν αυτές στον περιβάλλον. Ένας τρόπος είναι να υπολογίζονται πάντα οι βέλτιστες διαδρομές 1

10 μέσα σε ένα σύστημα, ώστε να ελαχιστοποιούνται περιττές κινήσεις φορτηγών σε μία πόλη, οι οποίες θα επιβάρυναν το οδικό της δίκτυο, καθώς και θα κόστιζαν περιττά έξοδα στις ίδιες τις επιχειρήσεις. Αυτό είναι ένα κομμάτι που πραγματεύονται τα City Logistics (Crainic et al., 2009; Taniguchi and Thomson, 2008; Zhi-Long and Raghavan, 2008). Στην παρούσα εργασία λοιπόν, θα γίνει αναφορά σε βασικές έννοιες και στοιχεία των City Logistics προκειμένου να δομηθεί το υπόβαθρο για να χρησιμοποιηθεί το μοντέλο TSP (Traveling Salesman Problem) που συγκεκριμένα θα εστιάσει στην εύρεση μιας βέλτιστης διαδρομής ανάμεσα σε 10 σημεία στην πόλη του Ηρακλείου Κρήτης (για λογαριασμό της ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε.) και να υπολογιστούν τα αντίκτυπα που θα έχει αυτή η διαδρομή στο περιβάλλον. Ο άμεσος στόχος της εργασίας αυτής είναι να παρουσιάσει βασικά κομμάτια των City Logistics και να βρει μια βέλτιστη λύση-διαδρομή καθώς και τα αντίκτυπα αυτής στο περιβάλλον, μέσω μαθηματικών μοντέλων που θα αναπτυχθούν και θα αναλυθούν στο κυρίως μέρος της, ώστε η ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε. να μπορεί να διανέμει τα προϊόντα της αποδοτικότερα και οικονομικότερα απ ότι έκανε μέχρι σήμερα, μέσα στην πόλη του Ηρακλείου Κρήτης, γνωρίζοντας και τις περιβαλλοντικές συνέπειες. Επιπλέον στόχος της εργασίας είναι να προβάλλει τη σημαντικότητά των City Logistics στο σύγχρονο κόσμο και να δώσει ερέθισμα για περαιτέρω αναζήτηση. Η παρούσα εργασία για τα City Logistics θα αναπτυχθεί σε 5 συνολικά κεφάλαια. Η διάρθρωση της εργασίας θα είναι η εξής : Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται βασικές έννοιες των City Logistics, με σκοπό να μας εντάξουν στον κόσμο μιας αλυσίδας μεταφορών και γενικά θα τονιστεί η σημασία των τεχνικών City Logistics μέσα σε ένα αστικό κέντρο. Στο Κεφάλαιο 3 θα γίνει αναφορά σε 2

11 διάφορα μαθηματικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται ως βάση στα City Logistics, θα γίνει επεξήγηση των όρων-παραμέτρων που εμπεριέχουν και θα οριστεί ο τρόπος με τον οποίο προέκυψαν. Στο Κεφάλαιο 4 εμπεριέχονται τα Μοντέλα Επιπτώσεων, τα οποία μας βοηθούν να προβλέψουμε τα αντίκτυπα (Κοινωνικά-Οικονομικά-Περιβαλλοντικά) που θα έχουν οι τακτικές που θα χρησιμοποιηθούν, για την πραγματοποίηση ενεργειών των Logistics. Τέλος, στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την εύρεση μιας βέλτιστης διαδρομής, για τη μεταφορά αγαθών ανάμεσα σε 10 σημεία μέσα στην πόλη του Ηρακλείου Κρήτης για λογαριασμό της εταιρίας ΚΡΕΤΑ ΧΑΡΤ Α.Ε.Β.Ε. και για τον υπολογισμό των αντίκτυπων που θα έχει μια τέτοια διαδρομή στο περιβάλλον της περιοχής και στις συνθήκες διαβίωσης των κατοίκων αυτής. Θα γίνει επίσης λεπτομερής αναφορά στον τρόπο συλλογής των απαραίτητων στοιχείων της έρευνάς μας και θα παρατεθούν τα αποτελέσματα μαζί με χρήσιμα συμπεράσματα και σχετικές υποδείξεις. 3

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 2.1 City Logistics Τα Logistics, όπως έχουν οριστεί από το Συμβούλιο Διαχείρισης Logistics, είναι το κομμάτι της εφοδιαστικής αλυσίδας, το οποίο σχεδιάζει, εφαρμόζει και ελέγχει τη ροή και την αποθήκευση των αγαθών, υπηρεσιών και σχετικών με αυτά πληροφοριών, από το σημείο προέλευσης ως και το σημείο κατανάλωσης, με τέτοιο τρόπο ώστε να συμβαδίζουν με τις ανάγκες του πελάτη (Τaniguchi et al., 1999). Όμως, τα City Logistics διαφέρουν από τα γενικά logistics, λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών και περιορισμών τους. Γι αυτό και σύμφωνα με τους Barcelo και Hanna (2005) «η μεταφορά φορτίων σε αστικές περιοχές και ειδικότερα οι ροές φορτίων που σχετίζονται με το να προμηθεύουν τις πόλεις (ή αλλιώς τα κέντρα των πόλεων) με αγαθά, αναφέρεται ως City Logistics». Τα City Logistics, μπορούν να διαιρεθούν σε πολλά στοιχεία, όπως η αποθήκευση, η μεταφορά και η διαχείριση. Διαφέρει από τα γενικά logistics, με την έννοια ότι δίνει έμφαση στην διανομή και την μεταφορά αγαθών από τους προμηθευτές/διανομείς, σε κεντρικά σημεία των πόλεων. Ο Taniguchi (2001) ορίζει τα City Logistics ως: «η μέθοδος για τη βελτιστοποίηση των διεργασιών logistics και μεταφορών από ιδιωτικές εταιρίες σε αστικές περιοχές, με το συνυπολογισμό του περιβάλλοντος, της κυκλοφοριακής συμφόρησης και της κατανάλωσης ενέργειας, διαμέσου ενός πλαισίου οικονομίας της αγοράς». 4

13 Μια μεγάλη αναλογία μεταφοράς προϊόντων-αγαθών, λαμβάνει χώρα μέσα στις πόλεις. Αυτό επισημαίνει τη σημαντικότητα της μεταφοράς αγαθών μέσα σε αστικές περιοχές. Υπάρχει υψηλό κόστος σε χρήμα και χρόνο, ως αποτέλεσμα αυτής της μετακίνησης των προϊόντων διαμέσου των πόλεων. Τα φορτηγά μεταφέρουν τα περισσότερα από τα αγαθά, μέσα στις ίδιες τις πόλεις και η οδική μεταφορά έχει γίνει πιο ακριβή λόγω της μείωσης του επιτρεπόμενου φορτίου. Αυτή η μείωση είναι αποτέλεσμα της τάσης να μεταφέρονται μικρότερα φορτία σε πιο συχνή βάση, για να καλύπτεται ένα μεγαλύτερο εύρος των αναγκών του πελάτη (Taniguchi and Thompson, 2004). Οι πόλεις, αντιμετωπίζουν τον παγκόσμιο ανταγωνισμό για επένδυση και εμπόριο, με ένα αποτελεσματικό σύστημα μεταφοράς ιδανικό για την επίτευξη οικονομικής ευημερίας. Έτσι λοιπόν, συστήματα logistics που είναι αποτελεσματικά και φιλικά προς το περιβάλλον, μπορούν να βοηθήσουν τις πόλεις να γίνουν πιο ανταγωνιστικές και να αναπτυχθούν οικονομικά. Επίσης, η συνεχής ανάπτυξη του ηλεκτρονικού εμπορίου, χρίζει τα City Logistics ακόμα πιο σημαντικά. Συγκεκριμένα, οι επιπτώσεις στα City Logistics από την ανάπτυξη του ηλεκτρονικού εμπορίου, τίθενται σε δύο σημεία (Visser and Lazendorf, 2004) : (α) Το ηλεκτρονικό εμπόριο αλλάζει τις διεργασίες των logistics, με το να δίνεται υψηλή προτεραιότητα στη ζήτηση των πελατών-καταναλωτών. (β) Οι ίδιες οι διεργασίες των logistics ενσωματώνουν το ηλεκτρονικό εμπόριο, για να εναρμονίσουν την προσφορά και τη ζήτηση για τη μεταφορά των αγαθών. Το ηλεκτρονικό εμπόριο δίνει μια καλή ευκαιρία για γρήγορο, εξατομικευμένο και direct εμπόριο, σε καταστάσεις B2B (Business To Business) και B2C (Business To 5

14 Consumer), σε χαμηλές τιμές. Ως αποτέλεσμα, οι παραγωγοί πρέπει να αλλάξουν τα συστήματα logistics τους, σε πιο γρήγορα και αξιόπιστα συστήματα με χαμηλότερα κόστη, για να εναρμονιστούν με το υψηλό επίπεδο της εξατομικευμένης ζήτησης των καταναλωτών. Γι αυτό, η εφαρμογή City Logistics θα γίνει απαραίτητη για να μειωθούν τα κόστη της γραμμής μεταφοράς και για βρεθούν λύσεις για κοινωνικά προβλήματα (Taniguchi and Thompson, 2006). Στην Ευρώπη, σύμφωνα με έρευνα του Von Baratta (2001), ένα ποσοστό πληθυσμού άνω του 75%, ζει σε αστικές περιοχές και ως συνέπεια αυτού, η βιομηχανική παραγωγή είναι επίσης συγκεντρωμένη σε αστικές περιοχές. Αυτό συνεπάγεται υψηλές δυνατότητες εκμετάλλευσης για τις εμπορευματικές μεταφορές. Επί του συνόλου της κυκλοφορίας στις αστικές περιοχές στην Ελλάδα, οι εμπορευματικές μεταφορές (φορτηγά > 3,5 τόνων) έχουν ένα μερίδιο της τάξεως του 11,1 % (Σύνδεσμος Ελλήνων Εισαγωγέων Αντιπροσώπων Αυτοκινήτων, 2007). Αν τα φορτηγάκια και τα αυτοκίνητα, τα οποία έχουν γίνει όλο και περισσότερο σημαντικά τα τελευταία χρόνια, συμπεριληφθούν στο παραπάνω μερίδιο, τότε το ποσοστό θα ήταν πολύ υψηλότερο. Προβλήματα που οφείλονται στις αστικές εμπορευματικές μεταφορές: Εξαιτίας της υψηλής πυκνότητας των αστικών κέντρων και των περιορισμένων πηγών (υποδομή, περιβαλλοντικές πηγές), οι αστικές εμπορευματικές μεταφορές, έχουν να αντιμετωπίσουν πολλές δυσκολίες. Επιπλέον της υψηλής πληθυσμιακής πυκνότητας και κατανάλωσης, υπάρχει και υψηλή πυκνότητα κτιρίων. Επομένως, η κυκλοφοριακή υποδομή είναι πολύ περιορισμένη 6

15 και οι δυνατότητες επέκτασης δεσμεύονται από την έλλειψη μη αξιοποιημένων περιοχών. Από την άλλη πλευρά η υπόγεια κατασκευή είναι πολύ ακριβή και μπορεί να επιτευχθεί μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις. Πέρα των εμποδίων εξαιτίας της κυκλοφοριακής υποδομής, οι περιβαλλοντικές πτυχές έχουν μεγάλη σημασία σε αστικές περιοχές. Σύμφωνα με τους Koriath και Thetrich (1998), στην αστική περιοχή της Βρέμης, Γερμανία (~ κάτοικοι) περισσότεροι από 500 τόνους καυσίμων καταναλώνονται καθημερινά (εμπορεύματα και επιβάτες) και αυτό οδηγεί στις παρακάτω εκπομπές ρύπων : Πίνακας 2.1 Εκπομπές ρύπων ανά ημέρα Μονοξείδιο του άνθρακα 34 τόνοι /ημέρα Αιωρούμενα Σωματίδια 0.16 τόνοι /ημέρα Οξείδια του αζώτου 18 τόνοι /ημέρα Μεθάνιο 8 τόνοι /ημέρα [Πηγή: Koriath και Thetrich] Το μερίδιο των εμπορευματικών μεταφορών στην κατανάλωση ενέργειας και στην μόλυνση είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο ποσοστό των χιλιομέτρων που καλύπτουν τα οχήματα. Μια επιπλέον περιβαλλοντική πτυχή επιβάρυνσης, είναι ο κυκλοφοριακός θόρυβος στις αστικές περιοχές. Παρά τα προβλήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω, το κέρδος για ολόκληρη την κοινωνία είναι μια συγκρουόμενη έννοια. Όσο αφορά την οικονομική ανταγωνιστικότητα της αστικής περιοχής, είναι πολύ σημαντικό δοθεί η εγγύηση μιας 7

16 ελεύθερης και φθηνής ανταλλαγής των αγαθών. Τα κέντρα των πόλεων, υποφέρουν σε σχέση με τα περιφερειακά εμπορικά κέντρα, εάν η παράδοση είναι ακριβή. 2.2 Η διαδικασία της εφοδιαστικής αλυσίδας Η διαδικασία της εφοδιαστικής περιγράφει την αλληλεπίδραση παραγωγής, κίνησης και αποθήκευσης. Μια τέτοια διαδικασία μπορεί να παρουσιαστεί σαν ένα δίκτυο. Τα αγαθά κινούνται μέσω του δικτύου. Δύο διαφορετικά στοιχεία ενός δικτύου απεικονίζουν τις κύριες λειτουργίες της διαδικασίας της εφοδιαστικής: Κεντροειδή Συνδέσεις Αποθήκευση Κίνηση Τα κεντροειδή μπορεί να έχουν διαφορετικές λειτουργίες, όπως : Παραγωγή: δηλαδή, η ποιοτική αλλαγή του αγαθού Διαχωρισμός: δηλαδή διαφορετικές μεταφορτώσεις καταναλωτές Αποθήκευση: δηλαδή, αγαθά που αποθηκεύονται μέχρι να ζητηθούν από τους Κατανάλωση: δηλαδή τα αγαθά καταναλίσκονται ή αλλάζουν ποιοτικά Απόρριψη: απομάκρυνση καταναλωμένων αγαθών. Οι διαδικασίες της εφοδιαστικής αλυσίδας, διαιρούνται σε τρεις τύπους : 1. Συστήματα ενός βήματος 8

17 Η ροή των αγαθών μεταξύ του σημείου προέλευσης και του σημείου προορισμού είναι άμεση. Το σύστημα έχει το πλεονέκτημα του ότι η ροή αγαθών μεταξύ σημείων προέλευσης και προορισμού είναι ενιαία. Έτσι, δεν απαιτείται επιπλέον κόστος αποθήκευσης και προώθησης των αγαθών. Σημείο Προέλευσης Σημείο Υποδοχής Σχεδιάγραμμα 1: Σύστημα Ροής Αγαθών ενός Βήματος [Πηγή: 2. Συστήματα πολλαπλών βημάτων Σε αυτή την περίπτωση, η ροή των αγαθών μεταξύ του σημείου προέλευσης και του σημείου Υποδοχής είναι έμμεση. Η ροή των αγαθών διακόπτεται τουλάχιστον για μια φορά. Σε αυτό το σημείο, διαδικασία διανομής ή ενοποίησης λαμβάνει χώρα. Διανομή: ελαχιστοποίηση των μεταφορικών μονάδων (εξαιτίας της περιορισμένης καταναλωτικής ζήτησης) Συγχώνευση: πολλές μικρές ροές αγαθών, ενοποιούνται σε μια μεγαλύτερη (ενοποίηση). 9

18 Σημείο διάσπασης Σημείο υποδοχής Σημείο διανομής Σημείο υποδοχής Σημείο συγχώνευσης Σημείο διανομής Σχεδιάγραμμα 2. Σύστημα Ροής Αγαθών πολλαπλών Βημάτων [Πηγή: 3. Συνδυασμένο σύστημα Το Συνδυασμένο σύστημα, αποτελεί μία μίξη Συστήματος ενός Βήματος και ενός Πολλαπλών Βημάτων, όπου περιγραφικά μπορούμε να το παρουσιάσουμε ως εξής: 10

19 Σημείο υποδοχής Σημείο διανομής Σχεδιάγραμμα 3. Συνδυασμένο Σύστημα Ροής Αγαθών [Πηγή: Σε ένα συνδυασμένο σύστημα, η ταυτόχρονη άμεση και έμμεση ροή αγαθών είναι δυνατή. Σε μεγάλες αποστάσεις η ροή αγαθών μπορεί να είναι για παράδειγμα πολύ αργή για να καλύψει εγκαίρως τις ανάγκες στο σημείο υποδοχής. Τα σημεία διανομής έχουν τον χαρακτήρα τοπικών αποθηκών. Συστήματα πολλαπλών βημάτων προτείνονται και από το γεγονός ότι τα οικονομικά της ροής αγαθών, εξαρτώνται άμεσα από τους φόρτους της ροής. Οργανωτικά λοιπόν, οι αλυσίδες μεταφορών μπορούν να δομηθούν με τον ακόλουθο τρόπο: 11

20 Προμηθευτής Τοπική μεταφορική εταιρία Διαμεταφορέας Ιδιωτική Μεταφορά Εταιρία μεγάλων αποστάσεων Διαμεταφορέας Τοπική μεταφορική εταιρία Παραλήπτης Σχεδιάγραμμα 4. Δομή της Αλυσίδας Μεταφορών [Πηγή: Οι ακόλουθες δύο σημαντικές διαδικασίες υπάρχουν στις εμπορευματικές μεταφορές: Άμεση μεταφορά από πόρτα σε πόρτα (door to door), με μονομερής διαδικασίες φόρτωσης και εκφόρτωσης, και Μεταφορά από κεντροειδή σε κεντροειδή, με ενοποιημένες διαδικασίες μεταφόρτωσης και διανομής στα κεντροειδή, οι οποίες εμπεριέχουν ενέργειες όπως η αποθήκευση και ο διαχωρισμός προϊόντων, πριν αυτά καταλήξουν στον προορισμό τους. Οι αλυσίδες μεταφορών μπορούν να αναπτυχθούν ως διαδικασίες ενός ή πολλαπλών βημάτων, και γίνονται κατανοητές σαν λειτουργίες πολλαπλών διαστάσεων. 12

21 Σε μια αλυσίδα μεταφορών Ενός Βήματος, μόνο ένα μέσο μεταφοράς απαιτείται μεταξύ προμηθευτή και παραλήπτη, ενώ σε μια αλυσίδα μεταφορών Πολλαπλών Βημάτων, αλλαγή μεταφορικού μέσου λαμβάνει χώρα μεταξύ προμηθευτή και παραλήπτη. Περιληπτικά, αυτό μπορούμε να το απεικονίσουμε με το Σχεδιάγραμμα 5 : Αλυσίδα Μεταφορών Αλυσίδα Μεταφορών ενός Βήματος Αλυσίδα Μεταφορών πολλαπλών βημάτων = αδιάσπαστη ροή αγαθών = απευθείας μεταφορά (χωρίς αλλαγή μεταφορικού μέσου) = διασπασμένη ροή αγαθών = συνδυασμένη μεταφορά (με αλλαγή μεταφορικού μέσου) Χωριστή χρέωση Συνδυασμένη μεταφορά Με αλλαγή της μεταφορικής μονάδας, συχνά με αποθήκευση. Διευκόλυνση της μεταφοράς με τη χρήση παλετών. Χωρίς αλλαγή της μεταφορικής μονάδας Συνοδευόμενη Μεταφορά (φόρτωση ολόκληρων οχημάτων ή μέρους αυτών) Μεταφορά εμπορευματοκιβωτίων κοντέινερς Σχεδιάγραμμα 5. Αναλυτική Δομή της Αλυσίδας Μεταφορών [Πηγή: 13

22 2.3 Ενδιαφερόμενα Μέρη (Stakeholders) Στην αστική μεταφορά φορτίων, υπάρχουν 4 ενδιαφερόμενα μέρη κλειδιά (Taniguchi and Tamagawa, 2005) : i) Οι Shippers (παραγωγοί, χονδρέμποροι και λιανοπωλητές) ii) iii) iv) οι Freight Carriers (μεταφορείς και αποθήκες) οι «Κάτοικοι» (όπου είναι και καταναλωτές), και οι «Διαχειριστές» (σε επίπεδο εθνικό, περιφερειακό ή πόλεως). Αναλυτικότερα: i) Shippers Οι Shippers, είναι οι πελάτες των Freight Carriers, οι οποίοι είτε στέλνουν αγαθά σε άλλες εταιρίες ή μεμονωμένα άτομα, είτε λαμβάνουν αγαθά από αυτούς. Οι Shippers γενικά τείνουν στο να μεγιστοποιήσουν τα επίπεδα των υπηρεσιών τους, τα οποία περιλαμβάνουν τα κόστη, το χρόνο για παραλαβή ή διανομή και την αξιοπιστία της μεταφοράς, καθώς και της «μεταφερόμενης» πληροφορίας. Ως στόχος των Shippers μπορεί να οριστεί η μεγιστοποίηση του κέρδους. Για να το επιτύχουν αυτό, πρέπει να μειώσουν το συνολικό κόστος (κόστος παραγωγής, logistics και κόστος ευκαιρίας), αλλά επίσης και να αυξήσουν τις πωλήσεις τους. ii) Freight Carriers Οι Freight Carriers, τυπικά αποσκοπούν στο να ελαχιστοποιήσουν τα κόστη που σχετίζονται με τη συλλογή και την παράδοση των αγαθών στους πελάτες, για να 14

23 μεγιστοποιήσουν τα κέρδη τους. Για να το επιτύχουν αυτό, πρέπει να μειώσουν το κόστος μεταφοράς, αλλά επίσης και να αυξήσουν τις πωλήσεις τους. Υπάρχει μεγάλη πίεση για την παροχή υψηλών επιπέδων υπηρεσιών στους πελάτες, με όσο το δυνατό λιγότερο κόστος. Κάτι τέτοιο είναι σημαντικό, ιδιαίτερα όταν έχει ζητηθεί από τους carriers να παραδώσουν την παραγγελία στους πελάτες μέσα σε συγκεκριμένο χρονικό πλαίσιο. Όμως οι carriers συνήθως αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην οργάνωση κίνησης των οχημάτων τους στους αστικούς δρόμους, λόγω κυκλοφοριακής συμφόρησης. Αυτό έχει οδηγήσει στο να μη γεμίζουν συνήθως τα φορτηγά και να μεταφέρονται μικρότερα φορτία. Επίσης τα φορτηγά πρέπει να περιμένουν στο σημείο συνάντησης με τον πελάτη, μέχρι αυτός να εμφανιστεί, εάν έχουν φτάσει νωρίτερα. iii) «Κάτοικοι» Οι «Κάτοικοι», είναι οι άνθρωποι που ζουν, εργάζονται και ψωνίζουν στην πόλη. Δεν είναι θετικοί στο να βλέπουν μεγάλα φορτηγά να κυκλοφορούν σε τοπικούς(μικρούς) δρόμους, έστω και αν αυτά τα φορτηγά μεταφέρουν αγαθά που είναι απαραίτητα γι αυτούς. Στόχος τους μπορεί να τεθεί η ελαχιστοποίηση της κυκλοφοριακής συμφόρησης, της ηχορύπανσης, της μόλυνσης της ατμόσφαιρας και των τροχαίων ατυχημάτων, κοντά στις περιοχές που μένουν και δραστηριοποιούνται. Μέσα στις εμπορικές ζώνες των αστικών περιοχών, οι λιανέμποροι θέλουν να λαμβάνουν τα αγαθά σε ώρες που τους βολεύουν. Αυτό έρχεται σε σύγκρουση με τα συμφέροντα των κατοίκων οι οποίοι επιζητούν ήσυχες και ασφαλείς συνθήκες στους τοπικούς δρόμους. 15

24 iv) «Διαχειριστές» Οι Διαχειριστές αντιπροσωπεύουν τις κυβερνητικές αρχές, όπου επιζητούν να ενισχύσουν την οικονομική ανάπτυξη της πόλης, καθώς και της ευκαιρίες για απασχόληση. Επίσης, στοχεύουν στο να μειώσουν την κυκλοφοριακή συμφόρηση, να βελτιώσουν το περιβάλλον και την οδική ασφάλεια μέσα στην πόλη. Πρέπει να έχουν ουδέτερο χαρακτήρα, γιατί παίζουν σημαντικό ρόλο στο να λύνουν τις όποιες διαφορές (συγκρούσεις συμφερόντων) υπάρχουν ανάμεσα στα υπόλοιπα ενδιαφερόμενα μέρη των αστικών μεταφορών φορτίων. Γι αυτό οι Διαχειριστές είναι αυτοί που πρέπει να συντονίζουν και να διευκολύνουν τις ενέργειες των City Logistics.Ακολουθούν τα Σχεδιαγράμματα 6 και 7, για μια απτή εμπέδωση της διαδραστικότητας ανάμεσα στα ενδιαφερόμενα μέρη (βλ. Σχεδιάγραμμα 6), της ροής πληροφοριών και άλλων βασικών παραγόντων, καθώς και των επιπτώσεων που συνεπάγονται (βλ. Σχεδιάγραμμα 7). Freight Carriers Χρέωση Καθυστέρηση Shippers Εφαρμογή μέτρων για City Εκπομπή ΝΟx Διαχειριστές Παράπονα Κάτοικοι Σχεδιάγραμμα 6. Διαδραστικότητα ανάμεσα στα ενδιαφερόμενα μέρη [Πηγή: Taniguchi and Tamagawa, 2005] 16

25 Impacts Περιβάλλον Ροή αγαθών, χρημάτων, πληροφορίας και Ροή πληροφορία Διαχειριστές Shippers Κάτοικοι Πόλη Carriers Σχεδιάγραμμα 7. Ροές και επιπτώσεις [Πηγή: Awasthi et al., 2006] 17

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ Η ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων των City Logistics, είναι απαραίτητη για να γίνει ο σχεδιασμός και η αξιολόγησή τους. Σε αυτό το Κεφάλαιο αναφέρεται το μοντέλο CILOSIM (City Logistics Simulation), το οποίο αποτελεί ουσιαστικά τον κοινό τρόπο προσέγγισης λύσεων και περιέχει τις παραμέτρους που λαμβάνονται υπόψη σε κάθε σχεδιασμό μοντέλων, για λογαριασμό των City Logistics. Στη συνέχεια παρατίθενται βασικά στοιχεία για τη διαδρομή οχημάτων μέσα σε μία μεταφορά και με βάση τα παραπάνω ορίζεται το TSP (Traveling Salesman Problem), μοντέλο για μεταφορά αγαθών, που θα χρησιμοποιηθεί για την εύρεση της βέλτιστης διαδρομής που επιζητείται, καθώς και το «μαθηματικό μονοπάτι» που χρησιμοποιήθηκε ως βάση για την εύρεση αυτής (Μαθηματικός Προγραμματισμός). Για να μπορέσει να γίνει η πρόβλεψη των αντίκτυπων που προκαλούν οι ενέργειες των City Logistics και για να πραγματοποιηθεί αργότερα και η αξιολόγηση, είναι απαραίτητη μια μοντελοποίηση. Τα μοντέλα αυτά πρέπει να περιγράφουν τη συμπεριφορά των ενδιαφερόμενων μερών, τα οποία αναμιγνύονται σε μια αστική μεταφορά φορτίων. Πρέπει επίσης να περιλαμβάνουν τις δραστηριότητες των freight carriers καθώς και τη φόρτωση/ ή το ξεφόρτωμα των αγαθών σε αποθήκες ή πελάτες. Τα μοντέλα πρέπει επίσης να περιγράφουν τη ροή κυκλοφορίας για τα freight vehicles και για τα κοινά αυτοκίνητα, στους αστικούς δρόμους. Επιπλέον, πρέπει να ποσοτικοποίησουν τις αλλαγές στα κόστη που αφορούν τις διεργασίες των logistics, την κυκλοφοριακή συμφόρηση, την εκπομπή 18

27 επικίνδυνων αερίων, την ηχορύπανση κ.τ.λ., μετά την ολοκλήρωση των διεργασιών των City Logistics. Η μοντελοποίηση των City Logistics συνιστά μια πρόκληση, αφού υπάρχουν πολλές πολύπλοκες διεργασίες των logistics για κάθε ενδιαφερόμενο μέρος, καθώς και πολλά διαφορετικά κριτήρια για την εκτίμηση των αντίκτυπων που αυτές έχουν. Επομένως, αυτός που είναι αρμόδιος για την υλοποίηση ενός μοντέλου, πρέπει να είναι πολύ προσεκτικός για το τι είδους διεργασίες των ενδιαφερόμενων μελών, πρέπει να ληφθούν υπόψη σε αυτό, καθώς και για το τι είδους κριτήρια αξιολόγησης θα θέσει. Επιπροσθέτως, η μοντελοποίηση των μεταφορών σε οδικά δίκτυα, είναι ένα σημαντικό στοιχείο των μοντέλων των City Logistics. Όμως τα freight vehicles, αποτελούν μόνο ένα κομμάτι της συνολικής κίνησης στα οδικά δίκτυα. Τα μοντέλα των City Logistics, οφείλουν να συνυπολογίζουν όχι μόνο τα freight vehicles, αλλά και τα κοινά οχήματα και να εστιάζουν όμως στο αντίκτυπο που προκαλούν τα freight vehicles (Taniguchi et al., 2001). 3.1 Το μοντέλο CILOSIM Το CILOSIM επιχειρεί ένα είδος μοντελοποίησης χωρισμένο σε δύο βήματα. Το αρχικό αφορά την αναπαράσταση του μοντέλου σε γενικό επίπεδο ενώ το δεύτερο σε λειτουργικούς-ρεαλιστικούς όρους. Το μοντέλο περιέχει context και state μεταβλητές. Οι πρώτες σχετίζονται με παραμέτρους όπως η οικονομία, οι κυκλοφοριακές υποδομές, οι περιβαλλοντικές-κοινωνικές επιπτώσεις κλπ, ενώ οι δεύτερες αναφέρονται στα μεταφορικά 19

28 μέσα, στα εμπορεύματα, στις πληροφορίες, στην αποδοτικότητα των μεταφορών κλπ. Επίσης, υπάρχουν επιδράσεις προερχόμενες από εξωγενείς παράγοντες όπως κυβερνητικές παρεμβάσεις, εμπορικές συνεργασίες κ.α. είναι : Το μοντέλο CILOSIM συμπυκνώνει τρία βασικά βοηθητικά υπο-μοντέλα, τα οποία 1) Μοντέλο κατανομής αγαθών στα αστικά εμπορευματικά μέσα. Λαμβάνοντας υπόψη διάφορες παραμέτρους όπως χωρητικότητα οχημάτων, συμβατότητα οχημάτων και σχήματος προϊόντων κ.α, και με παράλληλη χρήση αλγοριθμικών μεθόδων, μπορούν να εξαχθούν διάφορες προσεγγίσεις λύσεων για προβλήματα σε διαδικασίες φόρτωσης, σταθμών μεταφόρτωσης κλπ. 2) Μοντέλο διανομής εμπορευμάτων στα αστικά κέντρα. Μέσα από τον υπολογισμό και το συσχετισμό διαφόρων παραμέτρων, το μοντέλο αυτό καθορίζει τη συχνότητα των διαδρομών, το είδος τους, και γενικότερα τον τρόπο που αυτές σχεδιάζονται. Στο τελικό αποτέλεσμα έχουμε την λεγόμενη ακολουθία των city logistics αλλά και το καθορισμό των αστικών εμπορευματικών διαδρομών. Θετικό αντίκτυπο στην ακολουθία αυτή έχει ο υπολογισμός μεταβλητών όπως τοποθεσίες πλειοψηφίας πελατών, τοποθεσίες συσκευαστών, μεταφορέων κ.α. Αντιθέτως, παρουσιάζουν αρνητικό αντίκτυπο στο μοντέλο αυτό οι μεταβλητές που σχετίζονται με μεγέθη όπως οι περιορισμοί χρόνου, πρόσβασης, οι συνθήκες των οδικών δικτύων κλπ. 3) Μοντέλο αποτίμησης κοινωνικών και περιβαλλοντικών επιδράσεων. Οι μεν πρώτες εστιάζονται περισσότερο σε μεταβλητές όπως η κυκλοφοριακή κίνηση, τα προκαλούμενα ατυχήματα, το κυκλοφοριακό άγχος κ.α. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις 20

29 σχετίζονται με προβλήματα ηχορύπανσης, ατμοσφαιρικής ρύπανσης, αυξημένης φθοράς οδικών δικτύων κλπ. Οι επιδράσεις αυτές προκαλούνται κυρίως από τη διακίνηση αλλά και από την παραμονή των μεταφορικών μέσων μέσα στα αστικά κέντρα, κατά τις διαδικασίες εμπορευματικών διαδρομών. Στο Σχεδιάγραμμα 8 που παρατίθεται στην συνέχεια, παρουσιάζεται μια απεικόνιση των επιπτώσεων που φέρουν οι μετακινήσεις των αγαθών σε μία πόλη. 21

30 CO 2 + Μόλυνσ + Τύποι καυσίμων + + Σχήμα οχήματος Τύποι οχημάτων Μέγεθος οχήματος Ατυχήματα Κινούμενα οχήματα Κανονισμοί/ περιορισμοί Θόρυβος Κυκλοφοριακή συμφόρηση Μη κινούμενα οχήματα - - Προσπελασιμότητα Άδεια / μερικώς - + Φορτωμένα οχήματα Αποδοτικότητα μεταφοράς + Χρησιμότητα χωρητικότητας Σχεδιάγραμμα 8. Διάγραμμα αντίληψης επιπτώσεων των μετακινούμενων φορτίων[πηγή: Awasthi et al., 2006] 22

31 Μέσα από την εφαρμογή των μοντέλων αυτών (αλλά και άλλων φυσικά), τα συμμετέχοντα μέρη (stakeholders) των διαδικασιών city logistics λαμβάνουν αποφάσεις οι οποίες έχουν σα γενικό στόχο την ελαχιστοποίηση του κόστους μεταφορικών διαδρομών, κυρίως μέσα από τη μείωση του αριθμού αυτών. Οι αποφάσεις αυτές έχουν τέσσερις βασικές κατευθύνσεις, οι οποίες σχετίζονται με : Τη διαχείριση των πόρων μεταφοράς. Το σχεδιασμό εμπορικών συνδέσεων. Το προγραμματισμό των εμπορικών ροών (παραγωγή και διανομή) των προϊόντων. Τις στρατηγικές επιλογές των δομών των διαδικασιών logistics, όπως γεωγραφικές επιλογές εγκαταστάσεων, χωρητικότητες αποθηκών κλπ. 3.3 Διαδρομή των οχημάτων και Προγραμματισμός Οι διεργασίες διαδρομής των οχημάτων και προγραμματισμού αυτών, παρέχουν θεμελιώδεις τεχνικές για τη μοντελοποίηση των City Logistics. Τα σημαντικά χαρακτηριστικά των ενεργειών των φορτηγών στις αστικές περιοχές, είναι: i. Τα φορτηγά παραλαβής/παράδοσης κινούνται σε μια αλυσίδα, με το να επισκέπτονται ένα αριθμό από πελάτες. ii. Αρκετά φορτηγά παραλαβής/παράδοσης διαχειρίζονται ως ένα γκρουπ, από μια εταιρία. Έτσι, είναι πιθανό να μειωθεί ο αριθμός των απαιτούμενων φορτηγών. 23

32 iii. Κάθε πελάτης θέτει μια προθεσμία, στην οποία πρέπει να ανταποκριθούν τα φορτηγά παραλαβής/παράδοσης. Τα προβλήματα που προκύπτουν στις διαδρομές των οχημάτων και στον προγραμματισμό αυτών (VRP-Vehicle Routing Problems), εμπεριέχουν μια μέθοδο βελτιστοποίησης, που έχει να κάνει με την ανάθεση φορτηγών στους πελάτες, με τον καθορισμό της σειράς εξυπηρέτησης και με τις διαδρομές που θα ακολουθήσουν τα οχήματα. Οι βασικές πληροφορίες που χρειάζεται ένα VRP, είναι η τοποθεσία των πελατών, ο χρόνος που χρειάζεται ένα φορτηγό για να φτάσει εκεί, οι συνθήκες των οδικών δικτύων κλπ.. Επιπρόσθετα με αυτές τις βασικές πληροφορίες, δίνονται και άλλες πιο συγκεκριμένες για κάθε πελάτη, συμπεριλαμβανομένης της καθημερινής ζήτησης για μεταφερόμενα αγαθά και τις ορισμένες χρονικές προθεσμίες, ούτως ώστε να βρεθεί η βέλτιστη λύση για τη σειρά εξυπηρέτησης των πελατών και για το δρομολόγιο που θα ακολουθήσει κάθε όχημα. Με τη χρήση ηλεκτρονικών συστημάτων μπορεί να προσδιοριστεί ποσοτικά το VRP, με το να εκτιμηθούν τα συνολικά κόστη μεταφοράς, η απόσταση που θα πρέπει να διανύσει κάθε όχημα, ο χρόνος που απαιτείται για να ολοκληρωθεί η συναλλαγή και η ποσότητα φορτίου που μπορεί να μεταφέρει κάθε όχημα. Είναι λοιπόν ευνόητο, ότι η λύση ενός VRP γίνεται πολύ δύσκολη, όταν ο αριθμός των πελατών που πρέπει να εξυπηρετηθούν είναι μεγάλος. Γι αυτό εμπειρικές προσεγγίσεις είναι χρήσιμες, για να μπορέσουν να βρεθούν λύσεις (κοντά στις βέλτιστες), για πρακτικά προβλήματα τέτοιου είδους. 24

33 3.4 Traveling Salesman Problems (TSP) Τα TSP (Traveling Salesman Problems) είναι τα βασικά προβλήματα για τα VRP (Vehicle Routing Problems). Ένα TSP μπορεί να περιγραφεί ως εξής: Υπάρχουν n πόλεις(πελάτες) και το κόστος cij για τη μεταφορά από την πόλη i, στην πόλη j είναι γνωστός. Ένας πωλητής (salesman) ή καλύτερα ένα όχημα, ξεκινάει από την πόλη 0 (αποθήκη) για να επισκεφτεί κάθε πόλη ακριβώς μία φορά και έπειτα να γυρίσει ξανά στην πόλη 0 (αποθήκη). Το πρόβλημα έγκειται στο να βρεθεί η βέλτιστη διαδρομή (σειρά εξυπηρέτησης των πελατών), η οποία θα έχει και ελάχιστο κόστος. Ένα TSP μπορεί να δοθεί μαθηματικά ως εξής: n n Ελαχιστοποίηση του Z= C X (3.1) i=1 j=1 ij ij n Με περιορισμούς Xij = 1 για κάθε i N (3.2) j=1 n i=1 X ij = 1 για κάθε j N (3.3) ij ( S, S N) iîs jîn/s Z= X ³1 για κάθε S Ν (3.4) X ij {0,1} για κάθε i, j N (3.5) όπου, Z : συνολικό κόστος μεταφοράς C ij : κόστος μεταφοράς από την πόλη i, στην πόλη j 25

34 X ij : =1, εάν συμβαίνει η μεταφορά από την πόλη i, στην πόλη j =0, εάν δεν έχουμε μεταφορά Ν : οι αριθμοί των πόλεων = {1,2,3,,n} S : μη-μηδενικό υποσύνολο του Ν (καθώς και Ν) Η εξίσωση 3.2, μας δείχνει ότι υπάρχει μόνο μια διαδρομή από την πόλη i προς τις άλλες πόλεις. Η εξίσωση 3.3 μας δείχνει ότι υπάρχει μόνο μια διαδρομή για να φτάσεις στην πόλη j. Επίσης, η εξίσωση 3.4 μας δείχνει ότι η τελική διαδρομή, πρέπει να εμπεριέχει κάθε πόλη, μόνο μία φορά και να είναι συνεχείς. Η εξίσωση 3.4 μπορεί να αντικατασταθεί με την επόμενη: X ij S - 1 S N ( S 0, S N), 2 S n (3.6) i S j N/ S Οι εξισώσεις 3.4 και 3.6 δηλώνουν ότι δεν επιτρέπονται υπό-διαδρομές(δηλαδή να περάσει ένα φορτηγό από το ίδιο σημείο/πόλη παραπάνω από 1 φορά). Η διαδρομή που απεικονίζεται στο Σχεδιάγραμμα 9, δείχνει την «επίσκεψη» των φορτηγών σε 4 πόλεις, αλλά X =0 και έτσι η εξίσωση 3.4 δεν ισχύει. Αφού X = 2 και S -1= 1, i S j N/ S ij i S j S ij τότε επίσης και η 3.6 δεν ισχύει. 26

35 S N/S 1 : City Σχεδιάγραμμα 9. Υπο-διαδρομές που δεν επιτρέπονται σε ένα TSP [Πηγή: Taniguchi et al., 2001] Είναι πολύ δύσκολο να βρεθεί η βέλτιστη λύση του TSP όταν ο αριθμός των πόλεων είναι μεγάλος. Γιατί όταν έχουμε n πόλεις, οι υπολογισμοί που πρέπει να γίνουν για να βρεθεί η βέλτιστη λύση είναι n!(αφού ο αριθμός των δρομολογίων είναι (n-1)! και ο αριθμός των υπολογιζόμενων κοστών είναι n).εάν λοιπόν ο χρόνος που απαιτείται από έναν υπολογιστή για τη λύση ενός οποιοδήποτε απλού συστήματος είναι 10-8 δευτερόλεπτα, τότε για να λύσει ένα TSP θα χρειαστεί ( n!* 10-8 )δευτερόλεπτα. Π.χ. για n=12 θα χρειαστούν 4,79 δευτερόλεπτα, για n=16 58,1 ώρες και για n=18 θα χρειαστούν 2,03 χρόνια!!! 27

36 3.2 Μαθηματικός Προγραμματισμός Ο Μαθηματικός Προγραμματισμός, προσφέρει μια συνοπτική και ξεκάθαρη αποτύπωση του προβλήματος που πραγματεύεται ένα μοντέλο. Περικλείει την διατύπωση ενός μοντέλου, ώστε να αντιπροσωπεύει το σύστημα κάτω από ορισμένες συνθήκες. Η διατύπωση ενός μοντέλου περιλαμβάνει την αναγνώριση και τον καθορισμό 3 βασικών στοιχείων: I. Των βασικών μεταβλητών II. III. Των περιορισμών και Της αντικειμενικής συνάρτησης. Γενικά έχει την εξής μορφή: Καθόρισε την βέλτιστη τιμή για τις μεταβλητές Χj, για j=1,2,,n Μεγιστοποίησε την Χo= f(χ 1,Χ 2,,Χ n ) Με περιορισμούς gi(χ 1,Χ 2,,Χ n ) bi όπου i=1,..,m και Χj 0 για j= 1,,n Στα logistics, η αντικειμενική συνάρτηση συνήθως επιζητά την ελαχιστοποίηση του κόστους. Γενικά, υπάρχουν πολλά διαφορετικά κόστη που μπορούν να υπολογιστούν, όπως κόστος σε χρηματικές μονάδες, σε χρόνο, σε απόσταση, σε κάποιο αντίκτυπο κ.τ.λ.. Ένα 28

37 γενικευμένο κόστος παρέχει ένα μέτρο το οποίο συνδυάζει αυτά τα στοιχεία. Π.χ. ένα γενικευμένο κόστος για τη ζήτηση από τους freight μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: C =f + a V k k k k m m m m m όπου, k C m : συνολικό κόστος k f m : οι out-of-pocket χρεώσεις του προϊόντος k, για χρήση υπηρεσίας από τη ζώνη i στην ζώνη j k a m : ο συντελεστής του όρου m, για το προϊόν k k V m : επεξηγηματική μεταβλητή. Εκφράζει συνήθως το χρόνο που χρειάζεται για μετάβαση από τη ζώνη i στην ζώνη j, ή το χρόνο αναμονής των πελατών, είτε την πιθανότητα ζημίας ή απώλειας των αγαθών κατά τη μεταφορά. Τα επιμέρους κόστη που αφορούν μια μεταφορά αγαθών, σχετίζονται κυρίως με τα δρομολόγια, με τους τελικούς σταθμούς και με τα οχήματα που χρησιμοποιούνται. Τα ολικά κόστη μιας μεταφοράς αγαθών συντίθενται κυρίως από τα κόστη μεταφοράς και τα κόστη εγκαταστάσεων. Τα κόστη μεταφοράς εμπεριέχουν τα κόστη λειτουργίας των οχημάτων και τα μικτά κόστη αυτών. Όταν αναφερόμαστε στα κόστη λειτουργίας των οχημάτων, εννοούμε τα κόστη με βάση το σύνολο του χρόνου που απαιτείται για να γίνει μια συναλλαγή, καθώς και τα κόστη «ποινής» (penalty costs) όταν τα οχήματα φτάνουν νωρίτερα ή έπειτα από καθυστέρηση στους πελάτες. Τα μικτά κόστη περιλαμβάνουν διάφορα έξοδα που απαιτούνται να γίνουν στα οχήματα, τις πληρωμές των οδηγών, όπως επίσης τις ασφάλειες και τους φόρους. Τα κόστη εγκαταστάσεων συντίθενται από μικτά 29

38 κόστη και κόστη για την κατασκευή και τη συντήρηση αυτών των εγκαταστάσεων, κόστη εγκατάστασης και συντήρησης εξοπλισμού καθώς και τα κόστη για μεταφορές εντός των εγκαταστάσεων. (VRP-TW-F) 3.5 Διαδρομή των οχημάτων και Προγραμματισμός με χρονικά περιθώρια Ένα VRP-TW-F μπορεί να οριστεί ως εξής: Κάθε freight carrier έχει μία αποθήκη και ένα συγκεκριμένο αριθμό πελατών. Ένας στόλος από όμοια οχήματα συλλέγει τα αγαθά από τους πελάτες και τα μεταφέρει στην αποθήκη, ή αντίθετα τα μεταφέρει από την αποθήκη στους πελάτες. Επίσης κάθε πελάτης έχει θέσει δική του συγκεκριμένη χρονική προθεσμία. Για παράδειγμα, στην περίπτωση της συλλογής αγαθών, τα οχήματα φεύγουν από την αποθήκη και επισκέπτονται ένα υποσύνολο από τους πελάτες στη σειρά, για να παραλάβουν τα αγαθά και να γυρίσουν στην αποθήκη ώστε να τα ξεφορτώσουν. Ένα όχημα επιτρέπεται να κάνει πολλαπλές διαδρομές ανά μέρα. Για κάθε πελάτη πρέπει να ανατεθεί ακριβώς ένα δρομολόγιο και πρέπει μέσα σε αυτό να συλλεχθεί ολόκληρο το φορτίο των αγαθών, που είχε καθοριστεί από πριν. Το συνολικό βάρος των αγαθών για ένα δρομολόγιο, δεν πρέπει να ξεπερνά τη χωρητικότητα του οχήματος. Το πρόβλημα έγκειται στο να καθοριστεί ο βέλτιστος αριθμός οχημάτων που πρέπει να χρησιμοποιηθούν, ο χρόνος εκκίνησης αυτών, καθώς και η σειρά εξυπηρέτησης των πελατών για ένα freight carrier. 30

39 Το σχεδιάγραμμα 10, απεικονίζει ένα απλό παράδειγμα VRP. Εδώ, ο αριθμός των φορτηγών (m) είναι ίσος με 5 και οι πελάτες (n) είναι ίσοι με 8. Η βέλτιστη λύση για ένα freight carrier είναι να χρησιμοποιήσει 2 φορτηγά και να εξυπηρετήσει τους πελάτες με την σειρά που παρατηρείται στο Σχεδιάγραμμα 10. εκκίνηση κατάληξη φορτηγό 1 φορτηγό 2 αποθήκη : πελάτης Σχεδιάγραμμα 10. Ένα απλό παράδειγμα προβλήματος διαδρομής και προγραμματισμού (VRP) [Πηγή: Taniguchi et al., 2001] Γνωρίζουμε πως ο όρος Just-In-Time, τείνει να γίνεται όλο και πιο σημαντικός στις μεταφορές, αφού οι τυχόν καθυστερήσεις στις διανομές προκαλούν αλυσιδωτές αντιδράσεις στους διανομείς αλλά και στους παραλήπτες. Σε αυτή την ενότητα (VRP-TW-F,Vehicle Routing and scheduling Problem with Time Windows Forecasted), θα γίνει αναφορά στον προγραμματισμό της δρομολόγησης 31

40 των αγαθών, όταν έχουμε ως παράμετρο ένα συγκεκριμένο χρονικό περιθώριο. Το μοντέλο λοιπόν που θα παρουσιάσουμε, θα έχει ως στόχο να ελαχιστοποιήσει τα συνολικά κόστη που θα προκύψουν από μια διαδρομή και είναι της μορφής : m m m Ct (, X) = C δ ( x) + C ( t, x) + C (t, x) όπου, 0 f, l l l t, l l,0 l p, l l,0 l i= 1 i= 1 i= 1 (3.7) N l C ( t, x ) = c { T[ t, n( i), n( i+ 1)]+t } tl, l,0 l tl, lni, ( ) c,n(i+1) i= 0 (3.8) και N l C ( t, x) = [ c max{0, t ( t, x) t } + c max{0, t t ( t, x)}] a e s a pl, l,0 l dni, () lni, () l,0 l ni () eni, () ni () lni, () l,0 l i= 0 υπό τις παρακάτω προϋποθέσεις: 2 n 0 (3.9) m l= 1 N l = N n ni () X l D( n ) = W ( x ) W ( x ) W t t i l l l l c, l t s l,0 ' l,0 t e 32

41 όπου, N l l,0 = l,0 + lni, ( ) + + c, n( i 1). (3.10) i= 0 t' t { T( t, n( i), n( i 1) t + )} Ct (, ) 0 X : συνολικό κόστος (euro) t 0 : χρόνος αναχώρησης για όλα τα οχήματα από την αποθήκη t = { t l= 1, m} 0 l,0 Χ : σειρά που θα επισκεφθούν τους πελάτες, για όλα τα οχήματα X = { x l= 1, m l } x i : σειρά που θα επισκεφθεί τους πελάτες, το όχημα l x = { n() i i= 1, N } i n(i) : o i-πελάτης που θα έχει εξυπηρετηθεί από ένα όχημα l d(j) : ο αριθμός της αποθήκης (=0) Ν l : ο συνολικός αριθμός των πελατών που επισκέφτηκε το όχημα l n 0 : ο συνολικός αριθμός των d(j) για να πραγματοποιηθεί το x i m : ο μέγιστος αριθμός των διαθέσιμων οχημάτων c f,l : πάγιο κόστος για το όχημα l δ ( x ) : =1 εάν το όχημα l χρησιμοποιείται ήδη, l l =0 εάν το όχημα l δεν χρησιμοποιείται. C ( t, x ): λειτουργικά κόστη για το όχημα l ( ) tl, l,0 l C ( t, x ): κόστος ποινής για το όχημα l ( ) p, l l,0 l 33

42 c t, l : λειτουργικά κόστη ανά λεπτό για το όχημα l ( / min) t l, n(i) : ο χρόνος αναχώρησης του οχήματος l από τον πελάτη n(i) Tt ( lni, ( ), ( ), ( ni ni+1)) : μέσος χρόνος που χρειάζεται ένα όχημα l, για να πάει από τον πελάτη n(i) στον n(i+1) t cni, ( ) : χρόνος που χρειάζεται για φόρτωμα/ξεφόρτωμα στον πελάτη n(i) c dni, ( ) (t) : κόστος για καθυστέρηση ανά λεπτό, στον πελάτη n(i) ( /min) c eni, ( ) (t) : κόστος για νωρίτερη άφιξη (από αυτή που είχε προγραμματιστεί) ανά λεπτό, στον πελάτη n(i) ( /min) Ν : συνολικός αριθμός πελατών D(n(i )) : ζήτηση του πελάτη n(i) t ' l,0 : ο χρόνος που θα φτάσει το όχημα l, πίσω στην αποθήκη t s : η πιο γρήγορη χρονική στιγμή, στην οποία μπορούν να ξεκινήσουν οι διανομές t e : η πιο «αργή» χρονική στιγμή, στην οποία μπορούν να ξεκινήσουν οι διανομές W l (x l ) : το φορτίο του οχήματος l (kg) W c,l : χωρητικότητα του οχήματος l (kg) Η εξίσωση (3.7), αντιπροσωπεύει το συνολικό κόστος που θέλουμε να ελαχιστοποιήσουμε. Τα τρία αθροίσματα που βρίσκονται σε αυτή την εξίσωση, με τη σειρά που τα βλέπουμε, αναφέρονται στα σταθερά κόστη των φορτηγών, τα λειτουργικά κόστη των φορτηγών και τα κόστη για καθυστερημένη άφιξη- ή πιο νωρίς του προγραμματισμένου, αντίστοιχα. Παρατηρούμε ότι υπάρχουν 2 είδη κόστη για τα φορτηγά. 34

43 Το σταθερό κόστος, που είναι ανεξάρτητο από το χρόνο λειτουργίας του και το λειτουργικό κόστος, που ποικίλει ανάλογα με το χρόνο λειτουργίας. Το σταθερό κόστος συντελείται από τα έξοδα για τέλη κυκλοφορίας, τους φόρους, τις ασφάλειες κ.ά. Σε αντίθεση, το λειτουργικό κόστος περιλαμβάνει τα έξοδα για καύσιμα, προσωπικό, διόδια κλπ. Για τα κόστη που προκύπτουν από την καθυστερημένη άφιξη/ ή πιο νωρίς, του προγραμματισμένου παρουσιάζουμε την παρακάτω γραφική παράσταση : ΚΟΣΤΟΣ c eni, ( ) c dni, ( ) 0 ΧΡΟΝΟΣ t s t e Γράφημα 3.1: Τα κόστη σε σχέση με το χρόνο Το διάστημα t -t s n(i) e n(i) συμβολίζει το συνιστώμενο «παράθυρο» χρόνου, στον οποίο πρέπει να καταφθάσει ένα όχημα στον πελάτη του. 35

44 Αν φτάσει νωρίτερα από αυτό, τότε το κόστος της νωρίτερης άφιξης, θα ορίζεται ως το λειτουργικό κόστος που θα έχει το φορτηγό όσο περιμένει ( c eni, ( )). c dni, ( ). Αν το όχημα φτάσει αργότερα από το χρονικό σημείο t e, τότε τα κόστη εδώ ( ),μπορεί να οριστούν ως μια ακύρωση συμβολαίου, ή ακόμη και την «τοποθέτηση» της εταιρίας σε κατώτερη θέση προτίμησης για επόμενες συναλλαγές, απέναντι στους ανταγωνιστές τις. Να σημειωθεί πως το κόστος μιας πιθανής καθυστέρησης καθορίζεται κυρίως, από τους πελάτες (απαιτητικοί ή όχι), από το είδος των αγαθών που μεταφερόταν (π.χ. πολύτιμοι λίθοι) και από το πόσο επείγουσα ήταν μια μεταφορά. Εύλογα προκύπτει πως η δεύτερη περίπτωση είναι συγκριτικά πιο ζημιογόνος από την πρώτη, καθώς και από το γράφημα παρατηρούμε πως μετά το σημείο t e, η αύξηση του κόστους γίνεται με ταχύτερο ρυθμό απ ότι γινόταν πριν το σημείο t s. Οπότε, θα μπορούσαμε ίσως να πούμε πως η παροιμία «κάλλιο αργά παρά ποτέ», δεν έχει καμία θέση στον κόσμο των μεταφορών και σύμφωνα με τα όσα είδαμε παραπάνω, στην περίπτωσή μας θα μπορούσε να διαμορφωθεί ως: «κάλλιο νωρίτερα, παρά αργότερα!!». 36

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΜΟΝΤΕΛΑ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ 4.1 Ορισμός των «Μοντέλων Επιπτώσεων» Tα Impact Models (ή αλλιώς Μοντέλα Επιπτώσεων) ουσιαστικά είναι διάφορες συναρτήσεις, οι οποίες μας βοηθούν να προβλέψουμε τα αντίκτυπα που θα έχουν οι τακτικές που θα χρησιμοποιηθούν για την πραγματοποίηση ενεργειών των Logistics. Αυτά τα μοντέλα συνήθως χρησιμοποιούνται για να εκτιμήσουν ένα μεγάλο εύρος επιπτώσεων, όπως οι: (α) (β) Κοινωνικές : από την άμβλυνση της κυκλοφορίας και των πιθανών ατυχημάτων, Οικονομικές : λόγω των αλλαγών που θα προκύψουν σε λειτουργικά και πάγια έξοδα, (γ) Περιβαλλοντικές : όπως η εκπομπή CO 2 και ΝΟx, καθώς και τα επίπεδα θορύβου που θα παράγονται, (δ) άλλες Οικονομικές και πάλι επιπτώσεις σύμφωνα με τη μείωση κόστους προς διανομείς και μεταφορείς και (ε) επιπτώσεις στην κατανάλωση ενέργειας, βελτιστοποιώντας την ποσότητα απαιτούμενης ενέργειας. Παρακάτω θα παρατεθούν αναφορικά τα μοντέλα αυτά και θα παρουσιαστούν πιο αναλυτικά τα περιβαλλοντικά και τα Οικονομικά μοντέλα τα οποία θα χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων πάνω στην εργασία αυτή. 37

46 4.2 Κοινωνικά και Οικονομικά μοντέλα Ο όγκος των αγαθών που διακινούνται σε μια αγορά, είναι το άθροισμα των επιμέρους αγαθών που διακινούν ξεχωριστοί αποστολείς. Έτσι μπορούμε να πούμε πως επηρεάζονται από συγκεκριμένα inputs και outputs της κάθε διαδικασίας παραγωγής. Η ανάλυση των input-output, είναι μια μέθοδος που προσφέρει μια (i) αναπαράσταση της δομής των αστικών οικονομιών και επίσης μια (ii) πρόβλεψη του μεγέθους χρήσης αγαθών για κάθε βιομηχανία ή επιχείρηση ανάλογα με το μέγεθός της. Εκτιμά επίσης τη διαδραστικότητα που προκύπτει μεταξύ των βιομηχανιών, με το να προσδιορίζει τα αγαθά που χρειάζονται για την παραγωγή, καθώς και αυτά που παράγονται στο τέλος, μέσα από μια διαδικασία input-output. 4.3 Περιβαλλοντικά μοντέλα Τα περιβαλλοντικά μοντέλα μας βοηθούν να προβλέψουμε τα αντίκτυπα που θα έχει στο περιβάλλον η χρησιμοποίηση μεθόδων και τεχνικών City Logistics. Τα μοντέλα αυτά συνήθως μας δίνουν αποτελέσματα για να υπολογιστούν επιπτώσεις, όπως : (1) Ηχορύπανση (2) Δόνηση (είναι η επίπτωση που προκαλείται για παράδειγμα, από ένα φορτηγό όταν περνάει) και (3) Μόλυνση της ατμόσφαιρας (από ΝΟx, CO 2 κ.α.) 38

47 Όπως είναι εύλογο, το περιβάλλον αποτελεί πεδίο που χαίρει ιδιαίτερης προσοχής στις μέρες μας ακόμη και από τα City Logistics, καθώς η εκπομπή CO 2 προκαλεί το φαινόμενο του global warming. Όπως επίσης η ηχορύπανση, η δόνηση και οι εκπομπές ΝΟx επηρεάζουν άμεσα το τοπικό περιβάλλον στο οποίο ασκούνται. Η βαρύτητα λοιπόν που δίνεται σε θέματα περιβάλλοντος, μας δίνει το ερέθισμα να κοιτάξουμε πιο αναλυτικά αυτό το κομμάτι των επιπτώσεων Ηχορύπανση Υπάρχει ένα σύνολο από παράγοντες που επηρεάζουν τα επίπεδα θορύβου που προκαλούνται από την κυκλοφορία, δεδομένης μιας απόστασης από το δρόμο, όπως μας δείχνει η παρακάτω εξίσωση: L N=f(V,Q,a 2,l,a d) (4.1) όπου, LN : είναι το επίπεδο θορύβου V : μέση ταχύτητα των οχημάτων Q : ο όγκος κυκλοφορίας α 2 : η αναλογία των «μεγάλων» οχημάτων l : η απόσταση από το δρόμο ως το σημείο για το οποίο κάνουμε την πρόβλεψή μας α d : δείκτης της εξασθένισης των επιπτώσεων σε σχέση με την απόσταση. Το επίπεδο του θορύβου καθορίζεται από το επίπεδο έντασης του ήχου (γνωστό και ως ντεσιμπέλ,db), όπως βλέπουμε παρακάτω: 39

48 L =10log N 10 l l (4.2) o Όπου, l : η ένταση του ήχου lo = 10 W m. Ο όγκος των μεγάλων οχημάτων είναι σημαντικός παράγοντας, καθώς τα μεγάλα επαγγελματικά οχήματα παράγουν πολύ περισσότερο θόρυβο απ ότι τα μικρά επιβατικά. Ο δείκτης εξασθένισης αd, στην εξίσωση (4.1) εξαρτάται από τη δομή του δρόμου, τα πιθανά αναχώματα ή και υπερυψώματα από τσιμέντο. Για να προβλέψουμε λοιπόν τα επίπεδα θορύβου σε μια απόσταση l από το δρόμο, χρειάζεται να υπολογίσουμε τη μέση ταχύτητα που θα κινούνται τα οχήματα, τον όγκο της κυκλοφορίας καθώς και την αναλογία σε μεγάλα οχήματα που χρησιμοποιούν το δρόμο. Οι παρακάτω εξισώσεις μας δίνουν μια πιο πλήρη εικόνα για το βαθμό που επηρεάζει κάθε παράγοντας το επίπεδο θορύβου: l l L =L -8-20log l+10log (π tanh*2π )+a +a d d 50 w d l (4.3) L =87+0.2V+10log (a +10a ) W (4.4) Όπου, L50 : η μέση τιμή θορύβου που παράγεται από την κυκλοφορία των οχημάτων (σε db(a)) 40

49 Lw : μέση τιμή θορύβου που παράγεται από την κυκλοφορία ενός οχήματος (σε db(a)) V : μέση ταχύτητα των οχημάτων (km/h) α 1 : αναλογία των μικρών οχημάτων α 2 : αναλογία των μεγάλων οχημάτων (πρέπει α 1 + α 2 = 1) l : απόσταση μεταξύ της πηγής θορύβου και του σημείου που κάνουμε την πρόβλεψη (m) d : το μέσο μήκος της πορείας των οχημάτων (m) όπου V d=1000 Q. Q : ο μέσος όγκος κυκλοφορίας (όχημα / ώρα) α d : δείκτης της εξασθένισης του θορύβου σε σχέση με την απόσταση (db(a)) α l : δείκτης εξωγενών παραγόντων θορύβου (db(a)) Δόνηση Η δόνηση που απορρέει από την κυκλοφορία μεγάλων οχημάτων, προκαλεί σοβαρά προβλήματα σε κτίσματα που βρίσκονται πάνω σε σχετικά ασθενές έδαφος. Επιπλέον, η δόνηση του εδάφους μπορεί να επηρεάσει και την απόδοση μηχανημάτων υψηλής ακρίβειας. Η παρακάτω εξίσωση μας δείχνει τους παράγοντες που επηρεάζουν το φαινόμενο της δόνησης: 41

50 L ν =f(v,q,a 2,a σ,a r,a s,a l) (4.5) όπου, Lv : το επίπεδο δόνησης V : η μέση ταχύτητα των οχημάτων Q : ο όγκος της κυκλοφορίας α 2 : η αναλογία των μεγάλων οχημάτων α σ : δείκτης που φανερώνει το πόσο επίπεδη είναι η επιφάνεια του δρόμου α r : δείκτης της αντοχής του εδάφους α l : δείκτης της εξασθένισης της δόνησης σε σχέση με την απόσταση Το επίπεδο της δόνησης καθορίζεται από την επόμενη εξίσωση: a e L ν =20log 10 ( ) a (4.6) o όπου, α σ : αποτελεσματικό επίπεδο επιτάχυνσης (λαμβάνοντας υπόψιν την αντίδραση των κατοίκων για τη δόνηση που προκαλείται) α ο : σταθερά επιτάχυνσης = 10-5 m 2 sec. Τα επίπεδα δόνησης καθορίζονται κυρίως από το πόσο επίπεδος είναι ένας δρόμος. Εάν η επιφάνεια του οδοστρώματος είναι αρκετά λεία, τότε δεν θα υπάρχουν σοβαρά προβλήματα δόνησης στο έδαφος. Αντίθετα σε ένα σχετικά «ασθενές» έδαφος το οποίο αντιστοιχεί και 42