ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Α. ΣΤΑΘΟΠΟΥΛΟΣ, Μ. ΚΑΡΛΑΥΤΗΣ ΑΘΗΝΑ 2008
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Copyright 2008 Αντ. Σταθόπουλος, Ματθ. Καρλαύτης Α. Παπασωτηρίου & ΣΙΑ Ο.Ε. ISBN: 978-960-7182-05-0 Aποκλειστικότητα για την Ελληνική γλώσσα: Λεωφ. Κηφισού 46β 104 42 Αθήνα, 2008 Τηλ.: 210 3323306, 210 3323314 Fax: 210 3843254 http://www.papasotiriou.gr email: publish@papasotiriou.gr Υπεύθυνος έκδοσης: Παναγιώτης Ασωνίτης Επιμέλεια: Χαροκόπου Σοφία Σχεδιασμός εξωφύλλου: Response Advertasing ΕΠΕ Σελιδοποίηση: Κων/νος Καλαϊτζής Εκτύπωση: Π. Μπαλλίδης & ΣΙΑ Ο.Ε. Βιβλιοδεσία: Στάμου Κ. & ΣΙΑ Ο.Ε. Απαγορεύεται η ανατύπωση όλου του βιβλίου ή μέρους αυτού με οποιονδήποτε τρόπο χωρίς την έγγραφη άδεια του εκδότη.
Λίγα Λόγια για τους Συγγραφείς Ο Αντώνης Γ. Σταθόπουλος είναι Καθηγητής στον Τομέα Μεταφορών και Συγκοινωνιακής Υποδομής της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ και Διευθυντής του Εργαστηρίου Σιδηροδρομικής και Μεταφορών του ίδιου Τομέα. Σπούδασε Μαθηματικά στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Έλαβε MSc από τη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας και Επιστημών του Πανεπιστημίου του Manchester (UMIST) και διδακτορικό από τη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ. Έχει δημοσιεύσει 40 άρθρα και κεφάλαια βιβλίων σε έγκριτα διεθνή περιοδικά και εκδόσεις του εξωτερικού καθώς και πάνω από 100 εργασίες σε πρακτικά συνεδρίων. Το επιστημονικό του αντικείμενο εντοπίζεται στο σχεδιασμό των μεταφορικών συστημάτων και κυρίως στη βελτιστοποίηση των μεταφορικών δικτύων και στις μεθόδους προσομοίωσης. Έχει έντονο ερευνητικό έργο με συμμετοχή, ως επιστημονικός υπεύθυνος, σε πάνω από 30 διεθνή και ελληνικά ερευνητικά προγράμματα, το μεγαλύτερο μέρος από τα οποία είχαν σχέση με θέματα τεχνολογικής ανάπτυξης και πιλοτικής επίδειξης. Εκτός από τη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, διδάσκει στις Σχολές Αρχιτεκτόνων Μηχανικών ΕΜΠ και Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ΕΜΠ σε αντίστοιχα Διατμηματικά Μεταπτυχιακά Προγράμματα. Έχει επίσης διδάξει επί τριετία στο Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα των Τμημάτων Πολιτικών Μηχανικών και Αγρονόμων Τοπογράφων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του ΑΠΘ. Email: a.stath@transport.ntua.gr URL: http://www.civil.ntua.gr/labs/transport/ Ο Ματθαίος Γ. Καρλαύτης είναι Επίκουρος Καθηγητής στον Τομέα Μεταφορών και Συγκοινωνιακής Υποδομής της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ με βασικά αντικείμενα ενασχόλησης τον σχεδιασμό μεταφορικών συστημάτων, τη λειτουργία αστικών συγκοινωνιών και ανάλυση συγκοινωνιακών δεδομένων. Έχει δίπλωμα (BSCE και MSCE) Πολιτικού Μηχανικού του Πανεπιστημίου του Miami, Η.Π.Α. και διδακτορικό δίπλωμα Πολιτικού Μηχανικού του Πανεπιστημίου Purdue, Η.Π.Α.
Έχει δημοσιεύσει άρθρα σε έγκριτα διεθνή περιοδικά και σε πρακτικά συνεδρίων, κεφάλαια σε βιβλία καθώς και το βιβλίο Statistical and Econometric Methods for Transportation Data Analysis. Το 2005 του απονεμήθηκε από την ASCE (American Society of Civil Engineers) το διεθνές βραβείο «Walter L. Huber Civil Engineering Innovative Research Prize» για την έρευνά του σε πρωτοποριακές μεθόδους για τη λειτουργία συστημάτων αστικών συγκοινωνιών. Έχει εκτενή εμπειρία ως επιστημονικός υπεύθυνος και κύριος ερευνητής σε ερευνητικά προγράμματα της Ευρωπαϊκής Ένωσης και εγχώριων φορέων στα αντικείμενα των μεταφορικών συστημάτων και της διαχείρισης συγκοινωνιακών υποδομών. Email: mgk@central.ntua.gr URL: http://users.civil.ntua.gr/mgk
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 2. ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ - ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ...5 2.1 Χαρακτηριστικά του Συστήματος...5 2.2 Η Διαδικασία Σχεδιασμού 4 Βημάτων... 14 3. ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΗΣ ΖΗΤΗΣΗΣ...31 3.1 Εισαγωγή... 31 3.2 Ατομική και Συνολική Ζήτηση...32 3.3 Η Πρακτική Σημασία του Μεγέθους της Ζήτησης...33 3.4 Οικονομική Θεώρηση της Μεταφορικής Ζήτησης...34 3.5 Ένα απλό παράδειγμα...35 3.6 Φαινόμενα Αιχμής στη Ζήτηση για Μεταφορές...40 3.7 Ελαστικότητα της Ζήτησης... 41 3.8 Βασικά Στοιχεία Απεικόνισης Ανθρώπινης Συμπεριφοράς στις Μεταφορές...44 4. ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΡΟΣΦΟΡΑΣ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΗΣ ΥΠΟΔΟΜΗΣ...51 4.1 Η έννοια της προσφοράς και η σχέση της με το κόστος... 51 4.2 Βασικές Έννοιες Κόστους...52 4.3 Η σχέση προσφοράς και κόστους: ποιοτική ανάλυση...54 4.4 Οικονομικός Σχεδιασμός στα Μεταφορικά Συστήματα...59 4.5 Εκτίμηση Κόστους στα Μεταφορικά Συστήματα... 61 4.6 Χρονική Διάσταση του Κόστους...63 4.7 Οικονομική αποδοτικότητα συγκοινωνιακών συστημάτων...78
vi ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 5. ΕΞΙΣΟΡΡΟΠΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ...81 5.1 Εξισορρόπηση Προσφοράς-Ζήτησης... 81 5.2 Εξισορρόπηση Δικτύων (Ισορροπίες Wardrop και Nash)...84 5.3 Εύρεση της ισορροπίας του συστήματος...85 6. ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ & ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ...89 6.1 Γραμμική Παλινδρόμηση...89 6.2 Πιθανοτικά Μοντέλα Επιλογής... 106 6.3 Καταμερισμός της ζήτησης στο δίκτυο...123 7. ΣΥΛΛΟΓΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ & ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ...157 7.1 Μοντέλα στις Μεταφορές... 157 7.2 Ανάπτυξη Μοντέλων... 158 7.3 Τύποι Μοντέλων... 159 7.4 Δεδομένα... 160