Geografiska perspektiv på transporter, del 1 Jerry Olsson Inst. för Ekonomi och Samhälle Avd. för kulturgeografi Tel:

Hur särskiljer sig (transport)geografi från andra ämnen? Den rumsliga analysen är central Relationen mellan platser/regioner/länder och de egenskaper/resurser dessa besitter – Vilka mönster, flöden och strukturer uppstår och förändras. – Istället för att fördjupa oss i en specifik del i en leveranskedja försöker geografer förklara logiken och drivkrafterna bakom dessa aktiviteter och handlande. – Istället för att förstå hur ett företag ska förhålla sig till ett handelshinder i ett visst land, försöker geografer förklara hur handelshindret påverkar handelsmönster, investeringar och aktiviteter. – Istället för att påvisa vilket lager som är det ’smartaste’ att använda utifrån ett företagsperspektiv, försöker geografer förstå vilka konsekvenser valet av lagerlokalisering får och hur kommer sig att ett lager ligger på en viss specifik plats.

Transportgeografi 1.Syftet med transporter 2.Transporter och rum (space) 3.Transportnätverkens geografi 4.Grafteori

Transportgeografi… …är förknippat med rumslig interaktion som; i)beskriver, ii)förklarar, iii)optimerar och iv)förutsäger/prognostiserar förflyttningar av gods/människor mellan platser sammankopplade genom transportnätverk. Inkluderar även det som påverkar (avregleringar) och uppstår från (trängsel) sådan interaktion.

Utvecklingen av USAs järnvägsnät

1. Syftet med transporter är att övervinna rummet (space), vilket i sig formas av mänskliga och fysiska restriktioner: avstånd, tid, administrativa indelningar, topografi etc. Tillsammans utgör dessa en förflyttningsfriktion, vilken endast delvis kan kringgås. – Att kringgå friktion är förbundet med kostnader, vilka varierar beroende på avståndets längd och godsets/varans egenskaper (vikt, värde etc.). – Om kostnaderna är för höga kan överföringen inte genomföras eller så är den ekonomiskt ohållbar. – Avstånd varefter en överföring inte är ekonomiskt försvarbar varierar beroende på transportmedel. Olika transportmedel har olika rumsliga villkor.

Rumsligt beaktande vid en förflyttning: samma tidenhet

Nyckelbegrepp transporter: volym, avstånd, friktion och insatser/resurser

Volym: de passagerare eller gods som ska forslas ett visst avstånd Friktion: svårigheten att flytta en viss volym ett visst avstånd. Insats/resurs: den mängd energi som krävs för att flytta en en viss volym ett visst avstånd. Dessa representerar ofta transportkostnaden: – Insats/resurs = f(volym, avstånd, friktion). – Mindre friktion kräver mindre insatser/resurser att flytta samma volym ett visst avstånd. Ett huvudsakligt mål för transporter är således att minska avståndsfriktionen: – Genom infrastruktur, kapacitet, teknologiska förbättringar, adm./handelsbarriärer.

Mer specifika syftet med transporter Att tillfredsställa efterfrågan på rörlighet då transporter endast kan existera om de flyttar runt gods, människor och information. – Utan detta har transporterna inget syfte, d.v.s. de kan inte existera helt ensamma: » människor reser inte och gods transporteras inte bara för resandets/transportens skull – Transporter kan inte heller lagras

Direkt och indirekt härledd efterfrågan Direkt: förflyttning som är ett direkt utfall av ekonomisk aktivitet, utan vilken den inte skulle äga rum. Transporten är således en direkt utkomst av produktions-/konsumtionsfunktioner. Indirekt: förflyttning som skapats p.g.a. andra förflyttningsbehov; bränsle till transporter försörjs av ett energiproduktionssystem, vilket kräver förflyttning från utvinningsplatsen till raffinaderier och sist till konsumtionsplatsen.

Avstånd Euclidean – Rak linje mellan två lokaliseringar vilken uttrycks som en geografisk enhet, t.ex. avstånd. Transportavstånd – Innefattar flera aktiviteter: lastning, avlastning, överföring. – Kostnad och tid är de geografiska enheterna varmed transportavstånd uttrycks. Logistiskt avstånd – Innefattar alla uppgifter som krävs för att en förflyttning ska kunna utföras. – Inkluderar flöden samt andra aktiviteter: orderbehandling, packning, sortering och lagring. – Kostnad och tid är centrala.

Euclidean, transport och logistiskt avstånd

Det geografiska läget, rumsliga flöden och mönster Transporterna strukturerar och organiserar rummet: – 1800-talet: Expandera räckvidden med nya transportinnovationer, samt skapa och konsolidera nationella marknader. – 1900-talet: Söka resvägar, prioritera transportmedel, öka befintliga nätverkets kapacitet och möta rörlighetsbehoven på en alltmer global nivå. – 2000-talet: Klara av ett alltmer globalt ekonomiskt system tillförlitligt och kostnadseffektivt, men också att klara av ökade trängsel- och kapacitetsproblem.

Sammanfattning: Transporter Möjliggör överbryggandet av avstånd och tillfredsställer efterfrågan på rörlighet. Länkar samman regioner/platser och därmed förflyttning av varor, människor och spridning av idéer. Påverkar lokalisering av produktion, marknader, terminaler etc. Överbryggandet försvåras av avståndsfriktionen. Efterfrågan på transporter är härledd ur andra aktiviteter.

Transportgeografins roll: att förstå de rumsliga relationerna som produceras av transportsystemet 3 grundläggande faktorer som är relevanta inom transportgeografin: – Läge/plats: Alla aktiviteter har ett läge/plats med egna egenskaper. Ger en viss potential gällande tillgång och/eller efterfrågan på resurser, produkter, tjänster el. arbetskraft. Läget bestämmer förflyttningens karaktär, ursprung, destination och avstånd. – Komplementaritet: Utbyte av resurser/varor/människor/info. Vissa platser har överskott medan andra underskott. Jämvikt uppnås genom förflyttning mellan dessa platser. – Skala/nivå: Förflyttningar genererade genom komplementaritet sker på olika nivåer (lokalt till globalt), beroende på aktiviteter. – Pendlingsresor sker ofta på lokal eller regional nivå. – Stora företags distributionssystem täcker ofta flera regioner i världen.

Komplementaritet (faktisk efterfrågan)

2. Transporter och rum (space) Fysiska restriktioner i rummet: – påverkar vilket transportmedel som kan användas, transporttjänstens omfattning, kostnader, kapacitet och tillförlitlighet. – Topografi: Väg/järnväg byggs där det är minst fysisk motstånd. Vattentransporter påverkas av vattendjup och andra hinder (rev). Flyget kräver flygfält för start/landning. Topografin kan delvis tvinga fram en naturlig sammanstrålning av rutter vilka skapar centralitet (handelscenter uppstår). – Hydrologi: Vattnets egenskaper, fördelning, cirkulation. Sjöfart påverkas av tillgång på navigerbara rutter (flod/sjö/hav). Hamnlokalisering är beroende av fysiska egenskaper som ger skydd. – Klimat: Temperatur/vind/nederbörd. Kostnaden för flyget påverkas av vindstyrkan. I medvind kan flygtiden kortas flera timmar på en interkontinental flygresa.

Absoluta och relativa förflyttningsbarriärer

Absoluta förflyttningsbarriärer: – Geografiska egenskaper som fullständigt förhindrar en förflyttning. – Måste kringgås eller överbryggas med hjälp av speciell infrastruktur. – Floder är absoluta barriärer för landtransporter. Kan överbryggas av broar eller tunnlar. – Sjöar är absoluta barriärer som kan överbryggas om en hamn och tillhörande sjöfartstjänster tillhandahålls. – Land är en absolut barriär för vattentransporter. Kan överbryggas med hjälp av kanaler. Relativa förflyttningsbarriärer: – Topografi påverkar landtransporter där rutten följer den väg som har minst friktion (slättland, dalar, rullstensåsar).

Land Vatten Land A MN B O Trp. kostnad land: 1.5 $/mile Trp. kostnad sjö: 0.75 $/mile Rutt ANB Rak linje Land (20), sjö (20) Trpkostnad: 45 $ Rutt AMB Längst/mest över sjö Land (10), sjö (30) Trpkostnad: 37.5 $ Rutt AOB Kompromiss Land (15), sjö (25) Trpkostnad: $

Site: en specifik plats geografiska egenskaper. Situation: platsens relationer i förhållande till andra platser. Alla platser är relativa i förhållande till varandra, men situationen är inte konstant. Utveckling inom transportsektorn förändrar tillgängligheten, och därmed relationen mellan platser. En plats utveckling reflekterar de sammantagna relationerna mellan transportinfrastruktur, ekonomisk aktivitet och den byggda miljön. Transporter och den rumsliga strukturen: site och situation

Faktorer som formar den rumsliga strukturen – Kostnader: Rumslig fördelning av aktiviteter är relaterad till avstånd (dess friktion). Lokaliseringsbeslut tas för att minimera kostnader, ofta relaterad till transporter. – Tillgänglighet: Alla platser har en viss tillgänglighetsnivå, men vissa är mer tillgängliga. Alltså, vissa platser anses mer värdefulla än andra. – Agglomeration: Aktiviteter tenderar lokalisera på samma plats för att dra fördel av en viss plats värde. Desto mer värdefull, desto större sannolikhet för agglomeration.

Markränta 1 km 10 km 5 km

Markränta – von Thunen

Omvandling av den rumsliga strukturen

Många nätverks rumsliga struktur har inte förändrats Trots innovationer senaste 200 åren har nätverkens rumsliga strukturen inte förändrats mycket. Många av dagens nätverk har ärvts. Den rumsliga strukturens tröghet förklaras med hjälp av: – Fysiska egenskaper: Även om naturliga förhållanden kan modifieras är dom svåra att bortse ifrån, främst landtransporter (se Hallandsåsen). – Många nätverk följer redan den enklaste vägen (lägst kostnad). – Historia: Ny infrastruktur förstärker gamla handelsmönster, generellt (främst regionalt). – Dagens franska motorvägar följer de som byggdes i början av 1900-talet, vilket i sig följde de vägar som Romarna byggde. – Även markanvändningen är styrande (t.ex. naturområden).

Men förändringar i den rumsliga strukturen sker Trots fysiska/historiska förhållanden, ny transportteknologi och ökad kapacitet förändrar existerande nätverk: – Containers, jumbojets, IKT skapar nya transportförutsättningar och en ny rumslig struktur. Global interaktion intensifieras och förändrar platsers relativa läge. Två processer: – Specialisering: Länkade platser kan specialisera sig där de har fördel(ar) och importera det som inte producerar. Effektiva transportsystem resulterar ofta till hög regional specialisering. Globala produktionssystem understryker processen: om besparingar i produktionskostnader överstiger transportkostnaderna fortsätter detta. – Segregation: En plats situation förstärks på bekostnad av en annan, främst genom skalekonomier.

Transportnätverk och geografisk specialisering 5 platser i ett nätverk (1 hubb, 5 feederplatser). Utan handel måste respektive plats producera det dom behöver. Här är hubben en plats liknande de andra men bättre länkad. Med handel ökar specialiseringen. Resp. perifer plats kan specialisera sig på att producera 1 vara och importera resten. Hubben specialiserar sig på att handla med varor som produceras i de 4 feederplatserna.

Relativa (inte absoluta) avstånd krymper över tid då kostnader och tid för att överbrygga avstånd minskar kontinuerligt

Rum/tidrelationer (space/time convergence) Hur mycket rum kan överbryggas med en given tidsenhet? När relationen tid/rum innebär snabbare/billigare tillgång mellan platser uppstår space/time convergence: det rum som kan överbryggas med en given tidsenhet ökar. Relationen möjliggör ökad exploatering av resurser/arbetskraft på den globala marknaden. Ökad integration av regioner i den globala handeln. Fem centrala faktorer i processen: – Hastighet (snabbare transportmedel) – Skalekonomi – Expanderad transportinfrastruktur – Effektivare transportterminaler – Transporter ersätts av IKT

Hastighetsutveckling för olika transportslag Häst & vagn Segelfartyg Jetflygplan Propellerplan Bil Containerfartyg Höghastighetståg Tåg Fraktfartyg

Antal dagar som krävs för att resa ett varv runt jorden 1850–2000

Utfall space/time convergence Ökad tillgänglighet Ökad mobilitet Ökad produktion och handel Koncentration och utspridning på samma gång Stora geografiska skillnader – Koncentration till stora och viktiga noder/hubbar (städer, hamnar, flygplatser) och länkar (järnväg, väg)

Länder som är ’landlocked’ i utvcklingsländer (Globala Syd)

3. Transportnätverk Primära syften med att konstruera transportnätverk: – Tillhandahålla en fysisk bas för transportsystemet. – Vara en del i regional tillväxt. – Gemensamt mål: tillhandahålla god tillgänglighet. Rumslig organisation och fördelning av mänskliga aktiviteter influeras av transportsystemet och det fysiska nätverket, speciellt i teorier som baseras på tillgänglighet. – Nätverkets utformning sätter gränser för logistikens manöverutrymmen: vad kan utföras inom befintliga system/nätverk?

Nätverkets tillgänglighet byggs upp av olika attribut A)Antalet länkar (väg, järnväg etc.) och noder (hamn, flygplats, region, stad etc.). B)Konnektivitet/kopplingar: antalet länkar en nod är kopplad till. C)Kapacitet: hur många fordon kan framföras på ett [väg]avsnitt med optimal hastighet på samma gång? D)Bärighet: maximalt tillåten vikt för det tyngsta fordonet när det är fullastat på en speceill väg eller vägavsnitt (bro). E)Framkomlighet: möjligheten att använda vägen under hela året.

Nätverksorienterad definition av tillgänglighet (topologisk tillgänglighet) På en nivå relaterad till kopplingar, det antal länkar som måste överbryggas från en nod för att nå andra noder. På en annan nivå till de antal platser där nätverket kan nås (på-/avfarter), vilket varierar med vägtyp (grus– till motorväg).

Vanföreställningar gällande transporter: tillträde vs. tillgänglighet och avstånd vs. tid Tillträde är inte lika med tillgänglighet. Avstånd är inte lika med tid.

2 extrema målsättningar vid byggandet av nätverk Målsättning I: att bygga nätverket så billigt som möjligt – ’The least-cost-to-build motive’ – Glest nätverk Målsättning II: att hålla kostnaden för användarna så låg som möjligt – ’The least-cost-to-user motive’ – Fullständigt kopplat nätverk – Antalet användare, och därmed användaravgifter, kan öka

’Least-cost-to-use’’Least-cost-to-build’

x y Längdkostnad = 10 Intäkter = 20 Nettovinst = 10 Längdkostnad = 10.8 Intäkter = 28 Nettovinst = 17.2 Längdkostnad = 12.3 Intäkter = 32 Nettovinst = 19.7 Längdkostnad = 14.9 Intäkter = 34 Nettovinst = 19.1

Situationen med höghastighetsjärnväg Före (A): Varje stad kopplad till järnvägen (långsammare) Efter(B): Endast tre städer kopplade till järnvägen (mycket snabbare) – Den tidigare järnvägen kan antingen stängas ner eller omformas till feederfunktion

Nätverkstrukturer: point–to–point och hub–and–spoke Point–to–pointnätverket innefattar 16 oberoende kopplingar (respektive koppling försörjs av fordon och infrastruktur). I hub–and–spokenätverket innefattar 8 kopplingar.

Hub–and–spokenätverk Starkt centripetal form (främst flyg). Rationaliserar små volymer genom ett begränsa antalet rutter. Om volymen ökar uppkommer direkta rutter. Passar användarnas preferenser. Fördelar: Skalekonomier – I länkarna. Hög servicefrekvens (4 leveranser per dag mellan respektive parförhållande istället för 1 leverans per dag i point-to-point). – I hubbarna. Effektiva distributionssystem då hubbarna kan hantera större trafikvolymer. – Använda faciliteter gemensamt (lager, kranar etc.). Lägre enhetspriser. Nackdelar: – Känsligt för störningar (förseningar i hubbarna) och omvägar (detours), vilket är ett resultat av att det finns få direkta kopplingar, koncentrerade miljöproblem.

Integrationsprocessers påverkan på nätverk och flöden Ojämlikheter mellan platser kan ofta mätas med antalet länkar mellan noder. Vissa platser i nätverket har högre tillgänglighet, ofta relaterat till bättre möjligheter. Integrationsen tenderar förändra ojämlikheten mellan regioner, främst genom att ändra strukturen och flödena i nätverket.

Nätverkens topologi Ett nätverks disposition och kopplingar = dess topologi. – Det fundamentala i en sådan struktur är nätverkets geometri och kopplingsnivån. Nätverk klassificeras i specifika kategorier beroende på olika topologiska attribut:

Nätverkstypologier Verkligt (t.ex. en vägatlas) och abstrakt (symboliserar bara noderna och flödena). Relativ lokalisering i förhållande till olika element i ett territorium (t.ex. längs en kustlinje). Orientering/riktning och omfattning (geografisk täckning eller marknadsområde). Antalet noder och länkar (uttrycker nätverkets komplexitet, struktur och egenskaper).

Modalt perspektiv (länkarna = en abstraktion av rutter, t.ex. väg, järnväg) och noder (en abstraktion av terminaler (hamnar, järnvägsstationer). Avstånd, vägtyp (motorväg, gata) och regler (hastighet, fordonsrestriktioner). Volym (antalet ton/timme) och riktning. Nätverkstypologier forts.

Vikt och kapacitet (skiljer sig mellan olika vägsegment). Hierarki (visar respektive nods vikt och hur de är rumsligt arrangerat). Mönster. Dynamiska förändringar (p.g.a. nya förutsättningar). Nätverkstypologier forts.

Nätverk och rumslig sammanhållning Nätverk A och B betjänar samma territorium, men båda har en viss nivå av icke-sammanhållning (främst A). Om en överföring mellan nätverken är möjlig (nätverk C) ökar den rumsliga sammanhållningsnivån. Det kräver intermodala noder.

Grafteori: hur nätverk kodas och dess egenskaper mäts Graf: en uppsättning noder (vertexes, v) kopplade med länkar (edges, e): G = (v, e) – Nod (vertex): terminal-/korsningspunkt i en graf (stad, vägkorsning, hamn etc.) – Länk (edge): länk mellan två noder. Länken har en riktning som vanligen representeras av en pil. När länken inte har någon pil antas det att länken har flöde åt båda hållen.

Grafrepresentation av ett verkligt nätverk Verkligt Graf

Graf forts. Grafen nedan har följande definition: – G = (v, e); v = (1, 2, 3, 4, 5); e = (1,2), (1,3) (2,2), (2,5), (4,2), (4,3), (4,5)

Graf forts. Sub-graf: – Om det globala transportsystemet inte ses som en helhet, är varje enskilt transportnätverk i teorin en sub-graf av en annan sub-graf. – En stads nätverk är en sub-graf av det regionala nätverket, vilket i sin tur är en sub-graf av det nationella nätverket. Krök (buckle): – En länk som både börjar och avslutar i samma nod.

Förbindelse/koppling (connection): – Är förflyttning mellan två noder är möjligt, oavsett riktning. – Genom att veta kopplingen är det möjligt att veta om en nod kan nås från en annan nod. Bana (path): – En serie länkar som man reser i samma riktning. – För att en bana ska existera mellan två noder så måste det vara möjligt att resa i en oavbruten sekvens. Fundamentalt för att mäta tillgänglighet och trafikflöden. I graf A finns 5 länkar (1,2), (2,1), (2,3), (3,4), (4,4) och 3 kopplingar (1-2), (2-3), (3-4). I graf B finns det en bana mellan 1-3, men i graf C finns det ingen bana mellan 1-3.

Index Omvägsindex (detour): – Mäter transportnätverkets effektivitet, d.v.s. hur bra avståndsfriktionen kan överbryggas. – DI = DT/DD. Det raka avståndet (DD) mellan 2 noder kan vara 40 km. men transportavståndet (DT, verkliga avståndet) är 50 km. Omvägsindexet blir således 0.8 (40/50). Nätverksdensitet: – Mäter antalet kilometer länkar (L) (t.ex. vägar) per yta (t.ex. Km2). – Desto högre densitet, desto mer är nätverket utvecklat. Eta index: – Genomsnittlig längd per länk. Om noder tillförs sjunker index då genomsnittlig längd per länk minskar. Theta index: – Mäter en nods funktion, vilket är lika med genomsnittlig trafikvolym per korsning. Desto högre theta, desto större belastning i nätverket.

Beta index Mäter kopplingsnivån i en graf. ß = e (länkar) delat med v (noder)

Transport- och kommunikationskostnadsindex 1920–2000

Nätverk och rum Den relation transportnätverk upprättar med rummet är relaterat till nätverkens – sammanhållning, – deras topografiska rum och – det rumsliga sammanhang de etablerar. Nätverk betjänar ett territorium genom att forma ett galler av noder och länkar. För att uppnå rumslig sammanhållning i nätverk är 3 egenskaper nödvändiga: – Konstant närvaro (ubiquity): Möjligheten att nå alla platser från en annan plats i nätverket. – Fraktionalisering (delbarhet): Möjligheten för en resenär el. en godsenhet att transporteras utan att behöva vara beroende av en grupp. – Ögonblicklighet (instantaneity): Möjligheten att utföra transporter vid önskad tid. Det finns en direkt relation mellan fraktionalisering och ögonblicklighet: desto mer fraktionaliserat ett nätverk är desto större möjlighet att utföra transporten vid den önskade tidpunkten.

Krets (cycle): – En kedja där den initiala terminalen och slutterminalen är densamma och vilken inte använder samma länk mer än en gång. Kretslopp (circuit): – En bana där den initiala terminalen och slutterminalen är densamma. Kretslopp där alla länkar reser i samma riktning. T.ex. distributionssystem där man försöker täcka så mycket yta som möjligt i en riktning.

De tre egenskaperna uppfylls aldrig full ut, vissa transportmedel uppfyller egenskaperna bättre: – Bilen är det mest flexibla och ubiquitous transportmedlet för passagerare, men har låg kapacitet och hög rumslig förbrukning och energikonsumtion. – Kollektivtrafik har mer begränsat rumsligt täckningsområde, kräver gruppförflyttning och följer tidtabeller, men är kostnads- och energieffektivt. – Godstransporterna rumsliga sammanhållning varierar: stora råmaterialvolymer som endast kan hanteras i ett begränsat antal hamnar till mycket flexibla paketförflyttningar. – Containers har stora fördelar: tillåter intermodala förflyttningar (ubiquitous), varje container är en lastenhet (fractionalization), enheter kan lastas på en lastbil när som helst och containerfartyg anländer till hamnar frekvent (instantaneity). Närverk och rum forts.