3. Transportnätverk Primära syften med att konstruera transportnätverk: – Tillhandahålla en fysisk bas för transportsystemet. – Vara en del i regional.

En presentation över ämnet: "3. Transportnätverk Primära syften med att konstruera transportnätverk: – Tillhandahålla en fysisk bas för transportsystemet. – Vara en del i regional."— Presentationens avskrift:

1 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?

2 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.

3 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).

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

5 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-use motive’ – Fullständigt kopplat nätverk – Antalet användare, och därmed användaravgifter, kan öka

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

7 x y 10 3 6 1 2 11 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

8 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

9 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.

10 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.

11 Centrifugal och centripetal nätverk

12 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.

13 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:

14 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).

15 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.

16 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.

17 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.

18 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.

19 Grafrepresentation av ett verkligt nätverk Verkligt Graf

20 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)

21 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.

22 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.

23 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.

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

25 Transport- och kommunikationskostnadsindex 1920–2000

26 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.

27 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.

28 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.