O ZMR

Zintegrowany Model Ruchu (ZMR) to kompleksowe narzędzie przeznaczone do wsparcia planowania transportu (w tym zarządzania popytem i wsparcia zarządzania podażą) zarówno na poziomie strategicznym o zasięgu ogólnokrajowym, jak również na poziomie regionalnym i lokalnym.

Opracowany model bazowy na rok 2023 jest czterostopniowym modelem pasażerskim, uwzgledniającym ruch towarowy na drogach. Na podstawie skalibrowanego i zwalidowanego modelu bazowego, przy wykorzystaniu tych samych formuł matematycznych z prognostyczną siecią transportową oraz prognozą zmiennych objaśniających (np. ludność) opracowano modele prognostyczne na lata 2030, 2040 i 2050.

Podstawowym celem jest wsparcie ministerstw i innych instytucji, w tym spółek i organizacji, które świadczą usługi publiczne w sektorze transportu w zakresie:

– planowania

– podejmowania decyzji inwestycyjnych.

Wspomniane decyzje, gdzie jednym z narzędzi wspierających jest ZMR, zapewnią wiarygodną, dostępną, bezpieczną i komfortową infrastrukturę transportową, zaplanowaną na poziomie stymulującym rozwój gospodarczy kraju i pozwalający na redukcję kosztów zewnętrznych.

ZMR jest narzędziem wspierającym wypełnienie warunku podstawowego Komisji Europejskiej w zakresie finansowania inwestycji transportowych w perspektywie 2021-2027. Wśród tych warunków znalazło się m.in. określenie stanu obecnego i przyszłego planowanej infrastruktury transportowej opartej o analizę popytu i modelowanie ruchu.

Jednym z kluczowych celów ZMR jest stworzenie scenariuszy i wariantów prognostycznych, które uwzględnią docelowy stan sieci transportowej Polski w przyszłości.

Dzięki szerokiemu zastosowaniu modelu możliwe jest przeprowadzanie kompleksowych analiz m.in. w zakresie:

• optymalizacji procesu planowania strategicznego i wdrażania polityki transportowej,
• oceny przyszłych strategicznych planów transportowych w Polsce,
• analizy wariantowej opcji inwestycyjnych
• zarządzania aktywami dla właścicieli infrastruktury (podażą infrastruktury)
• korytarzowej oceny dużych projektów inwestycyjnych,
• emisyjności transportu.

Zintegrowany Model Ruchu, składa się z dwóch podstawowych elementów, czyli modelu popytu oraz modelu podaży. Model popytu odpowiada za ilość, rodzaj oraz kierunki podróży, a model podaży to odwzorowana sieć transportowa, po której poruszają się podróżni.

Model podaży – obejmuje istniejącą i planowaną sieć infrastruktury transportowej, w tym sieć drogową oraz sieć transportu publicznego (kolej i autobusy).

W ramach sieci drogowej uwzględniliśmy:

– autostrady,

– drogi ekspresowe,

– drogi krajowe,

– drogi wojewódzkie,

– drogi powiatowe

oraz wybrane drogi miejskie.

Parametryzacja sieci bazuje na danych typu Big Data z sondowania pojazdów, dzięki czemu możliwe jest lepsze odwzorowanie warunków ruchu, a w szczególności czasu przejazdu na poszczególnych odcinkach. Dodatkowo w modelu uwzględniono uproszczone kodowanie skrzyżowań w zależności od klas krzyżujących się dróg wraz z dodatkowym czasem jaki jest potrzebny na wykonanie danego manewru.

W ramach sieci transportu zbiorowego uwzględniliśmy:

– sieć kolejową wraz z prędkościami maksymalnymi dla ruchu pociągów pasażerskich,

– przystanki oraz stacje kolejowe,

– trasy połączeń kolejowych wraz z rozkładową częstotliwością kursowania pociągów w rozróżnieniu na: kolej premium , kolej międzyregionalną oraz kolej regionalną i aglomeracyjną

– zagregowane przystanki autobusowe dla każdej miejscowości w Polsce

– trasy połączeń autobusowych wraz z rozkładową częstotliwością kursowania rozróżnieniu na: autobusy dalekobieżne i mikrobusy.

Podejście do kodowania transportu zbiorowego w oparciu o częstotliwości kursowania umożliwia efektywne podejście do tworzenia scenariuszy prognostycznych w przyszłych horyzontach czasowych, w sytuacji braku wiedzy o dokładnych rozkładach jazdy wynikających z przyszłych inwestycji lub planów rozwoju siatki połączeń.

W modelu przyjęto podział na rejony komunikacyjne zgodne z podziałem kraju na gminy, a w przypadku miast powyżej 170 tys. mieszkańców podzielono je na mniejsze rejony w celu lepszego odwzorowania rozkładu ruchu na sieć.

Model popytu – bazuje na klasycznym podejściu czterostopniowym. Symulacja podróży odbywa się w następujących krokach:

• • Generacja podróży – w każdym rejonie komunikacyjnym określana jest produkcja czyli ile podróży odbywają wszyscy mieszkańcy danego rejonu oraz atrakcja czyli ile podróży przyjeżdża do każdego rejonu.
  • Rozkład przestrzenny – obliczana jest macierz przemieszczeń czyli ile podróży jest odbywanych pomiędzy każdą parą rejonów.
  • Podział zadań przewozowych – określane jest jaki udział podróży odbywa się danym środkiem transportu
  • Rozkład ruchu na sieć – określenie tras przejazdu pomiędzy wszystkimi parami rejonów uwzględniając dostępne środki transportu, czas przejazdu, odległość i koszt.

W celu jak najdokładniejszego odwzorowania zachowań komunikacyjnych podróżnych wprowadzono, w zależności od etapu, następujące segmenty:

• Motywacje podróży:
  • Obligatoryjne: Dom – Praca, Dom – Szkoła, Dom – Uczelnia.
  • Nieobligatoryjne: Dom – Biznes, Dom – Inne, Biznes niezwiązany z domem, Inne niezwiązane z domem.
• Grupy wiekowe: wiek przedprodukcyjny, wiek produkcyjny, wiek poprodukcyjny.
• Dostępność samochodu lub brak dostępności samochodu.
• Miejsce zamieszkania: Warszawa, miasto wojewódzkie, miasto na prawach powiatu, stolica powiatu, Miejski Obszar Funkcjonalny miast wojewódzkich, Miejski Obszar Funkcjonalny miast na prawach powiatu, pozostałe gminy miejskie/wiejskie/miejsko-wiejskie

Powyższa segmentacja pozwala lepiej odwzorować zróżnicowane zachowania transportowe, na przykład: inna jest ruchliwość mieszkańców miast wojewódzkich w podróżach biznesowych w porównaniu do mieszkańców gmin wiejskich poza obszarami funkcjonalnymi.

Na potrzeby Zintegrowanego Modelu Ruchu zaimplementowaliśmy funkcję kosztu zgeneralizowanego, który umożliwia sprawdzenie do wspólnego mianownika i uwzględnienie w jednej formule matematycznej głównych czynników jakimi kierują się podróżni podczas dokonywania poszczególnych wyborów. Dotyczy to wyboru środka transportu, kierunku podróży czy trasy przejazdu a czynniki o jakich mowa to:

– czas podróży (min),

– odległość (km),

– koszt (PLN).

Modele prognostyczne zawierają analogiczną do modelu bazowego strukturę obliczeniową – czyli pełną procedurę obliczeniową dla modelu popytu oraz rozkładu ruchu na sieć. Przy opracowywaniu prognoz uwzględniliśmy nie tylko zmiany infrastrukturalne wynikające z dokumentów planistycznych lecz również zmiany socjo-demograficzne jak starzejące się społeczeństwo lub prognozowany napływ cudzoziemców w związku z powiększającą się luką osób w wieku produkcyjnym.

Wspólnie z ekspertami opracowaliśmy prognozę zmiennych objaśniających do roku 2060 w trzech wariantach:

– pesymistyczny,

– realistyczny,

– optymistyczny.

Prognozowany stan sieci transportowej w poszczególnych horyzontach prognostycznych był konsultowany z głównymi interesariuszami infrastruktury transportowej uwzględniając założenia wieloletnich dokumentów sektorowych. W ramach przyjętych ogólnych założeń celem modelu jest odpowiednia reakcja na zmiany zachowań pasażerów, w tym w szczególności:

• zmian na sieci (nowa/zmodernizowana infrastruktura i wynikające z niej zmiany parametrów, usług transportu publicznego),
• zmian społeczno-gospodarczych.

Zintegrowany Model Ruchu dla obszaru kraju,  umożliwia zbudowanie własnego narzędzia dla analizowanego obszaru. Na przykład, gotowa jest struktura popytu wraz z sparametryzowaniem wszystkich funkcji dla poszczególnych etapów modelu 4 stopniowego. Bazowanie na ZMR po odpowiednim doszczegółowieniu i skalibrowaniu pozwala na opracowanie modeli regionalnych czy lokalnych.

Doszczegółowienie modelu krajowego powinno w szczególności polegać na:

• Uwzględnieniu w warstwie podaży i popytu specyfiki badanego obszaru;
• Doszczegółowieniu sieci transportowej, np. dodanie odcinków dróg niższych klas, które pełnią ważną rolę z punktu widzenia podróży wewnętrznych;
• Skalibrowaniu poszczególnych funkcji modelu, a następnie zwalidowanie otrzymanych wyników z dostępnymi pomiarami;

Na podstawie modelu bazowego należy zbudować modele prognostyczne zarówno w warstwie podaży jak i popytu.

W przypadku dostępu do własnego modelu, model krajowy ZMR jest bardzo dobrym zbiorem danych do analizy podróży zewnętrznych oraz do aktualizacji modelu regionalnego/lokalnego. Możliwe jest sprawdzenie spójności z ZMR np.: poprzez porównanie parametrów lub wyników dla stanu obecnego i okresów prognostycznych.