Σχεδιασμός Μεταφορών

Η εισαγωγική ενότητα περιλαμβάνει δύο διαλέξεις – υποενότητες:

1. Στην πρώτη περιγράφονται οι στόχοι, τα περιεχόμενα και η δομή του μαθήματος με τις διδακτικές ενότητες, ενώ γίνεται αναφορά στον τρόπο διδασκαλίας και εξέτασης του μαθήματος, τις υποχρεώσεις των φοιτητών κατά τη διάρκεια του εξαμήνου και στις εξετάσεις. Παρουσιάζεται και συμφωνείται αναλυτικό οργανόγραμμα μαθημάτων, ενώ εξηγούνται οι απαιτήσεις τόσο των ασκήσεων / εργασιών και του εξαμηνιαίου θέματος (εργασία) όσο και των εξετάσεων με αναφορά στην αναλυτική αξιολόγηση και βαθμολόγηση του κάθε αντικειμένου.
2. Η δεύτερη ενότητα είναι αφιερωμένη στην εισαγωγή σε βασικές έννοιες, ενώ παρουσιάζεται το πλαίσιο μελέτης έργων συγκοινωνιακής υποδομής, με ιδιαίτερη αναφορά στο σχεδιασμό και απεικόνιση του δικτύου και των χαρακτηριστικών του, αλλά και του καταμερισμού των μετακινήσεων μεταξύ των διαφόρων κυκλοφοριακών ζωνών αυτού. Επίσης γίνεται εισαγωγή στην έννοια και τα χαρακτηριστικά των συγκοινωνιακών μοντέλων, των χαρακτηριστικών και των παραμέτρων τους, ενώ επεξηγείται και ο τρόπος ανάπτυξης των αντίστοιχων μαθηματικών μοντέλων και των παραδοχών που ισχύουν. Κατόπιν, γίνεται παρουσίαση της κλασσικής προσέγγισης της προτυποποίησης του σχεδιασμού των μεταφορών, μέσω της αναλυτικής περιγραφής του κλασικού μοντέλου σχεδιασμού των μεταφορών (μοντέλο των 4 βημάτων), με σαφείς αναφορές στον καταμερισμό των μετακινήσεων ανά μεταφορικό μέσο και στο δίκτυο (ζώνες), αλλά και στη βαθμονόμηση των μοντέλων που χρησιμοποιούνται. Τέλος, μετά την πρόβλεψη των απαιτούμενων μεταβλητών ανά περίπτωση και το τρέξιμο (εφαρμογή) του μοντέλου, δίνεται σημασία και στον τρόπο αξιολόγησης των αποτελεσμάτων και επιπτώσεων.

Η ενότητα αυτή είναι αφιερωμένη στο οργανωτικό πλαίσιο και λειτουργία των μεταφορών στην Ελλάδα. Αφού γίνεται κατηγοριοποίηση των μεταφορών, αναλύεται το νομοθετικό πλαίσιο και αναφέρονται οι εμπλεκόμενοι φορείς και ο διακριτός ρόλος του καθενός από αυτούς, συμπεριλαμβανομένων και των συνεργασιών ή συνεργατικών σχημάτων μεταξύ τους. Εν συνεχεία, παρουσιάζεται η διαδικασία λήψης απόφασης και οι διαδικασίες που περιλαμβάνονται σε αυτή. Τέλος παρατίθεται μία σειρά παραδειγμάτων και μελετών περίπτωσης (case studies) για την καλύτερη αφομοίωση των παραπάνω λειτουργιών και διαδικασιών μέσα από την πραγματικότητα.

Η ενότητα αυτή εστιάζει περισσότερο στις πτυχές της πολιτικής των μεταφορών στην Ευρώπη με αναφορές στο Ευρωπαϊκό νομοθετικό και θεσμικό πλαίσιο, στις διευθύνσεις, τα όργανα και τους οργανισμούς της Ευρωπαϊκής Ένωσης στον τομέα των μεταφορών, καθώς και στον τρόπο διαμόρφωσης και άσκησης πολιτικών. Εν συνεχεία, γίνεται εκτενής αναφορά στο ολοκληρωμένο πλαίσιο και τις συμπεριλαμβανόμενες διαδικασίες κατά τη λήψη απόφασης. Τέλος, αναλύονται τα βήματα σχεδιασμού σε στρατηγικό, τακτικό και λειτουργικό επίπεδο, ενώ αναφέρεται και ο τρόπος και τα όργανα χρηματοδότησης των διαφόρων πολιτικών και δράσεων.

Η ενότητα αυτή περιλαμβάνει πληροφορίες όσον αφορά στη ζωνοποίηση μιας περιοχής μελέτης, την ανταλλαγή, καταγραφή και καταμέτρηση μετακινήσεων μεταξύ σημείων προέλευσης – προορισμού. Επιπλέον, περιγράφεται η διαδικασία με την οποία διεξάγονται οι αντίστοιχες έρευνες, ο σχεδιασμός και η κατάρτιση των σχετικών ερωτηματολογίων. Συγκεκριμένα, επισημαίνονται ο σκοπός των ερευνών, οι τυπικές απαιτήσεις, η διαδικασία διενέργειάς τους, οι χρονικές περίοδοι διεξαγωγής τους (ημέρες, ώρες, σημεία, έρευνες παρά την οδό, μέγεθος δείγματος που απαιτείται κτλ) και παρέχονται χρήσιμες πληροφορίες ως προς τι να προσεχθεί και τι πρέπει να αποφευχθεί. Τέλος, στο παράρτημα της ενότητας (4 annex), παρατίθενται σχετικά έγγραφα που χρησιμοποιούνται κατά τη διαδικασία συλλογής στοιχείων.

Η ενότητα αυτή, εκτός από την εισαγωγή στις βασικές έννοιες που σχετίζονται με τη δειγματοληψία (π.χ. δείγμα, πληθυσμός, τυπικό σφάλμα, διάστημα εμπιστοσύνης κτλ), αναφέρεται στην ανάλυση της τυπικής μοναδιαίας κατανομής και εστιάζει στη σύγκριση (ποσοστιαίων) αποτελεσμάτων δύο δειγματοληψιών. Επίσης, γίνεται αναφορά στον έλεγχο αξιοπιστία δειγμάτων και στο συντελεστή t-Student. Τέλος, περιγράφεται η γενική μεθοδολογία που ακολουθείται για τον υπολογισμό μεγέθους του δείγματος. Οι προαναφερθείσες έννοιες γίνονται καλύτερα αντιληπτές μέσα από την ανάλυση και το σχολιασμό πρακτικών εφαρμογών και ασκήσεων που παρατίθενται. Παράδειγμα δειγματοληψίας σε έρευνα νοικοκυριών παρατίθεται στο παράρτημα της ενότητας (5 annex).

Η ενότητα αυτή, αναφέρεται στην κατανομή των μετακινήσεων στο χώρο (π.χ. δίκτυο περιοχής μελέτης), εστιάζοντας στις αναλυτικές μεθόδους και σε μεθόδους συντελεστή ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένων ομοιόμορφου, μέσου και κατά Fratar, Detroit και Furness. Επίσης, γίνεται αναλυτική αναφορά στα μοντέλα βαρύτητας με παράθεση παραδειγμάτων στις πόλεις της Αθήνας και της Θεσσαλονίκης. Τέλος, περιγράφεται το μοντέλο ευκαιριών με παράθεση υποδειγμάτων ενδιάμεσων ευκαιριών (intervening opportunity models) και ανταγωνιζόμενων ευκαιριών (competing opportunity models). Επισημαίνεται ότι υποστηρικτικό υλικό, ανάλυση βασικών εννοιών και ασκήσεις περιλαμβάνονται στο παράρτημα της ενότητας (6_annex).

Η ενότητα αυτή είναι αφιερωμένη στα αποσυνθετικά υποδείγματα συμπεριφοράς. Αναλύονται κατά σειρά το Πολλαπλό (multiple or multinomial logit model), το Δυαδικό (binary logit model), το Ιεραρχικό ή Φωλιασμένο (nested) και Probit. Επίσης, για την καλύτερη κατανόηση παρατίθενται παραδείγματα αποσυνθετικών υποδειγμάτων καταμερισμού κατά μέσο (π.χ. εφαρμογή για επιβατικές μετακινήσεις, το υπόδειγμα γενικής κυκλοφοριακής μελέτης Θεσσαλονίκης, γενικευμένο κόστος μετακίνησης και εφαρμογή για εμπορευματικές μεταφορές με αριθμητικό παράδειγμα εφαρμογής).

Στο παράρτημα της ενότητας (7_annex) γίνεται εκτενής αναφορά στον τρόπο και τις μεθόδους καταμερισμού των μετακινήσεων στα μέσα μεταφοράς (εξατομικευμένα και αθροιστικά μοντέλα, logit). Επίσης, αναλύεται ο τρόπος βαθμονόμησης αθροιστικού μοντέλου δυαδικής επιλογής με δυαδική συνάρτηση (λογιστική παλινδρόμηση). Τέλος, περιγράφεται το ιεραρχικό μοντέλο επιλογής και παρατίθεται αριθμητικό παράδειγμα (άσκηση) επιλογής μέσου (βαθμονόμηση, επιπτώσεις καταμερισμού και εξέταση εναλλακτικών σεναρίων).

Στην ενότητα αυτή, γίνεται εισαγωγή στα μοντέλα γένεσης μετακινήσεων, σε βασικές έννοιες και σχετικούς ορισμούς. Κατηγοριοποιούνται οι μετακινήσεις (κριτήρια και μορφή) και ερευνώνται οι παράγοντες επιρροής. Γίνεται αναφορά στη μεθοδολογία συντελεστή ανάπτυξης και αναλύεται η έννοια της γραμμικής παλινδρόμησης. Επίσης, γίνεται αναφορά στους στατιστικούς και λογικούς ελέγχους και τη σημασία τους και παρατίθενται σχετικές ασκήσεις για την καλύτερη κατανόηση της θεωρίας και των μεθοδολογιών που αναπτύσσονται παραπάνω. Στο πρώτο παράρτημα (annex I), παρέχονται επιπλέον αναλυτικές πληροφορίες και υποστηρικτικό υλικό όσον αφορά σε θέματα που άπτονται των μοντέλων γένεσης μετακινήσεων, συντελεστή ανάπτυξης, ανάλυσης κατά κατηγορίες και παλινδρόμησης. Ιδιαίτερη ανάλυση όσον αφορά στα μοντέλα παλινδρόμησης δίδεται στο δεύτερο παράρτημα (annex II) της ενότητας, όπου αναλύονται εις βάθος αφενός μεν η απλή και πολλαπλή παλινδρόμησης και αφετέρου οι στατιστικοί και λογικοί έλεγχοι. Τέλος, στο τρίτο και τελευταίο παράδειγμα (annex III) γίνεται επιπλέον ανάλυση στους στατιστικούς ελέγχους, στα υποδείγματα σχεδιασμού μεταφορών και τη χρήση τους και αποσαφηνίζεται καλύτερα η κατηγοριοποίηση των μοντέλων.

Η συγκεκριμένη ενότητα περιλαμβάνει δύο διαλέξεις – υποενότητες:

1. Στην πρώτη επεξηγείται ο τρόπος επιλογής των διαδρομών που ακολουθούνται από τις μετακινήσεις κατά ζεύγος προέλευσης-προορισμού και κατά μεταφορικό μέσο (συγκοινωνιακό δίκτυο). Περιγράφονται η λογική επιλογής διαδρομής, η τεχνική εύρεσης διαδρομής και οι μέθοδοι καταμερισμού. Αποσαφηνίζονται κάποιες σχετικές βασικές έννοιες, η ορολογία και ο τρόπος κωδικοποίησης ενός δικτύου. Επισημαίνονται οι αρχές Wardrop και αναφέρονται σχετικοί αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται κατά το σχεδιασμό του δικτύου. Τέλος, αναλύονται μέθοδοι καταμερισμού των μετακινήσεων στο δίκτυο.
2. Η δεύτερη αναφέρεται στον καταμερισμό στο δίκτυο, στις αρχές, στα μοντέλα που χρησιμοποιούνται και στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, όπως και στους αλγόριθμους επίλυσης των διαφόρων κατηγοριών προβλημάτων. Εστιάζει επίσης στο πρόβλημα της συντομότερης διαδρομής (shortest path) με ιδιαίτερη αναφορά στον αλγόριθμο του Dijkstra. Τέλος αναλύεται ο στοχαστικός, στατικός και ο καταμερισμός ισορροπίας (αρχές Wardrop) με αναφορά στα μοντέλα logit.

Η συγκεκριμένη ενότητα περιλαμβάνει δύο διαλέξεις – υποενότητες:

1. Στην πρώτη εκτός από την ανάλυση των στοιχείων εισαγωγής και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων, περιγράφονται οι εξισώσεις διαδρομής που χρησιμοποιούνται. Γίνεται αναφορά στο παράδοξο του Braess (μαθηματική έκφραση – αλγόριθμος επίλυσης) και αναλύεται ο τρόπος σχηματικής αναπαράστασης του υπό μελέτη δικτύου. Τέλος, αναφέρονται τα κριτήρια διακοπής διαδικασίας μετά από έναν αριθμό επαναλήψεων και οι εναλλακτικές επιλογές όσον αφορά στους αλγόριθμους καταμερισμού.
2. Η δεύτερη εστιάζει κυρίως στις δημόσιες συγκοινωνίες και περιλαμβάνει τα στοιχεία εισαγωγής (μεταφορικά μέσα, οχήματα δημοσίων συγκοινωνιών, συγκοινωνιακές γραμμές, τμήματα κτλ) και τις εξισώσεις χρόνου. Περιγράφει τη διαδικασία επιλογής διαδρομής και αναλύει το ρόλο και τη σημασία της πληροφόρησης κατά τη διαδρομή, όσον αφορά στην επιλογή μέσου, διαδρομής και στον τελικό καταμερισμό στο δίκτυο.

Η ενότητα αυτή αποτελεί γενική, επαναληπτική, βοηθητική και υποστηρικτική ενότητα υπό την έννοια ότι το περιεχόμενό της είναι πολυποίκιλο και δύναται να διδαχθεί είτε στην αρχή είτε στο τέλος του κύκλου μαθημάτων. Σκοπός της είναι η εκμάθηση (ή επανάληψη) βασικών εννοιών, η καλύτερη κατανόηση κάποιων θεμελιωδών εννοιών, η εντρύφηση και η ένταση της προσοχής των διδασκομένων, καθώς και η απόκτηση μιας πιο εξειδικευμένης και ολοκληρωμένης γνώσης πάνω σε κάποια ουσιώδη θέματα του σχεδιασμού των μεταφορών. Η ενότητα είναι αφιερωμένη καταρχήν σε μαθηματικές σχέσεις μεταξύ πινάκων και συναρτήσεις πολλών μεταβλητών, ενώ εν συνεχεία γίνεται αναφορά σε θέματα όπως δειγματοληψία, μέγεθος δείγματος, έρευνες προέλευσης – προορισμού, σχεδιασμός δικτύου και ζωνών, ανάλυση κατά κατηγορίες, μέθοδοι συντελεστή ανάπτυξης, μοντέλα βαρύτητας, βαθμονόμηση binary logit models, δενδροδιαγράμματα και συντομότερη διαδρομή, καταμερισμός. Η πηγή στην οποία ανήκουν τα αποσπάσματα που παρουσιάζονται στην ενότητα αυτή είναι το βιβλίο: Ortuzar J.D., Willumsen L.G., (1990), “Modeling transport”, 4th edition (published 2011), Wiley.

Στην ενότητα αυτή δίνονται στοιχεία τα οποία χρησιμοποιούνται για τις ασκήσεις που πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια του εξαμήνου μέσα στο μάθημα.