1. معرفی
دسترسی به مشاغل، خدمات یا سایر مقاصد مورد علاقه، مدتهاست که به عنوان کلید توسعه حمل و نقل پایدار، استفاده از زمین و استراتژی های برنامه ریزی فضایی شناخته شده است [ 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ]. تأکید فزاینده بر توسعه پایدار شهری بر اهمیت دسترسی برای (1) توسعه اقتصادی تأکید کرده است، زیرا جابجایی افراد و کالاها را برای حمایت از عملکرد اقتصاد قادر میسازد [ 6 ]. (2) اهداف زیست محیطی مانند کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و آلاینده های ناشی از روش های مختلف حمل و نقل و نحوه استفاده از آنها [ 7 ]]؛ و (iii) دسترسی عادلانه برای همه گروه های اجتماعی-اقتصادی به خدمات اصلی مانند مراقبت های بهداشتی [ 8 ].
سیستمهای حملونقل میانجیهای کلیدی پایداری در مناطق شهری هستند، زیرا بر نحوه حرکت مردم و کالاها در یک شهر تأثیر میگذارند، و از این رو انرژی (و در نتیجه انتشار کربن) مورد نیاز برای اطمینان از عملکرد موفقیتآمیز شهر [ 9 ]. سیستمهای حملونقل کم کربن که به خوبی طراحی شدهاند میتوانند انتقال از روشهای حملونقل با انتشار بالا به اشکال کم انتشار (مثلاً از ماشین شخصی به حملونقل عمومی یا دوچرخه) را تشویق کنند. برنامهریزی فضایی میتواند این را با تشویق توسعه در مناطقی با اتصال خوب، اطمینان از ارائه گزینههای حملونقل کم کربن در طرحهای شهری، یا اولویتبندی توسعههای ترکیبی که در آن پیادهروی و دوچرخهسواری گزینههای جذابتری برای سفر هستند، تکمیل کند [ 9 ].
مدلهای دسترسی حملونقل و تعامل آن با پایداری، طی سالها توسعه یافتهاند. هانسن [ 10 ] یک همبستگی قوی بین دسترسی به یک منطقه در داخل یک شهر و توانایی آن برای جذب توسعه شهری جدید یا سرمایه گذاری نشان داد. این مفهوم توسط Lowry [ 11 ] به عنوان یک مدل حمل و نقل کاربری زمین که در آن تفکیک فضایی (یا سهولت سفر بین) جمعیت و اشتغال یک عامل تعیینکننده کلیدی استفاده از زمین است، بسط داده شد. استفاده از چنین مدلی). این مدلها از اندازهگیری زمان یا مسافت در ارزیابی پایداری خود استفاده میکردند و بنابراین انتشار کربن یک سفر در نظر گرفته نشد. پیشرفت های بیشتر در مدل های حمل و نقل کاربری شهری [4 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 ] از طیف وسیعی از رویکردها، اغلب با بازنمایی های پیچیده تر از فرآیندهای شهری استفاده می کنند، اما محور این مدل ها، توصیف دسترسی حمل و نقل است [ 19 ]. در نتیجه، در حالی که محاسبات دسترسپذیری اغلب در مدلهای حملونقل کاربری زمین پیچیده شدهاند، اهمیت درک دسترسی به خودی خود اخیراً منجر به توسعه تعدادی از ابزارهای دسترسی خاص شده است ( برای بررسی چنین ابزارهایی به [ 5 ] مراجعه کنید. استفاده شده در اروپا)، که برخی از آنها ابزار مستقل هستند در حالی که برخی دیگر در یک محیط GIS توسعه یافته اند.
بسیاری از این ابزارها برای شهرهای خاص توسعه یافته اند (به عنوان مثال، CAPITAL یک ابزار خاص لندن است [ 20 ]) یا دسترسی آنها به مخاطبان خاص محدود شده است (به عنوان مثال، ابزار GIS دسترسی به وزارت حمل و نقل بریتانیا [ 21 ]). دادهها و هزینههای محاسباتی با این مدلها و بسیاری از مدلهای دیگر، میتواند مانعی برای پذیرش توسط تصمیمگیرندگان غیرمتخصص باشد (به Te Brömmelstroet و همکاران مراجعه کنید. [ 22 ]برای بحث در مورد قابلیت استفاده)، کاربرد آنها را برای کاوش سریع طیف گسترده ای از گزینه ها و سیاست ها کاهش داده و امکان ادغام آنها را در ارزیابی وسیع تری از مسائل پایداری شهری غیرحمل ونقل محدود می کند (مثلاً که ممکن است طیف متنوعی از مسائلی مانند خطر سیل و مصرف انرژی برای تعدادی از سناریوهای مختلف).
پلتفرمهای GIS برای مدتی از برنامهریزی حملونقل با تجزیه و تحلیل الگوهای فضایی، مانند محاسبه کوتاهترین مسیر بین دو نقطه در شبکه پشتیبانی میکنند [ 23 ]. ابزارهایی که معمولاً در نرمافزار GIS تجاری گنجانده میشوند، محاسبات تعاملی و سریع را در شبکههای ساده ارائه میدهند، اما برای درک غنی از دسترسی شهری (مثلاً گنجاندن اطلاعات زمانبندی یا هزینههای پولی سفرها) کافی نیستند. در سال های اخیر بهبودهایی در این توابع اساسی GIS ارائه شده است. لیو و ژو [ 2 ] یک جعبه ابزار دسترسی برای ArcView GIS توسعه دادند که دسترسی را با حالتهای مختلف و به مقاصد مختلف، لی و چرچ اندازهگیری میکند [ 24 ].] زمان پیادهروی و فرکانسهای ترانزیت را در ارزیابی دسترسیشان گنجانده است، Benenson و همکاران . [ 25 ] یک جعبه ابزار مبتنی بر ArcGIS را برای محاسبه مناطق خدماتی و زمان سفر از جمله نقل و انتقالات و اطلاعات جدول زمانی برای حمل و نقل عمومی و Mavoa و همکاران معرفی کرد . [ 26 ] دسترسی متفاوتی را که توسط حمل و نقل عمومی برای 17 نوع مقصد مختلف امتیاز داده شده است، محاسبه کرد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل پیشرفته تری از دسترسی با استفاده از رویکردهای نظری گراف توسعه یافته است [ 27 ، 28 ].
با تکیه بر این پیشرفتها، این مقاله مدلی را معرفی میکند که برای بهرهبرداری از قابلیتهای GIS به منظور حمایت از برنامهریزی استراتژیک برای حمل و نقل شهری پایدار با امکان ارزیابی سریع گزینههای حملونقل در سطح شهر، در اینجا با استفاده از هزینه تعمیمیافته سفر به عنوان یک معیار مقایسهای، طراحی شده است. این روش به برخی از محدودیتهای بستههای GIS رومیزی استاندارد میپردازد تا درک پیچیدهتری از دسترسی ارائه کند (به عنوان مثال، پیروی از برخی از روشهای برجستهشده در بالا برای شامل بهبودهایی مانند هزینه عمومی سفر و زمان دسترسی به خدمات در مقابل کوتاهترین مسیر استاندارد. تجزیه و تحلیل)، در حالی که از نقاط قوت GIS (بر ابزارهای مستقل) به عنوان یک ابزار دستکاری داده های تعاملی، تجزیه و تحلیل فضایی، تجزیه و تحلیل شبکه و ابزار تجسم بهره می برد. به خصوص، یک چارچوب GIS غیرمتخصصان و تصمیم گیرندگان را قادر می سازد تا به طور مستقیم با مدل و داده های ورودی به منظور آزمایش سریع سناریوها بر روی دسکتاپ خود و کشف نتایج و داده هایی که چشم انداز دسترسی یک شهر را در یک محیط آشنا نشان می دهد، تعامل داشته باشند. چنین نتایجی را می توان در نرم افزار GIS با استفاده از ابزارهای تحلیل جغرافیایی آماری داخلی بررسی کرد.
یک مزیت دیگر این است که GIS ترکیب سایر خروجیهای مدل و مجموعه دادههای فضایی مورد علاقه را به منظور بررسی نتایج ارزیابی حملونقل در زمینه امکانپذیر میسازد، به عنوان مثال امکان مقایسه مستقیم بین اشکال حملونقل کم کربن و کربن فشرده را فراهم میکند، بنابراین بینشهایی را در مورد مناطقی که در آنها سرمایه گذاری حمل و نقل پایدار مورد نیاز است. علاوه بر این، این ابزار تجزیه و تحلیل دسترسی سریع را قادر ساخته است که به طور گسترده در یک “تسهیلات ارزیابی یکپارچه شهری” (شرح شده در هال و همکاران [ 29 ] و والش و همکاران [ 30 ) استفاده شود.]) که برای تحلیل سیاست تغییر اقلیم در شهرها استفاده می شود. در این مقاله، ما مزایای بالقوه تعدادی از سناریوهای سرمایهگذاری زیرساختی برای لندن بزرگ در بریتانیا، از جمله سناریوهای سرمایهگذاری آتی پیشنهاد شده توسط Transport for London را تحلیل میکنیم، که نشان میدهد چگونه لندن ممکن است دسترسی شهری را با شیوههای حمل و نقل پایدارتر افزایش دهد.
2. اندازه گیری هزینه های حمل و نقل و دسترسی
در ادبیات تعاریف زیادی از دسترسی وجود دارد. با این حال، یک تعریف کلی توسط Wachs و Kumagi [ 31 ] این است که دسترسی آسان (یا دشواری) است که فرصتها (مثلاً اشتغال) یا خدمات را میتوان از یک مکان به دست آورد. دسترسپذیری تلاش لازم برای غلبه بر جدایی فضایی دو مکان را نشان میدهد و معمولاً سودمندی (مثلاً سفر از خانه به یک شغل) مرتبط با سفر بین این مکانها را منعکس میکند [ 5 ، 32 ، 33 ]. Geurs و Van Wee [ 3 ] بررسی کاملی از معیارهای دسترسی ارائه میکنند، اما عمومیترین فرمول دسترسی، A ، مکان، i ، از کونیگ است.34 ]:
که در آن O j فرصت هایی (مفید یا فعالیت) است که از سفر به مکان j به دست می آید ، C ij مسافت، زمان یا هزینه سفر از i به j است، و f(سیمن ج)�(���)تابعی است که تضمین می کند که با کاهش هزینه سفر بین دو مکان، دسترسی افزایش می یابد [ 35 ]. بنابراین، اساسی برای درک دسترسی، هزینه سفر بین مبدأ و مقصد است. این هزینه یا امپدانس را می توان به روش های مختلفی اندازه گیری کرد. ساده ترین اندازه گیری فاصله اقلیدسی بین دو نقطه است که معمولاً در تحلیل های قبلی استفاده می شد [ 10 ، 11 ]. در دسترس بودن اطلاعات شبکه حمل و نقل، تجزیه و تحلیل مسیر شبکه واقعی تر از فاصله را ممکن کرده است. هرچه فاصله کمتر باشد، دسترسی بیشتر است [ 36]. با این حال، این ساختار شبکه فیزیکی حالتهای حملونقل یا هزینههای مالی مختلف، سرعتها، فرکانسها، سطوح تلاش مورد نیاز در استفاده، زمانهای تبادل و ظرفیتها را در نظر نمیگیرد [ 37 ، 38 ]. بنابراین، در این کار، هزینه سفر به عنوان یک هزینه تعمیم یافته، با در نظر گرفتن مولفه های زمانی و پولی هر سفر در طول شبکه حمل و نقل در یک مقدار واحد بیان می شود [ 39 ، 40 ]. این فرض را ایجاد می کند که هزینه سفر بین مبدأ و مقصد را می توان به طور کلی به شکل زیر بیان کرد:
که در آن هزینه تعمیم یافته G تابعی از مجموعه ای از اجزای هزینه یک سفر است، C1 تا Cn ، که ممکن است بر حسب زمان یا پول بیان شود [ 39 ] . این اجزای هزینه ممکن است از نظر فیزیکی قابل اندازهگیری (مانند هزینه بلیط یا زمان پیادهروی به ایستگاه راهآهن) یا ذهنیتر (مانند ترجیح کاربر برای نوع خاصی از حملونقل یا راحتی نسبی یک حالت) باشند. استفاده از هزینه تعمیم یافته یک واحد مقایسه ساده برای هزینه سفر فراهم می کند که تا آنجا که ممکن است بر انتخاب حمل و نقل تأثیر می گذارد. “راهنمای تحلیل حمل و نقل” وزارت حمل و نقل بریتانیا [ 41] هزینه تعمیم یافته را به عنوان “مجموع هزینه زمان و پول” برای یک سفر تعریف می کند، یا:
جایی که D فاصله (کیلومتر) بین مبدا و مقصد، T زمان بر حسب ساعت برای تکمیل سفر، a یک ضریب مسافت بر اساس هزینه های عملیاتی خودرو در هر کیلومتر، و b مقدار ضریب زمانی است. هزینههای حملونقل خصوصی، C PVT ، عمومی، C PUB یا دوچرخهسواری، C CYC ، حملونقل متفاوت است که توسط WEBTAG [ 41 ] به صورت زیر بیان میشود:
که در آن A زمان دسترسی به شبکه است (زمان پیاده روی تا ماشین، ایستگاه اتوبوس، ایستگاه راه آهن سبک یا ایستگاه راه آهن). V هفته وزن بازدارنده برای راه رفتن است. T زمان سفر حمل و نقل است. VOC هزینه عملیاتی خودرو در هر کیلومتر است. D فاصله بر حسب کیلومتر است. رایانه شخصی پارکینگ و سایر هزینه ها است. occ تعداد سرنشینان وسیله نقلیه است. V wt وزن بازدارنده برای انتظار است. W کل زمان انتظار برای سفر است. من جریمه تعویض (در صورت وجود) است. F کرایه پرداخت شده برای یک سفر است. رای دادنمقدار ضریب زمان است. V Topo وزنه بازدارنده برای دوچرخه سواری در شیب ها است. و V Safe وزن بازدارنده برای نشان دادن نگرانی های ایمنی دوچرخه سواران در جاده های شلوغ است. توضیح بیشتر، و مقادیر مورد استفاده برای مطالعه مدلسازی ارائه شده در بخش 4 ، در بخش 3 آورده شده است.
از معادلات (4a)-(4c) می توان دریافت که زمان داخل وسیله نقلیه هر سفر معین تنها یکی از چندین عاملی است که به هزینه کلی سفر کمک می کند [ 2 ]. علاوه بر این، زمان انتظار یا پیاده روی برای دسترسی به یک روش حمل و نقل خاص، مانع از انتخاب گزینههای خاص میشود و گاهی اوقات به عنوان دسترسی به سیستم از آن یاد میشود [ 21 ]. VOT ارزشی را که افراد معمولی برای واحد زمان خود قائل می شوند یا تمایل آنها به پرداخت برای یک خدمت را به صورت پولی تعریف می کند [ 42 ].]. ارزش زمان برای گروه های مختلف اجتماعی-اقتصادی و سایر عوامل مانند فوریت یک سفر متفاوت است و بسته به زمان کاری یا غیر کاری (که در اینجا مورد توجه است) متفاوت است، و برای گروه اول مقادیر بالاتری دارد. . با این حال، مقایسه مستقیم و ترکیب هر دو مؤلفه پولی و زمانی هزینه سفر را امکان پذیر می کند [ 42 ، 43 ].
یک تغییر دگرگون کننده در بهبود پایداری حمل و نقل، تغییر سفر از حالت های کربن فشرده (مانند خودروهای شخصی) به حالت های کربن کم یا صفر کربن (به عنوان مثال ، پیاده روی و دوچرخه سواری) است [ 9 ]]. به این ترتیب، گنجاندن نمایشی از حالت دوچرخه سواری در این چارچوب هزینه تعمیم یافته مهم در نظر گرفته شد. میتوان مسیرهای دوچرخهسواری را در بیشتر شهرها با افزودن تعداد محدودی مسیر و مسیر منحصراً برای استفاده از چرخه، بهعنوان شبکه جادهای در نظر گرفت. بنابراین محاسبه هزینه تعمیم یافته برای یک سفر چرخه یک نسخه ساده شده از روش برای وسایل نقلیه شخصی است (معادله (4a)) زیرا هزینه های پولی کمتری در ارتباط با سفرها وجود دارد. با این حال، عوامل دیگری در هزینه دوچرخه سواری باید در نظر گرفته شود. هاپکینسون و واردمن [ 44 ] تاکید کردند که شیب مسیرهایی که دوچرخه سواران ممکن است در طول آن سفر کنند یکی از عوامل موثر بر انتخاب مسیر دوچرخه سواران است، در حالی که Noland و Kunreuther [ 45 ]] نشان داد که درک خطر ( به عنوان مثال ، ایمنی) یک سفر یک ملاحظه مهم است. رودریگز و جو [ 46 ] نیز در مطالعه خود به این موضوع اشاره می کنند و نشان می دهند که محیط فیزیکی (به عنوان مثال، فراهم کردن زیرساخت های عابر پیاده یا دوچرخه سواری) بر هزینه درک شده سفرهای غیرموتوری تأثیر دارد. بنابراین این عوامل به عنوان وزنهای اضافی در هزینههای تعمیمیافته محاسبه برای سفرهای دوچرخهسواری گنجانده میشوند.
3. پیاده سازی مدل مبتنی بر GIS
برای توسعه ابزاری که عمومی و قابل انتقال است، قادر به پذیرش ورودی استاندارد GIS در قالب دادههای مکانی، در هر مقیاس معین، و انجام محاسبات هزینه تعمیمیافته برای تولید مجموعهای از معیارهای دسترسی، یک افزونه در VBA توسعه داده شد. برای ArcGIS© ESRI. کاربرد این افزونه با استفاده از یک مطالعه موردی در منطقه Greater London Authority (GLA) در انگلستان نشان داده شد ( برای شرح جزئیات پیاده سازی و نتایج این مطالعه موردی، بخش 4 را ببینید). شکل 1 فرآیند محاسباتی برای محاسبه ماتریس های هزینه تعمیم یافته برای یک حالت معین را نشان می دهد.
شکل 1. چارچوب محاسباتی برای ماتریس های هزینه تعمیم یافته و در نتیجه معیارهای دسترسی. مکانهای استخدام میتوانند با اطلاعات دیگری جایگزین شوند تا دسترسی به امکانات دیگر محاسبه شود.
مدل هزینه تعمیم یافته ( شکل 1 ) با استفاده از مقادیر جدول 1 برای عبارت های مختلف معادلات (4a)-(4c) به شرح زیر اجرا شد:
-
ابتدا، جغرافیای فضایی مدل بر حسب جغرافیای ناحیهای و مرز فضایی تحلیل تعریف میشود (به عنوان مثال برای مطالعه موردی لندن که در زیر ارائه شده است، این بخشها بخشهای آمار منطقه سرشماری بریتانیا هستند، به عنوان مثال ، مناطقی که خروجیهای سرشماری 2001 بریتانیا در آنها وجود دارد. گزارش شده است).
-
ساخت شبکه های حمل و نقل M :
-
تجزیه و تحلیل و در صورت لزوم، داده ها را تمیز کنید تا از ساختار توپولوژیکی صحیح برای ایجاد یک مدل شبکه فضایی اطمینان حاصل کنید.
-
ساخت شبکه های فضایی در نرم افزار GIS.
-
طول هر پیوند شبکه را از هندسه محاسبه کنید.
-
طول هر پیوند شبکه را در سرعت سفر مربوطه ضرب کنید تا زمان سفر برای هر پیوند به دست آید.
-
برای N واحد جغرافیای فضایی، یک ماتریس NxN از هزینه های تعمیم یافته برای هر یک از حالت های حمل و نقل M ایجاد کنید (شبیه به رویکردی که توسط Benenson و همکاران [ 24 ] ارائه شده است):
-
مکان مرکز را محاسبه کنید و از آن برای تعریف مبدا و مقصد منطقه i استفاده کنید.
-
محاسبه مسافت دسترسی، d o و زمان سفر مرتبط از مرکز به نزدیکترین مکان دسترسی به شبکه (حالت های خصوصی و دوچرخه سواری)، یا نقطه سوار شدن (حالت های حمل و نقل عمومی) ( شکل 2 )
-
محاسبه کوتاهترین مسیر (شبکه)، d n ، بین مرکز مبدا و مقصد با استفاده از الگوریتم Dijkstra [ 47 ] ( شکل 2 ). کوتاه ترین مسیرها بر اساس زمان، به جای مسافت، به منظور در نظر گرفتن سرعت سفر محاسبه می شوند. این توسط برنامه افزودنی Network Analyst ESRI [ 48 ] تسهیل می شود.
-
محاسبه مسافت دسترسی، d d و زمان سفر مرتبط از ایستگاه مقصد یا توقف (حمل و نقل عمومی) یا محل دسترسی جاده (حالت خصوصی و دوچرخه سواری) (نقطه فرود) تا مرکز منطقه مقصد ( شکل 2 ).
-
سفرهای بی معنی را حذف کنید (مثلاً جایی که نزدیکترین ایستگاه بین مبدأ و مقصد مشترک است) و یک مقدار بدون داده را برگردانید.
-
هزینه های دیگر، از جمله اجزای غیر پولی و پولی در معادلات (4a)-(4c) مانند وزن سوخت یا ادراک، تبدیل به زمان را اضافه کنید.
-
تمام اجزای سفر را برای محاسبه هزینه تعمیم یافته سفر، C ij ، بین دو منطقه جمع کنید.
-
برای موقعیت هایی که i = j و مراحل قبل C ij = 0 را محاسبه کنید، آن را فرض کنید سیمن ج=23دقیقه (سیi j ( i ≠ j ))���=23min(���(�≠�))مطابق با رویکرد مورد استفاده توسط فلدمن و همکاران . [ 49 ].
-
از هزینههای تعمیمیافته محاسبهشده برای تعیین دسترسی به مقاصد مورد علاقه (مثلاً مکانهای استخدام) و تعیین نسبت اشتغالی که با یک حالت معین در هزینه معین سفر قابل دسترسی است، استفاده کنید.
شکل 2. تصویر شماتیک سفر از مبدأ i به مقصد j .
شکل 3. شبکه راه های پایه و ایستگاه های اتوبوس، در منطقه لندن بزرگ. منطقه شارژ ازدحام نیز به تصویر کشیده شده است.
شکل 3 گستره جغرافیایی شبکه های مبتنی بر جاده (سفر وسایل نقلیه خصوصی و اتوبوس) را که در مطالعه موردی لندن اجرا شده است نشان می دهد و اندازه این شبکه ها (به ترتیب 65000 پیوند) را برجسته می کند. شکل 4 نمونه ای از شبکه چرخه OpenStreetMap ساخته شده برای این مطالعه را نشان می دهد که تراکم شبکه در منطقه شهری و تعداد مسیرهای سفر ممکن برای ارزیابی را نشان می دهد. محاسبه فاصله شبکه، d n ، از الگوریتم بالا برای همه حالت ها، با مقادیر مناسب ( یعنی سرعت) از جدول 2 برای ایجاد زمینه بریتانیا استفاده کرد. با این حال محاسبه فاصله دسترسی به شبکه d o و d dبرای شبکههای عمومی و خصوصی متفاوت است، زیرا شبکههای حملونقل عمومی باید از ایستگاههایی که مسافران میتوانند سوار شوند و از سرویسها پیاده شوند، دسترسی داشته باشند، و این ایستگاهها از طریق مسیرهایی به هم متصل میشوند. برخلاف حالتهای حملونقل عمومی، شبکههای جادهای و دوچرخهسواری را میتوان در هر نقطهای در امتداد یک پیوند دسترسی داشت. بنابراین d o و d d به عنوان فاصله اقلیدسی از مرکز تا نزدیکترین ایستگاه یا ایستگاه برای حمل و نقل عمومی و نزدیکترین پیوند جاده برای حمل و نقل خصوصی محاسبه می شود. این کار با استفاده از اتصال مکانی در نرم افزار GIS انجام می شود.
شکل 4. دادههای شبکه دوچرخهسواری مبتنی بر OpenStreetMap برای لندن، نشاندهنده وزنها بر اساس کلاس جاده برای نشان دادن درک ایمنی ( برای توضیح مقادیر به جدول 2 مراجعه کنید).
ممکن است مناطق مبدأ یا مقصد شامل بیش از یک ایستگاه یا توقف باشد (به عنوان مثال، در لندن 10٪ از مناطق بیش از یک ایستگاه راه آهن سنگین دارند و بیش از نیمی از آنها اصلاً ایستگاهی ندارند، در حالی که اعداد یک در سه هستند و یکی از پنج برای راه آهن سبک). اگر کمتر از دو ایستگاه در منطقه وجود داشته باشد، از نزدیکترین آنها استفاده می شود، خواه در داخل منطقه قرار بگیرد یا نه ( شکل 2 )، برای تعریف d o و d d . اگر هر دو منطقه مبدا و مقصد کمتر از دو ایستگاه داشته باشند، تنها یک مسیر ممکن بین مناطق وجود دارد. با این حال، اگر مبدا یا مقصد شامل بیش از یک ایستگاه باشد، در مجموع S ijایستگاهها (مثلاً حداکثر Sij برای راهآهن سبک در لندن 16 است) میانگین فاصله در تمام ترکیبهای مسیر محاسبه میشود:
تعدادی از مفروضات اضافی برای اطمینان از اینکه مدل هزینه تعمیم یافته انعطاف پذیر است، می تواند بر روی داده های ساده و در دسترس عموم ساخته شود و به سرعت اجرا می شود، ساخته شده است. برای شبکههای حملونقل عمومی (اتوبوس، راهآهن سنگین و راهآهن سبک)، فرض میشود که تمام بخشهای شبکههای ریلی سنگین و سبک حملکننده مسافر هستند (اگرچه میتوان پیش پردازش را فقط شامل خطوط ریلی با ایستگاهها انجام داد). هیچ محدودیتی برای زمان دسترسی به شبکه های حمل و نقل (به عنوان مثال، زمان پیاده روی به ایستگاه ها) اعمال نمی شود. حداکثر زمان پیادهروی تا یک ایستگاه یا ایستگاه حملونقل عمومی را میتوان برای نشان دادن احتمال کم پیادهروی بیشتر بدون استفاده از روش حملونقل جایگزین اعمال کرد. به عنوان مثال، NHTSA [ 50] نشان می دهد که بسیاری از مردم فقط 0.5 مایل پیاده روی خواهند کرد. برای فعال کردن مقایسه مستقیم بین حالتها، برای سفرهای بین همه مناطق، این مورد در اینجا اجرا نشد. با این حال، بازدارنده زمان های طولانی پیاده روی هنوز در محاسبه هزینه تعمیم یافته وجود دارد. مبادلات در همان حالت حمل و نقل با افزودن هزینه های پیاده روی بین ایستگاه ها به هزینه سفر محاسبه می شود.
جدول 1. بهبودهای زیرساخت اجرا شده در سناریوهای سرمایه گذاری پایه، کم و زیاد (براساس گزارش حمل و نقل 2025 [ 51 ]).
در مورد شبکه های حمل و نقل خصوصی (جاده و دوچرخه سواری) بیشتر عناصر هزینه در خود پیوندها گنجانده شده است، زیرا اجزای غیر زمان اغلب به روشی مبتنی بر فاصله جمع می شوند. بنابراین، به عنوان مثال، تاثیر توپوگرافی بر دوچرخه سواری بر اساس پیوند به پیوند تحمیل می شود. هزینه ازدحام یا سایر طرحهای شارژ کاربر جاده باید به عنوان هزینههای روی پیوند در نظر گرفته شود (به عنوان مثال ، با افزایش زمان سفر در طول یک پیوند از طریق تبدیل ارزش زمان). برای بحث در مورد هزینه تراکم لندن و پیامدهای آن به بخش 4 مراجعه کنید .
همه عناصر شبکه (به عنوان مثال، جاده ها، مسیرهای دوچرخه سواری، یا خطوط راه آهن) دو جهته هستند. برخی از دادههای شبکه جادهای (مثلاً Ordnance Survey ITN در بریتانیا) شامل جهت رانندگی است که به این معنی است که امکان ردیابی مسیرها از طریق سیستمهای یک طرفه وجود دارد، اما برای تجزیه و تحلیلهای بزرگ (مثلاً ۱۵۰۰ کیلومتر مربع لندن ) چنین مقیاس محلی عوامل برای دسترسی جهانی مهم نیستند. بر همین اساس، تأثیر گرادیان در هر دو جهت به طور مساوی بر سفرهای چرخه تأثیر می گذارد.
جدول 2. خلاصه مولفه های هزینه تعمیم یافته مورد استفاده در این مطالعه موردی مدل دسترسی GIS.
4. نتایج و بحث از مطالعه دسترسی لندن
چارچوب محاسباتی بالا برای محاسبه ماتریسهای مبدا-مقصد هزینه تعمیمیافته سفر تحت تعدادی از سناریوهای زیرساخت حملونقل فعلی و آتی برای یک برنامه کاربردی در منطقه اداره لندن بزرگ (GLA) در بریتانیا استفاده شد. سناریوهای آتی که مورد بررسی قرار گرفتند بر اساس مطالعه “حمل و نقل 2025” برای لندن [ 51 ] گزینه هایی برای توسعه زیرساخت های آینده است. این مطالعه تعدادی از استراتژیها را برای دستیابی به هدف حصول اطمینان از تبدیل شدن لندن به یک شهر جهانی پایدار، از جمله حمایت از توسعه اقتصادی پایدار، بهبود شمول اجتماعی، و مقابله با تغییرات آب و هوا و بهبود محیطزیست، تعیین میکند [ 51 ].]. بخشی از این استراتژی تمایل به بهبود استفاده از روش های حمل و نقل کم کربن از طریق فراهم کردن زیرساخت های جدید و تشویق به تغییر رفتار است.
این سناریوها در قالب نمایشهای شبکه فضایی و پارامترسازی در روششناسی که در بخش قبل توضیح داده شد، تولید شدند، بنابراین امکان آزمایش تأثیرات آنها بر دسترسی در منطقه لندن بزرگ را فراهم میکند. برای تسهیل تنظیم مدل و نشان دادن سهولت استفاده، قابلیت دسترسی با استفاده از مجموعه دادههای ملی در دسترس در بریتانیا مشخص میشود. مجموعه داده هایی از این نوع اغلب در کشورهای دیگر در دسترس هستند و به طور فزاینده ای بر اساس استانداردهای داده مشابه جمع آوری می شوند، که زمان مورد نیاز برای آماده سازی داده ها را محدود می کند. بنابراین بهبود دسترسی به مناطق با فعالیت اقتصادی بالا با استفاده از روشهای حملونقل کم کربن میتواند به عنوان شواهدی ارائه شود که چنین طرحهای زیرساختی اهداف پایداری شهر را برآورده میکنند. میز 1سناریوهای زیرساختی آینده بررسی شده در این مطالعه را خلاصه می کند. دستیابی به بهبودهای ویژه برای زیرساخت شبکه دوچرخه سواری دشوار بود (هیچ کدام در گزارش حمل و نقل 2025 فراتر از توسعه خطوط دوچرخه سواری در جاده ذکر نشده است) بنابراین در این جدول گنجانده نشده است.
مرز مدل برای این مطالعه بهعنوان لبه مرجعیت لندن بزرگ به دلایل صلاحیت سیاسی و دسترسی به دادهها تعریف شد، زیرا این منطقه مرز اداری تعریفشدهای است که بیشتر مربوط به تصمیمگیرندگان است. نمایش شبکه حمل و نقل نیز به این مرز محدود شد، اگرچه این محدودیتی را ایجاد کرد که برخی از مسیرهای شعاعی ممکن خارج از مرز اداری شهر در محاسبه هزینه تعمیم یافته در نظر گرفته نمی شوند. فقط سفرهای داخلی به این منطقه مورد مطالعه در نظر گرفته شد، زیرا در نظر گرفتن این مطالعه دسترسی بین مکانهای داخل منطقه GLA بود. واحدهای منطقه ای برای مبدا و مقصد در این مطالعه، بخش آمار منطقه سرشماری بریتانیا (به عنوان مثالمناطقی که خروجیهای سرشماری 2001 انگلستان در آنها گزارش شده است) که از این تعداد 633 در منطقه GLA با جمعیت بین 106 تا 17000 نفر و اندازه از 0.13 کیلومتر مربع تا 29 کیلومتر مربع ( متوسط اندازه 2.5 کیلومتر مربع ) سرشماری بریتانیا وجود دارد. بخشهای آمار منطقه استفاده شد زیرا امکان مقایسه مستقیم بین معیارهای دسترسی حملونقل محاسبهشده و متغیرهای اجتماعی-اقتصادی مناطق را فراهم میکرد.
یکی از ویژگی های سیاست حمل و نقل لندن که مورد توجه خاص قرار دارد، “منطقه شارژ ازدحام” در مرکز لندن است که برای وسایل نقلیه ای که از ساعت 07:00 تا 18:00 وارد می شوند، هزینه دریافت می کند ( جدول 2 را ببینید ). ساکنانی که سفر خود را در این منطقه آغاز می کنند از 90 درصد تخفیف برخوردار می شوند. همانطور که در بالا ذکر شد، این هزینهها مستقیماً به نمایش شبکه راه فضایی اضافه شد تا بتواند در محاسبه کمترین هزینه مسیر شبکه، d n در محاسبه هزینه تعمیمیافته، لحاظ شود. این تضمین می کند که اگر هزینه کلی کمتر از پیمودن مرکز لندن باشد، سفرها در اطراف منطقه شلوغ انجام می شود. جدول 2 پارامترهای کامل و ورودی های داده مورد استفاده در مطالعه موردی لندن را فهرست می کند.
4.1. آزمایش سرمایه گذاری در زیرساخت های جدید
هدف اصلی این ابزار GIS ارزیابی سریع اثرات پیشرفتهای زیرساختی جدید بر الگوهای دسترسی است. در اینجا، برخی از گزینه ها از سناریوهای T2025 فوق الذکر توسعه زیرساخت ([ 51 ]، خلاصه شده در جدول 1 ) به صورت جداگانه در نظر گرفته می شوند. تغییرات در هزینه های تعمیم یافته ناشی از چنین پیشرفت هایی ابتدا به صورت مکانی در این بخش نشان داده شده است، سپس تأثیر آنها بر دسترسی به اشتغال و تأثیر پایداری گسترده تر در بخش های بعدی مورد بحث قرار می گیرد.
کراس ریل برنامه ای برای ایجاد یک راه آهن سنگین شرق به غرب در لندن است که پدینگتون را به خیابان لیورپول و مناطق کاناری ورف متصل می کند. این شامل بخش جدیدی از خط راهآهن در یک تونل در زیر مرکز لندن و بهبود خطوط موجود در انتهای تونل برای اجازه دادن به سرعتهای بالاتر و ظرفیت بیشتر است [ 55 ]. این پیشرفتها در مدل شبکه با استفاده از پیوندها و ایستگاههای جدید برای انعکاس مسیر تونل جدید و افزایش سرعت در خطوط موجود برای بازتاب فرکانس بیشتر و زمانهای سفر کوتاهتر گنجانده شد. نرخ کرایه مطابق با سایر سفرهای ریلی در نظر گرفته شد.
تفاوت بین هزینه کلی سفر از دهکده های هیترو به سایر بخش های سرشماری قبل و بعد از کراس ریل در شکل 5 نشان داده شده است . این نشان میدهد که میانگین هزینه تعمیمیافته ۱۲ دقیقه برای بخشهای سرشماری در سراسر لندن، اما مناطقی که در شرق تونل کراس ریل قرار دارند تا یک ساعت سود را نشان میدهند. چنین الگوهای بهبودی نشاندهنده افزایش دسترسی به مناطقی در شرق مرکز لندن (مانند Canary Wharf و مناطق Docklands سابق) است که در آن تعداد زیادی شغل وجود دارد (حدود 132000 نفر در 15 بخش CAS در سال 2005 مشغول به کار شدند) و یک بخش بزرگ میزان توسعه این نشان می دهد که ساخت کراس ریل ممکن است استفاده از روش های حمل و نقل پایدار را به چنین مناطقی بهبود بخشد.
شکل 5. مقایسه هزینه های تعمیم یافته قبل و بعد از کراس ریل از بخش دهکده های هیترو به بخش های دیگر در منطقه GLA.
یکی دیگر از ارتقاء زیرساخت های پیشنهادی، پل دروازه تیمز است، یک گذرگاه جاده ای جدید از رودخانه تیمز در شرق شهر لندن. شکل 6منفعت هزینه تعمیم یافته از طریق جاده از بخش Plumstead را نشان می دهد. مشاهده میشود که بیشتر کاهشها در هزینه تعمیمیافته در سفرهای بین رودخانهای است (همانطور که به طور شهودی انتظار میرود) اگرچه کاهشهایی در زمان سفر به بخشهای دورتر در شمال لندن نیز وجود دارد. بخشهای بلافاصله در شمال رودخانه بیشترین کاهش هزینه را تجربه می کنند (تا 30 دقیقه) زیرا امکان عبور از رودخانه تیمز در نقطه بسیار نزدیکتر از شبکه پایه وجود دارد. با این حال، اگر عوارض پیشنهادی 2 پوندی برای عبور از پل اضافه شود، آنگاه منفعت هزینه تعمیم یافته نفی می شود (زیرا 2 پوند معادل تقریباً 24 دقیقه زمان سفر است). در حالی که برخی از این کاهش ها اندک هستند، آنها اثرات فضایی گسترده تر بهبود زیرساخت های محلی را برجسته می کنند. هر دو پروژه دارای مزایای منطقه ای هستند، اما ساختار شبکه ریلی منجر به بیشترین مزایای تمرکز کراس ریل در بخش های کمتری نسبت به پل می شود. این امر نیاز به بررسی بهبودهای سیستم در مقیاس شهر را از بهبودهایی که می تواند محلی در نظر گرفته شود برجسته می کند.
شکل 6. تغییرات در هزینه تعمیم یافته، اندازه گیری شده از بخش Plumstead، از ساخت پل تیمز گیت وی در شرق لندن.
در حالی که هیچ سرمایه گذاری زیرساختی خاصی برای دوچرخه سواری در گزارش حمل و نقل 2025 ذکر شده نیست، به آرزوی توسعه بیشتر شبکه دوچرخه سواری لندن پلاس (LCN+)، شبکه ای تا 900 کیلومتر مسیرهای دوچرخه سواری اشاره شده است. بیشتر این شبکه به شکل خطوط دوچرخه سواری در جاده است، اما اخیراً مسیرهای سیکل بزرگراه پیشنهاد شده است. یکی از اینها، بزرگراه چرخه شرقی-غربی به طول 10 کیلومتر است که در امتداد رودخانه تیمز از مرکز لندن در یک زیرساخت اختصاصی می گذرد [ 56 ]. این بخش نسبتاً کوچکی از زیرساخت است، اما تأثیر آن بر هزینههای سفر دوچرخهسواری از طریق این بخش از مرکز لندن برای بررسی پیشرفتهای محلی که از ساخت چنین زیرساختهای اختصاصی قابل مشاهده است، تجزیه و تحلیل شد.
شکل 7کاهش هزینه سفر توسط حالت دوچرخه سواری بین بخش Plaistow South در شرق لندن و سایر بخش ها در منطقه محلی را نشان می دهد. به دلیل ترکیبی از زمانهای سفر کوتاهتر (به دلیل سرعتهای بالاتر در زیرساختهای اختصاصی دوچرخهسواری) و کاهش درک خطر ناشی از ارائه خطوط دوچرخهسواری مجزا، میتوان بهبودهایی تا 14 دقیقه در هزینه عمومی مشاهده کرد. چنین پیشرفتهایی رقابتپذیری هزینههای سفر دوچرخهسواری را در مقایسه با سایر حالتها افزایش میدهد (به عنوان مثال، هزینههای دوچرخه از Plaistow South تا Golborne در غرب لندن 91 دقیقه پس از ساخت بزرگراه چرخه شرق به غرب است. این در مقایسه با هزینه سفر مطلوب است. ماشین شخصی (162 دقیقه، زیرا این سفر از طریق منطقه شارژ ازدحام انجام می شود)، قطار سبک (105 دقیقه) و اتوبوس (همچنین 105 دقیقه).
شکل 7. بهبودهای محلی برای دسترسی به چرخه ناشی از کاشت پیشنهاد ابر بزرگراه چرخه شرق-غرب.
4.2. دسترسی به استخدام در لندن
از 30 میلیون سفر روزانه گزارش شده در گزارش سفر لندن در سال 2012 [ 57]، 40 درصد سفرهای مربوط به کار بوده است. بنابراین دسترسی به اشتغال یک محرک مهم تقاضا در شبکه های حمل و نقل و سهم بزرگی در انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از حمل و نقل است. از آنجایی که مناطق مورد استفاده در محاسبه هزینه تعمیم یافته نیز مناطقی هستند که سوابق جمعیت و اشتغال در آنها موجود است، می توان دسترسی به اشتغال را در لندن بررسی کرد – و بنابراین تعداد افرادی را که دسترسی برای آنها بهبود یافته است ارزیابی کرد. 44 درصد از مراحل سفر مستند شده در گزارش سفر لندن 2012 با حمل و نقل عمومی و 33 درصد با ماشین بوده است. بنابراین، در حالی که حمایت از شیوه های حمل و نقل عمومی در لندن قابل توجه است، جا برای بهبود وجود دارد. ارائه هزینههای کمتر سفر بین محل کار و منزل با استفاده از روشهای حملونقل پایدارتر میتواند سفرهای کمتری را با روشهای فشرده کربن تشویق کند.58 ].
شکل 8. توابع دسترسی استخدام برای ( الف ) بخش Aldersgate در مرکز لندن و ( ب ) بخش دهکده هیترو در غرب لندن.
دادههای تحقیق سالانه کسبوکار در سال 2008 [ 59 ] کل اشتغال را در هر یک از مناطق مورد استفاده در این مطالعه ارائه کرد و برای ایجاد توابع نسبت اشتغال لندن (حدود 3.5 میلیون شغل) استفاده شد که برای هزینه کلی سفر از هر یک در دسترس است. از 633 بخش سرشماری. شکل 8 این توابع دسترسی به استخدام را برای بخش دهکده های هیترو ( شکل 8 الف) و بخش آلدرزگیت ( شکل 8) نشان می دهد.ب) برای جاده، راه آهن، راه آهن سبک و اتوبوس برای زیرساخت های حمل و نقل فعلی. سفر با دوچرخه در این توابع دسترسی مشخص نمی شود زیرا مهم است که بتوانیم دسترسی به همه مشاغل در منطقه مورد مطالعه را بررسی کنیم. میانگین طول سفر دوچرخه سواری ثبت شده در بررسی ملی سفر بریتانیا در سال 2012 [ 60 ] 3.2 مایل بود که نشان می دهد دوچرخه ها عمدتاً برای سفرهای کوتاه مدت استفاده می شوند. از آنجایی که این منحنیها دسترسی به اشتغال در کل منطقه لندن بزرگ را بررسی میکنند، هزینههای دوچرخهسواری لحاظ نشده است.
شکل این توابع با ویژگی های حالت سفر (به عنوان مثال، زمان دسترسی، فرکانس سرویس، سرعت سفر) و همچنین مکان فضایی بخش مبدا و توزیع فضایی اشتغال تعیین می شود. بخش هایی مانند Aldersgate که در نزدیکترین مراکز شغلی قرار دارند (مثلاً شهر لندن یا قناری ورف) نسبت به بخش های واقع در حومه شهرها یا در مناطق کم دسترسی، مشاغل بیشتری با هزینه عمومی کمتر سفر دارند.
Aldersgate ( شکل 8الف) در نزدیکی تعدادی از هاب های حمل و نقل در محدوده هزینه تراکم قرار دارد. حالت جاده امکان دسترسی به بخش زیادی از مشاغل را با هزینه عمومی نسبتاً کم (تقریباً 50٪ از تمام مشاغل لندن در 40 دقیقه) فراهم می کند زیرا این منطقه دارای اشتغال متراکم است و هزینه ازدحام 90٪ برای سفرهایی که از داخل خارج می شوند کاهش می یابد. منطقه. با این حال، این شامل عواملی مانند فضاهای پارک ناکافی که ممکن است از بسیاری از سفرها با این حالت جلوگیری کند، نمی شود. روشهای حملونقل عمومی همگی هزینههای بالاتری را برای دسترسی به سطح مشابهی از اشتغال نشان میدهند، اما در بین حالتها تفاوتهایی وجود دارد. راهآهن سنگین نسبت به سایر حالتها هزینه عمومی بیشتری برای دسترسی به اشتغال در ابتدا دارد (با 75 دقیقه تأخیر)، که نارضایتی لازم برای پیادهروی به نزدیکترین ایستگاه راهآهن سنگین را برجسته میکند. اما یک گزینه کم هزینه برای دسترسی به مشاغل دورتر از راه آهن سبک است (100٪ اشتغال در حدود 200 دقیقه به دست می آید، در حالی که برای راه آهن سبک هزینه حدود 350 دقیقه است). هزینه تعمیم یافته برای رسیدن به همه مشاغل با راه آهن و راه آهن سبک بیشتر از اتوبوس است، که نشان دهنده تأثیر کرایه های کم اتوبوس بر هزینه عمومی سفر است.
شکل 8b عملکردهای قابل مقایسه را برای سفرهایی که از بخش دهکده های هیترو شروع می شوند نشان می دهد. بلافاصله قابل توجه است که هزینه سفر برای دسترسی به شغل برای همه بخش های مقصد بالاتر است، که منعکس کننده جدایی فضایی این مبدا از مراکز اصلی کار در مرکز لندن است (100 دقیقه هزینه سفر برای رسیدن به 50٪ مشاغل با حمل و نقل خصوصی در این منطقه. نمونه، مثال). جالب است بدانید که عملکرد حالت جاده در 160 دقیقه شیب دار است که به دلیل شارژ ازدحام کاهش دسترسی به مشاغل از طریق جاده در محدوده شارژ است. تأخیر اولیه در حالتهای ریل و ریل سبک به دلیل راههای طولانی دسترسی به آن حالتها از این بخش است (زیرا مرکز بخش در 800 متری نزدیکترین ایستگاه است که همگی در داخل فرودگاه قرار دارند). پوشش فضایی شبکه ریل سبک،
هر دو منحنی دسترسی برای شبکههای حملونقل امروزی تعدادی الگوی جالب را برجسته میکنند. سفر با ماشین شخصی، در بیشتر موارد، کمهزینهترین وسیله برای دسترسی به شغل در لندن بزرگ است (به طور مداوم تا 30 دقیقه کمتر از سایر حالتهای Aldersgate). با این حال، هزینه تراکم، با اضافه کردن 95 دقیقه به هزینه سفرها، دسترسی به مشاغل در مرکز لندن را از طریق این حالت کاهش می دهد. دسترسی با روشهای حملونقل عمومی پایدار در ابتدا با هزینه اضافی دسترسی به این حالتها در ابتدا کاهش مییابد (تأخیر بین 30 تا 75 دقیقه)، اما سپس در فواصل کوتاه در مرکز لندن، حالت ریل سبک رقابتی و در مسافتهای طولانیتر به منطقه وسیع تر حالت ریلی جذاب تر است. هزینه پایین بلیط اتوبوس در لندن تضمین می کند که علیرغم سرعت نسبتاً آهسته سفر آن، هزینه کلی دسترسی به اشتغال با این حالت کم است. چنین مقایسههایی نشان میدهد که برای تشویق به جذب انواع حملونقل با کربن کمتر، یا باید هزینههای این گزینههای حملونقل برای دسترسی به اشتغال کاهش یابد (از طریق سرمایهگذاری یا قیمت بلیط پایینتر) یا هزینه سفر با خودروی شخصی باید افزایش یابد (مثلاً از طریق اطمینان از اینکه هزینه سفر با ماشین منعکس کننده هزینه واقعی است، به عنوان مثال از طریق قیمت گذاری کربن). این مقاله توابع دسترسی را تنها برای دو بخش برجسته میکند، با این حال چنین منحنیهایی برای همه بخشها توسط ابزار هزینه تعمیمیافته تولید میشوند. یا هزینه های این گزینه های حمل و نقل برای دسترسی به شغل باید کاهش یابد (از طریق سرمایه گذاری یا قیمت بلیط پایین تر) یا هزینه سفر با ماشین شخصی باید افزایش یابد (مثلاً از طریق اطمینان از اینکه هزینه سفر با ماشین منعکس کننده هزینه واقعی است، به عنوان مثال از طریق کربن قیمت گذاری). این مقاله توابع دسترسی را تنها برای دو بخش برجسته میکند، با این حال چنین منحنیهایی برای همه بخشها توسط ابزار هزینه تعمیمیافته تولید میشوند. یا هزینه های این گزینه های حمل و نقل برای دسترسی به شغل باید کاهش یابد (از طریق سرمایه گذاری یا قیمت بلیط پایین تر) یا هزینه سفر با ماشین شخصی باید افزایش یابد (مثلاً از طریق اطمینان از اینکه هزینه سفر با ماشین منعکس کننده هزینه واقعی است، به عنوان مثال از طریق کربن قیمت گذاری). این مقاله توابع دسترسی را تنها برای دو بخش برجسته میکند، با این حال چنین منحنیهایی برای همه بخشها توسط ابزار هزینه تعمیمیافته تولید میشوند.یعنی 633 منحنی برای ناحیه GLA).
چنین توابع دسترسی اشتغال را می توان برای بررسی مزایای دسترسی ناشی از بهبود زیرساخت، به عنوان جایگزینی برای بررسی بهبود هزینه های تعمیم یافته فردی همانطور که در شکل 5 ، شکل 6 و شکل 7 نشان داده شده است، استفاده کرد. شکل 9 تغییر دسترسی از بخش دهکده های هیترو را در نتیجه سناریوهای زیرساختی مختلف نشان می دهد که شامل سرمایه گذاری های گزارش حمل و نقل 2025 است ( جدول 1 را ببینید.). این منحنیها نشان میدهند که دسترسی که با هزینه تعمیمیافته اندازهگیری میشود، بهویژه در حالت اتوبوس (به دلیل افزایش فراوانی خدمات اتوبوس در منطقه) بهبود مییابد. با این حال، سایر حالتهای کم کربن تغییر کلی کمی را در نتیجه بهبود زیرساختهای پیشنهادی در گزارش نشان میدهند. بزرگترین تفاوت در این سناریوها بین سناریوهای جاده با و بدون احتساب هزینه تراکم است. از آنجایی که بخش بزرگی از مشاغل (تقریباً 25٪) در این بخش از مرکز لندن قرار دارند، هزینه تراکم می تواند به عنوان انگیزه بزرگی برای مردم در استفاده از اشکال حمل و نقل کم کربن برای دسترسی به این شغل در نظر گرفته شود.
شکل 9. توابع دسترسی استخدام برای سناریوهای مختلف حمل و نقل، همچنین نشان دهنده حساسیت به شارژ ازدحام جاده (CC)، برای بخش دهکده های هیترو است.
4.3. بهبود دسترسی جهانی
تأثیر و مزایای تغییر زیرساخت در هر بخش متفاوت است. برای به دست آوردن یک معیار جهانی از دسترسی به اشتغال، بر خلاف اندازهگیری محلی در شکل 9 ، ما توابع دسترسی اشتغال، وزندهی به جمعیت مسکونی، را برای هر بخش یکپارچه میکنیم. این معیار دسترسی جهانی، A G ، خلاصهای غیر مکانی از رابطه بین مکانهای مسکونی و شغلی ارائه میکند و به صورت زیر محاسبه میشود:
که در آن P i و E j جمعیت و اشتغال در بخشهای i و j هستند، از دادههای سال 2008 [ 59 ، 61 ] و P T کل جمعیت لندن است. بنابراین این هزینه کلی برای دسترسی به همه مشاغل در منطقه است. دسترسی جهانی برای هر حالت حمل و نقل، تحت سناریوهای مختلف سرمایه گذاری T2025، در جدول 3 گزارش شده است.. سناریوهای سرمایهگذاری کم و زیاد منجر به مزایای دسترسی به اشتغال در تمام حالتهای حملونقل عمومی میشود، که بیشترین سود را برای اتوبوسها در نتیجه سرمایهگذاری اضافی در فرکانسهای اتوبوس کاهش میدهد که زمان انتظار و در نتیجه هزینه حمل و نقل عمومی را کاهش میدهد. در سناریوی جاده با سرمایه گذاری بالا می توان دید که دسترسی به جای افزایش، کاهش می یابد. این به این دلیل است که یک طرح ملی شارژ کاربر جاده، هزینه های کلی استفاده از جاده را افزایش می دهد (مصرف قیمت ثابت برای هر کیلومتر). استراتژی سرمایهگذاری بالاتر، مزایایی را برای دسترسی به حملونقل عمومی فراهم میکند، که به مشارکت اجتماعی [ 62 ] و استراتژیهای کربنزدایی کمک میکند. مانند شکل 9، هزینه تراکم به دلیل تعداد مشاغل در این منطقه تأثیر قابل توجهی بر دسترسی دارد.
جدول 3. دسترسی جهانی به اشتغال، A G ، برای هر حالت حمل و نقل تحت سناریوهای سرمایه گذاری زیرساخت حمل و نقل T2025 (مقدار کمتر به معنای هزینه کمتر برای دسترسی به اشتغال و در نتیجه دسترسی بهتر به اشتغال)، و حساسیت حالت جاده به شارژ ازدحام (CC) ).
این ارقام دسترسی جهانی تفاوت های قابل توجهی (تا 60٪ در برخی موارد) را بین حالت های مختلف و توانایی آنها برای ارتباط افراد با مکان های شغلی در لندن نشان می دهد. مشاهده می شود که در حالت تعادل، دسترسی جهانی از طریق حالت جاده ای کمتر از سایر روش های حمل و نقل عمومی است. این تا حدی به دلیل برخی از عوامل گمشده در محاسبه مقادیر هزینه تعمیم یافته جاده (به ویژه هزینه های پارکینگ) است، اما به طور کلی با در نظر گرفتن همه عوامل (پولی و زمانی) هزینه کمتر سفر با ماشین را نشان می دهد. این نشان می دهد که تشویق به استفاده از گزینه های سفر پایدار باید بر هزینه های کلی کمتر سفر با ماشین شخصی در لندن بزرگ غلبه کند. با این حال، این معیار جهانی تنوع محلی دسترسی در سراسر منطقه مورد علاقه را نشان نمی دهد، فقط یک نمای کلی در سطح شهر از حالت های مختلف ارائه می دهد. برای مقایسه سناریوهای مختلف سرمایه گذاری در آینده مفید است و درک مفاهیم تصمیمات سیاستی را ارائه می دهد.جدول 3 فقط دسترسی به مکان های استخدام را نشان می دهد، در حالی که دسترسی به سایر خدمات (مانند مغازه ها، پارک ها، بیمارستان ها) الگوها و مجموع متفاوتی دارد.
5. نتیجه گیری ها
این مقاله یک ابزار مبتنی بر GIS را ارائه کرده است که برای امکان شناسایی سریع هزینههای حملونقل و دسترسی در حوزههای فضایی بزرگ با استفاده از دادههای در دسترس ایجاد شده است. نتایج این ابزار را می توان به روش های مختلفی از جمله به صورت نمودار یا نمودار و به صورت نقشه های فضایی هزینه تعمیم یافته یا دسترسی ارائه کرد. مزیت کلیدی این رویکرد امکان ارزیابی سریع اثرات پیشرفتهای زیرساختی جدید بر دسترسی در مقیاس محلی تا سطح شهر و مقایسه الگوهای دسترسی بین حالتهای رقابتی است. Te Brömmelstroet و همکاران . [ 22 ] نشان داد که تصمیم گیرندگان ” رسانه های مبتنی بر نقشه بصری را ابزار بسیار مفیدی برای ارتباط دسترسی ” می دانند و اینکه “برنامه ریزان نقشه ها را ترجیح می دهند، در حالی که برنامه ریزان حمل و نقل وقتی با خروجی های کمی ارائه می شوند، راحت تر هستند . ابزار ارائه شده در اینجا برای ارائه هر دو چنین خروجی با استفاده از نرم افزار GIS به طور گسترده در دسترس طراحی شده است. علاوه بر این، این ابزار به عنوان یک افزونه رایگان برای GIS استاندارد ارائه میشود و میتواند از دادههای در دسترس عموم استفاده کند و از این طریق نگرانیهای بخش قابل توجهی از سازمانهای دولتی محلی را که فاقد زمان، پول، دادهها و مهارتهای محاسباتی برای انجام تجزیه و تحلیل دسترسی هستند، برطرف کند. 22 ].
کاربرد در لندن بزرگ نشان میدهد که شبکههای حالتهای حملونقل مختلف را میتوان در مقیاسهای فضایی بزرگ تحلیل کرد و تنوع فضایی قابلتوجهی را در هزینههای حملونقل و دسترسی به اشتغال نشان میدهد. دسترسی به استخدام تابعی پیچیده از حالت حمل و نقل، ساختار شبکه، موقعیت شغلی و مبدا سفر است. در سطح جهانی، حالتهای مبتنی بر جاده بیشترین دسترسی را فراهم میکنند، که نشان میدهد ممکن است برای کاهش تسلط خودروی شخصی در سفرهای حملونقل، سرمایهگذاری در اشکال حملونقل کم کربن مورد نیاز باشد (در حال حاضر 44 درصد سهم مودال است). هزینه ازدحام یک بازدارنده اساسی برای رفت و آمد به مرکز لندن با وسایل حمل و نقل خصوصی ایجاد می کند و بنابراین استفاده از سایر روش های سفر با کربن کمتر برای دسترسی به مشاغل و خدمات در این منطقه را تشویق می کند. با این حال،
این توابع دسترسی به تصمیم گیرندگان تصاویری از دسترسی نسبی به امکانات کلیدی (در این مورد مکان های استخدام) از یک مکان معین در یک منطقه شهری را ارائه می دهند. به سرعت نشان داده شده است که حالت های خاص سفر، دسترسی به چنین مکان هایی را با هزینه تعمیم کمتری نسبت به سایر حالت ها فراهم می کند. با ابزار دسترسپذیری ارائه شده در اینجا، میتوان جذابیت روشهای حملونقل کم کربن را در برابر وسایل سفر کمتر پایدار بررسی کرد. چنین عملکردهایی همچنین امکان آزمایش گزینههای احتمالی سرمایهگذاری در زیرساختهای آینده را فراهم میکند تا به سرعت تأثیر چنین سرمایهگذاریهایی را بر دسترسی و تعیین اثربخشی گزینهها برای افزایش جذابیت حالتهای سفر پایدار تعیین کند.
تجزیه و تحلیل سریع الگوهای دسترسی به کشف طیف گسترده ای از گزینه های حمل و نقل ممکن کمک می کند تا عواملی مانند حفظ دسترسی به اشتغال، اطمینان از اتصال مناطق مسکونی، اما همچنین اهداف پایداری گسترده تر مانند کاهش در رفت و آمدهای طولانی، ترویج حمل و نقل کم کربن، را ایجاد کند. و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در سفر. تغییرات دسترسی محلی (به عنوان مثال، دسترسی به ایستگاه ها، اثرات بهبود زیرساخت در سفرهای کوتاه) را می توان در زمینه اثرات مقیاس شهر (به عنوان مثال، تغییرات جهانی دسترسی) مشاهده کرد تا از مجموعه های متعادل اقدامات اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، یک ابزار ارزیابی سریع امکان گنجاندن تحلیل حملونقل در تحلیلهای چندبخشی مطالعات پایداری شهری را فراهم میکند.و همکاران [ 29 ]؛ والش و همکاران [ 30 ]؛ داوسون و همکاران ، [ 63 ]; و Echenique و همکاران . [ 16 ] برای مطالعاتی از این دست).
در این مطالعه، ما فقط دسترسی به اشتغال را در نظر گرفتهایم، اما سایر اقدامات مانند دسترسی به فضای سبز، فروشگاهها و سایر خدمات را میتوان به راحتی مشروط به در دسترس بودن دادهها در جغرافیای فضایی مربوطه گنجاند. ما همچنین هر حالت حمل و نقل را به صورت مجزا در نظر گرفتیم و دسترسی به هر شبکه را مستقل از سایر حالتهای سفر ممکن محاسبه کردیم. این امکان دسترسی نسبی به هر حالت حمل و نقل را فراهم می کند تا مستقیماً مقایسه شود و نتایج تجزیه و تحلیل آسان تر تفسیر و توضیح داده شود. با این حال، ما می دانیم که این ممکن است همیشه کمترین هزینه را برای سفر بین دو منطقه ارائه دهد. یک نمایش واقعی تر، امکان محاسبه راه رفتن را فراهم می کند، مسیر شبکه رانندگی به یک ایستگاه – یا در واقع استفاده از چندین حالت حمل و نقل برای سفر – که موضوع کار مداوم است. به ناچار، مدلهای مقیاس وسیع از این ماهیت، تعدادی فرضیات را ضروری میسازد که پتانسیل آن را برای طراحی و تحلیل زیرساختهای حملونقل دقیق محدود میکند. با این حال، این محدودیتها در این مورد توجیه میشوند، زیرا هدف ایجاد یک ابزار تجزیه و تحلیل دسترسی بود که میتواند به سرعت و به طور گسترده بدون نیاز به تمرینهای جمعآوری دادههای بزرگ یا سفارشی اعمال شود. مزیت دیگر چنین رویکرد ساده ای امکان افزودن لایه های شبکه، خدمات بیشتر یا نمایش فرآیندهای اضافی در محاسبه هزینه تعمیم یافته، در صورت نیاز است. مدلهای مقیاس وسیع با این ماهیت، به تعدادی فرضیات نیاز دارند که پتانسیل آن را برای طراحی و تجزیه و تحلیل زیرساختهای حملونقل دقیق محدود میکند. با این حال، این محدودیتها در این مورد توجیه میشوند، زیرا هدف ایجاد یک ابزار تجزیه و تحلیل دسترسی بود که میتواند به سرعت و به طور گسترده بدون نیاز به تمرینهای جمعآوری دادههای بزرگ یا سفارشی اعمال شود. مزیت دیگر چنین رویکرد ساده ای امکان افزودن لایه های شبکه، خدمات بیشتر یا نمایش فرآیندهای اضافی در محاسبه هزینه تعمیم یافته، در صورت نیاز است. مدلهای مقیاس وسیع با این ماهیت، به تعدادی فرضیات نیاز دارند که پتانسیل آن را برای طراحی و تجزیه و تحلیل زیرساختهای حملونقل دقیق محدود میکند. با این حال، این محدودیتها در این مورد توجیه میشوند، زیرا هدف ایجاد یک ابزار تجزیه و تحلیل دسترسی بود که میتواند به سرعت و به طور گسترده بدون نیاز به تمرینهای جمعآوری دادههای بزرگ یا سفارشی اعمال شود. مزیت دیگر چنین رویکرد ساده ای امکان افزودن لایه های شبکه، خدمات بیشتر یا نمایش فرآیندهای اضافی در محاسبه هزینه تعمیم یافته، در صورت نیاز است.
ارزش چنین ابزاری، برخلاف یک مدل حمل و نقل کلان کامل یا ریزشبیهسازی ترافیک، این است که بسیاری از سناریوهای جایگزین زیرساخت حملونقل و سیاستهای مرتبط را میتوان به سرعت و به آسانی آزمایش و مقایسه کرد. ساخت ابزارهای مدلسازی در یک چارچوب GIS پارامترسازی و آمادهسازی این سناریوها را تسهیل میکند و امکان کاوش بصری و تفسیر فوری نتایج را فراهم میکند. این ابزار برای استفاده دیگران در دسترس قرار گرفته است ( http://www.ncl.ac.uk/ceser/researchprogramme/software/). بعلاوه، استفاده از مجموعه دادههای گسترده در دسترس، مانند OpenStreetMap، قابلیت انتقال ابزار و در نتیجه کاربرد آتی آن را در سایر شهرهای جهان، به ویژه در کشورهای در حال توسعه که چنین تحولاتی در حملونقل پایدار حیاتی است و در آنجا باز و شلوغ است، نشان میدهد. -منابع داده با منبع در حال رایج تر شدن هستند.
بدون نظر