Dowiedz się więcej

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 2022 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,
• 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 uwzględniającej m.in. analizę ruchu i ocenę ekonomiczną opartą na analizie popytu i modelowaniu 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,
• korytarzowej oceny dużych projektów inwestycyjnych,
• analizy wariantowej opcji inwestycyjnych,
• emisyjności transportu, w tym zmian klimatycznych,
• zarządzania aktywami dla właścicieli infrastruktury (podażą infrastruktury)

zrównoważonego rozwoju.

Zintegrowany Model Ruchu, jak każdy 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 bazuję na danych typu Big Data z sondowania pojazdów, dzięki czemu możliwe jest lepsze odwzorowania 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 (EIP), kolej międzyregionalną (KMR) oraz kolej regionalną i aglomeracyjną (KR),
• 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, koszt pieniężny.

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 stosownie konsultowany z głównymi interesariuszami infrastruktury transportowej wraz z uspójnieniem założeń 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, który opracowaliśmy, umożliwia zbudowanie własnego narzędzia dla analizowanego obszaru na podstawie wykonanych prac. 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.

Zintegrowany Model Ruchu udostępniamy zainteresowanym podmiotom na zasadzie umowy licencyjnej.

Prosimy o kontakt e-mail na: zmr@cupt.gov.pl, by otrzymać szczegółowe informacje o tym jak pozyskać model ruchu.

W ramach zaktualizowanej wersji ZMR3.0 udostępniamy nieodpłatnie:

• model bazowy na rok 2022,
• modele prognostyczne: 2030, 2040, 2050,
• raport techniczny,
• prognozę zmiennych objaśniających do roku 2060.

Obecnie w CUPT używamy stacji roboczych z 24CPU x 3.6 GHz i pamięci 120 GB RAM i przy pełnym wykorzystaniu zasobów przeliczenie pełnego modelu popytu (10 iteracji) trwa ok: 15 godzin, jeden rozkład PrT trwa 40 min, rozkład jednego segmentu PuT trwa ok. 40 min.

Opracowano prognozy na rok 2025, BAU2030 (wariant zawierający popyt na rok 2030 i inwestycje do roku 2025), 2030, 2040 i 2050.

Zmienne objaśniające w modelu również opracowano do roku 2050 – obecnie zakładamy ich aktualizację z uwagi na najnowsze wyniki NSP. Struktura modelu ruchu pozwala na wykonanie prognoz ruchu na dowolny horyzont czasowy w związku z zakodowaniem w modelu wszystkich planowanych inwestycji. Potrzebne są jedynie szczegółowe listy z rokiem oddania danych inwestycji oraz zmienne objaśniające na dany rok. Pełen zestaw opracowanych zmiennych objaśniających jest udostępniany z ZMR 2.1.

Mamy nadzieję że jeszcze w tym roku będzie możliwe udostępnienie modeli na rok 2040 i 2050. Z uwagi na wciąż trwający proces akceptacji dokumentów strategicznych do roku 2030 takich jak KPK, PBDK nie jest możliwe udostepnienie modelu na rok 2030. Niemniej w ZMR wyrysowano i uwzględniono całą sieć drogową i kolejową – kwestia włączenia jedynie wybranych odcinków do analiz własnych.

ZMR jest udostępniany bezpłatnie w formie umowy licencyjnej takim podmiotom jak: jednostki samorządu terytorialnego, uczelnie, instytuty naukowe i badawcze.

Firmy konsultingowe oraz wykonawcy analiz mogą korzystać z ZMR na zasadzie sublicencji udzielonej przez podmioty zamawiające ww. analizy.

ZMR 2.1 uwzględnia już wyniki pomiarów GPR na drogach krajowych i wojewódzkich. W związku z budową modelu bazowego na rok 2019 (przed covidowy), po uwzględnieniu zmian na sieci 2019-2021 wyniki modelu porównano do pomiarów GPR2020/21 i osiągnięto wysoką zgodność.

W pierwszej kolejności w modelu są i będą uwzględnione dokumenty strategiczne. które będą wspierać wypełnienie warunku podstawowego Komisji Europejskiej a w przypadku dostępności dodatkowych danych, w miarę możliwości, inne programy które mają znaczenie i wpływ dla modelu krajowego. Docelowo jesteśmy w kontakcie z PKP PLK m.in. w kwestii planowanego zakresu projektów w ramach programu Kolej +.

Siec transportu miejskiego w wybranych miastach jest uwzględniona w sposób uproszczony za pomocą pomocniczych środków transportu tzw. AUX.

W zależności od posiadanego narzędzia/mechanizmu liczenia emisyjności z modelu można generować odpowiednie dane. Na dzień dzisiejszy robiliśmy przykładowe testy dla dróg uwzględniając wskaźniki obliczeniowe dla emisyjności z transportu drogowego na podstawie kalkulatora KOBIZE. Jednakże należy podkreślić że wybór metody obliczania emisyjności jest po stronie zleceniodawcy/wykonawcy analizy, ZMR nie jest modelem emisyjności tylko modelem popytu na ruch.

Można, obszar analizy należy jednak doszczegółowić i skalibrować lokalnie, m.in. w oparciu o pomiary, badania lub inne dostępne dane.

Wyniki modeli ruchu porównuje się do pomiarów rzeczywistych jakimi są np. pomiary GPR czy macierze biletowe. Porównywanie modeli między sobą, które mają inna strukturę, inny cel a przede wszystkim inne podejście do budowy modelu podaży i popytu może powodować wyciąganie nieprawidłowych wniosków.

Tak, w modelu jest uwzględniona sieć planowana do realizacji w ramach programu CPK.

Oferta przewozowa na kolejne lata prognozy powstała na bazie oferty na rok 2015 i 2019, założeń PKP Intercity, innych dostępnych planów oraz wiedzy eksperckiej. Planowana oferta przewozowa zakłada uruchamianie nowych połączeń w związku z przyjętymi na poszczególne horyzonty czasowe inwestycjami polegającymi na budowie, modernizacji lub rewitalizacji poszczególnych linii kolejowych. Co więcej, w modelu ZMR dostępna jest automatyczna procedura aktualizacji czasów przejazdu na istniejącej sieci dla istniejących połączeń w oparciu o planowane zmiany prędkości na poszczególnych odcinkach po modernizacji.