Ανάπτυξη μεθοδολογίας για την αξιολόγηση δικτύων δημοσίων συγκοινωνιών ανταποκρινόμενων στη ζήτηση σε περιαστικές περιοχές
Authors: Παπανικολάου Ανέστης 
Published: September 2021

Τα συστήματα Δημόσιων Συγκοινωνιών Ανταποκρινόμενων στη Ζήτηση (Demand Responsive Transport Systems - DRT) αποτελούν μια τεχνολογικά καινοτόμα μορφή παροχής ευέλικτων μεταφορικών υπηρεσιών και είναι αρκετά διαδεδομένα σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες, καθώς και στις Η.Π.Α., Καναδά, Αυστραλία και Νέα Ζηλανδία. Αυτή η μορφή μεταφορικής υπηρεσίας είναι ευέλικτη από την άποψη των δρομολογίων, των (μικρότερων) οχημάτων, των μεθόδων πληρωμών και κρατήσεων, των κατηγοριών επιβατών και περιοχών που εξυπηρετούν, και τέλος των αναγκών ως προς τον σχεδιασμό και την υλοποίηση τους. Ως προς τη ‘θέση’ της στο φάσμα των μεταφορικών μέσων και υπηρεσιών, η υπηρεσία DRT τοποθετείται ενδιάμεσα του ταξί και της υπηρεσίας που προσφέρουν τα (συμβατικά) λεωφορεία που κινούνται σε προκαθορισμένα δρομολόγια και διαδρομές. Το ολοένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για τα συστήματα DRT τα τελευταία χρόνια καθιστά την αξιολόγηση των συστημάτων αυτών απαραίτητη, καθώς έρχεται να απαντήσει σε μία γενικότερη απαίτηση για συνεχώς αποδοτικότερες υπηρεσίες μεταφορών, και αφετέρου την μείωση του κόστους λειτουργίας τους λόγω της υπάρχουσας οικονομικής συγκυρίας και της έλλειψης επαρκών διαθέσιμων πόρων. Στη λογική συτή γίνεται όλο και πιο προφανές πως τα παραδοσιακά δίκτυα Δημοσίων Συγκοινωνιών (ΔΣ) αδυνατούν να καλύψουν πλήρως τις ανάγκες μεταφοράς όλου του πληθυσμού, σε όλη την χωρική έκταση των σύγχρονων αστικών περιοχών. Αποτέλεσμα αυτού είναι ευαίσθητες ομάδες του πληθυσμού (ηλικιωμένοι, άτομα με ειδικές ανάγκες (ΑμεΑ), άνεργοι, κ.ά.), αλλά και περιφερειακές περιοχές των αστικών συγκροτημάτων (περιαστικά κέντρα, χωριά, οικισμοί) να μην μπορούν να εξυπηρετηθούν επαρκώς ώστε να έχουν πρόσβαση στα αγαθά, στις υπηρεσίες και τις ευκαιρίες που παρέχονται στους κατοίκους των μεγάλων αστικών συγκροτημάτων. Τα Συστήματα Δημόσιων Συγκοινωνιών Ανταποκρινόμενα στην Ζήτηση (Demand Responsive Transport, εφεξής DRT) αποτελούν μία πιθανή λύση που εξετάζεται και προτείνεται σε μεγάλο βαθμό τα τελευταία χρόνια λόγω της ανάπτυξης των κατάλληλων τεχνολογιών (έξυπνα κινητά, εφαρμογές διαδικτύου για πληροφόρηση χρηστών κ.λπ.) που απαιτεί η υλοποίηση τους στη πράξη. Στην πρώτη τους μορφή, τα ευέλικτα συστήματα μεταφορών υλοποιήθηκαν από την δεκαετία του 1970, με πληθώρα αποτελεσμάτων, άλλοτε θετικών και άλλοτε χωρίς ιδιαίτερη επιτυχία ως προς τους αρχικούς στόχους που είχαν τεθεί. Αν και η εμφάνιση των νέων τεχνολογιών πληροφορικής έχει επιλύσει πολλά από τα λειτουργικά προβλήματα και τα έχει καταστήσει ως μία από τις πλέον επίκαιρες και καινοτόμες μορφές Δημοσίων Συγκοινωνιών, παρόλα αυτά πολλοί από τους λόγους για τους οποίους τα συστήματα αυτά δεν υλοποιούνται επιτυχώς στην πράξη δεν έχουν γίνει ακόμα απολύτως κατανοητοί. Η παρούσα Διατριβή επιδιώκει να βοηθήσει να κατανοηθούν οι προϋποθέσεις ώστε ένα σύστημα DRT να είναι επιτυχές (ή όχι) και με ποιo τρόπο/μέθοδο μπορεί αυτό να εκτιμηθεί εκ των προτέρων (από την φάση του σχεδιασμού). Στα πλαίσια αυτού του στόχου, η Διατριβή ξεκινά με μία σύντομη περιγραφή των γενικών χαρακτηριστικών και των βασικών τρόπων οργάνωσης των συστημάτων DRT στο πλαίσιο της συνολικού εύρους παροχής (εφεξής «αγοράς») δημοσίων συγκοινωνιών καθώς επίσης και με μία παράθεση των κυριότερων μελετών και ερευνών που πραγματεύονται την πρακτική εφαρμογή και υλοποίηση τους. Ακολουθεί η κριτική ανασκόπηση και σύνθεση της βιβλιογραφίας ως προς τον σχεδιασμό και την οργάνωση των συστημάτων σε μεθοδολογικό επίπεδο, με εννοιολογική αφετηρία την αντίστοιχη θεώρηση των συστημάτων «καθορισμένης διαδρομής» (fixed route transport systems – FRT), δηλαδή -όπως απαντώνται στην συνέχεια της παρούσας Διατριβής- των δικτύων συγκοινωνιών «συμβατικών» λεωφορειακών γραμμών. Η ανασκόπηση ολοκληρώνεται με την αναγνώριση και την επισήμανση των ελλείψεων της βιβλιογραφίας ως προς την ύπαρξη ενός ολοκληρωμένου μεθοδολογικού πλαισίου αξιολόγησης συστημάτων DRT, σε αντίθεση με τα συστήματα «καθορισμένης διαδρομής». Επίσης προτείνεται μία νέα κατηγοριοποίηση των προβλημάτων των δικτύων DRT μέσα από μία λογική που συνδέει τα ερευνητικά προβλήματα με τα επιχειρησιακά μοντέλα των συστημάτων αυτών και τις αντίστοιχες «αγορές» που εξυπηρετούν. Αυτή η κατηγοριοποίηση των ερευνητικών προβλημάτων για τα συστήματα DRT είναι αναγκαία ώστε να διαφανούν οι μεθοδολογικές ανάγκες αναφορικά με την μοντελοποίηση και την επίλυση των αντίστοιχων συγκοινωνιακών προβλημάτων με αναφορά σε καθορισμένα γεωγραφικά χαρακτηριστικά και δομές δικτύων δημοσίων συγκοινωνιών DRT και συμβατικών λεωφορείων. Στο σημείο αυτό (Κεφάλαιο 3) καθορίζεται και περιγράφεται το κεντρικό ερευνητικό ερώτημα της Διατριβής και παρουσιάζεται το μεθοδολογικό πλαίσιο το οποίο αφορά στην ανάπτυξη μοντέλων/υποδειγμάτων με σκοπό την αξιολόγηση και σύγκριση ενός συστήματος DRT για περιαστικές περιοχές χαμηλής ζήτησης με ένα σύστημα «συμβατικής» λεωφορειακής γραμμής. Στο επόμενο κεφάλαιο (Κεφάλαιο 4) αναπτύσσεται και περιγράφεται η προτεινόμενη μέθοδος σχεδιασμού και αξιολόγησης δικτύων δημοσίων μέσων μεταφορών με τον προσδιορισμό των βέλτιστων επιχειρησιακών χαρακτηριστικών τους σε συνάρτηση με (καθορισμένα) επίπεδα επιβατικής ζήτησης από την πλευρά της προσφοράς, δηλαδή του φορέα Δημοσίων Συγκοινωνιών. Για το κάθε συγκοινωνιακό μέσο που εξετάζεται (συμβατικό λεωφορείο, DRT) ορίζεται η αντίστοιχη συνάρτηση συνολικού κόστους και οι συναρτήσεις αυτές συγκρίνονται μεταξύ τους για να καθοριστεί το αποδοτικότερο μέσο, σε σχέση με τα εξεταζόμενα σενάρια / επίπεδα επιβατικής ζήτησης. Εκτός από την μελέτη από την πλευρά της προσφοράς (του φορέα Δημοσίων Συγκοινωνιών, εφεξής ΔΣ), η παρούσα Διατριβή εστιάζει και στην πλευρά της ζήτησης μέσα από την ανάπτυξη μοντέλων διακριτών επιλογών συγκοινωνιακού μέσου για τους μετακινούμενους (Κεφ. 5). Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται τα αποσυνθετικά υποδείγματα τύπου logit παρέχοντας αποτελέσματα αναφορικά με την κατανομή του πληθυσμού στα εναλλακτικά μέσα που εξετάζονται (Ι.Χ αυτοκινήτου – λεωφορείο – DRT). Περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να συνδυαστούν τα υποδείγματα logit με έρευνες δηλωμένων προτιμήσεων (Stated Preference - SP surveys) ώστε να μπορεί να αποτιμηθεί η δυνητική ζήτηση για ένα νέο μέσο μεταφοράς το οποίο δεν υπάρχει στην «τωρινή κατάσταση» (στην περίπτωση της Διατριβής το DRT). Ο τελικός στόχος της ανάλυσης της ζήτησης είναι να υπολογιστούν τα ποσοστά των επιβατών που θα αλλάξουν επιβατικό μέσο, δηλαδή το ποσοστό των χρηστών Ι.Χ. αυτοκινήτων που θα επιλέξει DRT και το ποσοστό χρηστών λεωφορείου που θα επιλέξουν DRT, στην περίπτωση αντικατάστασης της συμβατικής λεωφορειακής γραμμής από DRT. Συνδυάζοντας την προσφορά με την ζήτηση, στο επόμενο κεφάλαιο (Κεφ. 6) αναπτύσσεται μία ενιαία μεθοδολογική και υπολογιστική μέθοδος που βασίζεται στην διατύπωση του προβλήματος αξιολόγησης των υπηρεσιών DRT ως ιεραρχικού προβλήματος βελτιστοποίησης δι-επίπεδου προγραμματισμού. Το πρόβλημα αυτό μοντελοποιείται με βάση την θεωρία των μη-συνεργατικών παιγνίων (non-cooperative game theory – NCGT) και πιο συγκεκριμένα ενός παιγνίου τύπου Stackelberg. Τα προβλήματα παιγνίων τύπου Stackelberg μπορούν να αναπαρασταθούν και να επιλυθούν ως προβλήματα δι-επίπεδου προγραμματισμού (bi-level programming problems). Η μορφή και η επίλυση αυτού του μαθηματικού προβλήματος απαντάει και στο κεντρικό ερευνητικό ερώτημα της παρούσας Διατριβής, μέσω της ενσωμάτωσης των αντίστοιχων μοντέλων και αλγορίθμων που αναπτύσσονται. Η έρευνα ολοκληρώνεται με την εφαρμογή της μεθόδου σε μία περιαστική περιοχή της Θεσσαλονίκης, την περιοχή του Λαγκαδά (Κεφάλαιο 7). Ο στόχος αυτού του κεφαλαίου είναι διττός: από την μία πλευρά να εφαρμοστεί η προτεινόμενη μεθοδολογία και να ελεγχθεί ως προς την λογικότητα των αποτελεσμάτων (έχοντας ως δεδομένο τις τιμές των παραμέτρων σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται στην πράξη από τον Οργανισμό Αστικών Συγκοινωνιών Θεσσαλονίκης (Ο.Α.Σ.Θ.)), και επιπλέον να υποβοηθήσει σε επίπεδο πολιτικής την διαδικασία λήψης αποφάσεων στην περίπτωση που εντοπιστούν λεωφορειακές γραμμές που θα μπορούσαν να αντικατασταθούν από DRT γραμμές που να βελτιώνουν την αποδοτικότητα του δικτύου. Για την εφαρμογή της μεθοδολογίας χρειάστηκαν δεδομένα, τόσο μακροσκοπικά όσο και μικροσκοπικά (αναφορικά με τις επιλογές συγκοινωνιακού μέσου επιβατών στην περιοχή του Λαγκαδά), τα οποία δόθηκαν από το (πρώην) Συμβούλιο Αστικών Συγκοινωνιών Θεσσαλονίκης (Σ.Α.Σ.Θ.) σε επίπεδο γραμμής και επίσης συλλέχτηκαν στο πλαίσιο της Διπλωματικής Εργασίας των Μπελιμπασάκη Μιχάλη, Προβατένου Ιωάννη και Κουδέρη Χαρίτου, στην οποία με καθοδήγηση του Υποψήφιου Διδάκτορα, οργανώθηκαν και εκπονήθηκαν έρευνες δηλωμένων προτιμήσεων για την περιοχή του Λαγκαδά, ακολουθώντας την μεθοδολογία της Διατριβής που περιγράφηκε στα κεφάλαια 4-6 σε θεωρητικό επίπεδο. Συμπερασματικά η παρούσα Διατριβή προτείνει ένα νέο τρόπο θεώρησης όσο και μοντελοποίησης της διαδικασίας αξιολόγησης δικτύων Δημοσίων Συγκοινωνιών ανταποκρινόμενων στη ζήτηση (DRT). Η Διατριβή συνδύασε αναλυτικές μεθόδους και επιχειρησιακή έρευνα, με στατιστικές μεθόδους και θεωρία παιγνίων με σκοπό να δημιουργήσει μία ολοκληρωμένη αξιολογική μέθοδο για δίκτυα DRT για το στρατηγικό επίπεδο μοντελοποίησης και σχεδιασμού. Η Διατριβή ολοκληρώνεται με την εξαγωγή των τελικών συμπερασμάτων, την αναφορά στην προστιθέμενη ερευνητικής αξίας της, καθώς και τις μελλοντικές ερευνητικές κατευθύνσεις και επεκτάσεις των μεθόδων και υποδειγμάτων που αναπτύχθηκαν.