Моделювання транспортних потоків для обґрунтування проектів дорожнього будівництва на умовах концесії

Автор(и)

  • Nataliia Bondar Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010, Україна https://orcid.org/0000-0002-8254-2449
  • Stanislav Gendek Жешувська політехніка імені Ігнасія Лукасевича алея Повстанців Варшави, 12, м. Жешув, Польща, 35-959, Польща https://orcid.org/0000-0002-4712-2836
  • Oksana Karpenko Державний університет інфраструктури та технологій вул. Івана Огієнка, 19, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0003-2943-1982
  • Tamara Navrotskaya Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010, Україна https://orcid.org/0000-0003-1067-9187
  • Victoria Sukmaniuk Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010, Україна https://orcid.org/0000-0003-4202-8960

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193463

Ключові слова:

плата за проїзд, концесії у будівництві доріг, транспортний потік, платна автомобільна дорога, дорожнє будівництво

Анотація

Запропоновано метод дослідження очікуваного розподілу транспортних потоків між платною та альтернативною автомобільними дорогами, в основі якого лежать поведінкові принципи користувачів. Передбачається, що поведінка користувача є раціональною: він завжди обирає найбільш вигідний для себе варіант дій. В запропонованій моделі враховуються: вартість витрат паливно-мастильних матеріалів, витрат часу, витрат на оплату руху платним та альтернативним маршрутами. Це означає, що у разі забезпечення однакової вартості витрат на рух альтернативною та платною автомобільною дорогами користувачу буде байдуже, який маршрут обрати. Змінюючи тариф за проїзд 1 км платною автомобільною дорогою, можна впливати на вартість складової «витрати на оплату руху платним маршрутом» і, відповідно, на транспортний потік, що буде ним рухатись. Насичення автомобільної дороги транспортними засобами буде відбуватись доти, доки вартість складових «витрати часу», «спожиті паливно-мастильні матеріали» через ускладнення руху нею, не призведуть до перевищення загальних витрат користувача при русі іншою дорогою.

Розроблено та запропоновано аналітичні моделі:

1) визначення тарифу за проїзд платною дорогою;

2) розподілу транспортного потоку між платною та альтернативною автомобільними дорогами.

В результаті використання моделей отримана інформація про очікуваний розподіл транспортного потоку між платним та альтернативним маршрутами руху. Вона є необхідною:

1) під час економічного обґрунтування привабливості проекту для приватних інвесторів та доцільності реалізації проекту на умовах концесії;

2) визначення інтенсивності руху для платної дороги, нижче якої органам влади передбачувати сплату концесійних платежів в умовах концесійного договору недоцільно.

Використання запропонованих авторами моделей представлено на матеріалах проекту черги будівництва Великої кільцевої дороги навколо м. Києва (Україна)

Біографії авторів

Nataliia Bondar, Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010

Доктор економічних наук, доцент

Кафедра економіки 

Stanislav Gendek, Жешувська політехніка імені Ігнасія Лукасевича алея Повстанців Варшави, 12, м. Жешув, Польща, 35-959

Доктор економічних наук, професор

Кафедра економіки

Oksana Karpenko, Державний університет інфраструктури та технологій вул. Івана Огієнка, 19, м. Київ, Україна, 03049

Доктор економічних наук, професор

Кафедра менеджменту, публічного управління та адміністрування

Tamara Navrotskaya, Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010

Кандидат економічних наук, доцент

Кафедра менеджменту

Victoria Sukmaniuk, Національний транспортний університет вул. М. Омеляновича-Павленка, 1, м. Київ, Україна, 01010

Старший викладач

Кафедра менеджменту

Посилання

  1. Dehghan Shabani, Z., Safaie, S. (2018). Do transport infrastructure spillovers matter for economic growth? Evidence on road and railway transport infrastructure in Iranian provinces. Regional Science Policy & Practice, 10 (1), 49–63. doi: https://doi.org/10.1111/rsp3.12114
  2. Karpenko, O. O., Palyvoda, O. M., Bondar, N. M. (2018). Modelling the integral performance of transport and logistics clusters. Scientific Bulletin of Polissia, 2 (1 (13)), 155–160. doi: https://doi.org/10.25140/2410-9576-2018-2-1(13)-155-160
  3. Market Update. Review of the European PPP Market in 2018. The European PPP Expertise Centre (EPEC), 14.
  4. Public-Private Partnership Monitor (2019). Asian Development Bank, 910. doi: https://doi.org/10.22617/tcs190020-2
  5. Garemo, N., Hjerpe, M., Halleman, B. (2018). A better road to the future: Improving the delivery of road infrastructure across the world. McKinsey&Company, 32. Available at: https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/industries/capital%20projects%20and%20infrastructure/our%20insights/improving%20the%20delivery%20of%20road%20infrastructure%20across%20the%20world/a-better-road-to-the-future-web-final.ashx
  6. Maslova, S. (2016). UNECE PPP Best Practice Guide for Road Sector. International PPP Forum: “Implementing the United Nations 2030 Agenda for Sustainable Development through effective, people-first Public-Private Partnerships”. Available at: https://www.unece.org/fileadmin/DAM/ceci/documents/2016/PPP/Forum_PPP-SDGs/Presentations/Svetlana_Maslova-Best_Practice_Guide_for_Roads_Sector.pdf
  7. Private Participation in Infrastructure (PPI) – World Bank Group. Available at: https://ppi.worldbank.org/en/snapshots/sector/toll-roads
  8. Robert, J. (2001). Models for the financing of regional infrastructure and development projects, with a particular attention to the countries of Central and Eastern Europe – Public-private partnerships in spatial development policy. European regional planning (CEMAT), No. 63. Available at: https://rm.coe.int/16804895a3
  9. Iyer, K. C., Sagheer, M. (2011). A real options based traffic risk mitigation model for build-operate-transfer highway projects in India. Construction Management and Economics, 29 (8), 771–779. doi: https://doi.org/10.1080/01446193.2011.597412
  10. Ma, G., Du, Q., Wang, K. (2018). A Concession Period and Price Determination Model for PPP Projects: Based on Real Options and Risk Allocation. Sustainability, 10 (3), 706. doi: https://doi.org/10.3390/su10030706
  11. Shvetsov, V. I. (2003). Mathematical Modeling of Traffic Flows. Automation and Remote Control, 64, 1651–1689. doi: https://doi.org/10.1023/A:1027348026919
  12. Ehlert, A., Bell, M. G. H., Grosso, S. (2006). The optimisation of traffic count locations in road networks. Transportation Research Part B: Methodological, 40 (6), 460–479. doi: https://doi.org/10.1016/j.trb.2005.06.001
  13. Sánchez-Cambronero, S., Rivas, A., Barba, R. M., Ruiz-Ripoll, L., Gallego, I., Menéndez, J. M. (2016). A Methodology to Model a Traffic Network Which have their Field Data Obtained by Plate Scanning Technique. Transportation Research Procedia, 18, 341–348. doi: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2016.12.046
  14. Soliño, A. S., Lara Galera, A. L., Colín, F. C. (2017). Measuring uncertainty of traffic volume on motorway concessions: a time-series analysis. Transportation Research Procedia, 27, 3–10. doi: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.12.006
  15. Apronti, D., Ksaibati, K., Gerow, K., Hepner, J. J. (2016). Estimating traffic volume on Wyoming low volume roads using linear and logistic regression methods. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 3 (6), 493–506. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtte.2016.02.004
  16. Sperry, B. R., Mahmood, S., Naik, B. (2018). Land Development and Traffic Composition at Rural Interstate Highway Interchanges in Ohio. Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, 144 (7), 04018029. doi: https://doi.org/10.1061/jtepbs.0000154
  17. Horbachov, P., Samchuk, G. (2014). Analysis of transport systems development forecasting method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (3 (68)), 29–34. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23152
  18. Honcharenko, F. P. (2015). Prohnozuvannia intensyvnosti rukhu avtomobilnymy dorohamy. Avtoshliakhovyk Ukrainy, 1-2, 57–59. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/au_2015_1-2_18
  19. MR A.2.1-218-02070915-729:2008. Metodychni rekomendatsiyi z vyznachennia isnuiuchoi ta prohnozuvannia perspektyvnoi intensyvnosti rukhu.
  20. Haghani, M., Shahhoseini, Z., Sarvi, M. (2016). Path sets size, model specification, or model estimation: Which one matters most in predicting stochastic user equilibrium traffic flow? Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 3 (3), 181–191. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtte.2015.09.007
  21. Wardrop, J. G. (1952). Road paper. Some theoretical aspects of road traffic research. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 1 (3), 325–362. doi: https://doi.org/10.1680/ipeds.1952.11259
  22. McFadden, D. (1974). The measurement of urban travel demand. Journal of Public Economics, 3 (4), 303–328. doi: https://doi.org/10.1016/0047-2727(74)90003-6
  23. Fischer, M. M., Nijkamp, P. (1987). From static towards dynamic discrete choice modelling. Regional Science and Urban Economics, 17 (1), 3–27. doi: https://doi.org/10.1016/0166-0462(87)90066-4
  24. De Carvalho, M. C. M., Dougherty, M. S., Fowkes, A. S., Wardman, M. R. (1998). Forecasting travel demand: a comparison of logit and artificial neural network methods. Journal of the Operational Research Society, 49 (7), 717–722. doi: https://doi.org/10.1057/palgrave.jors.2600590
  25. Dafermos, S. (1980). Traffic Equilibrium and Variational Inequalities. Transportation Science, 14 (1), 42–54. doi: https://doi.org/10.1287/trsc.14.1.42
  26. Nagurney, A. B. (1984). Comparative tests of multimodal traffic equilibrium methods. Transportation Research Part B: Methodological, 18 (6), 469–485. doi: https://doi.org/10.1016/0191-2615(85)90013-x
  27. Smith, M. J. (1979). The existence, uniqueness and stability of traffic equilibria. Transportation Research Part B: Methodological, 13 (4), 295–304. doi: https://doi.org/10.1016/0191-2615(79)90022-5
  28. Dombalyan, A., Kocherga, V., Semchugova, E., Negrov, N. (2017). Traffic Forecasting Model for a Road Section. Transportation Research Procedia, 20, 159–165. doi: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.01.040
  29. Li, J., Mao, P., Dai, Z., Zhang, J. (2018). Traffic Allocation Mode of PPP Highway Project: A Risk Management Approach. Advances in Civil Engineering, 2018, 1–12. doi: https://doi.org/10.1155/2018/7193948
  30. Musso, A., Piccioni, C., Tozzi, M., Godard, G., Lapeyre, A., Papandreou, K. (2013). Road Transport Elasticity: How Fuel Price Changes can Affect Traffic Demand on a Toll Motorway. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 87, 85–102. doi: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.10.596
  31. Garcı́a, R., Marı́n, A. (2005). Network equilibrium with combined modes: models and solution algorithms. Transportation Research Part B: Methodological, 39 (3), 223–254. doi: https://doi.org/10.1016/j.trb.2003.05.002
  32. Batista, S. F. A., Zhao, C.-L., Leclercq, L. (2018). Effects of Users’ Bounded Rationality on a Traffic Network Performance: A Simulation Study. Journal of Advanced Transportation, 2018, 1–20. doi: https://doi.org/10.1155/2018/9876598
  33. Li, M., Huang, H.-J., Liu, H. (2018). Stochastic Route Choice Equilibrium Assignment for Travelers with Heterogeneous Regret Aversions. Journal of Management Science and Engineering, 3 (1), 1–15. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2096232019300423
  34. Zhang, Z.-Z., Tang, T.-Q., Huang, H.-J. (2019). Modeling the social-influence-based route choice behavior in a two-route network. Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications, 531, 121744. doi: https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.121744
  35. De Grange, L., Marechal, M., González, F. (2019). A Traffic Assignment Model Based on Link Densities. Journal of Advanced Transportation, 2019, 1–20. doi: https://doi.org/10.1155/2019/5282879
  36. Cheung, K., Polak, J. W. (2009). A Bayesian approach to modelling uncertainty in transport infrastructure project forecasts. AET. Available at: https://aetransport.org/public/downloads/juHGZ/4104-514ec5ca67ff1.pdf
  37. Semenov, V. V. (2004). Matematicheskoe modelirovanie dinamiki transportnyh potokov megapolisa. Available at: https://keldysh.ru/papers/2004/prep34/prep2004_34.html
  38. M 218-02070915-674:2010. Metodika opredelenie urovnya zagruzhennosti i propusknoy sposobnosti avtomobil'nyh dorog.
  39. Bondar, N. (2014). Justification of fares on toll road carriers for food. Ukrainian Food Journal, 3 (1), 19–25.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-02-29

Як цитувати

Bondar, N., Gendek, S., Karpenko, O., Navrotskaya, T., & Sukmaniuk, V. (2020). Моделювання транспортних потоків для обґрунтування проектів дорожнього будівництва на умовах концесії. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(4 (103), 33–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193463

Номер

Том 1 № 4 (103) (2020): Математика та кібернетика - прикладні аспекти

Розділ

Математика та кібернетика - прикладні аспекти

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Nataliia Bondar, Stanislav Gendek, Oksana Karpenko, Tamara Navrotskaya, Victoria Sukmaniuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.