National godsmodel. Af Christian Overgård Hansen, DTU Transport. Trafikdage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

Transkript

1 National godsmodel Af Christian Overgård Hansen, DTU Transport 1. Indledning Transportministeriet iværsatte i 2009 udviling af et nationalt trafimodelsystem som beslutningsstøtteværtøj for politiere og embedsmænd. Artilen besriver godsmodellen, der indgår som en del af den fremtidige nationale trafimodel. Arbejdet med udviling af godsmodellen omfatter dataindsamling og modeludviling. Artilen fouserer på metodeudviling, da dataindsamling belyses i Tønning og Overgård Hansen (2010). Modeludvilingen er un netop påbegyndt, hvorfor der er tale principper frem for fatis gennemført modeludviling. 2. Formål Formålet er at udvile en state-of-practice national godsmodel, som omfatter alle typer af godstransport relateret til Danmar. Det vil sige, i) nationale transporter indenfor Danmars grænser, ii) internationale transporter mellem Danmar og udlandet, iii) transit transporter igennem Danmar og iv) transporter som potentielt an blive overflyttet til transit igennem Danmar f.es. ved en fast forbindelse over Femern Bælt. Der er indledningsvis gennemført en analyse af hvorvidt esisterende godsmodeller, som geografis dæer Danmar eller dele af Danmar, unne benyttes som udgangspunt for udviling af en national godsmodel for Danmar. De relevante modeller omfatter LDK, som er en lastbilmodel udviling af TetraPlan A/S i 2003, Trans-Tools (Overgård og Sachse, 2009), som er en europæis trafi model udarbejdet for ommissionen, SAMGODS, som er den svense nationale godsmodel, og GORM (Holmblad, 2008), som er udarbejdet af DTU Transport til belysning af godstransport i Øresundsregionen. Det gælder for de to først nævnte modeller, at de er for simple og grovmasede til at unne udgøre et grundlag for udviling af en dans national godsmodel. Den nye version af SAMGODS er endnu ie frigivet og omfatter ie nationale godsstrømme i Danmar. GORM indeholder data og principper, som i et vist omfang vil unne nyttiggøres. Da modellens basisår er 2003, er der dog tale om ældre data, ligesom modelleringen i GORM er forholdsvis simpel. Det er derfor onluderet, at det er nødvendigt at nyudvile en national godsmodel for Danmar. Modellen sal unne give plausible svar på et bredt spetrum af forventninger til samfundsudviling, forslag til transportpolitier og investeringer f.es. sal den unne belyse onsevenser af forsellige øonomis udvilinger, ny fast forbindelse over Femern Bælt, udbygninger af infrastrutur, ændringer i transportomostninger og introdution af modulvogntog. Den nationale godsmodel udviles som en selvstændig model under det nationale trafimodelsystem. Det ser samtidig med, at der er flere grænseflader til den øvrige del af det samlede nationale trafimodelsystem esempelvis software platform og rutevalgsmodeller. Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

2 3. Grundlag 3.1. Zonesystem Det er nødvendigt for at unne besrive de ønsede transportstrømme, at zonesystemet dæer hele verden. Der er dog un behov for at medtage godsmængder i relevante zonerelationer, ligesom den største geografise detaljering er pårævet i og omring Danmar. Danmar opdeles i 176 zoner svarende til underopdelinger af de nuværende ommuner. Det svarer til zoneniveau L1 i det nationale trafimodelsystem. Det er således mere grovmaset end det forventes i persontrafimodellen, hvilet primært syldes de store forselle i datagrundlag for gods- og persontrafimodellen. Mens der løbende gennemføres store analyser af dansers transportvaner (TU), findes ie noget tilsvarende på godsområdet. Det er derfor umuligt at operere med geografis meget detaljerede godsstrømme i den nationale godsmodel. Europa udenfor Danmar opdeles i 120 zoner, idet der især af hensyn til prognose af trafi over ny Femern Bælt forbindelse er nødvendig med en vis detaljering i Nordtysland og Sydsverige. Den øvrige del af verden inddeles i et mindre antal meget store zoner. Zonesystem for Danmar og øvrige Europa fremgår af figur 1. Figur 1 Zonesystem i den nationale godsmodel Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

3 3.2. Varelassifiation Godsmodeller, som f.es. omtalt i afsnit 2, har traditionelt være baseret på NSTlassifiationen. Imidlertid er bl.a. Danmars Statisti begyndt at anvende en ny lassifiation NST2007, som i højere grad bygger på en obling til øonomise indiatorer. Da det forventes, at denne lassifiation i fremtiden anvendes i stigende grad i Danmar og EU, er det besluttet at lægge det til grund for varelassifiationen. NST2007 består af 20 divisioner, der er opdelt i 81 grupper. Figur 2 indeholder et forslag til 23 varegrupper i den nationale godsmodel, idet varegrupperne 2, 21, 3, 22, og 23 er underopdeling af divisionerne i NST2007 af hensyn til mængdernes størrelse og transportadfærd. Ulempen ved at basere lassifiationen på NST2007 er en vanselig obling til andre varelassifiationer (f.es. NST/R, SITC og CTSE). Der set en betydelig ændring i definition af selve varegrupperne i forhold til esempelvis NST/R, hvilet medfører, at det er svært at aggregere varegrupperne fra NST/R til NST2007. Gruppe Besrivelse 1 Produter fra landbrug, jagt og sovbrug; fis og fiseproduter 2 Stenul og brunul 21 Råolie og naturgas 3 Metalmalm samt uran og thorium 22 Gødning (naturligt og emis) 23 Sten, sand, grus, ler, tørv, salt og andre produter fra råstofudvinding i.a.n. 4 Fødevarer, drievarer og tobasproduter 5 Testiler og belædningsartiler; læder og lædervarer 6 Træ og varer af træ og or (undtagen møbler); varer af strå og flettematerialer; papirmasse, papir og papirvarer; tryt materiale og indspillede medier 7 Kos og raffinerede mineralolieproduter 8 Kemise produter og emofibre (undtagen gødningsstoffer); gummi- og plastproduter; nuleart brændsel 9 Andre ie-metalholdige mineralse produter 10 Metal; færdige metalproduter, undtagen masiner og udstyr 11 Masiner og udstyr i.a.n.; ontormasiner og computere; eletrise masiner og apparater i.a.n.; telemateriel; medicinse instrumenter, præcisionsinstrumenter og optise instrumenter; ure 12 Transportmidler 13 Møbler; andre færdigvarer i.a.n. 14 Seundære råmaterialer; ommunalt affald og andet affald 15 Breve, paer 16 Udstyr og materiel til godstransport 17 Gods, der flyttes i forbindelse med privat flytning og ontorflytning; bagage, der transporteres adsilt fra passagerer; motorøretøjer, der flyttes med henbli på reparation; andet gods, der ie er bestemt til maredet i.a.n. 18 Samlegods: En blanding af forsellige typer gods, som transporteres samlet 19 Uidentificerbart gods: Gods, som af en hvilen som helst grund ie an identificeres og derfor ie an henføres under gruppe Andet gods i.a.n. Figur 2 Varelassifiation i den nationale godsmodel 3.3. Transportmidler Modellen omfatter godstransport med varebil, lastbil, tog og sib. Rørtransport medtages som singulære transportstrømme for at unne besrive de store mængder af gas- og olie, som føres til og fra udlandet. Derimod medtages lufttransport ie, da det udgør meget små mængder. Der gennemføres en underopdeling af bil-, tog og sibstyper og lastbæreenheder f.es. container, da det har stor betydning for logisti, omostninger og onurrenceflader mellem transportformerne. Det an esempelvis nævnes, at der i den svense godsmodel SAMGODS anvendes en underopdeling af lastbiler i 5 grupper, godstog i 9 grupper og sibe i 21 grupper. Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

4 3.4. Basisår 2010 anvendes som basisår for det nationale trafimodelsystem. Det betyder, at der på basis af dataindsamlinger opstilles godsmatricer, som besriver godstransporten i De benyttes i en pivot-point orretion, således at godsmodellen beregner relative ændringer i mellem prognoseår og basisår som saleres med de opstillede godsmatricer i basisåret. Basismatricernes opstilles som såaldte production-wholesale-comsumption (PWC) matricer. Det vil sige, at de besriver en retningsorienteret transportæde af ton opdelt på varegrupper fra produtionszone til zone, hvor varen bruges eller afsættes til anden prodution. Engrosativiteter (wholesale) an inluderes i tilnytning ved enten produtions- eller forbrugszone. Der anvendes en PWC-besrivelse frem for en simpel OD-besrivelse (un start- og slutsted for deltransport), da det repræsenterer handelsmønstret som grundlag for transport. 4. Modelstrutur Godsmodellen indeholder overordnet set tre omponenter: 1. Handelsmodel 2. Logistimodel 3. Rutevalgsmodeller De forventes indbyrdes oblet med frem- og tilbage loops. Godsstrømme mellem zoner opdelt på varegrupper beregnes i handelsmodellen, som er grundlag for opdeling af godsstrømme i transportmiddelopdelte deltransporter i logistimodellen. Det fødes til rutevalgsmodellerne, som udlægger transporterne i de respetive net. I den modsatte ræefølge anvendes rutevalgsmodellerne til beregning af omostninger og transporttider opdelt på transportmidler, som danner grundlag for beregning af de logistise effeter i logistimodellen. Det an aggregeres til samlede tilgængelighedsmål (logsum), som an anvendes i handelsmodellen til fordeling af godsstrømme mellem zoner Handelsmodel Formålet med handelsmodellen er at beregne ændringer i varestrømme mellem modellens zoner. Det ræver en belysning af drivræfter bag transportefterspørgsel dels nationalt og dels internationalt. Esempelvis viser mange tidligere studier, at transportefterspørgsel er stært orreleret med udviling i øonomis ativitet og fysis prodution. Der er også andre fatorer som f.es. handelsrestritioner og infrastrutur, som har betydning for handel af varer. Modellen er på indeværende tidspunt endnu ie aflaret, men vil formodentlig baseres på en dobbelt afstemt gravitationsmodel. Det er som noget specielt nødvendigt at tage hensyn til transport af f.es. affald (varegruppe 14), som ie har nogen værdi i den øonomise statisti, da det udgør relativt mange transporter. Esempelvis producerer hver danser omring 800 g affald pr. år. Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

5 4.2. Logisti model Grundlæggende følger logistimodellen principperne i den svense og norse nationale godsmodel, således at de høstede erfaringer fra opstilling af logistimodeller i de to lanade nyttiggøres. Det an endvidere nævnes, at revision af den europæise trafimodel Trans- Tools, som påbegyndes i 2011, også vil omfatte opbygning af logistimodel efter lignede principper. Logistimodellen får PWC-matricer som input fra handelsmodellen og producerer ODmatricer til rutevalgsmodellerne. Logistimodellen omfatter tre beregningstrin: A. Disaggregering af PWC-varestrømme til firmaniveau B. Model for logistise valg på firmaniveau C. Aggregering af transporter fra firmaniveau til OD-matricer Figur 3 viser beregningsgangen fra aggregeret niveau til disaggregeret niveau og tilbage til aggregeret niveau. Udlægning af PWC-matricer i net vil være forert. Esempelvis vil en transport, som foregår med varebil til onsolidering, lastbil til et distributionscenter afsluttende med omladning til varebil til distributionsørsel, blive udlagt som en enelt lastbiltransport på basis af PWC-matrix. Logistimodellen ombryder det til tre deltransport (varebil, lastbil og varebil), så transporterne an udlægges mere orret i vejnettet. Handelsmodel Aggregret niveau PWC matrix Trin A Disaggregering Disaggregeret niveau F2F matrix Trin B Model for valg af logistis løsning Enelt transporter Trin C Aggregering af transporter Aggregret niveau OD-matrix Assignment Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

6 Figur 3 Beregningstrin i logistimodellen PWC-matricerne indeholder tonmængder pr. varegruppe mellem produtionszone og forbrugerzone. Beregningstrin A omdanner matricerne fra zone-til-zone varestrømme til firma-tilfima (F2F) varestrømme, så den logistise adfærd an modelleres på beslutningsniveauet. Det er vigtigt for ie at overvurdere de logistise effeter f.es. mulighederne for onsolidering af vare mellem to zoner. Det er en deterministis model, hvor tonmængder mellem to zoner underopdeles på basis af oplysninger fra erhvervsregister om antal virsomheder og antal ansatte opdelt på brancher. Der er således ie tale om en reel observeret ortlægning af varestrømme mellem firmaer, men en syntetis underopdeling til brug for disaggregeret logistise beslutningsmodel. Da der i Danmar er nap registrerede virsomheder, vil der alene med få relationer pr. virsomheder være millioner af F2F-relationer. Det forventes derfor af hensyn til beregningstid nødvendigt at benytte sample enumeration, hvor en stiprøve af F2F-relationer modelleres og opregnes. Selve logistimodellen (beregningstrin B) omfatter beslutninger vedrørende: Forsendelsesstørrelse og transporthyppighed. Valg af lastbæreenhed f.es. container. Anvendelse af distributionscenter, terminal og havne. Det forudsættes at loalisering endes, så modellen bestemmer brugen af dem. Brugeren an i secenarier valgfrit ændre placering af distributionscentre, terminaler og havne. Beregning af transportmiddelvalg for hver deltransport i transportæden. Beregning af overfartssted f.es. mellem en fast forbindelse og færgeruter. De logistise beslutninger modelleres på basis af en minimering af de samlede logistise omostninger. De samlede logistise omostninger G for forsendelse af størrelse z indenfor varegruppe mellem firma m i zone r og firma n i zone s i en transportæde l (deltransporter opdelt på transportmiddel og type, lastbæreenhed og omladningspunter) er givet ved: G = O + T + D + Y + I + K + Z (1) rsmnzl z rszl rsl z z rsz hvor O er omostninger til placering af ordre, T er omostninger til transport, onsolidering og distribution, D er omostninger forårsaget af besadigelse under transport, Y er apitalomostninger under transport, I er lageromostninger, K er apitalomostninger ved oplagring og Z er omostninger så varelager ie løber tom ( stocout ). Det noteres, at omostningerne ie forventes at afhænge af de enelte firmaer (m og n). Ovenstående udtry (1) an omsrives til følgende: G Q it rslvq w q ivq = o + Trszl + ijgv Q a f (LT, σlt,q,σq ) q (2) rsmnzl + Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

7 hvor o er en onstant enhedsomostning pr. bestilling, Q er den årlige efterspørgsel (ton pr. år), q er den gennemsnitlige forsendelsesstørrelse, i er disonteringsrente, j er andel som tabes eller besadiges under transport, g er periode før betaling af sade modtages, v er varens værdi pr. ton, t er den gennemsnitlige transport tid, w er omostning til oplagring, a er en onstant, LT er den forventede tid til genopbygning af tømt lager, mens σ er variation. Udtryet (2) estimeres ved hjælp af en model af logit-typen, hvor der til (2) lægges et stoastis fejled til besrivelse af ie forlarede variabler. Da flere af de indgående størrelse ie endes og oplysninger formodentlig ie an indsamle, må de estimeres ud fra data f.es.: G rsmnzl Q t rslvq q vq = β 0zl + β1 + Trszl + β2 jgv Q + β3 + β4 + β5 + a f (LT,σ LT,Q,σQ ) + ε q hvor β er er parameterværdier som estimeres ud fra data. Data til estimation omfatter data indsamlet i forbindelse med analyser af trafi i havne nord og syd for Østersøsnit, virsomhedsinterview, den svense godstrømsanalyse (VFU) og eventuelt Kørebogsanalysen. I det sidste beregningstrin (beregningstrin C) aggregeres til OD-matricer. Det vil sige matricer, som besriver unimodale deltransporter mellem zoner. Det sal omregnes til øretøjer og lastbæreenheder, hvortil sal lægges tomørsel. Det forventes, at tomørsel bestemmes ved balancering af hjemture i forhold til udture på basis af angivne andele af tomture Rutevalgsmodeller Formålet med rutevalgsmodeller er at udlægge de unimodale deltransport fra logistimodellen i net og beregne tider og omostninger. Der fravælges af hensyn til omplesitet og beregningstid at tage hensyn til trængsel på veje, således at tider som fødes fra rutevalgsmodellen til logistimodellen ie indeholder trængsel på vejene. Indenlandse vare- og lastbilture udlægges formodentlig simultant med personbiler fra persontrafimodellen. De internationale vare- og lastbilture udlægges ved hjælp af en restritiv rutevalgsmodel, hvor logistimodellen benyttes til beregning af valg mellem fast forbindelse f.es. Femern Bælt forbindelse og sæt af mulige færgeruter. Rutevalgsmodellen beregner omostninger og tider for de to alternativer (bro/tunnel versus færger) samt valg mellem færgeruterne. I udlægning af banetransporter selnes mellem ombineret banetransport, som typis følger faste øreplaner, og onventionel banetransport, som tilrettelægges ud fra efterspørgsel. Bultransport med sib udlægges ie i net, da det er efterspørgselsstyret uden faste sejlplaner. Container- og RoRo-ruter indlægges i modellen. Der vil dog ie være tale om egentlig rutevalgsberegninger, da logistimodellen som output producerer transportmængder opdelt på varegrupper, lastbæreenheder og sibstyper mellem havne. Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN

8 7. Referencer Tønning, A. og C. Overgård Hansen. Dataindsamling til den nationale godsmodel. Trafidage 2010, Aalborg Mial Holmblad. En godstrafimodel for Øresundsregionen GORM 1.1. Model og beregninger. Trafidage 2008, Aalborg Overgård Hansen C. og C. Sachse. Trafimodeller til brug for analyser af transport i Øresundsregionen. Trafidage 2009, Aalborg Trafidage på Aalborg Universitet 2010 ISSN