ارزیابی منافع به هزینه های (B/C)

ناشی از کاربرد سیستم های حمل و نقل هوشمند (ITS)

در بزرگراههای شهری

ناصر پورمعلم، دکتری حمل و نقل و ترافیک، استادیار و عضو هیئت علمی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) *

علی اصغر نادعلی، كارشناس ارشد حمل و نقل و ترافيك از دانشگاه بين المللي امام خميني (ره) *

 *  قزوين، صندوق پستي: 288، تلفن: 3780038-0281، نمابر: 3780073-0281،  پست الكترونيك: dnpm@ikiu.ac.ir

چكيده

افزايش تقاضای سفر در بزرگراهها سبب شده است که سيستم های حمل و نقل موجود به محدوديتهای ظرفيتی خود نزديک شوند.  سيستم های حمل و نقل هوشمند (Intelligent Transportation Systems :ITS)  نقش موثری در مدیریت و برنامه عرضه-تقاضا، افزایش ایمنی، بهبود روند جابحایی، قابلیت عبور دهی/ظرفیت ویژه، افزایش رضایتمندی استفاده کنندگان از طرق مختلف حمل و نقل، افرایش بهره وروی، کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از وسایل نقلیه و غیره، خواهند داشت.  فناوری اطلاعات (IT) در پشتيبانی يک سيستم هوشمند حمل و نقل (ITS) در ادامه يک فرآيند کنترل مکانيزه مديريت بزرگراهی شامل سه مرحله: جمع آوری و طبقه بندی اطلاعات، پردازش اطلاعات، و  ارائه و ابلاغ اطلاعات  مورد بررسی قرار خواهند گرفت. سامانه ITS در پروژه های مدیریت بزرگراهی شهری تهران با روش نسبت منافع به هزینه  های (B/C) در یک تحلیل اقتصاد مهندسی، و نهایتاً تعیین نرخ بازدهی هر پروژه از اهداف این تحقیق است.

واژه های کلیدی: ITS، بزرگراه شهری، اقتصاد مهندسی، منافع به هزینه ها.

1.مقدمه

آشنایی با فنآوری نوین امروزی تأثیر به سزایی در مدیریت بهینه کلیه امور خواهد داشت. سیستم های حمل و نقل هوشمند  از جمله این فنآوری ها هستند و عبارتند از روش هايي كه بتوانند ضمن برآورد اهداف نهايي در قالب يك بررسي اقتصاد مهندسي با توجه به نسبت منافع به هزينه ها، راه حل مطلوبي را ارائه دهند.

2. سیستم های حمل و نقل هوشمند [1و2]

2-1.  ITS در برنامه ریزی

نهاد ITS می تواند در سه بخش کلی تشکیلاتی و سازمانی کاربرد داشته باشد: بخش برنامه ریزی سیستم های دولتی (ادارات، سازمان ها، نهادها، و سایر)، ثانیاً، بخش شکل دهی (مهندسی طراحی حمل و نقل و راه وترابری، مهندسی ساخت و ساز، و مهندسی حمل و نقل و ترافیک)، و ثالثاً، بخش بهره برداری (مدیریت و کنترل، استفاده کنندگان).

2-2. ویژگی ها و توانایی  ITS

ITS، گزینه نوین متکی به علوم ترکیبی (میان علمی) در خدمت به کلیه سیستم های حمل و نقلی (هوایی، دریایی، ریلی، جاده ای (برون و درون شهری))، متکی بر ارتباط مستقیم On-line، متکی بر فن آوری اطلاعاتIT، توانایی جذب تصمیم گیری از لحاظ بهینه سازی ازدیدگاه اقتصادی، زمانی، و سهولتی، توانایی در سرویس دهی بخش های برنامه ریزی، شکل دهی، و بهره برداری است. علاوه بر این توانایی ارایه خدمات در بخش های نرم افزاری و سخت افزاری، توانایی در ارایه خدمات در بخش های زیربنایی و روبنایی، توانایی در تلفیق با سایر سیستم های حمل و نقلی و غیره را دارد. ITS  در کنار روش های سنتی و معمول، موجب افزایش ظرفیت مؤثّر و بهینه سازی کارایی تسهیلات، بالابردن رضایتمندی استفاده کنندگان با توجه به تامین نیازها شده و گامی مؤثّر در توسعه فنآوری و ارتباطات، افزایش ایمنی و تاثیرات مثبت زیست محیطی، افزایش بهره وری و قابلیت جابجایی، کاهش هزینه ها و افزایش سوددهی، صرفه جویی در زمان و مدیریت بر حجم سرمایه گذاری در زیر ساخت ها، استفاده بهینه از ظرفیت ها و توان موجود مدیریت کنترل شده بر سیستم های اجرایی و نظارتی و توسعه آنها، وجود محدودیت در توانایی و دقت بشری است.

ITS کاربردی 2-3. دامنه

ITS، در مدیریت شریانی، مدیریت آزادراه ها، مدیریت حمل و نقل عمومی، مدیریت وقایع، مدیریت اضطراری، پرداخت الکترونیک، اطلاع رسانی مسافرین، مدیریت اطلاعات، ایمنی و پیشگییری از تصادفات، نگهداری و بهره برداری از آزادراه ها، مدیریت جوی، عملکرد وسایل نقلیه تجاری، حمل و نقل ترکیبی بار، هشدار دهنده برخوردی، یاری دهنده به رانندگان، اعلان برخورد هم بکارگرفته می شود.

2-4. ارزيابي جامع و قراردادي ( برنامه ريزي جامع)

در ارزيابي دقيق پروژه و سياستگذاري مي باید تحليل جامع و گسترده اي بعمل آيد. اگر در ارزيابي هايي برخي از منابع ناديده گرفته شوند، تنها منجر به رفع يك مشکل شده و ساير مسائل را نيز وخيم تر مي كنند. با توسعه شيوه هاي ارزيابي قراردادي حمل و نقل روشهاي نسبتاً مشابه مورد مقايسه قرار مي گيرند. شاخص های ارزیابی در جدول (1) نشان داد شده اند.

جدول 1: مقایسه شيوه هاي جامع ارزيابي حمل و نقل و قراردادي.

2-5. ارزيابي هاي حمل و نقل و جنبه هاي گوناگون آنها

هرچه تحليل هزينه جامع تری انجام گيرد بیشتر باعث افزايش کارايي سياستگذاری ها و برنامه ريزی ها می شود. شيوه هاي ارزيابي قراردادي كه صرفاً مجموعه نسبتاً محدودي از تأثيرات را براي حل يك مسئله ارائه مي كنند، ساير مسائل را تشديد می کنند. دامنه هزينه ها و مزايايي كه معمولاً بواسطه اينگونه ارزيابي هاي گوناگون مورد بررسي قرار مي گيرند بصورت خلاصه در جدول (2) آورده شده اند. البته درصورتيكه ارزيابي خاصي بعمل آيد قضیه از يك بعد مورد ارزيابي قرار مي گيرد و احتمالاً دامنه و اهميت آن تغيير مي كند. تنها زمانيكه تمامي اينگونه تاثيرات بررسي شوند، تصميم گيرنده ها می توانند اطمينان پيدا كنند كه آنها حقيقتاً تصميمات درستي را اتخاذ كرده اند. جدول (2) انواع ارزيابي هاي حمل  و نقل و جنبه هاي گوناگون و انواع تاثيراتي كه بايستي در نظر گرفته شوند، را شامل مي شود.

جدول 2: انواع ارزيابي هاي حمل  و نقل و جنبه هاي گوناگون و انواع تاثيرات آنها.

ITS2-6. اهداف کاربرد

ITS، مفهوم توزيع هزينه هاي جاري در كارايي اقتصادي، توسعه اقتصادي، عدالت و كاربري زمين را دارا است. مطالعات موردي نشان مي دهند كه برآوردهاي هزينه چگونه مي توانند در تصميم گيري ها و برنامه ريزيهاي و پيشنهادها براي تغيير در روند تصميم گیری هاي جاري حمل و نقل نقش مهمی بازی کنند.

3. فرآیند چند بعدی تصمیم گیری

3-1. مرحله انتخاب برترین گزینه

3-1-1. تکنیک منافع/هزینه(B/C) : اين روش متداولترين روشی است که در مطالعات اقتصادی مربوط به احداث یا بازسازی راه ها مورد استفاده قرار می گيرد. در هر حال نتايج بدست آمده از هر کدام از روشهای ذکر شده منجر به تصميمات اقتصادی مهمی می شوند. حمل و نقل منافع بسياري براي افراد و جامعه دارد و همچنين هزينه هاي بسياري را تحميل مي كند. شناخت شاخص های مؤثّر در هزینه ها (C)، شناخت شاخص های موثر در منافع(B) ، ارزیابی نحوه سرمایه گذاری و در نهایت ارزیابی(B/C)  می تواند تصمیم گیری را تسهیل کند.

 3-2. شاخص هزینه های کاربردی ITS

دسته بندي هاي مربوط به هزينه هاي حمل و نقلی: مالكيت وسيله نقليه، استفاده از خودرو، يارانه هاي استفاده از خودرو، زمان سفر، تصادفات، پاركينگ، تراكم ترافيكي، تسهيلات معابر، ارزش زمين معابر، سرويس هاي ترافيكي، ارزش تنوع حمل و نقلي، آلودگي هوا، آلودگي ناشی از صدا، مصرف منابع و انرژي، اثرات كاربري زمين، آلودگي آب، اسراف را شامل می شود.

3-3. شاخص منافع کاربردی ITS

حوزه بررسی منافع شاخص های ارزیابی مستقل و مرکب دارد که هر کدام هزینه هایی در بردارند (جدول (3)).

جدول 3: حوزه بررسی و شاخص های ارزیابی هر کدام.

4. آمار و اطلاعات

آمار و اطلاعات مورد نیاز به منظور تحقیقات، با توجّه به شرایط شده زیر تعیین و پس از ویرایش و پردازش آنها برای کاربرد، مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

4-1. متغیرهای آماری

متغیرهای آماری کاربردی در روند این تحقیق شامل: حجم کل سواری و اتوبوس، حجم ساعتی اوج: همسنگ سواري ، سرعت متوسط، زمان سفر آزاد، نسبت زمان سفر به زمان سفرآزاد، نسبت حجم به ظرفیت بزرگراه، و زمان تاخیر در اثر حوادث، سن وسایل نقلیه دچار نقص فنی، طول بزرگراهی، جمعیت، تعداد و خسارات ناشی از تصادفات (سرنشین، بدنه، شخص ثالث)، سایر در شهر تهران هستند.

4-2. سال آماری

آماری متغیرها براساس آمارهای بین سال های 1369 تا 1373 تهیه شده است که در مرحله تحقیقات با اعمال ضرائب به سال 1381 تبدیل شده و همچنین از آمارهای سال 1381 استفاده شده است. 

4-3. نحوه جمع آوری آمار

آمارهای کاربردی از شرکت کنترل ترافيک تهران، اداره کل طرح وتوسعه معاونت راهنمایی و رانندگی ناجا، شرکت جامع حمل و نقل تهران، شرکت مهندسین مشاور مترا، شرکت کنترل کیفیت هوای تهران، سازمان حمل و نقل تهران، بیمه مرکزی ایران، مرکز آمار ایران، و برداشت دانشجویی جمع بندی و باتوجه به نوع کاربرد آنها طبقه بندی و مورد استفاده قرار گرفته اند [3 و4].

4-4. حجم متوسط بزرگراهی و تأخیر در اثر هر حادثه

احجام ترافیکی و تاخیرها در بزرگراهها (جدول (4)) نماینگر ظرفیت در سهم جابجایی سفرها و زمانهای تلف شده در حوادث اند که می توان در برآورد هزینه ها در شرایط غیر تراکم و تراکم به آنها استناد کرد.

جدول 4: احجام ترافیکی و زمان تاخیر بزرگراهی در تهران.

5. تجزیه و تحلیل

5-1. پروژه های ITS بزرگراهی و سرمایه گذاریها

در دو دهه اخیر با توجه به وسعت کاربرد ITS دنیا، در تهران برای بکارگیری این تکنولوژی در مقاطع مختلف پروژه های کاربردی به منظور  بهبود مسایل حمل و نقل و ترافیکی این شهر به بهره برداری رسیده اند. اگر سهم کشور ایران در مقایسه با سایر کشورها بسیار ناچیر است، لیکن بررسی عملکرد این تکنولوژی در قیاس نسبت منافع به هزینه ها می تواند تعیین کننده تسریع در شرایط جامع و کامل در بکارگیری این تکنولوژی در حل مسایل حمل و نقل و ترافیک روز جامعه ایران باشد. جدول (5) نمونه ای از پروژه های کاربردهای ITS در شهر تهران با شاخص های هزینه های ساخت و نگهداری به همراه طول عمر مفید آنها را ارایه می کند.

جدول 5: هزینه های پروژه های سیستم های حمل و نقل هوشمند  ITS اجراء شده در بزرگراه های تهران.

5-2. برآورد هزینه ها

با توجه به حوزه های بررسی شامل: ایمنی، قابلیت جابجایی، رضایتمندی استفاده کنندگان،  بهره وری، و انرژی ومحیط زیست، با شاخص های ارزیابی در هر حوزه آن شامل: تصادفات، حرکت، ارزش زمان، عملکرد، و آلودگی هوا، نحوه محاسبات هزینه های هر کدام از  شاخص های در شهر تهران را می توان بشرح زیر ارایه کرد  [5].    

5-2-1. برآورد هزينه هاي (زمان تأخير):

(ریال) 4264 = متوسط در آمد سرانه بین سال های 69-73

37/1= ضریب تعداد افراد دارای در آمد در هر خانوار

(ريال / دقيقه) 86/51= (60×37/1) ÷ 4264 =  ارزش زمان تأخير در اهـــداف شغلي

مدل ریاضی تخمین زمان سفر با تاکسی:                                            (دقيقه)  2+L3575/0  : براي تعيين زمان سفر با تاكسي

با توجه به متوسط مسافت 17 کیلومتر طی شده هر مسافر توسط تاکسی و نرخ کرایه 150 ریال برای رفت و برگشت و سرعت متوسط 30 كيلومتر و زمان سفر 4/90 دقیقه ای در روز:                 (دقيقه) (17÷30)×60=34 :مسافت 17 كيلومتر و سرعت متوسط 30 كيلومتر

  (دقيقه)34+0/3575×17+2=42/08  

هزينه سفر با تاكسي براساس مدل تفكيـك سفــــر براي واحد زمان برابر 36 (ريال بر دقيقه)

(ريال) 1515=36×08/42 = متوسط هزينه با تاكسي براي طي 17 كيلومتر

(زمان سفر با تاكسي)-(زمان سفر با اتوبوس)÷(هزينه سفر با اتوبوس)-(هزينه سفر با تاكسي) = ارزش زمان تأخير براي سفرهاي غيرشغلي

  (ريال در دقیقه) 25/28=(08/42-4/90)/(150-1515) :ارزش زمان تاخير براي سفرهاي غيرشغلي

آمار مطالعات مبداء مقصد نشان می دهد که در تهران 46% سفرهــــــــــا شغلي و 54% سفرها غيرشغلي اند ارزش متوسط زمان تأخير در شرايط ازدحام برابر است با:                                               (دقيقه/ريال) 11/39=54/0×25/28+46/0×86/51= متوسط ارزش زمان تاخير

7/2= ضریب متوسط سرنشین در هر وسایل نقلیه

(وسيله نقليه-ريال/ دقيقه) 6/105=7/2×11/39= هزینه ارزش زمان تاخیر

 5-2-2. برآورد هزينه هاي (آلودگی هوا):

با توجه به متوسط هزینه درمان بیماری های تنفسی و قلبی ناشی از آلودگی هوا 787877 نفر و هزینه درمان آنها 192283 ریال  و شاخص آلاینده ها و 290604 وسیله نقلیه اضافی ناشی از ازدحام در روز می توان نرخ هزینه آلودگی هوا را بدست آورد:

36/0 = شاخص بيماري‌زايي متوسط براي انواع آلاينده‌ها

(ريال) 54022350814=787877×36/0×192283= هزينه كل بيماريهاي ناشي از ازدحام

(وسيله نقليه-ريال/ دقيقه) 129= (60×24×290604) ÷ 54022350814 :هـــزينه درماني بيماريهاي ناشي ازدحام

ریال 25742524680 :هزينه مرگ و مير ناشي از آلودگي هوا در شرايط ازدحام

(وسيله نقليه-ريال/ دقيقه) 51/61 = (290604×60×24) ÷ 25742524680 :هزينه كل ناشي از آلودگي هوا در شرايط ازدحام

 (وسيله نقليه-ريال/ دقيقه) 4/514 = 7/2 × ( 51/61 + 129) = هزينه آلودگی هوا

 5-2-3. برآورد هزينه هاي (عملکردی):

(ريال-ساعت) 2218 = هزينه هاي عملكردي جهت اتومبيل هاي سواري

(ريال-ساعت) 4650 = هزينه هاي عملكردي اتوبوس

آمار مطالعات مبدا و مقصد تهـــران حدوداً 99% حجم ترافيك بزرگراهي مربوط به سواري و 1% مربوط به اتوبوس است.

                                                      (ريال) 2661 = (1/0× 4650)+(99/.×2218)= هزينه كل عملکردی                       

   (وسيله نقليه-ريال/ دقيقه) 4/44=60÷ 2661 :متوسط هزينه عملكردي وسائل نقليه

5-2-4. برآورد هزينه هاي (حرکت): هزینه های حرکت وسایل نقلیه شخصی در شهر تهران محاسبه شده توسط شهرداری تهران بالغ بر 15925091 ریال [4]، با توجه به نوع هزینه ها: احداث معادل فضای سبز موجود، نگهداری فضای سبز موجود، اوقات تلف شده در ترافیک، تصادفات، خدمات و تسهیلات بانکی، پارکینگ های مورد نیاز، احداث پارکینگ عمومی و طبقاتی، سوخت وسایل نقلیه با احتساب، یارانه پرداختی، نوسازی معابر، بهسازی معابر، تعمیر ونگهداری خودورها، تملک معابر برای کاربری عبور و مرور، سایر طرح های اجراء شده به منظور بهبود حمل و نقل را شامل می شوند و با احتساب متوسط فعالیت روزانه حرکت  وسایل نقلیه اضافی ناشی از ازدحام در روز در طی 365 روز    می توان داشته باشیم.                                                   (وسيله نقليه-ريال/ دقيقه)   5/765 = (57 × 365)÷15925091 :هزینه حرکت

5-2-5. جمع بندی برآورد هزينه ها براساس حوزه بررسی: همانطور که در بندهای (5-2-1) تا (5-2-4) شاخص های ارزیابی محاسبه شد در جدول (6)  ارزش ریالی هر کدام درج شده است.

جدول 6: ارزش ریالی شاخص های ارزیابی در هر حوزه بررسی.

5-3. برآورد منافع

5-3-1. ضرائب دستاوردی: بر مبنای عملکرد ITS در خارج از کشور و برآورد دستاوردهای آنها در هر یک از سیستم های کاریردی در حوزه بررسی و به تفکیک هر شاخص ارزیابی، حداقل بازدهی میانگین هرکدام در جدول (7) ارایه گردیده است.

جدول 7: ضرائب دستاوردی در هر حوزه بررسی برای  هر شاخص های ارزیابی.

5-3-2. ارزش سنجی منافع: با توجه به ضرائب دستاوردی در هر حوزه بررسی در مورد هر شاخص ارزیابی در جدول (7) و همچنین هزینه های (ارزش ریالی) شاخص های ارزیابی در هر حوزه بررسی ارایه شده اند. نحوه محاسبات منافع  هر کدام از  شاخص ها در شهر تهران را می توان  در جدول (8) مشاهده کرد.

جدول 8: جمع بندی منافع (وسيله نقليه-ريال/ دقيقه).

5-4. نسبت منافع به هزینه ها (B/C)

پس از برآورد هزینه های سرمایه گذاری شده و تبدیل به آنها به ارزش (وسیله نقلیه-ریال/دقیقه) در جدول (5) و سپس برآورد منافع و تبدیل به ارزش (وسیله نقلیه-ریال/دقیقه) مقایسه نسبت منافع به هزینه ها در هر یک از پروژه انجام می شود. شکل (1) نشان دهند ارزش  در هر یک از پروژه ها و مقایسه پروژه ها با یکدیگر است.

شکل 1:  نسبت (B/C) در پروژه های ITS در تهران.

6. نتیجه گیری

 سیستم های حمل و نقل هوشمند از دیدگاه اقتصاد مهندسی، با کاربرد روش ارزیابی منافع به هزینه ها از ارکان این تحقیق  است. از میان، روش های برنامه ریزی، شکل دهی، بهره برداری سیستم های حمل و نقلی، بعد از شکل گیری پروژه های ITS مطالعات این تحقیق انجام شدند و بار درنظر گرفتن  متغیرهای کمّی – کیفی در سهولت، زمان، و اقتصاد در تحلیل، نحوه توزیع سرمایه گذاری و تغيير در روند تصميم گیری ها در مورد سیستم حمل و نقل، از مقایسه نسبت منافع به هزینه های پروژه های ITS کاربردی در بزرگراه های تهران نتایج نشان دادند که کدام پروژه نسبت منافع به هرینه های بیشتری دارد.

منابع و ماخذ

 “Intelligent Transportation Systems Projects Book”, U.S. Department of Transportationو .

 ITS Strategy in Japan Report of the ITS Strategy Committee-ITS Japan- Summary Version, ITS Strategy Committee.

3. مطالعات جامع حمل و نقل و ترافیک تهران، 1371.

4. بررسي هزينه حركت وسائط نقليه در شهر تهران ، سازمان حمل و نقل و ترافيك تهران، تابستان 1381.

5. تحليل و بررسي سكته هاي ترافيكي در بزرگراه ها (برآورد ضررهاي اقتصادي ناشي از وسايل نقليه فرسوده)، پایان نامه کارشناسی ارشد برنامه ریزی و حمل و نقل: غلامحسن ذبیهی پور، استاد رهنما: دکتر ناصر پورمعلم، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ه)، 1382.