BIJDRAGEN VERVOERSLOGISTIEKE WERKDAGEN 2007 Conferentiecentrum Aldhem**** Hotel te Grobbendonk (België) 15 en 16 november 2007
Deel 1
Redactie: ▪ Prof. Dr. F.J.A. Witlox, voorzitter ▪ Prof. Drs. C.J. Ruijgrok, vice-voorzitter
Eindredactie: ▪ N. Smeyers
VERVOERSLOGISTIEKE WERKDAGEN Deze uitgave bevat de paperbijdragen van de Vervoerslogistieke Werkdagen 2007. De stichting Vervoerslogistieke Werkdagen stelt zich tot taak het periodiek organiseren van de Vervoerslogistieke Werkdagen teneinde daarmee een platform te scheppen waar vertegenwoordigers van verschillende maatschappelijke groeperingen zoals het bedrijfsleven en de onderzoekswereld, het onderwijs en de overheid elkaar ontmoeten en van gedachten wisselen over de mogelijkheden, behoeften en knelpunten van goederenbehandeling en distributie. De nadruk wordt hierbij gelegd op de relatie tussen het bedrijfsleven enerzijds en de overige genoemde disciplines anderzijds. Deelname aan de Vervoerslogistieke Werkdagen staat open voor allen die een schriftelijke bijdrage hebben geleverd, alsmede aan hen die actief hebben meegewerkt aan de organisatie. Het auteursrecht berust bij de auteurs.
Deze uitgave is verkrijgbaar bij: Secretariaat Vervoerslogistieke Werkdagen p/a Universiteit Gent Vakgroep Geografie Krijgslaan 281, S8 B-9000 Gent Email:
[email protected] Prijs € 80,-- (inclusief verzendkosten, excl. 6% BTW) © Copyright voor deze uitgave, Nautilus Academic Press, Zelzate
Mediasponsor 2007-2008: Nieuwsblad Transport, www.nieuwsbladtransport.nl
VOORWOORD
November is traditioneel Vervoerslogistieke werkdagen (VLW) maand. Op donderdag 15 en vrijdag 16 november 2007 vinden ze voor de veertiende maal plaats, opnieuw te Grobbendonk in het conferentiecentrum Aldhem. Sinds de organisatie van de eerste VLW in 1987 is er wel wat veranderd, maar aan het ‘format’ werd niet geraakt. Het doel is en blijft immers een intensieve gedachtewisseling tussen ‘gelijkgestemden’ te stimuleren in parallelsessies op basis van de ingediende papers en discussiebijdragen. Die gelijkgestemden zijn personen afkomstig uit het onderwijs, onderzoeksinstituten, de overheid en het bedrijfsleven uit zowel Vlaanderen en Nederland met een passie voor transport en logistiek. De werkdagen zijn dan ook een begrip geworden. Ze staan voor een intensieve, actieve en enthousiasmerende tweedaagse bijeenkomst met goederenvervoer als centraal thema. Uiteraard zijn we ook dit jaar opnieuw zeer verheugd om op een stabiele belangstelling te mogen rekenen. Toch vinden we het ook tijd om enkele nieuwigheden te introduceren. We streven naar een grotere actieve participatie van het bedrijfsleven; er is een begeleid bedrijfsbezoek aan NIKE EMEA Logistics Centre; en we kennen voor het eerst de "VLW Best Paper Award" toe. De bundeling van de bijdragen in twee (tastbare) boeken blijft ook behouden. Ze vormen een essentieel onderdeel van de VLW. Alle deelnemers hebben immers hun bijdragen op voorhand schriftelijk ingediend, wat de discussie op de dagen zelf enkel maar ten goede kan komen. De electronische versie kan via de website (www.vervoerslogistiekewerkdagen.org) worden geconsulteerd. Uiteraard past het om in dit voorwoord enkele organisaties en personen uitdrukkelijk te danken. Zonder de enthousiaste medewerking van de leden (en hun organisaties) van de raad van bestuur zijn er geen VLW. Elkeen bedankt voor hun bijdrage(n), en voor het enthousiasmeren van potentiële deelnemers. We kunnen met fierheid stellen dat onze raad van bestuur effectief ook werkt (!). Een speciaal woord van dank gaat naar Nina Smeyers voor het opnieuw voortreffelijk verzorgen van de lay-out van deze proceedings. Zoals steeds kan de organisatie van de VLW nog verbeteren. Suggesties zijn dan ook van harte welkom. Anders gesteld: was u tevreden, zeg het dan voort; was u ontevreden, zeg het aan de voorzitter (
[email protected]) ! We wensen u aangename en leerrijke werkdagen toe. Oktober 2007 Namens het bestuur van de Vervoerslogistieke werkdagen. Prof. Dr. Frank Witlox, voorzitter Prof. Drs. Cees Ruijgrok, vice-voorzitter
INHOUDSOPGAVE
Voorwoord Inhoudsopgave Samenstelling bestuur Vervoerslogistieke Werkdagen 2007 Samenvattingen Vervoerslogistieke Werkdagen 2007 Auteursregister
DEEL 1 Innovatieprogramma Duurzame Logistiek : Compact, slim en zuinig M. Jurriaans Duurzame mobiliteit in Vlaanderen : de eerste schuchtere stappen G. Allaert Het ontwerpen en implementeren van logistieke concepten : in vijf stappen naar de kern van het probleem B. Groothedde Succes- en faalfactoren bij implementatie complexe logistieke concepten A.J. van Binsbergen Statistiek komt uit een boekje! Of toch niet? F. Merkx, M. Mulder Panorama’s van de goederenmobiliteit in Nederland J.M. Francke Visibility platforms for enhancing supply chain security : a case study in the port of Rotterdam M.P.A. van Oosterhout, A.W. Veenstra, M.A.G. Meijer, N. Popal, J. van den Berg Resilience : zorg dat je kunt genezen wat je niet kunt voorkomen B.R.H. Lammers, P.L.C. Eijkelenbergh, X. Li Speed and fuel consumption quotations in ocean shipping time charter contracts A.W. Veenstra, J. van Dalen Enriching the berth allocation problem R. Van Schaeren, W. Dullaert, B. Raa Maatregelenpakket voor een duurzame bereikbaarheid van de Rotterdamse haven T. van Rooijen, J.C. van Meijeren Benchmarking as promotional and transparency tool for intermodal transportation E. Guis, I. Davydenko Transport bundling networks and economies of scale, scope, density and network E.D. Kreutzberger Netwerkanalyse goederenvervoer voor de Zuidvleugel J. Bozuwa, E. Devillers, G.J. Wesselink
Hoe werkt software voor rittenplanning en hoe zou hij moeten werken? K. Sörensen, P. Schittekat Towards a measure of joint space-time accessibility : conceptualization and theoretical framework T. Neutens, T. Schwanen, F. Witlox, Ph. De Maeyer A dynamic programming approach to the VRP with both limited transportation and time capacity S. Dabia, T. van Woensel, A.G. De Kok Models and heuristics for dynamic revenue optimization in road transport J.J. van de Klundert, B. Otten Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woon-werkverplaatsingen N. De Wolf, F. Abbes-Orabi, B. Jourquin, I. Thomas, A. Verhetsel, F. Witlox Effecten van de invoering van het prijsmechanisme op het Vlaamse wegennet J. E. Stada, B. Immers Een snelheidskaart voor Vlaanderen als middel voor snelheidsmanagement J. De Mol, G. Allaert, S. Vlassenroot Supertrucks : verhogen van de vervoersefficiëntie zonder nadelige neveneffecten B.J. Vannieuwenhuyse, L.S. De Munck Municipal routing problems : a challenge for researchers and policy makers? W. Dullaert, O. Bräysy, P. Nakari Depotallocatie studie : AVEVE case in retroperspectief P. Schittekat, J. Maenhout Goederenvervoer per vrachttram een uniek en innovatief stadsvervoerssysteem J. Haffmans Horeca smart chain : gecombineerd inkoop- en distributie probleem van HSC logistiek dienstverlener H.J. van Rijswijck, M. Jordans De derde golf binnen de binnenvaart : palletvervoer succesvol getest in de praktijk F. Verbeke, C. Macharis, I. Cornillie Analysis of the Belgian/regional intermodal policy : the battle between rail and inland waterways C. Macharis, E. Pekin KBA binnenvaart : een positieve insteek M. van Veen, J. Bozuwa, E. Buckmann, K. Vervoort Kosten-batenanalyse toegepast bij vaarwegen : de Delftse Schie B. Ubbels, M. Quispel
DEEL 2 Measuring the thresholds in decision making on outsourcing L.J. Visser, C.J. Ruijgrok Wat maakt een logistiek manager competent? Een onderzoek naar competenties en profielen S.J.C.M. Weijers, R. Pieters, H.-H. Glöckner Prestatiemeting en -verbetering in logistiek M.J.F. Wouters, T. Stertefeld How do Logistic Service Providers face the pressures of globalisation? Choosing the right strategy is crucial I. Cornillie, C. Macharis Organizing warehouse control N. Faber Planning en besturing van het logistieke netwerk. Perfect preparation prevents poor performance W. Ploos van Amstel Slimme pakjes in de defensie logistieke keten S.A. van Merrienboer, H. Langevoort, J. Rademakers, O. Dekkers, W. Ploos van Amstel Vervoer : eenvoudig en overzichtelijk? J. van Staalduinen, M.J. Ploos van Amstel ICT in de Vlaamse wegtransportsector : van kost tot opportuniteit L.S. De Munck, B.J. Vannieuwenhuyse Scanning inventory levels and policies for postal retail E. Vreys, W. Dullaert Vehicle routing with stochastic time-dependent travel times T. Van Woensel, C. Lecluyse, H. Peremans Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations O. Jabali, T. Van Woensel, C. Lecluyse, H. Peremans, A.G. De Kok Het meten en verdelen van logistieke synergie : SYnergie in LOgistieke NETwerken (SYLONET) C.J. Ruijgrok, M. Iding, M. Rustenburg (On)macht en kracht in het netwerk L. Hagdorn
SAMENSTELLING BESTUUR VERVOERSLOGISTIEKE WERKDAGEN 2007 Prof. Dr. F.J.A. (Frank) Witlox (voorzitter)
Universiteit Gent
Prof. Drs. C.J. (Cees) Ruijgrok (vice-voorzitter)
Tias/Universiteit van Tilburg
Prof. Dr. Ir. D. (Dirk) Cattryse (penningmeester)
Katholieke Universiteit Leuven
Drs. F.P.A. (Frank) Steijn (logistiek beheerder)
VenM Advies
Drs. M. (Machteld) Leijnse (relatieverantwoordelijke)
Connekt
Dr. O.J.C. (Olaf) Cornielje
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Prof. Dr. W. (Wout) Dullaert
Universiteit Antwerpen – ITMMA & HZS
M. (Michael) Haenen
EVO
Prof. Ir. L.H. (Ben) Immers
Katholieke Universiteit Leuven
Drs. M.M. (Martin) Kraan
Policy Research Corporation
Drs. B.R.H. (Bart) Lammers
TNO
Drs. E.A.R. (Arjan) Levinga
RWS
Prof. Dr. C. (Cathy) Macharis
Vrije Universiteit Brussel
Jhr. Prof. Dr. W. (Walther) Ploos van Amstel
Nederlandse Defensie Academie
Ing. J. (Jan) Scheffer
VeLA
Dr. Ir. A.J. (Arjan) van Binsbergen
TRAIL Onderzoekschool
Prof. Dr. A. (Alex) van Breedam
Vlaams Instituut voor de Logistiek
Prof. Dr. Ir. J.G.A.J. (Jack) van der Vorst
Wageningen Universiteit
Drs. S. (Stef) Weijers
Hogeschool van Arnhem en Nijmegen
Prof. em. Dr. H.B. (Hugo) Roos (voorzitter)
Erelid
A.J.H. (Antoon) Weenink
Erelid
Drs. N. (Nico) Anten
oud-bestuurslid
Ir. J.Ch.M. (Jan) Besselink
oud-bestuurslid
Prof. Dr. Ir. P.H.L. (Piet) Bovy
oud-bestuurslid
Drs. J. (Hans) Goedvolk
oud-bestuurslid
Ir. S.J.C. (Simon) Huiberts
oud-bestuurslid
Drs. J.F. (Hans) Jeekel
oud-bestuurslid
J.T. (Jan) Jetten
oud-bestuurslid
Ir. A.L. (Albert) Kruse
oud-bestuurslid
Drs. M. (Martin) Muller
oud-bestuurslid
Ir. R.H.J. (Ruud) Rodenburg
oud-bestuurslid
Prof. Dr. P. (Paul) van Beek
oud-bestuurslid
SAMENVATTINGEN VERVOERSLOGISTIEKE WERKDAGEN 2007 DEEL 1 Innovatieprogramma Duurzame Logistiek : Compact, slim en zuinig Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat heeft Connekt gevraagd het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek verder te ontwikkelen en uit te voeren. Dit programma bouwt verder op de kennis en ervaring van programma’s als Transactie-Modal Shift, Transportbesparing en CO2-reductie in het Goederenvervoer. Op 26 juni 2007 is het programma officieel van start gegaan. Het loopt tot 2012. Deze notitie beschrijft de achtergronden en de werkwijze van het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek. De ontwikkeling van het programma is niet afgerond. Gaandeweg zal het programma worden bijgestuurd. Suggesties zijn welkom. M. Jurriaans, Connekt
Duurzame mobiliteit in Vlaanderen : de eerste schuchtere stappen In de paper wordt aangetoond dat in Vlaanderen “duurzame mobiliteit” nog maar pas goed van de grond komt. Aan de hand van eigen onderzoek (binnen het Instituut voor Duurzame Mobiliteit) wordt een concept van duurzame mobiliteit uitgewerkt dat de basis vormt voor verder onderzoek binnen het instituut. Een aantal voorbeelden van partiële invullingen (planning en management van intrinsiek verkeer, weginfrastructuur en ruimtelijke ontwikkelingen; verkeerstechnisch ontwerp van verkeersinfrastructuren; veiligheid m.b.t. transport gevaarlijke stoffen) tonen aan waar we nog maar in Vlaanderen staan anno 2007. G. Allaert, Universiteit Gent
Het ontwerpen en implementeren van logistieke concepten : in vijf stappen naar de kern van het probleem In het huidige marktklimaat volgen de ontwikkelingen zich in een snel tempo op en de eisen waarin de logistieke organisatie en bijbehorende netwerk moet voldoen veranderen continu. Het is voor een bedrijf vandaag de dag van groot belang voorbereid te zijn op de dingen die komen gaan. Met de drang om te veranderen en mogelijke logistieke concepten is het zaak om duidelijkheid te creëren. In dit artikel presenteren we een vijf stappen aanpak om tot een heldere decompositie van het onderhavige ontwerp probleem te komen. Met de introductie van nieuwe logistieke concepten en netwerkstructuren wordt het steeds complexer om een de keuze te onderbouwen. Hoe kan een logistiek netwerk ontworpen worden? B. Groothedde, Kirkman Company
Succes- en faalfactoren bij implementatie complexe logistieke concepten Een succesvolle implementatie van (complexe) logistieke concepten is afhankelijk van vele factoren. Om een beeld te krijgen van succes- en faalfactoren voor innovaties is een ‘quick scan’ analyse van eerdere innovatietrajecten uitgevoerd. Hieruit blijkt dat innovatietrajecten regelmatig oplopen tegen soortgelijke uitdagingen die om een oplossing vragen. Het gaat dan om zaken als ‘eerste huis probleem’ (wie doet de eerste investering), het niet goed kunnen ver-/toedelen van ‘lusten en lasten’, het negeren van effecten concepten op bestaande markt- en machtsverhoudingen en het wantrouwen in de betrouwbaarheid en feitelijke efficiency van nieuwe technologieën. In procesmatige zin blijkt er een sterke behoefte te zijn aan ‘ontwikkelingsmanagement’ over de gehele looptijd van een
innovatietraject heen, waarin aandacht wordt gegeven aan de voldoende uitwisseling van kennis tussen opeenvolgende stadia van een project, en het tijdig en afdoende worden adresseren van cruciale vraagstellingen. Verder is het essentieel dat de organisatie rond innovatieve concepten bereid en in staat moet zijn mee te ontwikkelen met de verschillende ontwikkelingsstadia van een concept. Tenslotte valt te concluderen dat nog te veel innovatietrajecten te weinig aandacht besteden aan een goede inventarisatie van welk soort kennis al beschikbaar en bruikbaar is. A.J. van Binsbergen, Technische Universiteit Delft & TRAIL Onderzoekschool
Statistiek komt uit een boekje! Of toch niet? Statistieken in het algemeen en overheidsstatistieken in het bijzonder hebben te maken met een merkwaardige (= waard om op te merken) tegenstrijdigheid. Sinds enige jaren is het Kabinetsbeleid erop gericht om de administratieve lastendruk voor het bedrijfsleven te verminderen, en enquêtes zijn daar een onderdeel van, terwijl anderzijds datzelfde Kabinet zijn successen slechts kan kennen dankzij statistieken (werkgelegenheid, economische groei, inflatie om maar een paar voorbeelden te noemen). Volgens sommige leden van de Tweede Kamer kunnen enquêtes voor aanzienlijke delen van het bedrijfsleven geheel achterwege blijven. Het bedrijfsleven zelf heeft er niets aan. Statistieken staan in een boekje! Of toch niet? F. Merkx, DVS (Dienst Verkeer en Scheepvaart) M. Mulder, DVS (Dienst Verkeer en Scheepvaart)
Panorama’s van de goederenmobiliteit in Nederland Het goederenvervoer in Nederland is fors gegroeid en algemeen wordt aangenomen dat er nog meer groei te verwachten is. In deze paper wordt allereerst een historisch panorama geschetst van de ontwikkeling in het afgelopen decennium met daarbij een verklaring voor deze ontwikkeling. Daarnaast wordt een toekomst panorama geschetst op basis van de nieuwe lange termijn omgevingsscenario’s tot 2040 die vorig jaar door de planbureaus zijn gepubliceerd. J.M. Francke, Kennisinstituut voor Mobiliteitsbeleid (KiM)
Visibility platforms for enhancing Supply Chain Security : a case study in the port of Rotterdam In this paper we describe how supply chain visibility platforms can be used to enhance supply chain security for maritime container transport. We use a three-step approach to define information needs for supply chain security. We map these information needs onto the current IT architecture and IT systems in the port of Rotterdam. This results into a gap analyses. We conclude the paper with a number of possible scenarios for the further development of supply chain visibility platforms. The paper is based on a field study conducted among 14 organizations in the port of Rotterdam in 2006 as part of the PROTECT research project. M.P.A. van Oosterhout, RSM Erasmus University A.W. Veenstra, RSM Erasmus University M.A.G. Meijer, TNO N. Popal, RSM Erasmus University J. van den Berg, Delft University of Technology
Resilience : zorg dat je kunt genezen wat je niet kunt voorkomen Supply chains worden complexer en kwetsbaarder door uitbesteding, globalisering, langere ketens en enorme focus op efficiency. Er is op dit moment in Nederland veel aandacht voor het voorkomen van verstoringen in logistieke ketens via security (bijv. terrorismebestrijding en diefstalpreventie), maar er is minder aandacht voor het beperken van de schade nadat een verstoring heeft plaatsgevonden (resilience). Ons onderzoek richt zich op resilience in Nederland. We onderzoeken met welke verstoringen Nederlandse bedrijven te maken kregen, tot welke schade dit leidde en wat ze deden om te herstellen. Tevens laten we zien welke internationale theorie bestaat op het vlak van resilience en we ontwerpen op basis hiervan zelf een reslience-framework en stappenplan om te verbeteren. Deze gaan we toetsen samen met bedrijven. Ons onderzoek loopt op dit moment nog. Dit artikel geeft een tussenstand en alvast enkele resultaten. B.R.H. Lammers, TNO Business Unit Mobiliteit en Logistiek P.L.C. Eijkelenbergh, TNO Business Unit Mobiliteit en Logistiek X. Li, RSM Erasmus Universiteit
Speed and fuel consumption quotations in ocean shipping time charter contracts This paper presents an exploration of the process of setting warranted speed and consumption in ocean shipping time charter contracts. We formulate a conceptual model in which warranted speed and consumption are related to actual speed and consumption, and ultimately to a speed and consumption claim. We formulate hypotheses concerning the explanation of warranted and consumption from various contract terms. We then present an analysis of time charter fixture data and technical ship details and an empirical model for warranted speed and consumption on the basis of which we test the hypotheses. The analysis shows that, although there are some obvious reasons for a large number of differences in warranted and design speed and consumption, such as the age of the ship, there is also evidence that shipowners exhibit strategic behavior in quoting warranted speed and consumption in time charter contracts that reflect the development of the market. A.W. Veenstra, RSM Erasmus University J. van Dalen, RSM Erasmus University
Enriching the berth allocation problem In this paper, a rich model for the Berth Allocation Problem is presented that takes into account reallife features often ignored in other models, such as vessel priorities, preferred berthing locations and handling time considerations. The model is validated on real-life data, showing an impressive improvement (63%) of the difference between preferred berth and planned berth. Taking into account the preferred berthing location reflects the interplay between berth allocation and the stacking of the containers. As such, the model presented here can be seen as a first step towards an integrated model that also considers other port terminal processes such as quay crane assignment and yard planning. R. Van Schaeren, Antwerp Maritime Academy W. Dullaert, University of Antwerp, ITMMA and Antwerp Maritime Academy (HZS) B. Raa, Ghent University
Maatregelenpakket voor een duurzame bereikbaarheid van de Rotterdamse haven Om de Rotterdamse haven in de toekomst bereikbaar te houden hebben diverse partijen de krachten gebundeld in het ‘Transumo A15-project: van Maasvlakte naar Achterland’. Het doel van dit project is
om met nieuwe procesmatige inzichten tot breed gedragen innovatieve oplossingen te komen voor de bereik- en leefbaarheidsproblemen op de A15. Er zijn vijf maatregelen geselecteerd die door TNO Mobiliteit en Logistiek uitgewerkt zijn in dit artikel. Dit betreffen maatregelen die de congestie op de belangrijkste toe- en afvoerweg naar het havengebied, de A15, kunnen verminderen en tegelijkertijd de leefbaarheid kunnen vergroten. Deze vijf maatregelen betreffen: Oranjetunnel, Containertransferia, Innovatief personenvervoer, Nachtdistributie en Aparte doelgroepstroken. T. van Rooijen, TNO Mobiliteit en Logistiek J.C. van Meijeren, TNO Mobiliteit en Logistiek
Benchmarking as promotional and transparency tool for intermodal transportation Benchmarking is very important for a successful functioning of business. Benchmarking of intermodal transportation is important for companies that are using or considering using it, as well as for policy makers. First, the paper presents a structured approach to benchmarking of intermodal transportation, dividing transportation chain into three levels of abstraction and giving a classification for these levels. Each level is aimed at different groups of users and together they give a good presentation of the intermodal chain. Further, the paper presents the most important benchmarks for measuring parameters of intermodal transportation. Given the fact that collection of benchmarking data is not always possible, especially when there are undergoing infrastructure improvement projects, the reader is presented with a way of estimation of the most important benchmarks. The paper presents a benchmarking model for intermodal train transportation, which is used for estimation of costs, lead time and lead time variability for road and intermodal train transportation. The paper also presents the reader with a case of application of the model. Finally, the paper gives considerations on the ways of improvement of intermodal transport and on modeling power to facilitate infrastructure and policy making processes. E. Guis, TNO I. Davydenko, TNO
Transport bundling networks and economies of scale, scope, density and network Deze paper gaat over bundelingsnetwerken en transportkosten in relatie tot economies of scale, scope, density en netwerk. Deze leveren respectievelijk schaal-, breedte, dichtheids- of netwerkvoordelen (of -nadelen) op. De paper richt zich op vervoerdiensten in netwerken en analyseert verschillende soorten netwerkveranderingen, het type voordelen en het niveau waarop zich de voordelen voordoen. Het blijkt dat de percepties van onderzoekers over de inhoud van types voordelen nogal van elkaar afwijken. Deze paper doet suggesties om het veld beter te structureren, hierbij uitgaand van een functioneel model met de naam “bundling kite” ofwel het “vliegermodel”, waarin de centrale bundelingsvariabelen netwerkvolume, aantal voertuigroutes, transportfrequentie and voertuigvolume op een consistente en flexibele manier met elkaar in verband gebracht worden. This paper is about bundling networks and transport costs in relation with economies of scale, scope, density and network. The paper focuses on transport services and analyses different sorts of network changes, the type of returns and the level on which the returns emerge. Apparently the perceptions of researchers about the content of types of returns are rather different. This paper presents suggestions how to structure the field better, starting from a functional model which I call the “bundling kite”, in which the central bundling variables network volume, number of trunk vehicle routes, transport frequency and trunk vehicle volume are modeled in a consistent en flexible way. E.D. Kreutzberger, Technische Universiteit Delft
Netwerkanalyse goederenvervoer voor de Zuidvleugel Tijdens de Vervoerslogistieke Werkdagen 2006 hebben ECORYS en TLN een paper geschreven en gepresenteerd, waarin we zijn ingegaan op de meerwaarde van netwerkanalyses voor een kwaliteitsnet goederenvervoer, namelijk (1) inzicht bieden in de toekomstige ontwikkelingen en vervoerstromen, (2) inzicht in effecten van vertragingen, en (3) inzicht in regionale en lokale wegennetten. Onlangs hebben ECORYS en Goudappel Coffeng analyses uitgevoerd voor de werkgroep Netwerkanalyses Goederenvervoer Zuidvleugel. Dit project omvat een eerste concrete toepassing van de methodiek die we in het vorige paper hebben beschreven. In het nu voorliggende paper gaan we in op de resultaten die de toepassing in de Zuidvleugel heeft opgeleverd. Het accent ligt daarbij weer op de meerwaarden. J. Bozuwa, ECORYS E. Devillers, ECORYS G.J. Wesselink, Provincie Zuid-Holland
Hoe werkt software voor rittenplanning en hoe zou hij moeten werken? In dit artikel onderzoeken we de werking van commerciële pakketten voor rittenplanning. We zullen zien dat al deze pakketten gebruik maken van een concept dat we multiple neighbourhood search zullen noemen, d.w.z. het inzetten van meerdere verschillende, eenvoudige local search heuristieken. Door de relatie te onderzoeken tussen academische rittenplanning en rittenplanning in de praktijk, kunnen we enkele redenen aanduiden waarom dit een goede methode is voor commerciële pakketten. We stippen ook aan dat er een belangrijke behoefte is voor commerciële pakketten om meer zelfadaptief te worden. K. Sörensen, Katholieke Universiteit Leuven P. Schittekat, ORTEC / Universiteit Antwerpen
Towards a measure of joint space-time accessibility : conceptualization and theoretical framework Research on space-time accessibility is usually concerned with individuals performing single activities. However, a significant part of everyday activities is conducted jointly with others, implying that the feasibility of potential locations for activity engagement depends on the accumulation of conditions related to the spatiotemporal setting of each participant. In this paper, we put forward a method to gauge the accessibility of places to a particular group of people willing to engage in a joint activity. The method calculates locational benefits by taking into account network-based travel times, individual activity schedules, and the attractiveness and temporal availability of facilities. The applicability of the method extends towards situations with multiple facilities and participants, being available for multiple periods of time. As a possible output of our model, maps of joint accessibility are created which can be used to evaluate different rendezvous scenarios. T. Neutens, Ghent University T. Schwanen, Utrecht University F. Witlox, Ghent University Ph. De Maeyer, Ghent University
A dynamic programming approach to the VRP with both limited transportation and time capacity In this paper we consider a vehicle routing problem with both transportation and time capacity. We assume a time dependent environment, meaning that travel costs change over time. A warehouse uses a fixed fleet to fulfill customers demand. Each truck has a finite capacity and is only available for a limited time during a day. Furthermore, demand is deterministic and is assumed to be known before a truck is dispatched. Our aim is to schedule the fleet in such a way that a truck utilization is maximized and travel time is minimized. We believe that such a schedule will minimize the number of vehicles to be used. A forward time dependent multiple criteria dynamic programming (TDMCDP) formulation is used to computed the set of non-dominated routes. Finally, a numerical example is illustrated. S. Dabia, Eindhoven University of Technology T. van Woensel, Eindhoven University of Technology A.G. De Kok, Eindhoven University of Technology
Models and heuristics for dynamic revenue optimization in road transport In this document we consider an optimization problem which origins from freight exchanges. The aim is to increase the utilization of already scheduled road transportation activities by accepting extra loads. Such utilization increase reduces costs for the freight sender, increases revenue for the transportation provider, and reduces congestion and pollution for the society at large. We explore various models which capture different real life problem settings. Our explorations regard finding good solutions for off line, on line, and on the line versions of the problems. We link the problem with revenue management literature and resource allocation literate, and report computational results on proposed approximation algorithms. J.J. van de Klundert, Universiteit Maastricht B. Otten, METEOR
Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woon-werkverplaatsingen Het is geen geheim dat ondernemingen of administraties heel wat verkeer veroorzaken daar hun werknemers moeten pendelen naar en van het werk. Huidig onderzoek naar pendelverkeer en – gedrag vertrekt voornamelijk vanuit de analyse van de individuele pendelaar (e.g. Schwanen, 2002; Craviolini, 2006). Autopendelaars worden bevraagd naar hun motieven, levensstijl, sociale status, bereidheid tot een modale shift, motivatie om te verhuizen, en hun houding tegenover verschillende politieke maatregelen (gratis openbaar vervoer, rekeningrijden, relocaties, telewerken, enz.) met als doel het verminderen van de autoafhankelijkheid in hun pendelgedrag. In het mobiliteitsdebat wordt een belangrijke speler echter al te vaak onvoldoende betrokken: het standpunt en de visie van ondernemingen en bedrijven hoewel het juist deze actoren zijn waarom personen moeten pendelen. De universiteiten van Gent, Antwerpen, Mons en Louvain-La-Neuve zijn gestart met een gezamenlijk onderzoeksproject genaamd “ADICCT” in opdracht van Federaal Wetenschapsbeleid. Het acronym ADICCT staat voor “Assessing and Developing Initiatives of Companies to control and reduce Commuter Traffic”. In deze paper stellen we het literatuuronderzoek voor betreffende mogelijke mobiliteitsinitiatieven. N. De Wolf, Universiteit Gent – Universiteit Antwerpen F. Abbes-Orabi, Les Facultés Universitaires Catholiques de Mons – Université Catholique de Louvain B. Jourquin, Les Facultés Universitaires Catholiques de Mons I. Thomas, Université Catholique de Louvain
A. Verhetsel, Universiteit Antwerpen F. Witlox, Universiteit Gent
Effecten van de invoering van het prijsmechanisme op het Vlaamse wegennet Deze paper beschrijft een studie waarin op heuristische wijze wordt getracht een optimaal tolschema te ontwikkelen voor een gecompliceerd autonetwerk. Er wordt gebruik gemaakt van realistische parameters voor private kosten, tijdkosten, externe milieu- en leefbaarheidskosten en belastingkosten. Voorts wordt rekening gehouden met reductie van verkeer door prijsverhoging en met routeverandering. Het doel is het bereiken van een maximale welvaartswinst maar er wordt ook gekeken naar de effecten op de verkeersstroom. De voor- en nadelen van een cordon- en corridorheffing werden onderzocht. Een combinatie van de twee types heffing blijkt de beste resultaten op te leveren in termen van welvaartswinst en verkeersstromen. J. E. Stada, Katholieke Universiteit Leuven B. Immers, Katholieke Universiteit Leuven
Een snelheidskaart voor Vlaanderen als middel voor snelheidsmanagement De Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) en de Conferentie van Europese Ministers van Transport (CEMT) hebben in een gezamenlijke werkgroep rond snelheidsmanagement gepleit voor een snelheidsmanagement en voor ITS-toepassingen die een snelheidsbeheersing mogelijk maken; ISA vormde in deze ITS-toepassing een belangrijk middel. Uit onderzoeken –trials, demonstraties, acceptatieonderzoeken, …- in verband met Intelligente Snelheidsaanpassing en coherent snelheidsbeleid, blijkt dat correcte snelheidsdata een basisprobleem vormen. Een accurate en up to data snelheidskaart vormt een conditio sine qua non voor het implementeren van ISA en voor het uitwerken van een snelheidsmanagement. Een snelheidskaart samen met specifieke voertuigdata – ondermeer voertuiggerelateerde snelheidsdata- is ook voor goederenvervoer een onmisbare tool voor veilig transport. Een snelheidsbeleid vertrekt minimaal van een gestructureerd beheren van de snelheidsdata. Een “haalbaarheidsstudie voor het opmaken van een snelheidskaart” werd in opdracht van het Vlaamse Gewest door het Instituut voor Duurzame Mobiliteit – Universiteit Gent uitgevoerd. Uit de enquête bij de Vlaamse, gemeentelijke wegbeheerders blijkt dat het snelheids-databeheer bij een aantal gemeenten erg beperkt is terwijl andere gemeentelijke wegbeheerders een snelheidsdatabank aan een kaartprojectie koppelen. Op het beleidsniveau is het gemeentelijke mobiliteitsplan een referentiepunt voor het uitwerken van het reglementerende verkeersbeleid. De opmaak van een snelheidskaart en databank dient via een samenwerkingsverband tussen het Gewest en de gemeenten tot stand te komen. In het Plan van Aanpak moeten de standaarden die in Europese onderzoeken ontwikkeld werden, als basis worden genomen; ook de ervaring in een aantal Europese landen bij het opbouwen een snelheidsdatabank is meebepalend. Immers de databanken van de verschillende gewesten en de verschillende Europese landen moeten op termijn geïntegreerd worden zodat één accurate, up to date snelheidsdatabank en –kaart voor Europa ontstaat. Het pleidooi van de CEMT en ook OESO over snelheid en snelheidsmanagement sluit hier nauw bij aan. J. De Mol, Universiteit Gent G. Allaert, Universiteit Gent S. Vlassenroot, Universiteit Gent/Technische Universiteit Delft
Supertrucks : verhogen van de vervoersefficiëntie zonder nadelige neveneffecten De laatste jaren komen supertrucks of lange en zware vrachtwagens (LZV’s) steeds meer onder de aandacht. Een LZV staat doorgaans voor een vrachtwagencombinatie met een max. lengte van
25,25m en een max. gewicht van 60 ton. De meningen over deze supertrucks zijn sterk verdeeld. Diverse EU-lidstaten experimenteren ermee. Wat doet België? In het debat rond supertrucks overheersen vaak slogans en clichés. Het Vlaams Instituut voor de Logistiek (VIL) wou dit thema objectief bestuderen. Temeer omdat steeds meer industriële actoren de optie supertruck ernstig overwegen. Individuele spelers kunnen evenwel niet zomaar met LZV’s experimenteren. Daar is een gepast regelgevend kader voor nodig. België heeft hier vooralsnog geen werk van gemaakt. Een stand-van-zakenstudie plaatste de supertruck in een breder logistiek kader en ging na welke bedrijfseconomische opportuniteiten deze truck heeft, zonder de andere dimensies, zoals infrastructuur, milieu en veiligheid, uit het oog te verliezen. Zo kan het VIL een eenduidig en rationeel standpunt innemen in het politiek-maatschappelijk debat dat de komende maanden en jaren ongetwijfeld zal gevoerd worden. B.J. Vannieuwenhuyse, Vlaams Instituut voor de Logistiek L.S. De Munck, Vlaams Instituut voor de Logistiek
Municipal routing problems : a challenge for researchers and policy makers? In many European countries, municipalities offer their inhabitants a wide variety of social services. In this paper we will focus on efficiently scheduling home care, transportation of the elderly, and home meal delivery. These so-called municipal or communal routing problems can be modelled as different variants of the vehicle routing problem, a well-known optimization problem from the literature. We present a focussed literature review and report on case studies using Finnish data. The computational results show that there is a significant potential for cost savings for all applications considered. W. Dullaert, University of Antwerp, ITMMA and Antwerp Maritime Academy (HZS) O. Bräysy, University of Jyväskylä P. Nakari, University of Jyväskylä
Depotallocatie studie : AVEVE case in retroperspectief Het doel van dit artikel bestaat er voornamelijk in om aan te tonen door middel van een reële case dat onderzoek naar rich vehicle routing problems verder moet gaan dan het uitbreiden van eenvoudige problemen met één enkele extra feature, beperking, etc. In de praktijk worden bedrijven geconfronteerd met een complexe combinatie van beperkingen, doelfuncties en beslissingsmogelijkheden. Deze case behelst een depotallocatie studie in opdracht van AVEVE voor de distributie in bulk van veevoerders. P. Schittekat, ORTEC – Universiteit Antwerpen J. Maenhout, ORTEC
Goederenvervoer per vrachttram een uniek en innovatief stadsvervoerssysteem CityCargo heeft een systeem voor het leveren van goederen in binnensteden ontwikkeld dat zowel goed is voor de luchtkwaliteit als voor de bereikbaarheid van de steden. CityCargo vervoert goederen door de stad met vrachttrams en elektrische wagens (e-cars). Vrachtwagens rijden tot de distributiecentra van CityCargo aan de rand van de stad. De goederen worden in containers op de vrachttram geladen. In de stad worden de containers van de vrachttram op apart spoor, dat dus niet in gebruik is voor het personenvervoer, overgeladen op e-cars. Die brengen de goederen naar de winkels en cafés in de stad.
Op deze manier kan er in de stad Amsterdam 2.500 vrachtwagens per dag uit de stad weren, per dag! Dat betekent een vermindering van de uitstoot van fijnstof en NO2 van 16%. Bovendien wordt er voor de energievoorziening van de trams en e-cars een windmolen gebouwd. Zo is CityCargo een klimaatneutrale onderneming. De diensten die CityCargo biedt aan vervoerders zijn concurrerend. Dat kan doordat een vrachttram de hoeveelheid vracht van vier vrachtwagens kan vervoeren. Bovendien kan de tram eenvoudig en snel door de stad rijden over vrije trambanen. CityCargo maakt dus eigenlijk gebruik van al bestaande infrastructuur in de stad. CityCargo kan daardoor in veel gevallen tot 15% procent goedkoper zijn dan de huidige vervuilende wijze van vervoer. J. Haffmans, CityCargo BV
Horeca smart chain : gecombineerd inkoop- en distributie probleem van HSC logistiek dienstverlener De oprichting van de Horeca Smart ChainTM (HSC) is een ambitieus plan dat binnen enkele jaren moet leiden tot een geavanceerd inkoopproces met minder kosten voor ondernemers, producenten en leveranciers. Doel is het ontwikkelen van een gecoördineerde inkoop en logistiek in de keten tussen leveranciers en de horeca. Daarnaast wordt een kennis- en ervaringsplatform opgericht dat de ondernemers ondersteunt in het inkoopproces. De Horeca Smart ChainTM wordt eigendom van de horecaleveranciers, ondernemers en Koninklijke Horeca Nederland. Het plan is ontwikkeld in samenwerking met bureau Foodstep, TNO en KPN. Deze paper geeft een indruk van de opzet van HSC. De nadruk ligt hierbij op de besturing van de logistieke keten. Deze keten gaat van producent, importeur of leverancier tot horecabedrijven zoals cafés, restaurants, hotels, snackbars, partycentrums, discotheken, tankstations, sportverenigingen enzovoorts. Allereerst wordt in grote lijn de belevering van de horeca in Nederland beschreven. Daarbij is met enkele kengetallen een indruk geschetst van deze markt. Dan is uiteengezet hoe de verschillende marktpartijen in de HSC te werk gaan. Vervolgens is een logistiek model beschreven, waarmee het proces van inkoop, bundeling en distributie optimaal gepland kan worden. De paper sluit af met conclusies en uitdagingen voor het opzetten van de HSC. H.J. van Rijswijck, TNO Mobiliteit en Logistiek M. Jordans, TNO Mobiliteit en Logistiek
De derde golf binnen de binnenvaart : palletvervoer succesvol getest in de praktijk Uit het onderzoek en de verschillende praktijktesten blijkt er duidelijke interesse om palletstromen via de binnenvaart te transporteren. Mits verdere optimalisatie van de overslagtechnieken en keuzes op vlak van te gebruiken schepen biedt de binnenvaart een economisch haalbaar alternatief ten opzicht van de weg. De bouwsector is de pionier in de derde groeigolf van de binnenvaart en kan via succesvolle pilootprojecten andere goederencategorieën aantrekken. De intense wisselwerking tussen de theorie en de praktijk verhogen de kansen op succes van de implementatie van een werkelijk RWDC-netwerk in Vlaanderen. De verdere opvolging van de resultaten van praktijktesten helpen de mogelijkheden van palletdistributie via de binnenvaart verder te onderbouwen. F. Verbeke, NV De Scheepvaart / VOKA C. Macharis, Vrije Universiteit Brussel I. Cornillie, Vrije Universiteit Brussel
Analysis of the Belgian/regional intermodal policy : the battle between rail and inland waterways This paper describes a geographic information system-based location analysis model, developed to analyze the characteristics of the Belgian intermodal terminal landscape. Deriving from the location analysis model for the inland waterways terminals (Macharis, 2000 and Macharis, 2004), the model is extended to include the railway network. Based on the transportation costs, the model compares intermodal transport with unimodal road transport. After visualizing the current intermodal terminal landscape, the model handles various scenarios, such as the introduction of new terminals and the effect of subsidies. C. Macharis, Vrije Universiteit Brussel E. Pekin, Vrije Universiteit Brussel
KBA binnenvaart : een positieve insteek In deze paper wil ECORYS wijzen op de mogelijkheden die er zijn om voor een kosten-batenanalyse (KBA) voor binnenvaartprojecten slimme oplossingsrichtingen aan te dragen die zorgen voor een positievere uitkomst van de KBA. Een kosten-batenanalyse is voor bestuurders een geijkt instrument om rijksfinanciering te krijgen voor fysieke aanpassingen in de vaarweg of in kunstwerken in de vaarweg, zoals sluizen, bruggen en aquaducten. De noodzakelijke randvoorwaarde die hierbij gesteld wordt is dat een KBA positief moet uitpakken voor het project wil de regio of het Rijk over de brug komen met financiële middelen. De afgelopen twee jaar heeft ECORYS meerdere kostenbatenanalyses uitgevoerd voor binnenvaartgerelateerde onderwerpen. Dit betroffen studies naar de ombouw of verbouw van een sluis (Julianasluis Gouda, Zeesluis Delfzijl, Sluis Spaarndam, Meppelerdiepkeersluis, sluizen kanaal Gent-Terneuzen), kanaalstudies (Van Harinxmakanaal, Vaargeul Boontjes, Julianakanaal, Boven-IJssel, Maasroute, Grensoverschrijdende Vaarwegen) en havens (Harlingen, WCT, en Maasvlakte II). ECORYS is daarom met recht toonaangevend in economische effecten bij binnenvaart en havenstudies. Ongeacht het precieze onderwerp viel voornamelijk op dat voor veel afgesloten studies een negatieve uitkomst van de kosten-batenanalyse gold, omdat bleek dat in veel gevallen de efficiencyeffecten niet opwegen tegen de investeringkosten om een sluis of vaarweg aan te passen. Toch hebben de verschillende studies positieve inzichten opgeleverd, namelijk lessen van vaak vergeten baten. Deze interessante inzichten die ECORYS heeft opgedaan willen wij met u in deze paper delen. De belangrijkste inzichten zijn dat er genoeg mogelijkheden liggen binnen de normen voor een kosten-batenanalyse om slimme oplossingsrichtingen aan te dragen zodat een kosten-batenanalyse positiever (of minder negatief) uit zal komen. Per project moet er op basis van expertise van de opdrachtgever en opdrachtnemer bekeken worden waar de mogelijkheden liggen. M. van Veen, ECORYS Nederland BV J. Bozuwa, ECORYS Nederland BV E. Buckmann, ECORYS Nederland BV K. Vervoort, ECORYS Nederland BV
Kosten-batenanalyse toegepast bij vaarwegen : de Delftse Schie Besluitvorming over infrastructuurinvesteringen vereist tegenwoordig een economisch onderbouwde afweging. Een kosten-batenanalyse is gebruikelijk voor veel projecten. De aandacht is veelal gevestigd op wegen en spoortrajecten, investeringen in vaarwegen staan minder in de belangstelling. Dit paper beschrijft hoe de analyse afwijkt van een ''standaard'' KBA voor bijvoorbeeld wegen. De analyse wordt aan de hand van een concrete toepassing (verbetering van de Delftse Schie) verder verduidelijkt. B. Ubbels, NEA Transportonderzoek en -opleiding M. Quispel, NEA Transportonderzoek en –opleiding
SAMENVATTINGEN VERVOERSLOGISTIEKE WERKDAGEN 2007 DEEL 2
Measuring the thresholds in decision making on outsourcing This paper is an intermediate result of a PhD research project undertaken by Lenny Visser with Cees Ruijgrok as supervisor. The final objective of this project is to measure thresholds in logistics outsourcing decisions, especially for the chemical sector. If we are able to measure the relative importance of the underlying factors of these decision processes, we can also derive recommendations for removing or relieving these thresholds. For the measurement of these thresholds a Stated Preference experiment will be used. The paper describes the first steps in the design of this experiment by using theoretical and empirical findings. The model we propose is based of the concept of profit maximizing by minimizing integral logistic costs and maximizing revenues. This theory is checked by performing interviews with representatives of a number of case studies in the chemical industry. L.J. Visser, Fontys Hogeschool Techniek en Bedrijfsmanagement C.J Ruijgrok, Universiteit van Tilburg (TNO Mobiliteit en Logistiek)
Wat maakt een logistiek manager competent? Een onderzoek naar competenties en profielen Hogescholen zien zichzelf, net als universiteiten, als leverancier van afgestudeerden voor de beroepspraktijk. Met recht verwachten overheid, bedrijven en instellingen dat de beginnende beroepsbeoefenaar over dìe competenties beschikt die de praktijk op het betreffende vakgebied vraagt. Maar hebben logistieke opleidingen daadwerkelijk zicht op de competenties waarover een beginnende logisticus in het bedrijfsleven zou moeten beschikken? Houdt de inrichting van het onderwijsprogramma voldoende rekening met de gevraagde competenties of is het onderwijsaanbod gebaseerd op de ideeën van docenten over wat het bedrijfsleven vraagt? Het Lectoraat Logistiek en Allianties van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen is met een onderzoek begonnen over de competenties die een logisticus op HBO-niveau nodig heeft om zijn functie uit te kunnen voeren, en heeft verschillende kenmerken van logistieke functies onderzocht om erachter te komen of er onderscheiden profielen van logistici bestaan die verschillende competenties vragen. Als dat het geval is, zou dat interessant zijn voor het leggen van verschillende accenten in opleiding en bijscholing. S.J.C.M. Weijers, Hogeschool van Arnhem en Nijmegen R. Pieters, Hogeschool van Arnhem en Nijmegen H.-H. Glöckner, Hogeschool van Arnhem en Nijmegen
Prestatiemeting en -verbetering in logistiek In dit artikel bespreken we een aanpak voor de ontwikkeling en invoering van prestatiemeting in logistieke processen. Deze aanpak is ontwikkeld in een project bij Grolsch Logistiek in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit Twente. Uitgangspunt is om presentatiemeting niet uitsluitend in te richten voor het hogere management (de Directeur Logistiek en zijn management team) maar om een systeem te ontwikkelen dat mensen op alle niveaus binnen Grolsch Logistiek waardevol vinden. Een systeem dat mensen zélf gebruiken om meer inzicht te krijgen in hun processen en prestaties, en dat stimuleert om deze te verbeteren. Kortom: KPIs niet voor verantwoording, maar voor organisatieverbetering. De aanpak om dit te bereiken wordt in dit artikel geschetst, en belangrijke elementen zijn ondermeer: ontwikkelen en invoeren (en “uitproberen”) in nauwe samenspraak met de mensen die er later mee gaan werken; ruimte (en verantwoordelijkheid) geven aan mensen voor hun “eigen” wijze
van prestatiemeting; gebruik maken van moderne maar vooral ook flexibele mogelijkheden van IT (zoals SAP BW en gewoon Excel). Deze aanpak heeft bij Grolsch geleid tot een uitgebreide systematiek van prestatiemeting in Logistiek, betrokkenheid en enthousiasme bij medewerkers, en een ambitie en motivatie om op basis van feiten gericht te werken aan verbetering. De resultaten worden geïllustreerd met voorbeelden van twee afdelingen. M.J.F. Wouters, Universiteit Twente T. Stertefeld, Koninklijke Grolsch
How do logistic service providers face the pressures of globalisation? Choosing the right strategy is crucial In this paper we analyse the impact of globalisation on logistic service providers (LSP’s) and how they face the pressures of the globalisation trend. The direct impact of globalisation on logistics can be measured by the extended number of supply chain activities executed by LSP’s and by their geographical positioning. Multinational enterprises (MNE’s) are increasingly opening manufacturing sites in Eastern Europe and Asia, in particular India and China. In order to survive LSP’s are forced to follow the internationalisation trend of their customers and guarantee international presence, serving the global oriented business of today. In this context, choosing the right strategy in terms of service offer and organisational structure is crucial to guarantee the LSP’s future success. The aim of this paper is to reveal the strategic choices and ways of responding to these trends by the LSP’s. The case of Belgium is being chosen as Belgium serves as one of the most important logistic gateways for Europe. To answer this research question a two-folded market survey was conducted. First, in depth interviews were organised with LSP’s at their premises (qualitative market research). This was realised half 2006. Secondly, a large scale survey targeted at logistics managers was realized in the beginning of 2007 (quantitative market research). This paper is a continuation of our former paper “Impact of globalisation on logistics service providers in Belgium” (Cornillie and Macharis, 2006). The latter paper was concentrated on the results of the qualitative market research, while this paper completes the study with the large scaled quantitative market survey. I. Cornillie, Vrije Universiteit Brussel C. Macharis, Vrije Universiteit Brussel
Organizing warehouse control Warehousing is a critical activity in the supply chain to outperform competitors on customer services, lead times, and costs. Implementing the right warehouse control is of crucial importance to achieve efficiently the high performance of warehousing operations required today. In this paper a model of warehouse control types is presented. Furthermore, a subsequent study will be introduced exploring the link between warehouse control and warehouse performance. N. Faber, Nederlandse Defensie Academie
Planning en besturing van het logistieke netwerk. Perfect preparation prevents poor performance Het werkkapitaal in ondernemingen moet omlaag en cash-to-cash-cycles moeten korter. Ook logistiek moet daaraan bijdragen door de het werkkapitaal dat vast zit in voorraden te verlagen. Maar lagere voorraden hebben direct effect op de leverbetrouwbaarheid aan klanten en de kosten van transport en handling. Eerst is het besef nodig dat voorraden een resultaat zijn van het balanceren van aan de ene kant van de supply chain de vraag en aan de andere kant van de supply chain de leveranciers in een steeds complexer netwerk. Daar ligt de basis voor het verminderen van voorraden: slimmer
plannen en besturen. Niet in je eentje maar samen met partners in dat netwerk. De paper bespreekt de gevolgen van 'ketenomkering' voor de planning en besturing van logistieke ketens. W. Ploos van Amstel, Nederlandse Defensie Academie
Slimme pakjes in de defensie logistieke keten Van april tot oktober 2007 heeft een projectteam van TNO, THALES, IBM, FAES Packaging Concepts en NL Defensie Academie een studie uitgevoerd naar de mogelijkheden om met behulp van RFID’s de goederenstroom naar uitzendgebieden van het Nederlandse leger beter te kunnen beheersen. De doelstelling van ons project was de haalbaarheid van het toepassen van innovatieve technologieën zoals RFID in de defensie logistieke keten aan te tonen. Daarbij is een inschatting gemaakt van de voordelen daarvan, maar ook de benodigde veranderingen om deze voordelen te kunnen realiseren. In het project zijn de huidige knelpunten bij het ‘Tracken en Tracen’ van de logistieke goederenstromen in kaart gebracht en is een analyse uitgevoerd van verbetermogelijkheden op basis van RFID techniek en de benodigde aanpassingen in proces, beheersing en besturing, ICT en organisatie. Daarnaast zijn potentiële RFID toepassingen geïdentificeerd die leiden tot korte termijn verbetermogelijkheden. Één specifieke case, een locatiebepalingssysteem voor containers op Kandahar airfield, is in de project verder uitgewerkt. S.A. van Merrienboer, TNO Defensie en Veiligheid H. Langevoort, IBM Nederland J. Rademakers, THALES Nederland O. Dekkers, FAES Packaging Concepts W. Ploos van Amstel, Nederlandse Defensie Academie
Vervoer : eenvoudig en overzichtelijk? Daar waar vervoer een op zichzelf een eenvoudige activiteit is, zijn er maar weinig modellen waarmee de kosten van een vervoersnetwerk en de ontwikkelingen daarvan, doorgerekend kunnen worden. Het steeds wisselende karakter van de uitvoering op basis van geografische spreiding van drops, aantal drops en dropgrootte zijn daar vooral debet aan. ABC leent zich prima om de kosten door te rekenen bij een redelijk stabiel vervoersnet, waarbij zorgvuldig gekeken dient te worden naar de kostendrijver (metend of wegend vervoer). TNO heeft een model ontwikkeld dat in een dynamisch vervoersnetwerk toegepast kan worden. Een model dat op basis van implementaties bij bedrijven als Centraal Boekhuis steeds verder doorontwikkeld dient te worden om aansluiting bij die dynamiek te houden! J. van Staalduinen, TNO M.J. Ploos van Amstel, Centraal Boekhuis
ICT in de Vlaamse wegtransportsector : van kost tot opportuniteit Transport over land is een sector met een sterke concurrentiedruk, o.a. door de concurrentie uit OostEuropa, de stijgende kosten en de zwakke onderhandelingspositie van de transporteur. De grote uitdaging bestaat erin om enerzijds de kosten te minimaliseren en anderzijds een sterkere klantenbinding uit te bouwen om zo een betere concurrentiepositie te bekomen. Informatie- en communicatietechnologie (ICT) kan hierbij een oplossing bieden door processen te optimaliseren en operationele kosten te drukken. Zo kan de transporteur een betere service bieden aan de verlader. De lage winstmarges in de sector weerhouden de transporteur echter vaak om in innovatieve en dure systemen te investeren. Toch is het belangrijk dat hij beseft dat ICT-investeringen niet alleen een kost vertegenwoordigen, maar hem ook opportuniteiten biedt voor een competitievere bedrijfsvoering.
L.S. De Munck, Vlaams Instituut voor de Logistiek B.J. Vannieuwenhuyse, Vlaams instituut voor de logistiek
Scanning inventory levels and policies for postal retail This paper addresses the stock holding and replenishment process at the lowest echelon of postal retail. The research has shown that the organisation’s supply chain at the Belgian Post is characterised by severe stock excesses. These are the outcome of process deficiencies induced by insufficient systems support, a lack of database maintenance, poor parameter setting, a lack of reporting and follow-up, and the established practices. Quantitative evidence was obtained by executing a distribution audit. Consequently, a new inventory policy needed to be developed to indicate the impact of a more scientific approach in terms of cost savings. Testing the final model, a periodic review system based upon forecasted demand, clearly demonstrates that a serious inventory reduction can be achieved. It is highlighted that higher forecasting accuracy, in combination with the application of formal inventory management principles, results in a better harmony between supply and demand. E. Vreys, University of Antwerp, ITMMA W. Dullaert, University of Antwerp, ITMMA and Antwerp Maritime Academy (HZS)
Vehicle routing with stochastic time-dependent travel times The capability of taking into account time-dependent travel speeds is extremely valuable, not only because speed profiles do affect the objective function of the optimization, but also, the best solutions for the time-independent problem applied in a time-dependent context, are in general suboptimal (Van Woensel et al. [21]). Minimizing the expected travel time however still does not deal with the true stochastic nature of the travel times. As the real speed is a realization of a stochastic process, it is equally important to account for the variability of the speed and thus the travel time uncertainty when planning a route. This paper aims at obtaining a routing solution that performs well in the face of the extra complications due to congestion, which eventually leads to a better solution, i.e. more reliable routes in terms of travel time. These more realistic solutions have the potential to reduce real operating costs for a broad range of industries which face daily routing problems. When including the variance of the travel time, the potential applications are vast: it gives a manager a powerful tool to incorporate and take into account congestion uncertainty in his optimization. The higher the risk averseness of the planner, the more weight is allowed to that factor while optimizing, as such making the resulting routes more reliable and predictable. Although the gain in terms of less variability will be offset by a higher average travel time, the travel time associated with 95th - percentile will improve. Results and simulation results confirm these conclusions. Depending on the road and environmental conditions, this improvement will be more or less substantial. Due to the analytical approach to congestion, the developed approach can be extended to VRP with time windows. Hence, combined with the risk profile discussed above, the manager has a powerful tool not only for planning and scheduling his vehicle fleet, but on top of that he will be able to use the model for adequately determining costs and setting his rates at the individual customer level (e.g. someone with a tight and hard time window will need to pay more than a customer which is highly flexible in his requirements). The approach also opens doors for real life simulations. T. Van Woensel, Technische Universiteit Eindhoven C. Lecluyse, Universiteit Antwerpen H. Peremans, Universiteit Antwerpen
Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations Assigning and scheduling vehicle routes in a stochastic time dependent environment is a crucial management problem. The assumption that in a real-life environment everything goes according to an a priori determined static schedule is unrealistic, resulting in a planning gap (i.e. difference in performance between planned route and actual route). Our methodology introduces the traffic congestion component based on queueing theory, thereby introducing an analytical expression for the expected travel. In real life travel times are subject to uncertainty, we solve a time dependent vehicle routing problem to find robust solutions, that can potentially absorb such uncertainties. We model uncertainty as perturbations that are randomly inserted on the routes, we optimize the perturbed solutions via Tabu Search. We conduct experiments on a set of 32 cities, and found that the perturbed solutions generally cope better with the uncertainty than the non-perturbed solutions, with a small increase in expected travel times. O. Jabali, Technische Universiteit Eindhoven T. Van Woensel, Technische Universiteit Eindhoven C. Lecluyse, Universiteit Antwerpen H. Peremans, Universiteit Antwerpen A.G. De Kok, Technische Universiteit Eindhoven
Het meten en verdelen van logistieke synergie : SYnergie in LOgistieke NETwerken (SYLONET) Samenwerken in logistiek is ‘in’, daarbij is synergie een toverwoord dat vaak door bedrijven wordt gebruikt als onderbouwing voor samenwerking, fusies en overnames in vele verschillende situaties. Synergie wordt vaak omschreven als de meerwaarde van het totaal ten opzichte van de som van de afzonderlijke delen, 1+1=3 is een veelgebruikte vergelijking als analogie om uit te leggen wat synergie is. Het halen van een synergievoordeel door samenwerking is niet zo eenvoudig als het lijkt en levert ook niet zoveel op als van te voren wordt beloofd en meer recente inzichten nuanceren de vergelijking dan ook liever met 1+1=1,1+1,3. In deze vergelijking wordt ook duidelijk aangegeven dat naast realiseren van de winst door synergie ook de verdeling van deze winst van belang is en dat deze niet altijd gelijk hoeft te zijn voor de deelnemende partijen. De term synergie leeft in de praktijk, maar hoe bereik je als bedrijf eigenlijk deze synergie door samen te werken? Hoe meet je dat en hoe verdeel je de voordelen van die samenwerking op een eerlijke manier over de deelnemers? C.J. Ruijgrok, Universiteit van Tilburg (TNO Mobiliteit en Logistiek) M. Iding M. Rustenburg
(On)macht en kracht in het netwerk Dit artikel handelt over netwerken van organisaties ofwel interorganisationele netwerken. De punten in het netwerk zijn organisaties die met elkaar verbonden zijn door relaties. Dit totale netwerk zorgt ervoor dat producten en diensten aan de klant worden geleverd. De relaties in dit netwerk kunnen verschillend van aard zijn: inkoop-verkoop relaties, gezamenlijke productontwikkeling (zoals bijv. Philips en Sara Lee dat succesvol deden met als resultaat het Senseo koffiezetapparaat), dienstverleningsrelaties, bijv. met transporteurs om de Senseo ook daadwerkelijk in de winkel te krijgen etc. Graag laat ik u zien dat het denken in ketens is absoluut ontoereikend is geworden. De realiteit bestaat uit netwerken. Door vanuit netwerkperspectief te kijken, te denken en te werken ontstaan nieuwe inzichten waar wetenschap en praktijk hun voordeel mee kunnen doen. Ik zal dit illustreren met voorbeelden uit de praktijk, waaruit de relevantie en de noodzaak van het denken en werken in netwerken blijkt. Vervolgens zal ik u meenemen in de vorderingen die vanuit de
wetenschap worden gemaakt en daarmee mijn visie op en vragen over ‘(on)macht en kracht in het netwerk’ geven. L. Hagdorn, Vrije Universiteit Amsterdam
AUTEURSREGISTER
Abbes-Orabi F. Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woonwerkverplaatsingen Allaert G. Een snelheidskaart voor Vlaanderen als middel voor snelheidsmanagement Allaert G. Duurzame mobiliteit in Vlaanderen: de eerste nuchtere stappen Bozuwa J. Netwerkanalyse goederenvervoer voor de Zuidvleugel Bozuwa J. KBA Binnenvaart : een positieve insteek Bräysy O. Municipal routing problems : a challenge for researchers and policy makers? Buckmann E. KBA Binnenvaart : een positieve insteek Cornillie I. De derde golf binnen de binnenvaart : palletvervoer succesvol getest in de praktijk Cornillie I. How do Logistic Service Providers face the pressures of globalisation? Choosing the right strategy is crucial Dabia S. A dynamic programming approach to the VRP with both limited transportation and time capacity Davydenko I. Benchmarking as promotional and transparency tool for intermodal transportation De Kok A.G. A dynamic programming approach to the VRP with both limited transportation and time capacity De Kok A.G. Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations De Maeyer Ph. Towards a measure of joint space-time accessibility : conceptualization and theoretical framework De Mol J. Een snelheidskaart voor Vlaanderen als middel voor snelheidsmanagement De Munck L.S. Supertrucks : verhogen van de vervoersefficiëntie zonder nadelige neveneffecten De Munck L.S.
ICT in de Vlaamse wegtransportsector : van kost tot opportuniteit De Wolf N. Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woonwerkverplaatsingen Dekkers O. Slimme pakjes in de defensie logistieke keten Devillers E. Netwerkanalyse goederenvervoer voor de Zuidvleugel Dullaert W. Enriching the Berth Allocation Problem Dullaert W. Municipal routing problems : a challenge for researchers and policy makers? Dullaert W. Scanning inventories and policies for postal retail Eijkelenbergh P.L.C. Resilience : zorg dat je kunt genezen wat je niet kunt voorkomen Faber N. Organizing warehouse control Francke J.M. Panorama’s van de goederenmobiliteit in Nederland Glöckner H.-H. Wat maakt een logistiek manager competent? Een onderzoek naar competenties en profielen Groothedde B. Het ontwerpen en implementeren van logistieke concepten : in vijf stappen naar de kern van het probleem Guis E. Benchmarking as promotional and transparency tool for intermodal transportation Haffmans J. Goederenvervoer per vrachttram een uniek en innovatief stadsvervoerssysteem Hagdorn L. (On)macht en kracht in het netwerk Iding M. Het meten en verdelen van logistieke synergie : SYnergie in LOgistieke NETwerken (SYLONET) Immers B. Effecten van de invoering van het prijsmechanisme op het Vlaamse wegennet Jabali O. Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations
Jordans M. Horeca smart chain : gecombineerd inkoop- en distributie probleem van HSC logistiek dienstverlener Jourquin B. Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woonwerkverplaatsingen Jurriaans M. Innovatieprogramma Duurzame Logistiek : Compact, slim en zuinig Kreutzberger E.D. Transport bundling networks and economies of scale, scope, density and network Lammers B.R.H. Resilience : zorg dat je kunt genezen wat je niet kunt voorkomen Langevoort H. Slimme pakjes in de defensie logistieke keten Lecluyse C. Vehicle routing with stochastic time-dependent travel times Lecluyse C. Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations Li X. Resilience : zorg dat je kunt genezen wat je niet kunt voorkomen Macharis C. Analysis of the Belgian/regional intermodal policy : the battle between rail and inland waterways Macharis C. De derde golf binnen de binnenvaart : palletvervoer succesvol getest in de praktijk Macharis C. How do Logistic Service Providers face the pressures of globalisation? Choosing the right strategy is crucial Maenhout J. Depotallocatie studie : AVEVE case in retroperspectief Meijer M.A.G. Visibility platforms for enhancing Supply Chain Security : a case study in the port of Rotterdam Merkx F. Statistiek komt uit een boekje! Of toch niet? Mulder M. Statistiek komt uit een boekje! Of toch niet? Nakari P. Municipal routing problems : a challenge for researchers and policy makers? Neutens T.
Towards a measure of joint space-time accessibility : conceptualization and theoretical framework Otten B. Models and heuristics for dynamic revenue optimization in road transport Pekin E. Analysis of the Belgian/regional intermodal policy : the battle between rail and inland waterways Peremans H. Vehicle routing with stochastic time-dependent travel times Peremans H. Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations Pieters R. Wat maakt een logistiek manager competent? Een onderzoek naar competenties en profielen Ploos van Amstel M.J. Vervoer : eenvoudig en overzichtelijk? Ploos van Amstel W. Planning en besturing van het logistieke netwerk. Perfect preparation prevents poor performance Ploos van Amstel W. Slimme pakjes in de defensie logistieke keten Popal N. Visibility platforms for enhancing Supply Chain Security : a case study in the port of Rotterdam Quispel M. Kosten-batenanalyse toegepast bij vaarwegen : de Delftse Schie Raa B. Enriching the Berth Allocation Problem Rademakers J. Slimme pakjes in de defensie logistieke keten Ruijgrok C.J. Measuring the thresholds in decision making on outsourcing Ruijgrok C.J. Het meten en verdelen van logistieke synergie : SYnergie in LOgistieke NETwerken (SYLONET) Rustenburg M. Het meten en verdelen van logistieke synergie : SYnergie in LOgistieke NETwerken (SYLONET) Schittekat P. Hoe werkt software voor rittenplanning en hoe zou hij moeten werken? Schittekat P. Depotallocatie studie : AVEVE case in retroperspectief
Schwanen T. Towards a measure of joint space-time accessibility : conceptualization and theoretical framework Sörensen K. Hoe werkt software voor rittenplanning en hoe zou hij moeten werken? Stada J.E. Effecten van de invoering van het prijsmechanisme op het Vlaamse wegennet Stertefeld T. Prestatiemeting en -verbetering in logistiek Thomas I. Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woonwerkverplaatsingen Ubbels B. Kosten-batenanalyse toegepast bij vaarwegen : de Delftse Schie van Binsbergen A.J. Succes- en faalfactoren bij implementatie complexe logistieke concepten van Dalen J. Speed and consumption quotations in ocean time charter contracts van de Klundert J.J. Models and heuristics for dynamic revenue optimization in road transport van den Berg J. Visibility platforms for enhancing Supply Chain Security : a case study in the port of Rotterdam van Meijeren J.C. Maatregelenpakket voor een duurzame bereikbaarheid van de Rotterdamse haven van Merriënboer S.A. Slimme pakjes in de defensie logistieke keten van Oosterhout M.P.A. Visibility platforms for enhancing Supply Chain Security : a case study in the port of Rotterdam van Rijswijck H.J. Horeca smart chain : gecombineerd inkoop- en distributie probleem van HSC logistiek dienstverlener van Rooijen T. Maatregelenpakket voor een duurzame bereikbaarheid van de Rotterdamse haven Van Schaeren R. Enriching the Berth Allocation Problem van Staalduinen J. Vervoer : eenvoudig en overzichtelijk? van Veen M.
KBA Binnenvaart : een positieve insteek Van Woensel T. Vehicle routing with stochastic time-dependent travel times van Woensel T. A dynamic programming approach to the VRP with both limited transportation and time capacity Van Woensel T. Stochastic vehicle routing with random time dependent travel times subject to perturbations Vannieuwenhuyse B.J. Supertrucks : verhogen van de vervoersefficiëntie zonder nadelige neveneffecten Vannieuwenhuyse B.J. ICT in de Vlaamse wegtransportsector : van kost tot opportuniteit Veenstra A.W. Speed and consumption quotations in ocean time charter contracts Veenstra A.W. Visibility platforms for enhancing Supply Chain Security : a case study in the port of Rotterdam Verbeke F. De derde golf binnen de binnenvaart : palletvervoer succesvol getest in de praktijk Verhetsel A. Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woonwerkverplaatsingen Vervoort K. KBA Binnenvaart : een positieve insteek Visser L.J. Measuring the thresholds in decision making on outsourcing Vlassenroot S. Een snelheidskaart voor Vlaanderen als middel voor snelheidsmanagement Vreys E. Scanning inventories and policies for postal retail Weijers S.J.C.M. Wat maakt een logistiek manager competent? Een onderzoek naar competenties en profielen Wesselink G.J. Netwerkanalyse goederenvervoer voor de Zuidvleugel Witlox F. Towards a measure of joint space-time accessibility : conceptualization and theoretical framework Witlox F. Evaluatie en ontwikkeling van bedrijfsinitiatieven inzake de controle en vermindering van woonwerkverplaatsingen
Wouters M.J.F. Prestatiemeting en -verbetering in logistiek
PAPERBIJDRAGEN
INNOVATIEPROGRAMMA DUURZAME LOGISTIEK : COMPACT, SLIM EN ZUINIG
M. Jurriaans, Connekt
Inleiding
Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat heeft Connekt gevraagd het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek verder te ontwikkelen en uit te voeren. Dit programma bouwt verder op de kennis en ervaring van programma’s als Transactie-Modal Shift, Transportbesparing en CO2-reductie in het Goederenvervoer. Op 26 juni 2007 is het programma officieel van start gegaan. Het loopt tot 2012. Deze notitie beschrijft de achtergronden en de werkwijze van het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek. De ontwikkeling van het programma is niet afgerond. Gaandeweg zal het programma worden bijgestuurd. Suggesties zijn welkom.
Achtergrond Milieu en duurzaamheid staan hoog op de maatschappelijke agenda. Stern1 en Gore2 hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan het draagvlak voor energiebesparende maatregelen en milieubewust ondernemen. De ambitieuze koers van het kabinet Balkenende IV sluit hierop aan: de CO2-uitstoot moet in het jaar 2020 maar liefst 30% lager te zijn dan in 1990. Daarmee is het Nederlandse klimaatbeleid strikter dan de eerder overeengekomen EU-doelstelling van 20% reductie in 2020.
De belangrijkste veroorzakers van kooldioxide emissies zijn de energiesector, de industrie en verkeer en vervoer. In 2004 leverden zij samen een bijdrage van 78 procent aan de totale uitstoot van CO2. De uitstoot van CO2 door het verkeer en vervoer (personen plus goederen) is t.o.v. 1990 met bijna 30 procent gestegen tot 39 miljard kilogram in 2004. Het goederenvervoer is tussen 1985 en 2001 met ruim 40% gestegen. Er worden meer tonnen vervoerd, meer kilometers afgelegd en het aandeel van de vrachtauto blijft hoog. Oorzaken als open grenzen, toenemende productie en consumptie en veranderende logistieke concepten zijn daar belangrijke oorzaken van.
Goederenvervoer is een sterke groeier. De verwachting is dat het goederenvervoer de komende jaren sterk zal groeien. Ten opzichte van 2000 neemt het totale goederenvervoer tot 2020 met 60% tot 80% toe, afhankelijk van het gekozen scenario. De groei komt grotendeels voor rekening van het wegvervoer en de binnenvaart. Het vervoer over de weg stijgt met 80% tot 100%. De binnenvaart neemt afhankelijk van het scenario met 50% tot ruim 70% toe. Vervoer per spoor blijft, ondanks een forse groei een klein aandeel houden in het totale goederentransport (AVV, 2004 / Nota Mobiliteit, 2004). 1
Zie: Stern Review on the Economics of Climate Change, http://www.hmtreasury.gov.uk/independent_reviews/stern_review_economics_climate_change/sternreview_index.cfm 2 Zie: http://www.climatecrisis.net/
In september 2007 heeft het kabinet het werkprogramma Schoon en Zuinig gepubliceerd. Daarin staat de uitstoot van CO2 door het verkeer en vervoer bij ongewijzigd beleid zal toenemen van 30 Mega ton in 1990 tot 47 Mega ton in 2020. Door uitvoering van het programma Schoon en Zuinig verwacht het kabinet de uitstoot terug te brengen tot 30 à 34 Megaton. Ongeveer het niveau van 1990. Zoals uit onderstaande figuur blijkt impliceert dat een forse en ambitieuze trendbreuk, die niet vanzelf tot stand komt.
In december 2005 heeft DRIFT een analyse gemaakt van de kansen en belemmeringen van een transitie van het goederenvervoer. Daarin wordt o.a. beschreven dat zo’n transitie niet vanzelf tot stand komt omdat er sprake is van een aantal systeemfouten. Enkele voorbeelden daarvan zijn dat de sector voortdurend streeft naar kostenoptimalisatie; het gebrek aan harmonisatie tussen het ruimtelijk beleid, het infrabeleid en het vervoerbeleid; het ontbreken van een Europees level playing field; de gebrekkige samenwerking tussen subsectoren (vervoerders, verladers, infrabeheerders; een gebrek aan technologische innovatie etc. DRIFT concludeert: Verstrekkende systeemwijzingen (transities) in
het goederenvervoer zullen veel weerstand oproepen en vergen lef, geld, ambitie en vooral tijd en geduld, minimaal één generatie (20-25 jaar). Het is dus alle hens aan dek om de CO2-doelstelling van het kabinet voor wat betreft het goederenvervoer op zo’n korte termijn te realiseren. Niets doen is geen optie. Het transitiemanagement onderscheidt twee benaderingen:
1. de korte termijn oriëntatie waarbij binnen het bestaande systeem en krachtveld wordt getracht voortgang te boeken 2. het transitieperspectief (lange termijn perspectief) waarbij de bestaande paradigma’s worden vervangen door nieuwe waarbij duurzaamheid een van de uitgangspunten is. In Transumo wordt gewerkt aan het realiseren van deze lange termijn systeemwijzigingen.
In het korte termijn perspectief is nog veel te winnen, maar wordt het probleem niet structureel opgelost. Rotmans spreekt over verdere optimalisatie van de bestaande systemen naar de huidige wensen. In het lange termijn perspectief wordt het probleem wel structureel aangepakt omdat er sprake is van een compleet redesign. Zo’n redesign wordt niet in één keer gerealiseerd, maar is de resultante van vele kleine stapjes die door verschillende partijen zijn geïnitieerd.
In het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek wordt gewerkt aan korte termijn oplossingen binnen een lange termijn (transitie) perspectief.
Innovatieprogramma Duurzame Logistiek
Onder duurzame logistiek verstaan we het zodanig organiseren, plannen, besturen en verplaatsen van goederen(stromen) dat zoveel mogelijk mensen gedurende een zo lang mogelijke periode in hun behoeftes kunnen (worden) voorzien, zonder dat dit ten koste gaat van andere mensen of andere levenssoorten (people, planet, profit). In het programma concentreren wij ons op de profit en planet kant. De people kant laten wij buiten beschouwing, hoewel we beseffen dat als een bedrijf dit aspect van de keten niet op orde heeft (denk aan rij- en rusttijden of kinderarbeid), hij daarop door ngo’s zal worden aangesproken.
Uitgangspunten Vervoer vindt plaats omdat het te vervoeren goed op de plaats van bestemming een hogere toegevoegde waarde heeft. Vervoer ondersteunt daarmee het proces van produceren en consumeren. De sector logistiek en dan vooral de wegtransportsector kent geen hoge winstmarges. Dat is de belangrijkste reden dat we in het programma de nadruk leggen op het stimuleren van duurzame logistiek binnen (bedrijfs)economische kaders. Dat wil zeggen dat we zoeken naar win/win mogelijkheden, maatregelen die én goed zijn voor het milieu én leiden tot kostenbesparingen bij het bedrijf. Daarbij staat energiebesparing in de logistieke keten centraal. Energiebesparing leidt immers tot kostenvermindering en spreekt daarmee de ondernemer aan. En het leidt tot minder uitstoot van allerlei stoffen en past daarom in een strategie van maatschappelijk verantwoord ondernemen.
Gelet op de looptijd van het programma (tot 2012) zijn de verbetermaatregelen gericht op het realiseren van duurzaamheid binnen de huidige economische, maatschappelijke, en institutionele kaders. Als het paard van Troje wordt duurzaamheid naar binnen gebracht. Het is essentieel dat bedrijven daarbij steeds meer verantwoordelijkheid nemen voor duurzame logistiek en niet slechts de logistieke ondersteuning consumeren en daarna over gaan tot de orde van de dag. Het gaat er om dat duurzame logistiek een structureel onderdeel wordt van de bedrijfsvoering. Het programma is vraag georiënteerd. Daarmee wordt bedoeld dat zoveel mogelijk aangesloten wordt bij de ideeën en wensen van ondernemers op het gebied van duurzame logistiek. Binnen het programma wordt geen wetgeving ontwikkeld. Dat betekent dat de strategie gericht moet zijn op het verleiden van ondernemers om verbeteringen te realiseren.
Strategie Omdat dicht bij de wensen van ondernemers wordt aangesloten, worden zoveel mogelijk concrete en aansprekende resultaten ontwikkeld. Te denken valt aan showcases die aan andere bedrijven ten voorbeeld worden gesteld. Of aan praktische instrumenten die andere bedrijven kunnen gebruiken bij het invoeren van duurzame logistiek in hun bedrijf. In het programma wordt onderscheid gemaakt tussen koplopers (bedrijven die al actief bezig zijn met duurzaam ondernemen) en het peloton (de rest). Met de koplopers wordt een lange termijn (transitie) visie ontwikkeld waarbij de randvoorwaarden en kaders van de huidige logistieke systemen waar nodig worden losgelaten. Bedrijven kunnen zelf pilots ontwikkelen die bijdragen aan de realisatie van deze visie. Door middel van deze proefprojecten onderzoeken we welke stappen mogelijk zijn om deze visie te realiseren. De komende zes jaar stimuleren we publieke en private partijen om nieuwe stappen te zetten. Het is de opdracht van het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek om bedrijven te prikkelen om stappen te zetten buiten de gebaande paden omdat ze ervan overtuigd zijn geraakt dat duurzame logistiek een onvermijdelijke en kansrijke ontwikkeling is. Met name deze strategie sluit naadloos aan bij de overige programma’s en projecten die door Connekt worden uitgevoerd. Connekt heeft zich ontwikkeld tot een (internationale) netwerkorganisatie op het gebied van mobiliteit. Zowel van het personen- als van het goederenvervoer. De werkwijze van Connekt (het verbinden van personen en organisaties) staat ook centraal in de aanpak van het Innovatieprogramma. Er is sprake van meerwaarde doordat het Kennisakkoord Logistiek en het secretariaat van de Commissie Laarhoven bij Connekt zijn ondergebracht. Maar ook ITS-Nederland biedt meerwaarde want de ontwikkeling van Duurzame Logistiek zal veel baat hebben bij goede IT oplossingen.
De bedrijven die nog niet actief bezig zijn met Duurzaam Ondernemen worden ondersteund bij het zoeken naar concrete verbeteringen in hun logistieke operatie met behulp van de Digiscan Logistiek. Via branches wordt contact gezocht met bedrijven die interesse hebben in zo’n verbeterproces. De
systematiek is afgeleid van de wijze waarop SenterNovem de meerjarenafspraken energiebesparing (MJA’s) realiseert. Door een meerjarige verbintenis aan te gaan met een branche kunnen telkens ingewikkelder projecten worden gerealiseerd. De uitwisseling van kennis en ervaring op het gebeid van logistiek tussen de bedrijven wordt bevorderd door regelmatige bijeenkomsten. Indien nodig zullen lacunes in de logistieke kennis worden aangevuld door middel van gastsprekers of workshops.
Energie efficiency in transport
Periode 1
Periode 2
Ketens en Transportbesparing
Periode 3
fasen 1
Samenwerking in de branche
2
3
fasen 1
2
3
Verbeteringen op bedrijfsniveau
Logistieke kennis
Met Syntens zijn afspraken gemaakt waardoor de adviseurs van Syntens alert zijn op de logistieke noden van bedrijven waarmee zij in gesprek zijn. Waar mogelijk zullen deze adviseurs de bedrijven ondersteunen in het zoeken naar logistieke verbeteringen. Indien nodig zal Syntens via het Innovatieprogramma zorgen voor een doorverwijzing naar een instantie of organisatie die wel kan helpen bij het oplossen van ingewikkelder logistieke problemen.
In samenwerking met TLN wordt voor de vervoerders (als specifieke branche) een soortgelijke meerjarige
aanpak
ontwikkeld.
In
januari
wordt
de
Digiscan
Logistiek
via
de
website
www.duurzamelogistiek.nl toegankelijk voor alle ondernemers en belangstellenden. Via het Kennisakkoord Logistiek wordt de Digiscan ook gebruikt in het HBO-onderwijs.
De bedrijven worden gewezen op de noodzaak om deze activiteiten ook vanuit het perspectief van duurzaamheid te ondernemen. Het vervoer wordt immers steeds duurder, niet alleen door de steeds langer wordende files, maar ook door maatregelen die genomen moeten worden om te voldoen aan eisen op het gebied van milieuzonering, schonere motoren etc. Daarnaast verwachten wij dat bedrijven gaan vragen om inzicht in de milieuprestatie van hun toeleveranciers, ook op het gebied van
logistiek. Verladers gaan hun logistieke dienstverleners vragen om inzicht in hun milieuprestatie. Enkele gemeenten doen iets vergelijkbaars in het kader van de Wet Milieubeheer. Daar zijn geen wettelijke instrumenten voor. Het instrument dat soms wordt toegepast (zoals de Digiscan in Amsterdam) biedt inzicht in het handelen van het specifieke bedrijf en de mogelijkheid om daar verbetering in aan te brengen, maar niet in het effect op de omgeving of in het keteneffect ervan. Verbeteringen kunnen daardoor ook vanuit milieu-optiek suboptimaal zijn. Een mooi voorbeeld daarvan is het vloeibaar vervoeren van aluminium in plaats van in broodjes. Door het vloeibaar (verwarmd) te vervoeren hoeft het aluminium niet eerst bij de producent afgekoeld te worden om het vervolgens bij de ontvanger weer te verwarmen voor het in vloeibare staat weer het productieproces in gaat. Het leidt tot aanzienlijke energiebesparing, maar ook tot extra ritten omdat de tankwagens voor aluminium vervoer geen retourlading kunnen meenemen. Het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek zal het stimuleren dat er instrumenten ontwikkeld worden die inzicht verschaffen in de logistieke en daarvan afgeleide milieuprestatie van een bedrijf. In november 2007 zal daartoe een uitvraag gedaan worden. De beste ideeën zullen worden uitgevoerd in 2008 en 2009. Op basis daarvan zal advies worden uitgebracht aan de minister van Verkeer en Waterstaat over de mogelijke toepassing van deze instrumenten.
Logistiek, goederenvervoer en duurzame logistiek zijn (zeker voor Nederland) haast per definitie grensoverschrijdende activiteiten. In ons omringende landen wordt gelukkig ook nagedacht over duurzame logistiek. Daarmee zal contact worden gezocht, zodat kennis en ervaring kunnen worden uitgewisseld. Zo wordt in het Interaction programma (dat in Nederland door SenterNovem wordt uitgevoerd) al samengewerkt met 7 andere lidstaten. Daarnaast worden bedrijven aangemoedigd om consortia te vormen die kunnen profiteren van Europese regelingen zoals Marco Polo.
Ten slotte
Met de uitvoering van het Innovatieprogramma Duurzame Logistiek wordt een bijdrage geleverd aan het verbeteren van de concurrentiepositie van het Nederlandse bedrijfsleven en de vermindering van de CO2-uitstoot in Nederland. Het lost het CO2-probleem niet op. Maar het maakt bedrijven er, door middel van concrete cases en instrumenten, op z’n minst bewust van dat zij door aanpassing van hun logistieke operatie een bijdrage kunnen leveren die ook nog past binnen bedrijfseconomische randvoorwaarden.
DUURZAME MOBILITEIT IN VLAANDEREN : DE EERSTE SCHUCHTERE STAPPEN
G. Allaert, Universiteit Gent
Het begon met duurzame ontwikkeling
Onder het voorzitterschap van de toenmalige Noorse politicus en premier Gro Harlem Brundtland publiceerde de World Commission on Environment and Development (WCED) in 1987 het rapport ‘Our common Future’. Vanaf dat moment werd duurzame ontwikkeling een centraal begrip in de discours over milieu en ontwikkeling in de wereld. De voorbije 20 jaar is het begrip doorgedrongen tot vrijwel alle onderzoeksdomeinen waaronder ook het ‘breed’ onderzoeksdomein mobiliteit. Vandaag is er echter nog geen algemeen concept over duurzame mobiliteit dat zowel wetenschappelijk als politiek-maatschappelijk als basisconcept wordt ondersteund. De eerste schuchtere stappen voor een basisconcept rond duurzame mobiliteit worden pas nu gezet in Vlaanderen onder impuls van wetenschap (o.m. het Instituut van Duurzame Mobiliteit, afgekort IDM) en politiek (vooral vanuit de aspecten verkeersveiligheid en verkeersleefbaarheid). We komen daar straks op terug.
Doch vooreerst laat ons eerst kijken hoe het ‘duurzaamheids’-beginsel enerzijds en het concept ‘duurzame ontwikkeling’ van de grond is getild. Het concept ‘duurzame ontwikkeling’ stelt niet enkel een zeer complex allocatievraagstuk ter discussie maar is daarenboven ook allesomvattend als probleemstelling voor het menselijk handelen. Het allocatievraagstuk kreeg zijn eerste vertaling in een lijvig document, nl. de zgn. Agenda 21: een actieprogramma voor duurzame ontwikkeling. Sociale, ecologische en economische noden en problemen dienen samen te worden benaderd waarin men zowel oog heeft voor de basisnoden als voor de ontwikkeling van de samenleving. Er wordt daarbij gesteld dat de technologie ten dienste moet staan van die twee centrale gedachten ‘basisnoden’ en ‘ontwikkeling’. Op de VN conferentie van Rio (juni 1992) stond als basisconcept de integratie van economische ontwikkeling en ontwikkeling van leefmilieu in het beleid voorop. Agenda 21 levert bijzonder interessant materiaal dat vandaag nog steeds brandend actueel is: -
geïntegreerde benadering van planning en beheer m.b.t. land (het aspect grond/ruimte)
-
overdracht van milieuverantwoorde technologieën
-
inzetten van meer capaciteit: wetenschappelijk en naar educatie, maatschappelijk bewustzijn en scholing
-
op politiek vlak staat het subsidiariteitprincipe voorop waarbij de verantwoordelijken worden gespreid naar alle bestuursniveaus en naar maatschappelijke actoren
-
deelneming van alle betrokken burgers binnen besluitvormingsprocessen op het relevante niveau.
Het basisconcept ‘duurzame ontwikkeling’ steunt op de peilers: kennis, participatie, technologie, zuinig omgaan met ruimte. Anders gesteld, we vinden hier vier dimensies terug; 1. Kennis (knowhow) dimensie 2. Technologische dimensie 3. Sociale (maatschappelijke) dimensie 4. Ruimtelijke dimensie. Deze vier dimensies vormen met de al hoger aangehaalde ontwikkeling (integratie economische ontwikkeling met leefmilieuontwikkeling) het raamwerk van het basisconcept duurzame ontwikkeling.
Schema : Het kwadrant Duurzame Ontwikkeling
Geïnspireerd op dit schema ging in de schoot van de Faculteit Ingenieurswetenschappen van de Universiteit Gent in 1999 het Instituut voor Duurzame Mobiliteit van start. IDM werd opgericht om de wetenschappelijke expertise van verschillende onderzoeksgroepen op het gebied van mobiliteit (technologische kennis van de ingenieurslabo’s en de maatschappelijke kennis betreffende ruimte) te groeperen om te kunnen inspelen op de toekomststrategie voor een meer geïntegreerde (integrale) mobiliteit. In onderstaand schema is dit kernachtig geformuleerd.
IDM-schema
Naar een concept van duurzame mobiliteit
In de vakwereld is sinds de laatste decennia een algemeen concept in zwang waarbij aspecten van integratie en duurzaamheid van mobiliteit de grondgedachte vormen. Het gaat om de trilogie ‘mensvoertuig-omgeving’ waarbij de relatie voertuig-mens-omgeving en de relatie omgeving-mens-voertuig onderwerp van talrijke wetenschappelijke studies zijn.
Schema : Trilogie ‘mens-voertuig-omgeving’
Veelal
staan
drie
zaken
centraal
bij
die
onderzoeken:
bereikbaarheid,
verkeersveiligheid,
verkeersleefbaarheid. Specifieke milieucomponenten zoals geluid, emissies, energiezuinigheid zijn nog maar in het laatste decennium naar voren gekomen als gevolg van de algemene bewustwording rond de ‘Climate Change’ met de diverse specifieke insteken: CO2, fijn stof, … Ook het LoMo (Logistiek-Mobiliteit) vraagstuk onderging een evaluatie naar de verbreding van het milieuvraagstuk toe: mondiaal en regionaal. Heel wat nieuwe innovatieve vervoersontwikkelingen (betreffende vervoerstechniek vooral) staan vandaag in de steiger waarbij geluid, emissies, gebruik van soort brandstof/energie aanleiding geven tot het inzetten van nieuwe en vernieuwde vervoerstechnieken. Ook naar ontwerp van infrastructuren en openbare werken zullen deze nieuwe ontwikkelingen ongetwijfeld ook een impact hebben. Ondanks de veelheid van studies op het gebied van mobiliteit (personen en goederen) is de wetenschappelijke
productie
met
betrekking
tot
afstemming
(laat
staan
integratie)
personenmobiliteit/goederenmobiliteit zeer mager. We hebben nog steeds geen goed beeld over de invloed van en het gebruik van infrastructuur op de ruimtelijke ontwikkeling. Over de omgekeerde relatie (de invloed van mobiliteit als gevolg van de spreiding van onze activiteiten) weten we wel iets meer. Wat
weten
we
over
de
invloed
van
bundelingen
van
infrastructuur
naar
gebundelde
deconcentratie/concentratie van activiteiten? Het is bekend dat transportinfrastructuur invloed heeft naar vastgoed en soort activiteitenontwikkeling, maar of dit ook doorwerkt betreffende ‘duurzaamheid’ (duurzame mobiliteit) is nog verre van duidelijk. We proberen toch wat vat te krijgen op de bouwstenen rond duurzame mobiliteit.
Schema : Verschillende bouwstenen van duurzame mobiliteit
Een discours over de verschillende bouwstenen van duurzame mobiliteit en hoe die interfereren (zowel horizontaal als verticaal) is tot op heden in Vlaanderen niet gevoerd. Wel is in het kader van het steunpunt Mobiliteit op kabinetsniveau (Minister K. Van Brempt) een langlopende onderzoeksopdracht (2007-2011) geformaliseerd betreffende duurzame mobiliteit waar we verder nog even op terugkomen.
Een aantal belangrijke vraagstukken in Vlaanderen inzake duurzame mobiliteit
Het is hier niet de bedoeling om een exhaustieve lijst te geven van onderzoekingen die nodig zijn om meer vat te kunnen krijgen op duurzame mobiliteit in Vlaanderen. Enkel willen we hier een aantal vraagstukken naar voren schuiven die op de interferentie zitten van ruimtelijke planning – mobiliteitsplanning.
Planning en management van intrinsiek veiliger weginfrastructuur en ruimtelijke ontwikkeling Reeds hoger is gesteld dat de wetenschappelijke output mager is. Doch ook de beleidsinvulling is bedroevend. Het totale wegennet in België is met 4,9 km per km² veruit het dichtste van de Europese Unie. In Vlaanderen bedraagt deze dichtheid momenteel 5,1 km/km². Voor de verharde wegen bedraagt de totale lengte 59.604 km en de dichtheid 4,4 km/km². Op de bovenlokale schaal is enkel het autosnelwegennet als een samenhangend netwerk planmatig gerealiseerd, onderliggende verbindende wegen zijn ofwel historische tracés, die aan het autoverkeer werden aangepast of zijn fragmentair vraagvolgend tot stand gekomen. De uitbouw van lokale verzamelende en ontsluitende wegen is eveneens zeer onsamenhangend gerealiseerd, veelal gekoppeld aan stedelijke ontwikkelingen, die zich in Vlaanderen vooral via individuele bouwprojecten of kleinschalige verkavelingen hebben voorgedaan. Hoewel netwerkconcepten gekend waren bij de ontwerpers van de gewestplannen en in een aantal gevallen ook door hen werden voorgesteld, is er van een planmatige structurele uitbouw van de wegennetten in de definitief goedgekeurde gewestplanversies geen sprake. Het zal tot de goedkeuring van het Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen duren eer er een beleidskader ontwikkeld werd waarin met de introductie van het concept van de categorisering van de wegen een coherente visie op de (her)structurering van het wegennet werd opgenomen.
De categorisering werd voor de hoofd- en primaire wegen uitgewerkt en goedgekeurd in het Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen en voor de secundaire wegen in de provinciale structuurplannen. De lokale wegennetten werden gecategoriseerd in de gemeentelijke Mobiliteitsplannen en voor die gemeenten die al over een goedgekeurd Gemeentelijk Ruimtelijk Structuurplan beschikken, bindend vastgelegd. Vermits de categorisering dus nog pas recent werd vastgelegd en in een aantal gevallen zelfs nog in de planningsfase zit, is de doorwerking ervan op het terrein nog zeer beperkt. Wel is er los van de decretale regelgeving enkele jaren geleden een nieuw planfiguur ontstaan, die een vrij ruimte toepassing heeft gekend, nl. het opmaken van ‘streefbeelden’ voor vooral secundaire en primaire wegen. Deze streefbeelden zijn samenhangende lange termijn visies over inrichting van een weg, afgestemd op de functie ervan. Een streefbeeld stelt de verkeersinrichting van een weg in uitdrukkelijke verhouding tot zijn ruimtelijke rol en omgeving. Het streefbeeld doet uitspraken over het tracé en profiel van de weg, over de plaats en vormgeving van knooppunten, over de ruimtelijke inpassing van de weg in zijn omgeving.
Vermits de implementatie van de wegen categorisering nog pas in een beginfase is en grotendeels nog verder in ontwerprichtlijnen moet uitgewerkt worden, moeten de aantoonbare dalende ongevallencijfers gedurende het laatste decennium (vnl. op wegen binnen de bebouwde kom) toegeschreven
worden
aan
andere
factoren,
o.a.
het
toepassen
van
specifieke
verkeersveiligheidinstrumenten als ZONE 30 en herinrichtingen van doortochten, woonstraten en kruispunten volgens nieuwe richtlijnen. Het ontbreekt echter aan diepgaande kennis van de verkeersveiligheideffecten van diverse concepten die op deze terreinen kunnen gehanteerd worden en aan de marges die bestaan om een verdergaand en meer doorgedreven beleid te voeren. Het ontbreekt aan gelijkwaardige concepten en reductie van ongevalcijfers buiten de bebouwde kom. Wel is een algemene invoering van een 70km limiet op deze wegen (en 90 km limiet als uitzondering) het vigerende overheidsstandpunt in Vlaanderen en werd dit recent op het gewestwegennet ook grotendeels gerealiseerd en ook door heel wat andere wegbeheerders ingevoerd.
Naast de concepten en maatregelen die vanuit het infrastructuurbeleid en verkeersveiligheidsbeleid zelf werden ontwikkeld zijn in Vlaanderen vooral twee concepten, die vanuit het planologisch onderzoek en beleid werden ontwikkeld van belang: de functionele categorisering van de wegen en het locatiebeleid.
Zoals reeds eerder besproken kent het eerstgenoemde concept een sterke doorwerking in de ruimtelijke planning en de mobiliteitsplanning. Het is van belang dat deze categorisering niet vanuit expliciete veiligheidsdoelstellingen en –principes werd geconcipieerd maar vanuit een afweging van bereikbaarheid en omgevingskwaliteit, dit in tegenstelling tot de sinds de jaren negentig in Nederland gehanteerde wegen categorisering, die op de Duurzaam Veilig-visie is gebaseerd. De Nederlandse Duurzaam Veilig benadering gaat uit van het systematisch en consequent toepassen van drie veiligheidsprincipes: -
voorkom onbedoeld gebruik, dat wil zeggen: geen gebruik dat niet bij de netwerkfunctie van de weg hoort: functioneel gebruik
-
voorkom grote verschillen in snelheid, richting en massa bij matige en hoge snelheden, dat wil zeggen: reduceer de mogelijkheid van ernstige conflicten vooraf: homogeen gebruik
-
voorkom onzekerheid bij verkeersdeelnemers, dat wil zeggen verhoog de voorspelbaarheid van wegverloop en verkeersgedrag: voorspelbaar gebruik.
Enkel het eerste principe zit in Vlaanderen ‘ingebakken’ in de in het RSV (Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen) gehanteerde categorisering, de twee andere principes werden in een latere fase geïntroduceerd en uitgewerkt bij aanbevelingen tot implementatie en herformulering
van
selectieprincipes van secundaire wegen. Zo is het gebrek aan aandacht voor het vrachtverkeer in het RSV gehanteerde categorisering ook vanuit verkeersveiligheidsoogpunt (zie tweede principe) een belangrijke lacune en aan te bevelen aandachtpunt voor de herziening van het Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen. Normalerwijze zou het RSV eind 2007 in herziening moeten komen doch wellicht wordt het veel later.
In een recente hoorzitting voor de Commissie voor Openbare Werken, Mobiliteit en Energie van het Vlaamse Parlement gaven wetenschappers een toelichting over de mogelijkheden en noodzakelijke kwaliteitsverbetering van het instrument van de MOBER (mobiliteitseffectenrapportage) in het kader van
locatiebeleid
en
op
het
creëren
van
meer
gebiedsgerichte
samenwerking
op
vlak
mobiliteitsplanning om tot een meer coherente wegen categorisering te komen, o.a. inzake routes voor vrachtverkeer. Operationele kaders terzake ontbreken en vergen toegepast onderzoek. Recent werd voortgang gemaakt in het fundamenteel onderzoek naar expositiemodellen die o.a. de relatie aangeven tussen verkeersveiligheid, risicoblootstelling en categorieën van wegen in België en van nut kunnen zijn in de verdere wetenschappelijke onderbouwing van MOBER.
Verkeerstechnisch ontwerp van verkeersinfrastructuur Het
ontbreekt
in
Vlaanderen
aan
omvattende
richtlijnen
voor
het
ontwerp
van
de
verkeersinfrastructuur. Dit resulteert op het terrein in een groot gebrek aan uniformiteit en herkenbaarheid binnen de verkeersruimte. Deze vaststelling geformuleerd in een beleidsstudie daterend van 1999 (Engels, Korsmit, Lauwers i.o.v. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap) is nog steeds geldig vermits sindsdien enkel ontwerpaanbevelingen voor de secundaire wegen werden geformuleerd en deze enkel gezag hebben als studiedocument en niet als richtlijn. Bestaande richtlijnen zijn gefragmenteerd en historisch gegroeid. In de mate dat zij voorbijgestreefd zijn en niet beantwoorden aan de huidige doelstellingen van verkeersveiligheid hebben zij ertoe geleid dat in heel wat situaties de doorstroming van de auto maatgevend is gebleven, ten koste van de veiligheid van fietsers
en
voetgangers
of
van
de
veiligheid
van
het
autoverkeer
zelf.
Zo
zijn
de
verkeerslichtregelingen – in tegenstelling tot bijvoorbeeld Nederland – standaard niet conflictvrij geconcipieerd: dit leidt tot een groot aantal ongevallen tussen rechtsafslaande auto’s en rechtdoorgaande fietsers en tussen linksafslaand en rechtdoorgaand autoverkeer. Pas naar aanleiding van de studieopdracht voor het wegwerken van gevaarlijke punten en wegvakken in Vlaanderen werd, in dat kader opgestelde leidraad, de conflictvrije lichtenregeling geïntroduceerd (TV3V, 2003) en deels geïmplementeerd voor deze ongevallenconcentraties op kruispunten gelegen op gewestwegen.
Sinds ongeveer twintig jaar is er in Vlaanderen een specifieke ontwerptraditie gegroeid waarin bekommernissen
inzake
verkeersveiligheid
gekoppeld
worden
aan
stedenbouwkundige
ontwerpconcepten. De emanatie daarvan zijn de ontwerpconcepten voor verblijfsgebieden, hoofdstraten en rotondes, resulterend in aan de Vlaamse context aangepaste ontwerpaanbevelingen en ‘best practice’ documentatie, de zogenaamde ‘vademecums van AWV’ (Administratie Wegen en Verkeer, 1991).
Recentere vademecums (2003) en andere richtlijnen van AWV zijn opvallend gericht op de bescherming van de zwakke verkeersdeelnemers (aanbevelingen m.b.t. schoolomgevingen, fiets- en
voetgangersvoorzieningen).
Hoewel
deze
ontwerpaanbevelingen
verkeerstechnisch
bestudeerd
werden, voor schoolomgevingen, rotondes en voetgangersvoorzieningen, werden zij niet geëvalueerd op basis van ongevallenanalyses. Er bestaat in Vlaanderen een manifest gebrek aan een met ongevallengegevens onderbouwde evaluatie van de effecten op de verkeersveiligheid van ontwerprichtlijnen, ontwerpconcepten, herinrichtingen en nieuw aangelegde verkeersvoorzieningen. Pas zeer recent is het huidige Steunpunt Verkeersveiligheid gestart met onderzoek terzake, bijvoorbeeld in verband met de introductie van conflictvrije verkeerslichtenregelingen of van rotondes op kruispunten. Een meta-analyse geeft voor alle ongevallen op kruispunten, waar een volledig conflictvrije verkeerslichtenregeling ingevoerd werd, een significante daling van 30%. Het aantal ongevallen met doden of zwaargewonden daalt zelfs met 45% (Dreesen en Nuyts, 2006).
Systematische ongevallenanalyse ontbreekt veelal ook in het ontwerpstadium, en werd pas enkele jaren geleden geïntroduceerd als standaardaspect in het ontwerpproces, met name in de Leidraad die gehanteerd wordt bij het wegwerken van de gevaarlijke punten en wegvakken op gewestwegen in Vlaanderen (TV3V, 2003).
Van een andere orde, maar met mogelijk nog nefaster effect op de verkeersveiligheid is dat de vormgeving van de verkeersinfrastructuur vaak niet voldoet aan de recente verkeerskundige inzichten.
Een puur op vlotte doorstroming gericht vormgeving gaat voorbij aan het inzicht dat de infrastructuur het verkeersgedrag sterk beïnvloed en dat de infrastructuur de weggebruiker moet informeren (positive guidance, geleiding, leesbaarheid) over de te verwachten verkeerssituaties en optredende conflicten en aanzetten tot gewenst verkeersgedrag. De vormgeving moet m.a.w. aangepast zijn aan de beperkingen van de menselijke vermogens.
De verkeerskundige ontwerptaak wordt binnen de verkeerskundige theorie momenteel gezien als het vorm geven aan de weginfrastructuur en het reguleren van het gebruik ervan, uitgaande van de mens-voertuig-omgeving relatie.
Het (gewenste) verkeersgedrag van een verkeersdeelnemer hangt af van de relatie tussen de inrichting van de weg, de omgeving in enge en ruime zin en van de relatie met overige verkeersdeelnemers (voertuigen en bestuurders). Daarbij is de momentane, feitelijke situatie van belang. De weggebruiker wordt geïnformeerd door het wegbeeld en heeft geen weet van de netwerkfunctie. Op nieuwe wegen is minder een probleem, daar kan men de netwerkfunctie in overeenstemming brengen met het gewenste wegbeeld, maar op bestaande wegen is dit wel belangrijk.
Theoretisch en praktijkgericht onderzoek naar het effect van herkenbare vormgeving en voorspelbare gedrag binnen het specifiek Vlaamse ontwerpkader – zoals dit bijvoorbeeld in Nederland wel bestaat, ontbreekt volledig. Het zijn dan ook deze aspecten die IDM sinds 2007 in kaart aan het brengen is binnen het Steunpunt Verkeersveiligheid. Hieronder volgt een kort overzicht van de werkpakketten die IDM onder de hoofding ‘duurzame mobiliteit’ in het steunpunt onderzoekt.
Tabel : Overzicht van de inbreng van de Universiteit Gent in het Steunpunt Verkeersveiligheid 2007-2011
Werkpakketten
Promotoren
Werkpakket 2 (WP2) Infrastructuur Project: Aanpak gevaarlijke punten
Prof. D. Lauwers
Werkpakket 4 (WP4) Innovatie en ICT voor veilige mobiliteit Project E-safety: het verhogen van de veiligheid door interactie met de omgeving
Prof. P. Demeester
Werkpakket 8 (WP8) Duurzame Mobiliteit Project 1: Ruimtelijke ontwikkeling, verkeer, geluidshinder en impact op leefbaarheid
Prof. D. Botteldooren en Prof. D. Lauwers
Project 2: Relatie snelheid en milieu-impact, snelheidsbeheer, verkeersbeheer
Prof. F. Witlox
Project 3: De invloed van verkeersmanagement op emissies naar het milieu
Prof. D. Botteldooren en Prof. H. Vanlandeghem
Project 4: Optimaliseren en actualiseren vanuit milieuoogpunt van beleidsinstrumenten voor mobiliteitsmanagement
Prof. D. Lauwers
Veiligheid transport gevaarlijke stoffen In Vlaanderen hebben we geen Vlaams beleid voor veiliger transport. Akkoord, veel is nationaal en zelfs internationaal (regelgevingen van ADR, RID, IMD, ADNR). Het enige waar we wat zicht op hebben is het transport van Sevesostoffen. Maar niet op andere gevaarlijke stoffen. We hebben geen zicht op de risicoanalyse voor transportongevallen met gevaarlijke stoffen (faalkansen niet gekend; grootte van schade niet gekend; geen methodieken voor risico-analyse; geen risicocriteria of – normen). Ook de technisch-wetenschappelijke onderbouwing is er in Vlaanderen niet. In Nederland staat men wel iets verder.
Er is grote nood aan ‘ruimtelijke veiligheidsrapportage’ (zoals dit nu enkel bestaat voor de Sevesobedrijven). Daarenboven komt nog dat de burger immers geen weet heeft van de ‘rijdende bommen’ over de wegen in Vlaanderen. Gelukkig zijn er nog geen echte rampen gebeurd. Gezien ‘veiligheid’ een topprioriteit is, is er nood aan een duurzaam-veilige strategie (via een ‘overall’ Vlaams Masterplan waarin men oog heeft voor het aanvaardbaar vinden van risicocriteria voor transport gevaarlijke stoffen). Als daar meer pijpleidingtransport en railtransport mee gemoeid zou zijn, dan moeten we dit opnemen in het Masterplan (van visie tot ruimtelijk uitvoeringsplan). Alles zal reeds beginnen met het uitwerken van betere transportdata (en noodzakelijke terreintellingen) in combinatie met een QRA (Quantitative Risk Analysis) van gekende knelpunten (bruggen, tunnels, e.a.). Het communicatief overleg zal ook belangrijk zijn (tussen industrie en overheden).
Naar een nieuwe missie voor IDM
Gelet op de dynamiek van mobiliteit en de nieuwe maatschappelijke uitdagingen hierbij heeft het Instituut voor Duurzame Mobiliteit zijn missie wat bijgesteld, mede ook onder de inspiraties opgedaan bij onze noorderburen. Langsheen een aantal grote lijnen (noem het ook uitdiepingen) willen we het wetenschappelijke instituut verder uitbouwen. De grote paradox van het mobiliteitsprobleem is dat we in een situatie beland zijn waar veilige, comfortabele, flexibele mobiliteit topprioriteit zijn geworden, terwijl diezelfde vraag de immobiliteit in de hand werkt en de betrouwbaarheid sterk naar beneden haalt (Rietveld, 2007). Daarnaast zien we dat de tendensen bij het goederenvervoer (naast de verdergaande globalisering en localisering) vooral in de richting evolueert van wijzigende logistieke organisatie op niveau ondernemingen. We zien meer en meer fragmentering en gepersonaliseerde volumes waardoor er een waaier aan logistieke concepten bestaan. Deze maatschappelijke en vervoerslogistiek hebben invloed op het denk- en werkgebied van duurzame mobiliteit. De drie peilers zijn: duurzaam veilig (verkeersveiligheid), duurzaam milieu (milieueffecten milieu: emissies, geluid, versnippering,…) en bereikbaarheid (logistieke netwerken sensu lato), kunnen deze benadering omsluiten. In elk van deze drie peilers worden de drie E’s (Environment, Engineering, Education) in het onderzoek, onderwijs en communicatie voorzien. Echte duurzame mobiliteit streeft ernaar om een evenwicht te bereiken tussen mobiliteit, leefbaarheid en bereikbaarheid.
Hierna wordt kort ingegaan op de drie peilers die we verder ontwikkelen.
Duurzaam veilig streeft naar een verkeerssysteem waar op basis van de drie E’s een veiligheid voor alle weggebruikers maximaal wordt gewaarborgd. De omgeving – de weg sensu lato – en het vervoermiddel moeten met dit doel op elkaar worden afgestemd. De mens als ‘sturend element’ moet maximaal worden getraind op deze taak; de gedragsbepaling en –vorming neemt verschillende vormen aan; handhaving vormt hierbij een belangrijk ondersteunend middel. Binnen deze afstemming moet elk van de drie onderdelen in een vroeg stadium ingrijpen om mogelijke conflicten te voorkomen. Dat betekent dat fouten in het ontwerp van de weg, die niet afgestemd zijn op het soort voertuig, op de vervoerstaak en de veiligheid van de weggebruiker of het gewenste gedrag niet duidelijk maken, in een beginstadium moeten bijgestuurd worden. Het zijn deze ‘fouten’ in het verkeerssysteem die onveilig gedrag kunnen aansturen en tot ongevallen leiden. Indien men tijdig mankementen in de wegomgeving en in het wagenpark kan voorkomen, kan het individueel gerelateerde, onveilig rijgedrag ook worden beperkt. Verschillende interacties tussen de omgeving, het vervoermiddel en de mens moeten via aangepaste tools, op elkaar worden afgestemd. Het vervoermiddel is niet alleen de auto en camion, maar men moet ook oog hebben voor spoorgerelateerde, watergerelateerde en luchtgerelateerde voertuigen.
Infrastructuuromgeving
Een veilige infrastructuur is de basis voor een veilig rijgedrag. Dit heeft zowel betrekking op de plaats van
de
verkeersdeelnemer,
het
snelheidsgedrag,
voorrangsregeling,
richingswijzigingen,
toegangsvereisten. Verschillende tools dienen hierbij te worden bekeken: op de weg zijn dit bv. wegcategorisering, road safety audits, snelheidsmanagement, verkeersregelementering, communicatie (DRIPS, GRIPS, verkeersborden,
verkeerslichten,
wegmarkeringen,
ondersteunend
wegmateriaal
en
straatmeubilair,…).
Het voertuig speelt een prominente rol in de verkeersveiligheid en vooral dan de intelligente voertuigsystemen (Safe Speed (Intelligent Speed Control), Lane Support (lane keeping, lane departure warning, overtaking, blind spot detection), Safe following (ACC of Adaptive Cruise Control, Collission Warning, Collision Mitigation, Stop & Go, collision avoidance systems), Pedestrian Protection (voertuigvoorzieningen,
waarschuwings-
en
dectectiesystemen),
waarschuwingssystemen
vermoeidheid bestuurder, E-call…). Deze worden zowel Europees als internationaal binnen een road map voor verkeersveiligheid sterk beklemtoond. Het vermogen, topsnelheid, hoogte, breedte en lengte van het voertuig bepalen daarenboven ook de objectieve en subjectieve veiligheid van andere verkeersdeelnemers.
De mens is de derde factor in het realiseren van duurzaam Veilig. Dit betekent dat het zich bewegen in het verkeer moet gericht op verkeersveilig gedrag. Verkeersveilig gedrag richt zowel naar een thematische benadering van onveilig gedrag, naar maatregelen
die
verkeersveiligheidsgedrag
acceptabel
maken
als
verhogen
(basis
draagvlakonderzoek, rolmodel en andere acceptatieverhogende tools) maar evengoed naar het aanleren van verkeersveiligheidsgedrag (educatie sensu lato) als naar ondersteunend beleid (handhaving, ADAS, communicatie,…).
Duurzaam milieu wordt bereikt via een aangepaste ruimtelijke road safety beheersmaatregelen en specifieke milieutools naar het voertuig en de infrastructuur (energiezuinig, terugdringen van lawaai, CO2,…). Ook het gedrag van de bestuurder (rijstijl, keuze voertuigen, informatie over de milieueffecten, gedragsbeïnvloedende maatregelen,…) vormt een bepalende factor in het bereiken van de doelstellingen van duurzaam milieu. Dit zal ook zijn neerslag hebben naar Mober, Mobiliteitsplanning, infrastructuurkeuze, modikeuze.
Duurzaam
bereikbaar
tenslotte
slaat
op
de
keuze
vervoermiddel,
verplaatsingsgedrag,
goederentransport, logistieke netwerken, corridors, …
De keuze van de meest efficiëntste vervoersmodi (wegvervoer, water- of railvervoer, leidingen) en het combineren van vervoermodi (uitbouw overslagplatforms) zal op middenlange termijn bepalend zijn voor het vrijwaren van de bereikbaarheid. Opteren voor een duurzame bereikbaarheid waarbij efficiënte beleidsmiddelen worden ingezet: van kilometerheffing en verbeteren van de toegankelijkheid en beschikbaarheid van bepaalde vervoersmodi over technische tools tot de uitbouw van andere productiepatronen, … een hele reeks incentives die op korte tot lange termijn moeten worden ingezet. De ruimtelijke omkadering en ruimtelijke beleidskeuzes moeten in belangrijke mate bijdragen tot de duurzame bereikbaarheidsdoelen.
Schema : IDM
Ook hier zien we de belangrijkheid van een geïntegreerde ‘territoriaal’ (ruimtelijk) beleidsvisie. In sommige gevallen (voor de grote impacten) moet dit ‘grens’-doorbrekend. Denken we hierbij aan de nog steeds aanmodderende gesprekken rond de Westerschelde, de Ijzeren Rijn, de uitbouw van logistieke poorten e.d.m. Het zou reeds betekenisvol zijn indien de wetenschap op één lijn zou staan m.b.t. de grote mobiliteitsvraagstukken die Nederland en Vlaanderen direct aanbelangen. Misschien is ook nog hier het water te diep. Maar als we erin slagen om eenzelfde taal te spreken om naar inhoud van gebruik van de term duurzame mobiliteit, dan hebben we reeds een goede stap voorwaarts gezet. De vervoerslogistieke werkdagen zijn dan ook een uitstekend forum om dit in gang te duwen.
Referenties -
Allaert G., Houthaeve R., Korsmit J. & Lauwers D. (1994): Infrastructuurbeleid en locatiebeleid, Gent, Universiteit Gent.
-
Commissie voor Openbare Werken, Mobiliteit en Energie (2006): Hoorzitting over decretale initiatieven over mobiliteitsbeleid, verslag, stuk 832, nr. 1, pp. 14-16, Brussel, Vlaams Parlement.
-
De Mol J., Vlassenroot S. (2006): Krachtlijnen voor het leveren van snelheidsinformatie in functie van het toekomstig opstellen van een snelheidsdatabank: Enquête wegbeheerders, eerste analyse, Gent, Universiteit Gent (i.o.v. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap).
-
DNV Consulting (2007): Veiligheid aangaande transport van gevaarlijke stoffen, eindrapport, Departement LNE (i.o.v. Ministerie Vlaamse Gemeenschap).
-
Dreesen A., Nuyts E. (2006): Conflictvrije verkeerslichten: effecten op verkeersveiligheid, deel 2: analyse van Vlaamse data, Diepenbeek: Steunpunt Verkeersveiligheid.
-
Engels D., Korsmit J., Lauwers D. (1999): Implementatie van de wegencategorisering, ontwerpaanbevelingen voor secundaire wegen, Eindrapport, Brussel, Tritel en Iris Consulting, 159 p. (i.o.v. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap).
-
Engels D., Devriendt K. Lauwers D. (2003): Handboek secundaire wegen, Brussel, Tritel en Iris Consulting (i.o.v. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap).
-
Lauwers, D. (2005): Categorization versus hierarchy of networks, recent developments in road network planning and design in Flanders, in: Proceedings 3rd International SIIC Congress, Bari.
-
TV3V (2003): Leidraad Veilig Wegverkeer in Vlaanderen, Antwerpen: Tijdelijke Vennootschap 3V, pp. 104-114 (i.o.v. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap).
-
Van Den Bossche F. (2006): Road Safety, Risk and Exposure in Belgium: an Econometric Approach, doctoraatsproefschrift, Diepenbeek, Universiteit Hasselt, pp. 188-196.
HET ONTWERPEN EN IMPLEMENTEREN VAN LOGISTIEKE CONCEPTEN : IN VIJF STAPPEN NAAR DE KERN VAN HET PROBLEEM
B. Groothedde, Kirkman Company
Abstract
In het huidige marktklimaat volgen de ontwikkelingen zich in een snel tempo op en de eisen waarin de logistieke organisatie en bijbehorende netwerk moet voldoen veranderen continu. Het is voor een bedrijf vandaag de dag van groot belang voorbereid te zijn op de dingen die komen gaan. Met de drang om te veranderen en mogelijke logistieke concepten is het zaak om duidelijkheid te creëren. In dit artikel presenteren we een vijf stappen aanpak om tot een heldere decompositie van het onderhavige ontwerp probleem te komen. Met de introductie van nieuwe logistieke concepten en netwerkstructuren wordt het steeds complexer om een de keuze te onderbouwen. Hoe kan een logistiek netwerk ontworpen worden?
Introductie
In het huidige marktklimaat volgen de ontwikkelingen zich in een snel tempo op en de eisen waarin de logistieke organisatie en bijbehorende netwerk moet voldoen veranderen continu. Het is voor een bedrijf vandaag de dag van groot belang voorbereid te zijn op de dingen die komen gaan. Zeker voor logistiek dienstverleners lijkt het er tegenwoordig op dat het eten of gegeten worden is. De zoektocht naar schaalvoordelen lijkt dus vooralsnog niet in zicht. Deze schaal wordt gezocht in volume, in de ruimte en in het aanbod van diensten. Hiermee is het kernwoord van deze bijdrage gevallen: Schaal. In de logistiek gaat het om het creëren van voldoende schaal om de gewenste service, netwerk dekking en kostenniveaus te bereiken. Om dit mogelijk te maken zijn er allerlei concepten, ideeën en netwerkstructuren denkbaar. De vraag is echter hoe te komen tot een heldere uiteenzetting van de mogelijkheden en route om het ontwerpprobleem dat ontstaat aan te vliegen. Centralisatie van de voorraad, doorlooptijdverkorting, kleinere zendingen, responsiviteit, postponement, JIT, Quick Responsiviteit, Lean, Agility zijn slechts een kleine greep van concepten en noties om het productie en logistieke netwerk in te richten.
Naast deze zoektocht naar schaal zijn er enkele nauw verwante trends waar het bedrijfsleven mee te maken krijgt: globalisering, voorraadverlaging, doorlooptijd verkorting, ICT ontwikkelingen en de druk naar een verhoogde service. De verwachting is dat daarnaast de invloed van milieuwetgeving zich duidelijker zal gaan laten voelen. Op internationale en nationale schaal spelen er de ontwikkelingen op het gebied van recycling1 en luchtkwaliteit2, op locale schaal de wetgeving op het gebied van
1
2
De Europese Unie (EU) heeft de WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment)-richtlijn ontwikkeld om ervoor te zorgen dat verzamel-, behandelings- en hergebruiksystemen voor elektronisch afval binnen de Europese Unie op orde zijn. Besluit luchtkwaliteit 2005 van kracht sinds 5 augustus 2005. Het besluit bevat kwaliteitsnormen voor onder meer zwaveldioxide, lood, stikstofdioxide en stikstofoxiden. Het bepaalt dat gemeenten en provincies de lokale luchtkwaliteit in kaart brengen en daarover rapporteren.
venstertijden, voertuigbeperkingen en sinds kort mogelijke afsluiting van het centrum van de stad bij overschrijding van de luchtkwaliteitsnorm.
Een veel aangehaalde uitspraak over strategie en netwerk structuur werd gedaan door Alfred D. Chandler in 1962: “Structure follows Strategy” In Strategy & Structure; Chapters in the History of the American Industrial Enterprise (1962). Kies je strategie en laat de structuur volgen. De vraag is hoe? Hoe deze structuur en in ons geval de logistieke structuur de strategie te laten volgen? Hier halen we een tweede intellectueel aan: John Dewey. Hij verklaarde in 1980:” A problem well put is half solved”. Wat zoveel wil zeggen dat een probleem dat wordt geformuleerd al voor de helft is opgelost. Later hebben Pidd&Woolley (1980), Smith (1998) en Willemain (1994) hier handen en voeten aan gegeven en veel bruikbare concepten ontwikkeld die de modelmaker helpen een ontwerpprobleem inzichtelijk te maken.
In deze bijdrage richten we ons met name op het inzichtelijk maken van de ontwerpvraag, het in kaart brengen van de actoren, de gewenste service en het bovenwater krijgen van de karakteristieken van het ontwerpprobleem. Dit zijn typisch stappen die doorlopen worden alvorens het echte ontwerpproces, het op zoek gaan naar alternatieve netwerken, wordt doorlopen. Het geeft houvast om complexiteit, de logistieke keten, te ontrafelen. Daarnaast is er een duidelijke component die zich richt op de kosten, moeite en weerstanden die er zijn indien er daadwerkelijk veranderd wordt.
De eerste stap bestaat uit het in kaart brengen van de betrokken actoren in het netwerk, we spreken hier over het actoren netwerk. De tweede stap bestaat uit het in kaart brengen van het service netwerk. De logistieke dienst die reeds aanwezig is en/of de dienst die ontworpen moet worden. De derde stap bestaat uit het bepalen van de kern karakteristieken van het ontwerp probleem en kernmerken van de relevante processen. De vierde stap bestaat uit het op een rij zetten van de kosten en weerstanden om de verandering te maken. De zogenaamde transactiekosten. De laatste stap bestaat uit het in kaart brengen van de volwassenheid van het bestaande netwerk. Hoe goed is het netwerk beschreven, presteert, weten de mensen wat ze moeten doen en bereid tot veranderen? Wat gaan we tegenkomen als de nieuwe inrichting van het netwerk wordt gekozen?
De actoren in het netwerk
De eerste stap we onderscheiden is het in kaart brengen van de actoren die actief zijn in het netwerk. Deze stap, geïllustreerd in de onderstaande figuur, is een belangrijke stap voor het inzichtelijk maken van de onderlinge verhoudingen en de interactie tussen de actoren. We geven in de figuur de belangrijkste actoren aan en daarbij de informatie, financiële en productstromen tussen de betreffende partijen. Naast deze interactie geven we ook de dominantie van de actoren aan waarbij we een indruk proberen te krijgen van de macht in het netwerk.
Wie voegt de meeste toegevoegde waarde toe, welke partij wordt in staat geacht de meeste waarde naar zicht toe te trekken en is er een vorm van gelijkwaardig tussen de partijen? In de onderstaande wordt een voorbeeld gegeven van een actoren netwerk in de foodservice waarin het catering bedrijf de dominantie partij is. Het gaat niet zozeer om de formele weergave of de gebruikte symboliek als wel om het in kaart brengen van het krachtenveld tussen de partijen. Welke partijen zijn van belang bij het tot stand brengen van de uiteindelijke aanpassing van het netwerk.
Figuur 1 : Overzicht van een actoren netwerk
De gewenste service
De tweede stap in onze aanpak bestaat uit het in kaart brengen van het service netwerk. Welke activiteiten moeten in het proces worden uitgevoerd om de gevraagde service te kunnen leveren. Het maakt de levering van de producten en diensten mogelijk. We gaan hier wat dieper in op de wijze waarop de verschillende activiteiten door de verschillende actoren worden uitgevoerd. Het is hier van groot belang om op zoek te gaan naar die activiteiten die de doorlooptijd van de order bepalen. In de onderstaande figuur wordt een dergelijke service netwerk afgebeeld. Hierin worden verschillende activiteiten en informatie stromen afgebeeld. Hier geldt wederom dat het niet zozeer gaat om de formele weergave of gebruikte standaard symboliek als wel om een communicatie middel waarmee het logistieke proces inzichtelijk wordt gemaakt en eenduidig is. In het onderstaande voorbeeld wordt het kritieke pad van de order weergegeven door de genummerde activiteiten. Wat bepaald nu uiteindelijk de doorlooptijd van de order? Welke activiteiten moeten worden uitgevoerd om de levering van de gevraagde order mogelijk te maken?
In figuur 3 worden deze activiteiten vervolgens achter elkaar afgebeeld. Dit bepaald de doorlooptijd. Naast de volgorde van activiteiten en de bijbehorende doorlooptijd wordt tevens de totale productie en logistieke leadtime afgebeeld. Dit beeld, vrij eenvoudig te genereren, lijkt nauwelijks iets toe te voegen. De praktijk wijst echter uit dat juist deze stap daadwerkelijk inzicht geeft in de tijdsverslindende activiteiten en ruimte voor verbetering. Gek genoeg leveren deze twee stappen vaak de eerste grote verbeterslagen op. Zonder eigenlijk daadwerkelijk te zijn begonnen.
Figuur 2 : Opbouw van het service netwerk. Groothedde (2007)
Figuur 3 : Opbouw van de logistieke lead-time
Karakteristieken van het ontwerp probleem
Na het in kaart brengen van het actor netwerk en het service netwerk vervolgen we onze aanpak met het op een rij zetten van de karakteristieken van het ontwerp probleem. In de onderstaande figuur wordt een overzicht gegeven van deze lijst van kenmerken.
Figuur 4 : Ontwerp probleem karakteristieken. Groothedde (2005)
Step 3: Ontwerp aanpak Karakteristieken van het ontwerp probleem en beschrijving van het proces
In het overzicht hieronder worden de belangrijkste karakteristieken van het ontwerp of evaluatie probleem gepresenteerd. Dit overzicht dient vervolgens als het uitgangspunt voor de modelaanpak
Hier worden de vier niveaus van het ontwerpprobleem aangegeven, structuur, alignment, scheduling of operatie.
Structuur
Alignment
Scheduling
Type beslissing
Bij het ontwerpprobleem kan het gaan om ruimtelijke zaken, tijdscomponent of beide.
Ruimtelijk
Temporal
Integratief
Probleem type
Bij het modelleren kan het gaan om het maken van een ontwerp of het beschrijven van een bestaand netwerk.
Ontwerp
Evaluatie
Integratief
Doel Proces beschrijving
De wijze waarop het proces in het netwerk wordt beschrijven kan statisch of dynamisch worden uitgevoerd.
Statisch
Dynamsch
Daarnaast kan gekozen worden voor een deterministische aanpak of een stochastische.
Deterministisch Stochastisch
Bij de procesbeschrijving kan al dan niet onderscheid gemaakt worden naar productgroepen, actoren, etc.
Homogeen
Er kan sprake zijn van een evenwicht of geen evenwicht bij het proces en vraag en aanbod.
Equilibrium Non-equilibrium
De procesbeschrijving kan discrete stappen hebben (tijd, producten, stadia, etc.) of een continue karakter hebben.
Operations
Discrete
Niet-homogeen
Continous
Detailniveau
Mate van het detailniveau in de beschrijving. Dit kan op individuele orderniveua of op landenniveau.
Microscopisch MesoscopischMacroscopisch
De techniek die vervolgens gekozen worden volgt als het ware uit de bovenstaande karakteristieken.
Heuristics M-programming Simulatie
Model technique Doelstelling
Hier wordt het doel weergegeven. Het kan gaan om het minimaliseren van de kosten, service, betrouwbaarheid, etc.
Kosten minimalisatie
Vrijheidsgraden
Hier worden de vrijheidsgraden weergeven. Bijvoorbeeld het aantal en locatie van de voorraadpunten.
Distributiecentra, aantal, locatie, voorraadhoogte
Er zijn vele manieren om een ontwerp of evaluatie aanpak te classificeren. Er bestaat een veelvoud aan analytische, mathematische, heuristische methoden en technieken het inrichten van een logistiek
netwerk kunnen ondersteunen. Wij draaien het echter om. We beginnen allereerst met het op een rij zetten van de belangrijkste karakteristieken van het ontwerp probleem. Eenmaal op rij vormt dit de basis voor de aanpak en als discussiestuk met model experts. Veel mensen in logistiek zullen niet zelf aan de knoppen zitten van een model of ontwerp methodiek. Bovenstaande lijst kan dan als leidraad dienen voor de discussie. In het classificeren van het ontwerp probleem starten we met de scope van het probleem en bepalen vervolgens het type probleem.
Transactie kosten
De vierde stap van onze aanpak bestaat uit het in kaart brengen van de zogenaamde transactiekosten. De kosten en weerstand die gemoeid is met het maken van de aanpassing in het netwerk. Deze kosten, gebaseerd op de theorie van Williamson (1985) kunnen op een systematische manier in kaart gebracht worden. Naast de kosten waar daadwerkelijk een prijs aan gehangen kan worden zijn er aspecten die moeilijk te kwantificeren zijn maar wel degelijk een rol spelen bij de keuze om het netwerk aan te passen. In het onderstaande overzicht worden enkele belangrijke karakteristieken op een rij gezet.
Van doorslaggevende betekenis zijn de specifieke investeringen die een bedrijf moet doen om deel te kunnen nemen aan de samenwerking. Zijn deze investeringen hoog dan zal de weerstand om deel te nemen hoog zijn. Het is daarom noodzakelijk om deze kosten expliciet in de afweging mee te nemen. Het gaat hierbij om investeringen die gedaan moeten worden om de aanpassing te doen, maar die bij eventueel mislukken als verloren beschouwd moeten worden. Wij maken hier een onderscheid in specifieke investeringen die gerelateerd zijn aan het proces, de betrokken mensen, de technologie en de informatie systemen. Ook de frequentie is een dominante factor. Als het heel veel tijd en geld kost om een verandering in het netwerk vorm te geven, te beheersen en te controleren dan is de frequentie waarmee dit moet gebeuren van groot belang.
Figuur 5 : Overzicht transactie kosten. Groothedde (2007)
Stap 4: Transactie Kosten Kosten en moeite van de verandering
Beschrijving: in het onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van de verschillende kosten en weerstanden die overwonnen moeten worden die een eventuele verandering in het netwerk met zich meebrengt
Proces Specifieke investeringen in het proces die gedaan moeten en bij mislukken als verloren beschouwd moeten worden.
Specifieke investering
Laag
Laag
Mensen Specifieke investeringen in mensen en opleiding die bij mislukken als verloren beschouwd moeten worden.
Laag
Transactie
Zoeken van alternatieven Onderhandelingen Juridische ondersteuning Extern Advies Vaste kosten transactie
Tijd Frequentie waarmee de verandering herzien moet worden. Bijvoorbeeld de contracttermijn.
Hoog
€
Informatie Specifieke investeringen in informatie systemen en bij mislukken als verloren beschouwd moeten worden.
Technologie Specifieke investeringen in technologie die bij mislukken als verloren beschouwd moeten worden.
Medium
Medium
Hoog
€ Medium
Hoog
€ Laag
Medium
Hoog
€ €;;;;;;;;;;;;;;;;... €;;;;;;;;;;;;;;;;... €;;;;;;;;;;;;;;;;... €;;;;;;;;;;;;;;;;... €;;;;;;;;;;;;;;;;...
Laag
Medium
Hoog
Laag
Medium
Hoog
Laag
Medium
Hoog
Investering Onzekerheid in de hoogte van de benodigde investeringen om de verandering mogelijk te maken.
Laag
Medium
Hoog
Codifiability Mate waarin het proces, informatie en productstromen goed te beschrijven zijn en accuraat opgetekend kunnen worden.
Laag
Medium
Hoog
Laag
Medium
Hoog
Laag
Medium
Hoog
Laag
Medium
Hoog
Waarde toe- Mate waarin de betrokken partijen in eigening staat zijn waarde naar zich toe te trekken en hiervan gebruik te maken.
Laag
Medium
Hoog
Waarde-toevoeging Mate waarin de betrokken partijen waarde toevoegen aan het proces en dus belangrijk zijn voor de marge.
Low
Medium
Hoog
Frequentie
Juridisch Onzekerheid in wetgeving. Bijvoorbeeld nieuwe importheffingen, belastingen of compliancy zaken.
Termijn
Onzekerheid
Vraag Onzekerheid in de vraag die maakt dat ook de verandering in het netwerk onzeker kan zijn.
Transparantie
Precisie Mate waarin de meetinstrumenten nauwkeurig zijn Hoe goed zijn de processen te monitoren? Beschikbaarheid Hoe is het met de beschikbaarheid van de informatie? Hebben alle partijen de benodigde informatie? Asymmetry De waarin de betrokken partijen een bepaalde mate van gelijkwaardigheid hebben (omzet, marge, macht)
Dominantie
Totale kosten
€
Naast de specifieke investeringen speelt de onzekerheid een belangrijke rol. Hoge investeringen zijn op zich geen probleem maar wanneer omgeven met een hoge mate van onzekerheid dan wordt het een probleem. Dit kan onzekerheid zijn in de omgeving van het betreffende bedrijf, zoals nieuwe wetgeving, concurrentie, onzekerheden in de vraag, etc. Daarnaast kunnen er ook onzekerheden zijn
met betrekking tot het eigen bedrijf of het gedrag van de partner. Over het algemeen is het zo dat hoe hoger de onzekerheid hoe hoger de transactiekosten. De mate waarin een eventuele partner dominant is en de acties en besluiten van anderen kan beïnvloeden is uitermate belangrijk. Veel initiatieven lopen spaak op dit aspect. Als de partner zeer dominant is en in staat is om alle voordelen naar zich toe te trekken zullen de overige deelnemers aarzelen om deel te nemen of willen zorgen voor contractuele zekerheid wat resulteert in hoge transactie kosten. De vraag is vervolgens of het onder deze condities nog zin heeft aan het initiatief deel te nemen. Met deze term bedoelen we het onderlinge vertrouwen tussen de deelnemende bedrijven en de mate waarin het voor iedereen duidelijk is wat de voor en nadelen van de samenwerking zijn (meetbaarheid van de kosten, de voordelen, de prestaties). Indien het voor alle partners duidelijk is wat de voor en nadelen zijn en er overeenstemming en vertrouwen is in de wijze waarop deze verdeeld zullen gaan worden dan zal dit een positief effect hebben op de transactiekosten.
Volwassenheid van het netwerk
Een vijfde stap die we hier bespreken is de minst meetbare. Maar wellicht de belangrijkste voor het daadwerkelijke veranderproces te starten. Als wezenlijk onderdeel van het formuleren van de aanpak doorlopen we een vragenlijst die we voor het gemak de volwassenheid van het netwerk noemen. Dit instrument, voorgegeven naar het voorbeeld van Hammer (2007), geeft inzicht in verschillende belangrijke aspecten van het netwerk die cruciaal zijn voor welslagen van de voorgestelde aanpassingen. In het onderstaande overzicht worden de verschillende aspecten gepresenteerd, waarbij iedere keer vier niveaus worden onderscheiden. Deze vier niveaus van volwassenheid staan vermeld in figuur 7. Eenmaal ingevuld door de betrokken partijen ontstaat een duidelijk beeld van pluspunten en aandachtspunten. Met name de aandachtspunten dienen geadresseerd te worden alvorens over te gaan tot aanpassing van het netwerk.
Figuur 6 : Netwerk volwassenheid Gebaseerd op Hammer (2007)
Figuur 7: Overzicht verschillende volwassenheidsniveaus. Gebaseerd op Hammer (2007)
Conclusies
De zoektocht naar schaalvoordelen lijkt dus vooralsnog niet in zicht. Deze schaal wordt gezocht in volume, in de ruimte en in het aanbod van diensten. Hiermee is het kernwoord van deze bijdrage gevallen: Schaal. In de logistiek gaat het om het creëren van voldoende schaal om de gewenste service, netwerk dekking en kostenniveaus te bereiken. Om dit mogelijk te maken zijn er allerlei concepten, ideeën en netwerkstructuren denkbaar. De vraag is echter hoe te komen tot een heldere uiteenzetting van de mogelijkheden en route om het ontwerpprobleem dat ontstaat aan te vliegen. In deze bijdrage hebben we een vijf stappen aanpak gepresenteerd. De eerste stap bestaat uit het in kaart brengen van de betrokken actoren in het netwerk, we spreken hier over het actoren netwerk. De tweede stap bestaat uit het in kaart brengen van het service netwerk. De logistieke dienst die reeds aanwezig is en/of de dienst die ontworpen moet worden. De derde stap bestaat uit het bepalen van de kern karakteristieken van het ontwerp probleem en kernmerken van de relevante processen. De vierde stap bestaat uit het op een rij zetten van de kosten en weerstanden om de verandering te maken. De zogenaamde transactiekosten. De laatste stap bestaat uit het in kaart brengen van de volwassenheid van het bestaande netwerk. Hoe goed is het netwerk beschreven, presteert, weten de mensen wat ze moeten doen en bereid tot veranderen? Wat gaan we tegenkomen als de nieuwe inrichting van het netwerk wordt gekozen? A problem well put is half solved”. Wat zoveel wil zeggen dat een probleem dat wordt geformuleerd al voor de helft is opgelost. We trachten met deze vijf stappen een beter inzicht te krijgen in de structuur van het ontwerp probleem, de betrokken partijen en gewenste ontwerp aanpak.
Literatuur
Pidd, M., (1999), Just modeling Through: A Rough Guide to Modeling, Interfaces, Vol.29(2), pp.118132. Pidd, M., R.N. Woolley, (1980), Four views on problem structuring, Interfaces, Vol.10(1) pp 51-54. Smith, G.F., (1998), Towards a heuristic theory of problem structuring, Management Science, Vol.34(12) pp.1489-1506. Chandler, A.D., (1962), In Strategy & Structure; Chapters in the History of the American Industrial
Enterprise. Groothedde, B., (2005), Collaborative logistics and transportation networks, a modelling approach to
network design¸Delft University of Technology, PhD. thesis. Groothedde, B., (2007), Collaboration in logistics networks, Theory, Modeling and Practice, Springer. Berlin. Forthcoming. Hammer, M., (2007), The Process Audit, Harvard Business Review, 2/5.
SUCCES- EN FAALFACTOREN BIJ IMPLEMENTATIE COMPLEXE LOGISTIEKE CONCEPTEN
A.J. van Binsbergen, Technische Universiteit Delft & TRAIL Onderzoekschool
Introductie
Het onderzoekprogramma ‘Transition Sustainable Mobility (Transumo)’ beoogt via verschillende projecten een geleide ‘transitie naar duurzame mobiliteit’ te bewerkstelligen; binnen het programma wordt volop aandacht gegeven aan een transitie naar duurzame logistieke systemen en concepten. Transumo kiest voor een benadering waarbij in een vroegtijdig stadium van conceptontwikkeling uitdrukkelijk rekening gehouden wordt met de (uiteindelijk) beoogde implementatie. Daarom heeft een aantal projecten op het gebied van goederenvervoer en logistiek zich kort na de start al de vraag gesteld hoe na een initiële fase van conceptontwikkeling tot concrete vervolgstappen te komen in de verdere ontwikkeling en implementatie, en wat succes- en faalfactoren daarvoor zijn. Omdat initiatieven in het verleden lang niet altijd tot beoogde implementaties hebben geleid, wil Transumo van de ervaringen bij die projecten leren om een aanpak te kunnen volgen die een grotere kans op succes biedt en dus kan leiden tot een feitelijke implementaties.
Aanpak, scope, verantwoording
Door middel van een quick scan is een aantal innovatietrajecten op het gebied van goederenvervoer en logistiek geanalyseerd om daaruit leerervaringen ten aanzien van implementatiekansen op te doen. De geanalyseerde projecten zijn verschillend van scope, ze verschillen in doelstelling en hebben in verschillende mate de beoogde doelstellingen bereikt - ze zijn dus sterk uiteenlopend in aard en diepgang. De analyse betrof hoofdzakelijk projecten in de hoek van (technische) logistiek en betrof vooral projecten die in het kader van innovatieprogramma’s zijn opgestart. Omdat het initiatiefnemers van nieuwe concepten meestal goed lukt om potentiële voordelen (sterkten) van initiatieven te beschrijven en omdat van de ‘zwakke punten’ van eerdere processen doorgaans het meeste valt te leren, is er in deze quick scan een zekere nadruk gelegd bij faalfactoren. Bij het merendeel van de in deze paper beschreven projecten lijkt er daarom wel ‘iets mis’ te zijn gegaan, maar dit levert vanwege de gevolgde aanpak dus een te negatief beeld op van de werkelijkheid in een sector die natuurlijk zeker succesvolle innovaties kent. Ook zij opgemerkt dat de paper zeker niet opgevat moet worden als een beoordeling van de projecten, de projectleiders of de programma’s: leren van hoe projecten gelopen zijn was het hoofddoel. En dat bovendien met de kennis en inzichten van nu, dus achteraf, en dat is altijd wat makkelijker praten.
Typering van implementatietrajecten
Om innovatie- en implementatietrajecten beter te kunnen begrijpen wordt in de literatuur (Rogers, 2003) wel onderscheid gemaakt in verschillende fasen van implementaties en worden trajecten gekarakteriseerd naar verschillen in de mate van complexiteit en naar verschillende categorieën. Fases die onderscheiden worden in de implementatie van een concept zijn: 1. voorfase van kennisontwikkeling; 2. een ontwerpfase / prototyping; 3. een concrete implementatiefase / pilot; 4. een evaluatiefase waarin de effecten van een concept worden gemeten en geëvalueerd (KBA en/of MKBA); 5. een fase van opschaling / uitrollen.
De te onderscheiden verschillen in complexiteit van implementatietrajecten kunnen worden omschreven als: a. complexiteit van het innovatieconcept als zodanig: compatibiliteit met bestaande systemen, gecompliceerdheid, (on)mogelijkheid om delen van concept uit te testen; b. complexiteit / diversiteit van de groep stakeholders (sociaal systeem): homogeniteit, aantal stakeholders, aantal bedrijfstakken, aantal landen, aanwezigheid opinieleiders, mate van marktconcentratie / machtsverhoudingen; c.
complexiteit door afhankelijkheden van anderen voor daadwerkelijke implementatie: grootte van de onderneming(en), betrokkenheid overheid / overheden, relatie met toeleveranciers en afnemers, toegang tot kapitaal(verschaffers), toegang tot subsidieverstrekkers.
Met betrekking tot de categorie van concepten maken we onderscheid tussen technische concepten (b.v. nieuwe voertuigen, materieel), logistiek concepten (b.v. andere wijze van het organiseren van processen) of informatiseringsconcepten (b.v. betere informatie-uitwisseling). Voor alle drie de typeringen geldt uiteraard dat de indeling altijd enigszins arbitrair is en de grenzen tussen de typeringen niet altijd even scherp te trekken zijn.
Resultaten bevindingen ‘quick scan analyse’
Door middel van een literatuuranalyse zijn 13 projecten geanalyseerd, waarbij voor ieder project is beschreven wat het concept globaal inhoudt (zie ook de bijlage), wie initatiefnemers en betrokkenen waren, wat het bereikte ontwikkelingsstadium is en op welke wijze het project kan worden gekarakteriseerd – volgens de hierboven genoemde typeringen. Op basis van het beschikbare
materiaal en inmiddels gegroeide inzichten door projectparticipatie, is vervolgens een inschatting gemaakt van belangrijkste succes- en faalfactoren. De volledige analyse wordt in een Transumorapportage gepubliceerd, de resultaten zijn in gecondenseerde vorm in onderstaande tabel weergegeven.
Project/initiatief [programma]
1
Cargo Card [1]
Participanten/ belanghebbenden
Resultaat 2
Belangrijkste succes/faalfactor
PCR-RIL, Deltalinqs/SVZ,
Bestendige praktijk-
Duidelijke efficiëntie-
Havenbedrijf Rotterdam,
implementatie
verbetering, krachtige
Secure Logistics
spelers
Centraal Boekhuis
Boekhandels &
Bestendige praktijk-
Gedeelde belangen;
distributiesysteem
Uitgeverijen
implementatie
gunstige wettelijke
[7]
randvoorwaarden (vaste boekenprijs)
CODA-E [4]
Stork, NS, Zweedse
Ontwerp en demo;
Onvoldoende betrokkenheid
Combinatie
spoorwegen, Waggon
Ontwikkeling gestopt
en draagvlak bij potentiële
Oplegger Draaistel
Union
gebruikers; onvoldoende
Alpha Engineering CombiRoad [1]
voordelen Voorontwerp en
Weinig draagvlak bij
Automatisch geleid
fysieke testsite/
potentiële gebruikers;
wegvoertuig;
demo;
onvoldoende aandacht voor
Ontwikkeling
financiering, verrekening en
gestopt.
marktverstoring
NDL, Bavaria, Coca-Cola,
Tijdelijke praktijk-
Voldoende betrokkenheid
Grolsch en Interbrew,
implementatie;
potentiële gebruikers,
Albert Heijn, Schuitema
ontwikkeling
opschalingsvraagstuk
(C1000), Vos Logistics,
(tijdelijk?) gestopt.
Distrivaart [2a]
Hollandia, DHV
RiverHopper FAMAS-CRAFE
Tebodin, Ballast Nedam
Volautomatische
Voorontwerp;
Te grote complexiteit, te
ontwikkeling gestopt
hoge investeringen bij te
containerhandling
lage te verwachten
en buffer [1]
rendement; wan-trouwen in betrouwbaarheid
FAMAS.MV2 – ITT [2a]; Inter Terminal Transport
RSC, ECT, HbR
Voorontwerp;
Onvoldoende draagvlak bij
ontwikkeling gestopt
potentiële gebruikers; onvoldoende aandacht voor factor marktverstoring
1
1: ICES-KIS1-CTT (Centrum Transport Technologie); 2a: ICES-KIS2 – Connekt; 2b: ICES-KIS2 – OLS (Ondergrondse Logistieke Systemen); 3: EU-Kaderprogramma; 4: NOVEM; 5: GOVERA (GOederenVErvoer Randstad); 6: IPOT (Interdepartementaal Programma Ondergronds Transport); 7 privaat; 8: divers 2 Exclusief kennisinstellingen/universiteiten/adviesbureau’s.
FlowNet – Foodnet
Ca. 10 vervoerders
[5]
Tijdelijke proef-
Opschalingsvraagstuk;
implementatie;
continuïteit in consortium
elementen van concept worden toegepast OLS Schiphol [2b]
Schiphol (AAS),
Voorontwerp en
Aanvankelijk voldoende
Bloemenveiling Aalsmeer
fysieke testsite;
draagvlak; onvoldoende
(VBA), NS
verdere ontwikkeling
aandacht voor financiering
afgeleide systemen
infrastructuur; project complex
OLS Stedelijke
Gemeentelijke overheden
gebieden [6]
Voorontwerp;
Onvoldoende betrokkenheid
ontwikkeling gestopt
potentiële gebruikers; te weinig aandacht voor financiering, verrekening en marktfactoren
RSPS [7]
Stadsbox [2a]
Ontwerp en
Onvoldoende betrokkenheid
businessmodel;
en draagvlak bij potentiële
ontwikkeling gestopt
gebruikers
Albert Heijn, BCC, CBL,
Ontwerp en fysieke
Onvoldoende aandacht voor
CCB, Container Centralen,
demo (box);
financiering systeem en
DAF, Gem. Haarlem &
ontwikkeling
verrekening lusten en
Tilburg, Hema, Interbrew,
(vooralsnog?)
lasten; wellicht onvoldoende
Jan de Rijk, NDL, Post
gestopt
aandacht voor factor
Kogeko, Plf. Detailhandel,
marktverstoring
Van Riemsdijk, TBA, TPG Stadsdistributie [8]
Gemeentelijke overheden
Proef-
Onvoldoende betrokkenheid
implementaties;
van potentiële gebruikers;
Ontwikkeling
onvoldoende aandacht voor
(vooralsnog)
factor marktverstoring
gestopt; elementen van het concept toegepast
Succes- en faalfactoren en daaruit te trekken leerervaringen
Uit de analyse blijkt dat een aantal succes-/faalfactoren regelmatig voorkomt, en dus ook relevant kan zijn voor lopende (en toekomstige) innovatietrajecten. Deze succes- en faalfactoren zijn hieronder gegroepeerd beschreven.
Ontwikkelingsmanagement Voor wat betreft het ‘ontwikkelingsmanagement’ van innovatietrajecten kan worden opgemerkt dat er te vaak sprake lijkt te zijn van een onvoldoend kennismanagement, waaronder we verstaan een onvoldoende kennisnemen en gebruik maken van (internationale) state-of-the-art, van eerdere ervaringen met vergelijkbare (of vergelijkbaar te stellen) initiatieven en een onvoldoende overdracht van ervaringen tussen opeenvolgende stadia van projecten. Projecten beginnen als het ware steeds opnieuw bij ‘punt nul’, en stuiten dan ook regelmatig op eenzelfde barrière. Oorzaken van het gebrek aan ontwikkelingsmanagement liggen in financieringsstructuren en –voorwaarden (kleine brokken subsidie, beperkende randvoorwaarden) en ook in een gebrek aan een voldoende sterk integraal management over het hele traject heen. Daarnaast kan worden opgemerkt dat probleemstellingen en uitdagingen die in beginfases van het project worden gedefinieerd (of gesignaleerd) niet altijd afdoende worden opgepakt in vervolg- / uitwerkingsfases van het traject. Dit betreft opvallend genoeg soms ook heel fundamentele uitdagingen die betrekking hebben op hetzij de ‘raison d’être’ van het concept of op heel elementaire elementen van het concept. Voorbeelden van dergelijke fundamentele vragen zijn: “is er eigenlijk wel een probleem waarvoor we een oplossing aan het ontwikkelen zijn”, of “is een bepaald logistiek concept überhaupt wel in te passen in de praktijk van alledag”. De oorzaken van het bovenstaande zijn mogelijkerwijze toe te schrijven aan een groepsproces, waarin deelnemers de (vaak onbewuste) wil hebben om dóór te gaan en weinig animo tonen om na te willen denken over fundamentele, voor het project existentiële vraagstukken. Verder is een innovatietraject veelal opgeknipt in een reeks opeenvolgende projecten, deel uitmakend van opeenvolgende programma’s en getrokken door verschillende organisaties en individuen. Dat maakt het buitengewoon lastig om te werken aan een coherente en consistente onderzoeksagenda voor het betreffende traject, omdat er ofwel geen duidelijk identificeerbare belanghebbende is die het overzicht zou moeten willen hebben of niemand in staat blijkt dit overzicht te kúnnen hebben.
Ontwikkelingsstadia en -opschaling Innovatietrajecten kennen verschillende stappen of fases (zoals hierboven beschreven). Succes in een eerdere fase geeft helaas geen garantie op succes in vervolgfases. Een proeftraject kunnen partijen soms een verlies willen nemen vanwege bijvoorbeeld publiciteitswaarde van een traject of gewoon
nieuwsgierigheid hoe een traject nu eigenlijk werkt. In een ‘business as usual’ vervolgtraject zijn dergelijke verliezen niet langer acceptabel. Voor de verschillende fases zijn verder ook verschillende typen competenties (van projectleiding èn projectparticipanten)
nodig
en
belangen
van
participanten
kunnen
in
de
opeenvolgende
ontwikkelingsstappen (ingrijpend) verschillend komen te liggen. In latere ontwikkelingsstappen zouden soms ook heel andere partijen een rol moeten spelen dan in eerdere stappen, maar die nieuwe partijen worden niet altijd goed en tijdig bij het proces betrokken.
Bestendigen van consortia en concepten, voldoende lange proefperioden Logistieke concepten gaan meestal een aantal jaren mee: er is geïnvesteerd in of er zijn contracten gesloten voor materieel, software, gebouwen, personeel etc., waardoor er enige tijd nodig is om te kunnen
omschakelen
naar
(fundamenteel)
nieuwe
logistieke
concepten.
Pilotprojecten
en
proefprojecten duren meestal te kort om dergelijke aanpassingen financieel haalbaar te maken. Bij langer lopende trajecten is het van belang om voldoende draagvlak te behouden voor het concept, ook indien partijen zich (moeten) terugtrekken. Ook op individueel niveau moet er sprake zijn van voldoende continuïteit: voldoende personen bij deelnemende organisaties moeten zich betrokken voelen en voldoende draagvlak van de organisatie hebben, zodat het om welke reden dan ook wegvallen een individu niet meteen het einde van de betrokkenheid van de organisatie bij het concept betekent.
Verdeling lusten en lasten Bij concepten waar uitgegaan wordt van samenwerking of waar het nodig is bepaalde investeringen te doen in materieel en/of infrastructuur om (overall) efficiency winsten of andersoortige voordelen te bewerkstelligen, is een heikel punt of die lasten en baten op een faire wijze toegedeeld kunnen worden aan de participanten. Indien partijen het gevoel krijgen dat anderen meer profiteren of minder hoeven te laten dan zijzelf, zullen ze minder genegen zijn om mee te werken. Dat gevoel zal nog toenemen indien de verkregen winsten weglekken uit het systeem, bijvoorbeeld als samenwerkende vervoerders hun moeizaam verkregen efficiencywinsten zien weglekken in de zeer competitieve markt met verladers. Dit verdelingsvraagstuk speelt uiteindelijk in ieder concept dat gebaseerd is op vormen van samenwerking en neemt in belang toe naarmate er grotere investeringen worden gevraagd en/of grotere winsten behaald kunnen worden. Veel concepten zijn er verder op gericht verbeteringen te bewerkstelligen op vlakken als luchtkwaliteit, geluidhinder, bereikbaarheid en ruimtebenutting, en zijn om die reden in maatschappelijke zin aantrekkelijk (positieve uitkomst maatschappelijke kosten-baten analyse). Die maatschappelijke winsten vertalen zich in de praktijk echter slechts in zeer beperkte mate in financiële voordelen voor marktpartijen. Dat kan implementaties danig in de weg zetten, want alleen een positieve
bedrijfsmatige kosten-baten analyse en/of daarop gerichte regelgeving zal een trigger kunnen zijn om tot implementatie van een concept over te gaan.
Bedrijfsmatige belangen, machtsverhoudingen Een
zelden
uitgesproken
reden
waarom
innovatietrajecten
mislopen,
is
de
veranderende
machtsverhouding tussen partijen die (veelal) onbedoelde effect zijn van de introductie van een nieuw concept. Partijen kunnen het gevoel krijgen afhankelijk te worden van derden, direct contact met klanten te verliezen, minder greep te hebben op processen. Dat laatste kan slaan op de operationele processen, maar ook op zaken van strategische aard: is het nog mogelijk bedrijfsonderdelen te kopen of verkopen als die helemaal ingebed zijn in samenwerkingsstructuren? Dit vraagstuk van machtsverhoudingen speelt in wezen in ieder concept dat is gebaseerd op samenwerking, zowel in die situaties dat in ketens (verticaal) dient te worden samengewerkt als in de situatie waarin vergelijkbare aanbieders – zoals vervoerders – geacht worden samen te werken (horizontaal).
Wantrouwen in waarmaken claims nieuwe technologie Concepten kunnen gebaseerd zijn op toepassing van nieuwe technologische ontwikkelingen. De praktijk leert dat innovatieve technologieën bij aanvang van toepassing niet altijd even betrouwbaar zijn. In een sterk competitieve, niet-ontwikkelingsomgeving, is onbetrouwbaarheid echter een slechte zaak en kan leiden tot verlies aan concurrentiekracht. Dit kan een reden zijn dat bedrijven nieuw beschikbare technieken niet durven toe te passen (zeker niet als eerste) of dat bedrijven technische potenties niet volledig durven uit te nutten. Deze zaken hebben niet alleen betrekking op ‘werktuigbouwkundig’-technische ontwikkelingen, maar ook op IT/softwarematige ontwikkelingen. Zowel in werktuigbouwkundige systemen als in IT/softewaresystemen kunnen zich ernstige kinderziekten voordoen en/of kunnen problemen aan het licht komen bij de opschaling. Dit kan leiden tot een patstelling: het verder ontwikkelen van de nieuwe technologie kan niet geschieden zonder medewerking en investeringen van potentiële klanten, maar klanten zijn niet bereid te investeren indien er onvoldoende duidelijkheid is over het betrouwbaar functioneren van de technologie.
‘Eerste Huis’ Probleem en Prisoners Dilemma – wie doet de eerste investering Sommige concepten vergen hoge initiële investeringen, in bijvoorbeeld materieel (voertuigen) en/of infrastructuur. Juist bij experimentele, nieuwe systemen zijn deze investeringen nog relatief hoog, want er is geen serieproductie op gang gekomen die de kosten kan drukken (‘Eerste huis’ probleem). Experimentele infrastructuur aanleggen is natuurlijk helemaal een kostbare optie. Indien commercieel opererende partijen investeren, zullen ze gedurende een bepaalde tijd te maken hebben met hogere kosten dan hun niet-participerende concurrenten. Ze lopen dan serieus kans in die periode weggespeeld te worden van de markt. Dit leidt ertoe dat het animo om de eerste stap te zetten soms niet al te groot zal zijn, ondanks het feit dat een concept/techniek als zodanig wel heel
aantrekkelijk kan zijn (‘Prisoners Dilemma’). Subsidies of ‘risicokapitaal’ injecties kunnen een dergelijke patstelling doorbreken.
Concept kan alleen goed functioneren bij voldoende schaalgrootte Bepaalde concepten behalen efficiencywinsten pas bij een bepaalde, minimale schaalgrootte: een minimum aantal deelnemers, een minimale vervoeromvang, een minimum aantal aangepaste voertuigen, een minimaal dienstenniveau etc. Dit bemoeilijkt het aantoonbaar maken van de effectiviteit van nieuwe concepten in een pilot of testfase aanzienlijk, omdat een ‘voorzichtige start’ praktisch per definitie niet tot aantoonbaar succes zal leiden. Voor dit soort concepten zullen dus specifieke succesindicatoren voor pilot- en testfases benoemd moeten worden.
Veranderende omgeving/omgevingsfactoren Sommige concepten vergen een groot en/of langdurig commitment van overheden en/of bedrijven. Interne en externe oorzaken kunnen er echter voor zorgen dat deze partijen hun commitment niet kunnen (of willen) handhaven. Voorbeelden zijn een veranderde politieke signatuur van een overheid, overnames/fusies, reorganisaties en strategische heroriëntaties van bedrijven of overheden. Daarnaast kan ook het bredere maatschappelijke of economische draagvlak voor concepten veranderen. Zo heeft de aardbeving in het Japanse Kobe door de daaropvolgende economische malaise en rem gezet op de Japans-Nederlandse samenwerking op het gebied van ondergronds transport voor stedelijke distributie. Meer recentelijk hebben de 9-11 gebeurtenissen zeker in de USA tot
een
grondige
herordening
van
maatschappelijk/politieke
prioriteiten
geleid.
Dergelijke
ontwikkelingen zijn niet te voorzien en er kan ook niet tot in het oneindige op worden geanticipeerd. Sterke concepten dienen echter zodanig te zijn opgezet dat ze - tot op zekere hoogte - robuust zijn voor veranderende omgevingsfactoren. Zo zal een logistiek concept dat er in slaagt voordelen op gebied van efficiency te combineren met voordelen op het gebied van het leefmilieu (en daarbinnen weer op verschillende criteria), een aanmerkelijk grotere kans van slagen hebben dan een concept dat slechts één ‘target’ heeft.
Conclusies
Inhoudelijk gezien blijken (de geanalyseerde) innovatietrajecten regelmatig op te lopen tegen vergelijkbare uitdagingen of vraagstukken. Het gaat dan om zaken als ‘eerste huis probleem’ (wie doet de eerste investering), het niet goed kunnen ver-/toedelen van ‘lusten en lasten’, het negeren van effecten concepten op bestaande markt- en machtsverhoudingen en het wantrouwen in de betrouwbaarheid en feitelijke efficiency van nieuwe technologieën.
Door een zorgvuldige inzet van een subsidie- of risicokapitaal programma, het tot stand brengen van faire verdelingsmechanismen, het aanpassen van regelgeving, arbitrage, bindende afspraken en/of het instellen van trusted third parties (voor afwikkeling van transacties of het uitwisselen van gevoelige informatie) kunnen dergelijke barrières soms worden geslecht. In procesmatige zin is er vooral behoefte aan een sterk ‘ontwikkelingsmanagement’ over de gehele looptijd van een innovatietraject heen. Daarin moet worden gezekerd dat er voldoende uitwisseling van kennis is tussen opeenvolgende stadia van een project, dat essentiële vraagstellingen tijdig en afdoende worden geadresseerd en dat er een zekere bestendigheid en/of volhardendheid is bij de key-players in het traject. Echter, de organisatie rond innovatieve concepten moet ook bereid en in staat zijn mee te ontwikkelen met de verschillende ontwikkelingsstadia van een concept. Hoewel dat praktisch nooit uit schriftelijk materiaal is te achterhalen, blijkt uit de praktijk ook dat de gedrevenheid en het enthousiasme van initiatiefnemers of ‘sleurders’ aan een project van cruciaal belang kan zijn voor het welslagen ervan. Tenslotte valt niet aan de conclusie te ontkomen dat in nog te veel innovatietrajecten enthousiast wordt getracht het vierkante wiel opnieuw uit te vinden, zonder zich kennelijk te verdiepen in eerdere ervaringen of soortgelijke trajecten elders. Ieder innovatietraject behoort te starten met een gedegen (internationale) ‘state of the art’ onderzoek zodat de energie gericht kan worden op de échte uitdagingen. Daarnaast is het van groot belang proceskennis-ervaring te delen, bijvoorbeeld in fora zoals de Vervoerlogistieke Werkdagen.
Referenties (selectie van bronnen geraadpleegd voor de Quick Scan)
Arne Baruch (2006) “Van Flownet naar FoodNed (Van concept naar toepassing)”, Rijkswaterstaat Noord-Holland, Afdeling Omgevingsmanagement en Strategisch Advies, Haarlem. B. Groothedde, A. Oome, J.C. Rijsenbrij, H.J.L. Schilperoort, C.A. Verweij, M.J. Willekes, (2003) “Stadsbox: een strategische oplossing voor nationale én stedelijke distributie”, Connekt, Delft. RBI (2006) “Samenwerken aan creatieve logistiek”, zie http://www.logistiek.nl/dossierartikelen/id337Samenwerken_aan_creatieve_logistiek.html, Reed Business Information {RBI 2006} E. Rogers (2003) “The Diffusion of Innovations”. The Free Press, New York. Lazar N. Spasovic (2004) “Study to Determine the Need for Innovative Technologies for Container Transportation Systems”, National Center for Transportation and Industrial Productivity, New Jersey Institute of Technology, University Heights, Newark, NJ 07102-1982. C.B. Tilanus (1993) “Coda-E werkt binnen smalle marges”, Gastkolom in Nieuwsblad Transport, 8 april 1993, p. 5,6.
TTLT (2003) “Stedelijke distributie in de retailketen, hoofdrapportage”, TRAIL Onderzoekschool / Technische Universiteit Delft – OCP Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek / Connekt, Delft {TTLT 2003}. VKK (2000) “Integrale rapportage FAMAS, Samenvatting FAMAS-onderzoeksprogramma 1997-1999”, TRAIL Onderzoekschool / Technische Universiteit Delft – CiTG Sectie Verkeerskunde / Connekt, Delft {VKK 2000}.
Bijlage : Projecttoelichtingen
CargoCard:
identificatiemiddel
op
basis
van
handherkenning
waarmee
chauffeurs
van
containertrucks in het havengebied zich kunnen identificeren aan de poorten van de grote containerterminals en waarmee container, chauffeur en card virtueel aan elkaar worden gekoppeld. Door het gebruik van de chipcard kan de administratieve rompslomp sneller worden afgehandeld en verloopt het ophalen en afleveren van containers vlotter.
Centraal Boekhuis: gezamenlijke distributie van oorspronkelijk alleen boeken en in toenemende mate ook aanverwante producten door een groepsvervoersysteem dat gebruik maakt van een centraal magazijn (Centraal Boekhuis) vanwaar ca. 95% van alle in Nederland en Vlaanderen verkrijgbare boeken wordt gedistribueerd. Alle reguliere boekhandels en Nederlandse uitgevers zijn bij het systeem aangesloten.
CODA-E: Combinatie Oplegger Draaistel Alpha Engineering systeem, voorbeeld van een zogeheten ‘bimodaal’ concept voor intermodaal weg-railvervoer. CODA-E treinen worden samengesteld uit raildraaistellen (bogies) en aangepaste trailers. Het doel van het systeem was om tot snellere treinvorming te kunnen komen en minder ‘leeg vervoer’ te genereren in vergelijking met andere, reeds bestaande, concepten voor intermodaal rail-wegvervoer.
CombiRoad was een concept voor een geautomatiseerd wegvervoersysteem, ontwikkeld om toe te passen als shuttle tussen grote containerterminals en achterlandterminals. Het systeem kon geautomatiseerd rijden over vrijliggende, aangepaste infrastructuur maar met een chauffeur ook als traditioneel wegvoertuig worden gebruikt voor voor- en natransport.
DistriVaart is een intermodaal weg-binnenvaart vervoerconcept, waarbij binnenvaart gebruikt wordt als ‘backbone’ of hoofdas in een intermodaal distributienetwerk. Het idee achter DistriVaart is dat bepaalde goederengroepen in de retailsector praktisch continue goederenstromen vragen waarbij de transportsnelheid minder belangrijk is dan continuïteit en betrouwbaarheid. In DistriVaart wordt
transport op hoofdassen gebundeld en afgewikkeld met (aangepaste) binnenvaarschepen en wordt de einddistributie verzorgd het wegvervoer.
FAMAS-CRAFE (‘Crane Feeding System’) is het concept van een automatisch overslagsysteem voor containers bestaande uit een ‘hoge kade’ (waardoor de kraantijd van containeroverslag af kan nemen) en een geautomatiseerde buffer (waardoor de tijdige aan- en afvoer van containers naar de kranen verzekerd is).
FAMAS.MV2 – ITT (interterminal transport) beoogde het verder opschalen en uitbreiden van het geautomatiseerde (AGV) terminal transportsysteem tot een vorm van inter-terminal transport; dit geautomatiseerde ITT zou gespecialiseerde rail-, binnenvaart- en wegterminals onderling moeten verbinden.
FlowNet is een logistiek concept voor bundeling van hoogfrequente deelladingen. Binnen dit algemene concept zijn projecten gerealiseerd voor specifieke deelmarkten: Benzined (benzines), Transned (afzetbakken), Distribouw (bouwmarkten),
Tirened (banden),
Distrivaart (intermodaal
palletvervoer – zie elders in dit document), Bulknet (intermodaal vervoer laagwaardige volumineuze goederen), Unitnet (intermodaal vervoer containers) en Foodned (voedingsmiddelen).
OLS-Schiphol
(Ondergronds
Logistiek
Systeem
Schiphol)
was
bedoeld
om
de
interne
goederenstromen op de luchthaven beter te accommoderen (vooral de stromen tussen faciliteiten aan weerszijden van start- en landingsbanen) en vervolgens het vervoer van luchtvracht tussen de luchthaven, de bloemenveiling Aalsmeer en een eventuele railterminal te verzorgen.
River-Sea Push Barge System (RSPS) beoogde eenzelfde – gespecialiseerde – duwbak zowel te gebruiken voor zee- als voor binnenvaartvervoer. In het binnenwatertraject wordt de barge geduwd door een traditionele binnenvaart-duwboot, in het zeetraject door een nieuw te ontwikkelen duwboot.
Stadsbox is een logistiek concept voor (stedelijke) distributie, gebaseerd op een gestandaardiseerde laadeenheid (Stadsbox – een minicontainer van 2,15 meter breed en circa 2,55 meter lang). Deze zouden buiten stedelijke gebieden gegroepeerd op opleggers worden vervoerd, binnen de stad met kleine voertuigen die er ieder één zouden moeten vervoeren.
Stadsdistributie is een verzamelnaam voor verschillende vormen van in essentie (vrijwillige of afgedwongen) gezamenlijke distributie, al dan niet met specifiek voor de stedelijke omgeving geschikte / aangepaste voertuigen (grootte, emissie, geluidbeperkingen). In vooral het buitenland soms in combinatie met de railmodaliteit.
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
A. Levinga, Rijkswaterstaat Dienst Verkeer en Scheepvaart
Discussiebijdrage bij: Succes- en faalfactoren bij implementatie complexe logistieke concepten, door A.J. van Binsbergen.
Niet alleen het begrip “innovatie” zelf, maar ook de wijze waarop innovatie tot stand komt (het “innovatieproces” of, zoals Van Binsbergen het noemt, het “implementatietraject”), kan op verschillende manieren worden opgevat. Het innovatieproces kan inderdaad worden gezien als een stapsgewijs proces. Dat proces kan men dan in de analyse van dat proces bijvoorbeeld laten beginnen bij fundamenteel onderzoek en via toegepast onderzoek en nieuwe productontwikkeling laten eindigen bij de uiteindelijke toepassing. Men zou in de analyse ook de fasen kunnen onderscheiden die door Van Binsbergen worden genoemd.
Dit
soort
analyse
kan
interessante
inzichten
bieden
en
past
binnen
lineaire
innovatiemodellen waarin innoveren vooral plaatsvindt binnen de onderzoeksafdelingen van individuele organisaties of binnen anderszins min of meer geïsoleerde groepen. Veel van de door Van Binsbergen gesignaleerde faalfactoren hangen volgens mij echter samen met het feit dat de fasen uit bovengenoemde modellen, die zijn bedoeld om innovatieprocessen te analyseren, helaas ook nogal eens door de innovators zelf worden gebruikt als opeenvolgende stappen in hun projectplannen. Dit heeft met name tot gevolg dat men niet al vanaf het begin voldoende rekening houdt met de omgeving of buitenwereld. Hierdoor worden bijvoorbeeld dingen bedacht die misschien wel technisch kunnen, maar waar geen vraag naar is (zodat er geen draagvlak is bij de doelgroep voor de toepassing) of wordt onvoldoende rekening gehouden met randvoorwaarden en grotere belangen (zodat er uiteindelijk zelfs bij de initiële deelnemers onvoldoende werkelijke betrokkenheid is en opschaling een probleem wordt). Het lineaire innovatiemodel wordt in de theorie steeds meer vervangen door het “interactionistisch” innovatiemodel. Volgens deze benadering, die een denkkader vormt waarbij wordt gekeken naar het gehele innovatiesysteem, komt innovatie tot stand in een samenspel tussen verschillende actoren (personen en organisaties) in de private en publieke sector. Hierbij worden innovatieprocessen opgevat als interactieve leerprocessen tussen verschillende actoren (zoals overheden, producenten, consumenten, kennisinstellingen en banken) die in meer of mindere mate van elkaar afhankelijk zijn om innovaties tot stand te kunnen brengen. Belangrijkste uitdaging voor de actoren is de werking van dit systeem van interacties en wederzijdse afhankelijkheden te optimaliseren. In deze benadering is optimalisatie een combinatie van én efficiënte en effectieve productie, én verspreiding, én aanwending van kennis.
Als innovators bij het opstellen van hun projectplannen meer rekening zouden houden met dit interactionistisch innovatiemodel, zullen volgens mij weliswaar waarschijnlijk meer innovatietrajecten al zeer vroeg worden beëindigd (of zelfs helemaal niet worden gestart), maar zullen de werkelijk levensvatbare concepten ook meer ruimte kunnen krijgen om tot een succesvolle toepassing te kunnen komen.
STATISTIEK KOMT UIT EEN BOEKJE! OF TOCH NIET?
F. Merkx, DVS (Dienst Verkeer en Scheepvaart) M. Mulder, DVS (Dienst Verkeer en Scheepvaart)
Inleiding
In 1899 werd het Nederlandse Centraal Bureau voor de Statistiek opgericht. Er was behoefte aan een centraal orgaan, dat statistische informatie verzamelt, omdat de tot dan toe door gemeenten en provincies verzamelde statistieken dusdanig verschillend van opzet en kwaliteit waren, dat er voor het rijksbeleid geen touw aan vast te knopen was. Aan het einde van de 19e eeuw ontstond namelijk de behoefte aan rijksbeleid op het gebied van werkgelegenheid en sociale zekerheid. Daarvoor was het nodig, dat men het aantal werklozen kende. Maar wie was er nu precies werkloos? Was dat iemand, die met een stevige aanval van hooikoorts een paar dagen thuis moest blijven en zijn baas het loon niet wilde doorbetalen? Of was dat iemand, die ontslag gekregen had omdat het bedrijf waar hij werkte te weinig opdrachten kreeg en dus moest sluiten? De centralisatie van de statistiekproductie in Nederland had ten doel om eenheid te brengen in definities, methoden en technieken, zodat cijfers onderling vergelijkbaar werden en er geen discussie kon ontstaan over de cijfers zelf in plaats van over het verschijnsel, dat zij beschreven. Zijn de werkgelegenheidsstatistieken een achterhaald voorbeeld? Niet echt. Denk maar eens aan de cijfers over verkeers- en vervoersprestaties van de bedrijven, die op het Nederlandse spoorwegnet goederen mogen vervoeren. De cijfers over 2005 lopen uiteen van 29 tot 35 miljoen ton vervoerd gewicht, in hetzelfde jaar wel te verstaan. Met welke cijfers moet de belangbehartiger van het railgoederenvervoer naar de overheid om het belang van de bedrijfstak te bepleiten? En aan welke cijfers moet de overheid geloof hechten? In verschillende boekjes staan verschillende cijfers. De samenleving vraagt intussen van de overheid wel een gefundeerde beslissing over het goederenvervoer over de rails bijv. het vervoer van gevaarlijke stoffen door stedelijk gebied. Statistieken beogen (maatschappelijke) verschijnselen betrouwbaar in beeld te brengen op basis van een beperkt aantal waarnemingen. Dat vraagt om een solide methodologische onderbouwing, heldere definities en eerlijke antwoorden op enquêtevragen. De discussie moet immers gaan over nut en noodzaak van de aanleg of uitbreiding van een overslagterminal of de aanleg van een weg en niet over de cijfers, die voor- en tegenstanders inbrengen. Betrouwbare cijfers, die boven twijfel verheven zijn, dragen bij aan efficiënte besluitvormingsprocessen van goede kwaliteit.
Statistieken in het algemeen en overheidsstatistieken in het bijzonder hebben te maken met een merkwaardige (= waard om op te merken) tegenstrijdigheid. Sinds enige jaren is het Kabinetsbeleid erop gericht om de administratieve lastendruk voor het bedrijfsleven te verminderen, en enquêtes zijn daar een onderdeel van, terwijl anderzijds datzelfde Kabinet zijn successen slechts kan kennen dankzij statistieken (werkgelegenheid, economische groei, inflatie om maar een paar voorbeelden te noemen). Volgens sommige leden van de Tweede Kamer
kunnen enquêtes voor aanzienlijke delen van het bedrijfsleven geheel achterwege blijven. Het bedrijfsleven zelf heeft er niets aan. Statistieken staan in een boekje! Of toch niet? Administratieve lasten en enquêtedruk
Begrippen Administratieve
lasten
zijn
kosten
voor
het
bedrijfsleven
om
te
voldoen
aan
informatieverplichtingen voortvloeiend uit wet- en regelgeving (Handleiding Meten is Weten, pag. 8, Interdepartementale Projectdirectie Administratieve Lasten, Den Haag 2003). In essentie gaat het om informatie, die een onderneming (maar ook een individuele burger) verplicht is te verstrekken aan de overheid. De belastingaangifte is ongetwijfeld de meest bekende. Maar het gaat niet alleen om het verstrekken van financiële gegevens. Ook om naleving van de eigen regels te kunnen controleren legt de overheid ondernemers administratieve lasten op. Denk aan de rijtijdenwetgeving, of uit een geheel andere bedrijfstak, de mestboekhouding. En het is niet alleen de rijksoverheid, die administratieve verplichtingen oplegt. Gemeenten, provincies en 'Europa' doen dat ook. Internetsites als www.administratievelasten.nl en www.lastvandeoverheid.nl geven vele voorbeelden van de inspanningen, die ondernemers moeten leveren om de informatiehonger van de overheid te stillen. Het belang, dat een ondernemer heeft bij een goede regelgeving, die bovendien
goed
gehandhaafd
wordt
verdwijnt
door
de
veelheid
van
regels
en
de
ongecoördineerde vraag naar gegevens nogal eens achter de horizon. Het resterende gevoel: ergernis.
Sprekende over ergernis, enquêtes scoren op dit punt heel hoog. De Wet op het Centraal Bureau voor de Statistiek, kortweg de CBS-wet, (art. 36) verplicht ondernemers statistische informatie te verstrekken.
Enquêtes
vallen
onder
het
begrip
administratieve
lasten.
Het
CBS
kan
ondernemingen, die weigeren gegevens te verstrekken, sancties opleggen. Het CBS geeft aan, dat slechts 0,15% van de totale enquêtedruk in de overheidssfeer is toe te schrijven aan zijn enquêtes.
Doordat
ook
andere
organisaties,
zoals
bijvoorbeeld,
kennisinstituten
en
brancheorganisaties, maar ook andere overheidsinstellingen, enquêtes houden slaat de aanvankelijke bereidheid van een ondernemer om mee te werken aan een enquête al snel om in ergernis en de daaruit voortvloeiende weigering om gegevens te verstrekkken . Enerzijds omdat enquêtes voor een onderneming regelmatig veel werk met zich meebrengen, anderzijds omdat er geen
(bruikbare)
informatie
terugkomt
bij
een
ondernemer.
Eenrichtingverkeer
werkt
demotiverend.
Hoe hoog is de enquêtedruk voor ondernemingen? Enquêtes zijn blikvangers als het gaat om administratieve lasten. Ze staan hoog in de lijst met ergernissen van ondernemingen. Ministers en leden van de Tweede Kamer hebben deze
ergernissen tot de hunne gemaakt door het CBS voortdurend bezuinigingen op te leggen en er zelfs voor te pleiten om het hele midden- en kleinbedrijf vrij te stellen van de verplichte deelname aan enquêtes (motie 30 800 XIII, nr. 23, dd. 19 oktober 2006 van de heren Aptroot en Van der Vlies). Maar waar gaat het om als we het hebben over enquêtedruk. De staatssecretaris van Economische Zaken maakt dat in zijn antwoord dd. 26 maart 2007 op de motie van de heren Aptroot en Van der Vlies aan de hand van onderstaand tabellen op een voortreffelijke manier duidelijk. Uit deze tabel blijkt, dat vooral de grote ondernemingen een aanzienlijke enquêtedruk ervaren (gemiddeld 22,3 enquêtes per bedrijf per jaar). De administratieve lastendruk, die het CBS veroorzaakt is, zoals gezegd, niet meer dan 0,15% van de totale administratieve lasten, die de overheid aan het bedrijfsleven oplegt. Sinds 1994 zijn de administratieve lasten, voortkomend uit CBS-enquêtes, met 70% verminderd.
Tabel 1 : Aantal verstuurde enquêtes per jaar
Bron: 29 515 Kabinetsplan aanpak administratieve lasten, 186 Brief van de staatssecretaris van Economische Zaken aan de Voorzitter van de Tweede Kamer der Staten Generaal dd. 26 maart 2007.
De totale administratieve lastendruk is in de periode 2002 tot en met 2006 met 26% gedaald van € 26,9 miljard naar € 19,8 miljard. De Belgische federale regering wil in navolging van het Kabinet Balkenende II de statistiek gebonden administratieve lasten in 2011 met 25% verminderen. Het Verbond van Belgische Ondernemingen citeert met graagte de Nederlandse cijfers om aan te tonen, dat het om een reële doelstelling gaat.
Ingezoomd op wegvervoerstatistieken De belangenverenigingen van vervoerders beijveren zich al geruime tijd voor het verminderen van de enquêtedruk met name voor de kleinere vervoerders. Met name de EVO profileert zich op dit punt. In eerste instantie lijken deze inspanningen succesvol. In de Wet Goederenvervoer over de weg komt een bepaling voor waarin beroeps- en eigen vervoerders verplicht zijn ‘aan Onze Minister gegevens betreffende het vervoer te verstrekken’ (WGW 1992, art. 30 lid 1). In de herziene Wet Goederenvervoer over de weg, die eind 2007 van kracht wordt, is deze bepaling niet meer opgenomen. Het ministerie van Verkeer en Waterstaat heeft gehoor gegeven aan de brancheorganisaties overwegend, dat ook zij met haar regelgeving moet bijdragen aan de reductie van de administratieve lastendruk voor het bedrijfsleven. De taken van NIWO en SIEV om de gegevens betreffende het vervoer ‘voor Onze Minister in te winnen’ komen hiermee te vervallen of zijn reeds vervallen. Het CBS heeft de nodige maatregelen getroffen om te voorkomen, dat Onze Minister gegevens over het vervoer moet ontberen. Het CBS vraagt de vervoerders nu om gegevens te verstrekken op basis van artikel 33 van de CBS-wet (verplichting om het CBS de gevraagde gegevens te verstrekken)
Hoe dikwijls moeten ondernemingen gegevens over hun vervoersactiviteiten verstrekken aan het CBS? En hoeveel gegevens? Vervoerders, die gegevens moeten verstrekken in het kader van de Wegvervoerenquête, krijgen voor hun motorvoertuigen met meer dan 2 ton laadvermogen de zg. grote vragenlijst toegestuurd. Met deze grote vragenlijst moeten ondernemers gedetailleerde gegevens van alle ritten opgeven, die gemaakt zijn met hun gehele wagenpark in een door het CBS opgegeven week, de zg. telweek. Het gaat hierbij om gegevens van 76.000 vrachtauto’s en 71.000 trekkers. De tijd benodigd voor het invullen van de zg. vragenlijst is sterk afhankelijk van de omvang van het wagenpark van de geënquêteerde onderneming. Ondernemingen, die over een geavanceerde elektronische rittenadministratie beschikken kunnen daaruit de statistische gegevens opvragen en elektronisch aan het CBS toezenden. De kleine vragenlijst met een totaalopgave per week (o.a. beladen en lege kilometers) gebruikt het CBS voor bestelauto’s en speciale voertuigen. Krachtens artikel 1 van de
EU-verordening
1172/98 mogen voertuigen met een laadvermogen kleiner dan 3,5 ton of een maximaal toegestaan totaal gewicht van 6 ton, buiten de statistische waarneming blijven. Door strikte toepassing van dit artikel kan de situatie ontstaan, waarin het CBS informatie van deze voertuigen niet meer verzamelt. Voor het vervoerbeleid van V&W is informatie over zo'n grote categorie voertuigen simpelweg onmisbaar. Het gaat om ca. 850.000 voertuigen. Het invullen van de kleine vragenlijst is een kwestie van minuten. Omdat Nederland het Kyoto-akkoord heeft ondertekend, is het verplicht om gegevens over de emissie van CO2 te verstrekken. Op grond van dit akkoord vraagt het CBS toch de gegevens op van kleine bedrijfswagens. Hun bijdrage aan de CO2problematiek is te groot om buiten beschouwing te laten.
De gedetailleerde gegevens, die het CBS vraagt hebben betrekking op het vervoer en de afstanden waarover dat vervoer plaatsvindt. Routekeuze, voor de Regionale Diensten van Rijkswaterstaat een essentieel gegeven, ontbreekt. Om deze omissie in de beschikbare statistieken te compenseren organiseren de genoemde Regionale Diensten zg. Kentekenenquêtes. Langs het hoofdwegennet worden kentekens van passerende personen- en vrachtauto’s vastgelegd. Enkele dagen later ontvangen de houders van de vastgelegde kentekens een enquêteformulier thuis, met het verzoek enkele gegevens te verstrekken over herkomst en bestemming van de waargenomen rit alsmede over de lading. Vergelijking van de zg. Kentekenenquête met de Wegvervoerenquête van het CBS laat een aanzienlijke overlap zien, maar ook aanzienlijke verschillen in methodiek. Rijkswaterstaat en CBS zijn met elkaar in gesprek om de mogelijkheden te onderzoeken om beide enquêtes geheel of gedeeltelijk te integreren. Doel van deze inspanningen is tweeledig, enerzijds lastenverlichting voor het vervoerend bedrijfsleven, anderzijds verbetering van de efficiency bij het inwinnen van data.
Tot nu toe is sprake van vragenlijsten. Veel informatie haalt het CBS uit zg. registers, bijv. het kentekenregister. Voertuiggegevens zijn al op het enquêteformulier ingevuld als de vervoerder het krijgt. Daarnaast streeft het CBS ernaar om het aantal vragen per vragenlijst zoveel mogelijk te beperken door berekeningen en schattingen te maken. Van internationale ritten, bijvoorbeeld, neemt het CBS een geschat aantal kilometers van de plaats van lading tot aan de landsgrens. Het opgeven van een grensovergang is niet (meer) nodig. Het nationale deel van een internationale rit moet bekend zijn om de verkeersprestatie op Nederlands grondgebied te kunnen vaststellen. Het voert overigens te ver om in te gaan op alle maatregelen, die het CBS reeds genomen heeft om de enquêtedruk zover mogelijk te beperken. Ze neemt deze maatregelen overigens op grond van art. 36 van de CBS-wet.
Nogmaals nut en noodzaak van statistieken
Een voorbeeld In de aanloop naar Prinsjesdag verscheen er op de voorpagina van NRC Handelsblad 27 augustus 2007 een artikeltje onder de (forse) kop: “CBS: over werk en loon niks zinnigs te zeggen”. Oorzaak: de samenvoeging van bestanden van de Belastingdienst en de UWV is mislukt en het CBS heeft sinds 2006 de eigen bedrijfsenquêtes gestaakt. Gevolg: Het CPB heeft moeite om ramingen te maken van werkgelegenheid en koopkracht voor de Miljoenennota, die op Prinsjesdag verschijnt. Het aangehaalde voorbeeld maakt een paar dingen duidelijk. Het streven naar vermindering van de enquêtedruk heeft geleid tot het gebruik van bestaande registraties en
het stoppen van eigen enquêtes. De doelstelling van de vermindering van de enquêtedruk is zichtbaar dichterbij gebracht. De prijs die het CBS daarvoor betaalt is een sterk toegenomen afhankelijkheid van de administratieve systemen van andere organisaties, zoals in dit geval de Belastingdienst. Er is geen mogelijkheid om, zoals bij een enquête, een concessie te doen aan de kwaliteit door, bijvoorbeeld, genoegen te nemen met een lagere respons. Nu dreigt het gevaar, dat het Parlementaire debat over de Miljoenennota, en daarmee het sociaal-economisch beleid, de noodzakelijke statistische onderbouwing mist. Teruggrijpen op oude cijfers is wellicht een optie, maar wel een onbevredigende. Bovendien vergroot het de ruimte om te speculeren over recente ontwikkelingen, waar men wel een bepaald beeld bij heeft, maar dat is niet met cijfers onderbouwd. Afgaande op het krantenbericht ontbreken zelfs voorlopige cijfers. Voorlopige cijfers om te voorzien in de (dringende) informatiebehoeften dwingen tot correcties achteraf met bijbehorende
onzekerheden over
de
feitelijke
ontwikkeling
van, in dit
voorbeeld, de
werkgelegenheid en de loonontwikkeling. Onderstaande cartoon is al enkele decennia oud., maar nog onverminderd actueel. Hij geeft precies de ruimte voor discussie en manipulatie die ontstaat bij gebrek aan betrouwbare statistieken.
Goederenvervoerstatistieken Met behulp van een beperkte waarneming en deugdelijke statistische technieken brengen goederenvervoerstatistieken brengen de verkeers- en vervoersprestaties van bedrijfsvoertuigen in beeld. Statistiek is een efficiënte manier om aan de hand van een deel van de populatie iets over de gehele populatie te kunnen zeggen. Niets nieuws, maar gezien de discussie over het verminderen van de enquêtedruk toch goed om even te memoreren. Waarom alle moeite om cijfers te verzamelen? De voorbeelden zijn legio. Denk aan de uitgebreide analyses van verkeersen goederenstromen, die gemaakt zijn voordat vrachtautostroken werden aangelegd. Aan de beslissing waar deze stroken zinvol aangelegd kunnen worden en hoe lang ze moeten zijn, is een uitgebreide analyse van verkeers- en goederenstromen vooraf gegaan. De Kentekenenquête van Rijkswaterstaat heeft hierbij een belangrijke rol gespeeld.
Een ander voorbeeld. Enkele decennia geleden werd de Nederlandse wegvervoersector opgeschrikt door de komst van Spaanse trucks op Nederlandse wegen. De Spanjaarden reden tegen afbraakprijzen en bedierven de hele markt. De bedrijfstak riep om ingrijpen van de overheid om de concurrentievervalsing tegen te gaan. Statistische gegevens lieten zien, dat het aantal Spaanse vrachtwagens op Nederlandse wegen weliswaar was toegenomen, maar dat van concurrentievervalsing geen sprake was. Bovendien gaven de Europese statistieken aan, dat Nederlandse wegvervoerders een substantieel deel van het internationale vervoer in de EU in handen hadden. Het CBS-rapport 'De Nederlandse economie in 2006' (par. 2.4 p. 45 e.v.) laat intussen zien, dat Nederland terrein verliest als distributieland. Vooral het wegvervoer verliest terrein aan Spanje en Polen. Spanje is Nederland al voorbij gestreefd in het internationale wegvervoer en Italië en Polen zitten ons dicht op de hielen (De Nederlandse economie in 2006, CBS, pag. 53 e.v.). Nederlandse transportondernemers weten ongetwijfeld al langer dat de concurrentie in het internationale wegvervoer, met name van Spanjaarden, Polen en Italianen groot is. Statistiek, ontleend aan gegevens, die de ondernemingen zelf verstrekken, maakt de precieze omvang van het probleem duidelijk. Ook de oorzaken van de veranderde concurrentieverhoudingen worden duidelijk uit de statistieken.
Voor
Kabinet
en
brancheorganisaties
geeft
deze
statistische
informatie
aanknopingspunten voor aanpassingen van het beleid.
Efficiency in het transport is al vele jaren een politiek item, beginnend met het streven naar verbetering van de beladingsgraad via transportpreventie tot modal shift. Ongeacht de politieke en economische wenselijkheid van een dergelijk beleid, het begint en eindigt met statistiek. In de eerste plaats geven statistieken een beeld van de omvang van het vraagstuk, waarvoor een beleidsmatige oplossing wordt nagestreefd. Statistieken zijn uiteraard essentieel om het effect van ingezet beleid te volgen. Het CBS publiceert veel statistische gegevens over het goederenvervoer. StatLine, de internettoepassing waarmee het CBS toegang geeft tot haar statistieken, geeft een aanzienlijke mate van flexibiliteit in het weergeven, maar heeft toch zijn beperkingen. Als (beleids)medewerkers zelf hun (cijfer)materiaal moeten vergaren, is het gevaar, dat verschillende cijfers over hetzelfde onderwerp naast elkaar gebruikt gaan worden. Dat geeft dan weer het gevaar dat discussies niet gaan over beleidsvoorstellen, maar over de cijfers waarop deze gebaseerd zijn. Met alle gevolgen van dien. De schrijvers van Asterix en de Helvetiërs (R. Goscinny en A. Uderzo) hebben dit treffend in beeld gebracht.
Vandaar dat de Adviesdienst Verkeer en Vervoer / DVS o.a. twee statistische publicaties heeft gemaakt die zijn toegespitst op het (goederen)vervoerbeleid t.w. de Goederenvervoermonitor en de Kostenbarometer Verkeer en Vervoer.
Enkele goederenvervoerstatistieken van AVV / DVS
Goederenvervoermonitor De Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AVV / DVS) maakt al een aantal jaren een zg. Goederenvervoermonitor voor het Directoraat-Generaal voor Transport en Luchtvaart (DGTL). De Goederenvervoermonitor is een verzameling data, die relevant zijn voor de meest relevante aspecten van het
goederenvervoerbeleid. In de Goederenvervoermonitor 2006 komen aan de
orde: - economische aspecten van het goederenvervoer - verkeers- en vervoersstromen, - infrastructuur - in- en externe veiligheid - milieu. Binnen deze onderwerpen komen alle goederenvervoermodaliteiten, voor zover mogelijk en relevant, aan de orde. Vanuit de veelheid van informatie, die over het goederenvervoer beschikbaar is, heeft AVV in nauw overleg met DGTL een selectie gemaakt en de kwaliteit van de informatie getoetst. Hierdoor hebben de beleidsmakers van DGTL de voor hen relevante informatie op een overzichtelijke en gemakkelijk toegankelijke wijze beschikbaar. De informatie uit de Goederenvervoermonitor is voor de medewerkers van DGTL en AVV ook digitaal beschikbaar, zodat zij op eenvoudige wijze cijfers en grafieken in hun beleidsdocumenten kunnen opnemen. De Goederenvervoermonitor tracht zo een bijdrage te leveren aan de uniformiteit en de kwaliteit van cijfers over het goederenvervoer en de omgeving waarin dat plaatsvindt.
Kostenbarometer Verkeer en Vervoer Waar de Goederenvervoermonitor met name
ingaat op de fysieke prestaties van het
goederenvervoer, gaat de Kostenbarometer specifiek in op de kosten van zowel het personen- als het goederenvervoer. Daartoe is informatie bijeengebracht van de kosten van het gebruik van het openbaar vervoer (trein en stads- en streekvervoer), de personenauto en de fiets. Deze informatie is op kilometerniveau beschikbaar, waardoor het mogelijk is de kosten van het gebruik van verschillende modaliteiten met elkaar te vergelijken. Dit is ook voor het goederenvervoer gedaan, Zowel voor het wegvervoer, het spoorvervoer, de binnenvaart en de zeevaart. De kosten zijn uitgedrukt per kilometer en per ton. Omdat binnen één modaliteit de kosten per type vervoermiddel sterk kunnen verschillen, zijn subcategorieën gemaakt. Zo zijn bijvoorbeeld de vrachtauto’s verdeeld in een aantal categorieën en enkele ladingsoorten. t.w. −
Klein (bestelbus, 1,5 ton),
stukgoed
−
Middel (vrachtwagen, 12 ton),stukgoed
−
Middel (vrachtwagen, 12 ton),container
−
Groot (combinatie, 27 ton),
tank/bulk
−
Groot (combinatie, 27 ton),
stukgoed
−
Groot (combinatie, 27 ton),
container
Met elkaar dekken deze categorieën een zeer groot deel van het goederenvervoer over de weg.
Uiteraard
is
de
onderlinge
vergelijking
van
de
kosten tussen
verschillende
voertuigcategorieën mogelijk. De aantallen voertuigen in elk van deze categorieën zijn gebruikt bij de weging van de verschillende kostensoorten. Met behulp van het gemiddeld per voertuig afgelegde afstand en gemiddeld aantal uren, dat voertuigen in elk van de categorieën jaarlijks worden ingezet worden de kosten per kilometer en per uur berekend. Voor de binnenvaart onderscheidt de Kostenbarometer schepen naar laadvermogen en naar verschijningsvorm van de lading (droge en natte bulk). Aldus worden acht combinaties van schip en lading onderscheiden. Van elk van deze combinaties is een gemiddeld aantal vaaruren en een aantal afgelegde kilometers per jaar bepaald. Met behulp van deze gemiddelden zijn de kosten per vaaruur en per kilometer berekend. Voor spoor en zeevaart worden overeenkomstige indelingen gebruikt.
De
jaarlijkse
(nominale)
kosten
voor
een
vijftal
kostencomponenten
voor
het
beroepsgoederenvervoer in Nederland over de weg: vaste kosten, variabele kosten, personeelskosten, specifieke vervoerskosten en algemene bedrijfskosten. De vaste kosten omvatten afschrijvingen, motorrijtuigenbelasting, rente en verzekeringen. Variabele kosten bestaan uit reparatie, onderhoud, banden en brandstof. Personeelskosten uit loon, sociale
lasten en verblijfkosten. Bij de specifieke vervoerskosten zijn materiaal, keuringen en vergunningen meegenomen, terwijl algemene bedrijfskosten posten als loon overig personeel, huisvesting, ICT e.d. bevatten. Deze kostenindeling wordt toegepast voor alle goederenvervoermodaliteiten, zij het met kleine verschillen waardoor recht wordt gedaan aan de specifieke kenmerken van de verschillende modaliteiten.
De gekozen werkwijze maakt het mogelijk om kosten van de verschillende modaliteiten onderling te vergelijken. Vooralsnog geen op- en overslagkosten waardoor kosten van ketenverplaatsingen nog niet aan de Kostenbarometer kunnen worden ontleend. Wel is het mogelijk om aan de hand van de kosten per uur of de kosten per kilometer een eerste globale vergelijking te maken van de kosten van de eigen onderneming met de gemiddelde kosten in de branche. Indexcijfers in de Kostenbarometer geven inzicht in de ontwikkeling van de verschillende kostensoorten afgezet tegen de algemeen economische ontwikkelingen in Nederland. De Kostenbarometer en de Goederenvervoermonitor dekken samen een breed terrein van informatie over het goederenvervoer.
Enkele aanvullingen / onderzoekspunten In de Goederenvervoermonitor worden de verkeers- en vervoersprestatie van de buitenlandse vervoerders berekend aan de hand van gegevens van Eurostat, met een aantal veronderstellingen over de beladingsgraad en kilometrage. Hieruit is een schatting te maken over het aantal buitenlandse voertuigen, maar dit is door de vele aannames een discutabele manier. AVV/DVS probeert momenteel een betere schatting te doen van het aantal buitenlandse voertuigen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van enkele bestaande systemen, waarbij kentekens met camera’s worden geregistreerd. In de Kostenbarometer worden de kosten per uur uitgerekend, maar per wélk uur? Vanwege de gewenste vergelijkingsmogelijkheid tussen de diverse modaliteiten is momenteel overal gekozen voor de werkelijke uren van inzet.
Statistiek komt uit een boekje?
In paragraaf 3.1 is het artikel in NRC Handelsblad van 27 augustus 2007 "CBS: over werk en loon niks zinnigs te zeggen" aan de orde geweest. Het artikel laat ondubbelzinnig de kwetsbaarheid zien van een op efficiency gebaseerde wijze van gegevensinwinning. Als gegevens eenmaal op deze wijze verzameld worden is er geen weg meer terug. Laat dat vooral duidelijk zijn. Het is echter evenzeer duidelijk, dat het terugdringen van de enquêtedruk het CBS kwetsbaar maakt
voor verstoringen van gegevensstromen, waardoor het geen cijfers kan leveren. Een ongelukkiger moment kort voor Prinsjesdag is nauwelijks denkbaar. Tegelijkertijd is er geen duidelijker antwoord op de vraag 'komt statistiek uit een boekje?
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
J. K. Hensems, Ministerie Verkeer en Waterstaat
Discussiebijdrage bij: Statistiek komt uit een boekje! Of toch niet?, door F. Merkx, M. Mulder. -
Uit de notitie komt naar voren dat een zekere minimale gegevensbehoefte noodzakelijk is voor beleidsvoorbereiding. Niet duidelijk wordt echter of de breedte en/of de kwaliteit van de door CBS verzamelde gegevens op dit moment voldoet. Op welke punten zijn verbeteringen en veranderingen wenselijk?
-
Welke statistieken vloeien b.v. nog voort uit historische beleidsvragen die nu niet meer aan de orde zijn, en andersom, voor welke nieuwe beleidsvragen ontbreken (goede) gegevens?
-
In de notitie wordt niet gerept over de trendbreuken in bepaalde CBS-cijferreeksen (b.v. kmontwikkeling bestelauto’s). Is vermindering administratieve lasten daar debet aan, of is er ook sprake van andere oorzaken?
-
Wat is per saldo het gevolg van de vervallen bepaling uit de WGW om gegevens te verstrekken en de compenserende verplichting uit hoofde van artikel 33 van de CBS-wet?
PANORAMA’S VAN DE GOEDERENMOBILITEIT IN NEDERLAND
J.M. Francke, Kennisinstituut voor Mobiliteitsbeleid (KiM)
Inleiding
Het goederenvervoer in Nederland is fors gegroeid en algemeen wordt aangenomen dat er nog meer groei te verwachten is. In deze paper wordt allereerst een historisch panorama geschetst van de ontwikkeling in het afgelopen decennium met daarbij een verklaring voor deze ontwikkeling. Daarnaast wordt een toekomst panorama geschetst op basis van de nieuwe lange termijn omgevingsscenario’s tot 2040 die vorig jaar door de planbureaus zijn gepubliceerd.
Het afgelopen decennium
In mei 2007 heeft het KennisInstituut voor Mobiliteitsbeleid (KiM) de eerste Mobiliteitsbalans uitgebracht. Daarin is ook aandacht besteed aan de goederenmobiliteit in Nederland in het afgelopen decennium met als belangrijkste ontwikkelingen: •
De goederenmobiliteit is tussen 1995 en 2006 met een kwart toegenomen tot bijna 120 miljard tonkilometer.
•
De groei wordt veroorzaakt door de economische ontwikkeling in het algemeen en de groei van de internationale handel in het bijzonder. Nederland gaat mee in de globalisering. De wederuitvoer (invoeren van goederen om ze vervolgens snel uit te voeren met slechts een toevoeging van een beperkte economische waarde) is verdrievoudigd.
•
De internationale handel is de laatste jaren verschoven naar intercontinentale relaties waardoor vooral de lucht- en zeevaart fors zijn toegenomen.
•
De containeroverslag in de Nederlandse zeehavens is tussen 1995 en 2005 verdubbeld van 4,7 tot 9,4 miljoen TEU. Bekendste voorbeeld is de stormachtige ontwikkeling van de import vanuit China die vrijwel volledig over zee in containers aangevoerd wordt en goed is voor circa 30% van de genoemde toename in de containeroverslag.
•
Het goederenvervoer over de weg heeft een groot marktaandeel en houdt dit vast. Door een verschuiving in het te vervoeren goederenpakket van bulkproducten naar fabrikaten verliest de binnenvaart marktaandeel maar dit wordt gedeeltelijk gecompenseerd door het containervervoer. Het spoor en de vrachtluchtvaart laten een sterke groei zien, maar houden een beperkt marktaandeel.
De vervoerstromen zijn toegenomen, met name het internationale vervoer In de periode 1995-2005 is de totale omvang van het goederenvervoer binnen, van, naar en door Nederland toegenomen van 1.342 tot 1.660 miljoen ton, een stijging van 24%. Het internationale
vervoer (+26%) groeide meer dan het binnenlands vervoer (+17%) maar het transitovervoer vertoonde de hoogste groei (+52%). Het groeiverloop over de gehele periode is redelijk stabiel zonder extreme uitschieters naar boven of naar onder. In de jaren 1996 en 2002 was er sprake van een groeivertraging in vergelijking met de andere jaren.
In figuur 2.1 worden de verschillende vervoerstromen in Nederland geschetst. Het binnenlands vervoer betreft het vervoer waarbij de goederen in Nederland zijn geladen en gelost. In dit geval heeft het betrekking op het goederenvervoer over de weg (excl. lichte bestelauto’s), per binnenschip en spoor zoals geregistreerd door het CBS. De grootste binnenlandse vervoerstroom (in tonnen) loopt via pijpleidingen (denk aan riolen, water- en gasleidingen). Deze binnenlandse vervoerstroom per pijpleiding wordt echter niet door het CBS geregistreerd en is dan ook niet in dit plaatje opgenomen.
Figuur 2.1 : Goederenvervoerstromen binnen, van, naar en door Nederland in 1995 en 2005 (in mln ton) Bron: CBS/AVV, bewerking KiM
De groei verklaard
In de periode 1995 – 2005 is de goederenmobiliteit aanzienlijk gegroeid. De belangrijkste verklaringen zijn economische, logistieke en de daar nauw mee samenhangende ruimtelijke ontwikkelingen. Het onderscheid tussen economische, logistieke en ruimtelijke ontwikkelingen is niet altijd duidelijk te maken. De economische ontwikkeling wordt vooral gerelateerd aan de macro economische ontwikkeling, inclusief globalisering en de groei van sectoren. De logistieke ontwikkelingen omvatten het brede spectrum van productielogistiek, distributielogistiek en transportlogistiek. Voor de verklaring van de ontwikkelingen in de goederenmobiliteit in de periode 1995-2005 wordt gebruik gemaakt van een macro analyse afkomstig uit onderzoeken naar de ontkoppeling tussen economische groei en externaliteiten die samenhangen met het goederenvervoer. Voorbeelden van dergelijke analyses zijn te vinden in “REDEFINE” (NEI et al.,1999); “Managing the fundamental drivers of Transport demand” (OECD, 2002), “A Review of some critical assumptions in the relationship between economic activity and freight transport” (Fosgerau & Kveiborg, 2004) en “The Decoupling of Road Freight Transport and Economic Growth Trends in the UK: An Exploratory Analysis” (McKinnon, 2006).
De economische ontwikkelingen : verdienstelijking, globalisering en toenemende waarde
De figuren 2.2 en 2.3 beschrijven de invloed van economische en logistieke ontwikkelingen op het goederenvervoer. De belangrijkste conclusies zijn: •
Verdienstelijking economie De groei van goederenvervoer volgde de groei van de economie maar minder hard door verdienstelijking en verandering in het goederenpakket van grondstoffen naar fabrikaten.
•
Globalisering Internationale handel groeide hard en verschoof steeds meer naar intercontinentale stromen waardoor vooral het goederenvervoer – uitgedrukt in waarde van de goederen - via de zee- en luchtvaart fors toenam. Ook in gewicht zijn de zee- en luchtvaart relatief in belang toegenomen ten opzichte van het transport in Nederland. Mondiale afstandsverlenging in het goederenvervoer heeft via deze vervoerswijzen plaatsgevonden (staat niet in figuur).
•
Toename waardedichtheid Bij de in- en uitvoer van goederen is tussen 1995 en 2005 als gevolg van een verschuiving van grondstoffen naar fabrikaten de gemiddelde waarde/gewichtsverhouding toegenomen met circa 50%. Dat betekent dat slechts de helft van de volumegroei in de in- en uitvoer ook daadwerkelijk leidt tot een toename van het vervoerd gewicht bij in- en uitvoer. Onbekend is hoe de waarde/gewichtsverhouding in de binnenlandse handel is veranderd in de afgelopen 10 jaar. Maar ook de ontwikkeling van het binnenlands vervoer wordt beïnvloed door de veranderde
pakketsamenstelling in de internationale handel vanwege het feit dat de in- en uitvoer via de zeeen luchthavens in de meeste gevallen een voor- of natraject in het binnenlands vervoer hebben.
Figuur 2.2 : Economische ontwikkelingen en goederenmobiliteit, procentuele verandering per jaar tussen 1995 en 2005
BBP waarde + 2,5%
verdienstelijking economie
verdienstelijking economie
- 1,4% BBP waarde excl. diensten waarde
+ 1,1%
globalisering
globalisering Binnenlandse afzet excl. diensten waarde
+ 1,4%
Invoer van goederen waarde
--
waarde dichtheid Productie + invoer goederen gewicht
?
+ 6,9%
Uitvoer van goederen waarde
- 4,1% invoer van goederen gewicht
+ 2,8%
- 3,7% uitvoer van goederen gewicht
++
oppak factor vervoerd gewicht inland transport afstands verlenging nationaal
+ 1,9%
+ 0,4% ladingtonkm's op Nld grondgebied
+ 2,3%
+ 6,5%
+ 2,7%
+ 0,0% vervoerd gewicht zeevaart
+ 2,5%
vervoerd gewicht luchtvaart
waarde dichtheid
oppak factor
+ 4,5% afstands verlenging nationaal
Figuur 2.3 : Logistieke ontwikkelingen en goederenmobiliteit, procentuele verandering per jaar tussen 1995 en 2005
De logistieke ontwikkelingen : vaker oppakken, grotere afstanden en geringe verschuiving in modal split
De logistieke ontwikkelingen leiden tot de volgende conclusies: •
Oppakfactor: Alhoewel er tegengestelde ontwikkelingen zijn in productie-, distributie- en transportlogistiek is er per saldo sprake van een toename van het aantal keren dat goederen binnen Nederland zijn ‘opgepakt’.
•
Afstandsverlenging: De afstandsverlening heeft zich vooral gemanifesteerd in een bovenproportionele groei van het intercontinentale transport (zee en lucht). In het vervoer op Nederlands grondgebied is er een beperkte afstandstoename terwijl de gemiddelde vervoersafstand in op buitenlands grondgebied in het internationale continentale transport iets daalt.
•
Modal split: In de afgelopen 10 jaar is er een lichte verschuiving opgetreden in de modal split. In het continentale transport is de verschuiving van binnenvaart naar weg, pijp en spoor vooral het gevolg van een verandering in goederensamenstelling. Als daarvoor wordt gecorrigeerd, dan hebben vooral binnenvaart maar ook het spoorvervoer beter gepresteerd dan het wegvervoer en de buisleiding. De binnenvaart heeft vooral bij het containervervoer en de chemische basisproducten marktaandeel gewonnen en het spoorvervoer bij de steenkolen en ertsen.
•
Benutting: De capaciteit van de voer- en vaartuigen zijn door schaalvergroting toegenomen maar die toegenomen capaciteit is bij de binnenvaart en het wegvervoer niet beter benut.
Panorama’s van de toekomst
In september 2006 zijn door de planbureaus de resultaten gepubliceerd van de studie Welvaart en Leefomgeving (CPB, MNP, RPB, 2006) met daarin voor 4 scenario’s Regional Communities (RC), Strong Europe (SE), Transatlantic Market (TM) en Global Economy (GE) een verkenning van de ontwikkeling van de goederenmobiliteit op nationaal niveau. In december 2006 is een aanpassing gepubliceerd van de WLO containerprognoses (CPB, 2006).
Internationale omgeving
Het ontwerp van de scenario’s is gestoeld op twee sleutelonzekerheden: de mate van internationale samenwerking en de beleidsoriëntatie van de nationale instituties. De internationale toekomstbeelden van de scenario’s zijn kwalitatief uitgewerkt in de publicatie “Four Futures of Europe” (CPB, 2003a) en kwantitatief geïllustreerd in “Quantifying Four Scenarios for Europe” (CPB, 2003b). Omdat de internationale omgeving medebepalend is voor van de mobiliteit in Nederland wordt in deze paragraaf een korte schets gegeven van de internationale ontwikkelingen in de Europa-scenario’s.
In Global Economy (GE) is er sprake van een grote mate van internationale samenwerking op mondiaal niveau. De Europese Unie (EU) breidt zich in Global Economy nog verder naar het oosten uit. Onder invloed van de mondiale handelsliberalisatie van goederen en diensten neemt het internationale vervoer van personen en goederen fors toe.
De
mate
van
internationale
samenwerking
blijft
in
Transatlantic
Market
(TM)
beperkt.
Handelsakkoorden op mondiale schaal blijven daardoor uit. Tussen Europa en de Verenigde Staten is wel sprake van vergaande handelsliberalisatie die resulteert in een nieuwe interne markt zonder handelsbarrières. Grootschalige ontwikkeling van het internationale vervoer van personen en goederen vindt daardoor vooral plaats tussen Europa en Amerika.
In Strong Europe (SE) is er veel aandacht voor internationale samenwerking. Na Roemenië en Bulgarije treden ook Turkije, Oekraïne en enkele kleinere landen in het Oosten toe tot de EU. Ook samenwerking met landen rond de Middellandse Zeegebied is succesvol. Op wereldschaal werkt de EU nauw samen met andere landen(-blokken) waaronder de opkomende wereldmacht China. Daardoor zal in Strong Europe het internationale vervoer aanzienlijk toenemen. Dit komt vooral tot uitdrukking in het lange afstandsvervoer binnen Europa, maar daarnaast ook in relatie met alle andere werelddelen.
In Regional Communities (RC) is er weinig internationale samenwerking omdat landen net als in Transatlantic Market sterk hechten aan het behoud van de nationale soevereiniteit. Op mondiaal niveau valt de wereld uiteen in geïsoleerde handelsblokken. Binnen die blokken kan de handel groeien door tariefafbraak maar tussen de blokken blijven handelsbarrières bestaan. Het internationale vervoer van personen en goederen ontwikkelt zich in Regional Communities in bescheiden mate, zowel in omvang als ook in mondiale spreiding.
Economische ontwikkeling
Zoals in het voorgaande hoofdstuk beschreven, zijn voor het goederenvervoer economische ontwikkelingen maatgevend. Daarbij gaat het met name om de groei van de internationale handel en het Bruto Binnenlands Product BBP. In het bijzonder de groei van de internationale handel is van cruciaal belang voor het goederenvervoer in een kleine open economie als die van Nederland. Daarbij komt dat voortgaande specialisatie, gestimuleerd door technologische groei, zowel op nationaal als internationaal niveau, leidt tot een intensivering van goederenstromen. Daarbij past een wereldhandel die sneller groeit dan het BBP. In onderstaande tabel 3.1 zijn voor Nederland de gegevens voor de groei van het BBP en het volume van in- en uitvoer voor de vier scenario’s samengevat.
Tabel 3.1 : BBP en in- en uitvoer in de WLO-scenario’s 2002-2040 (mutaties per jaar in %) RC
SE
TM
GE
Wereldhandel (volume concurrerende uitvoer)
1,1
2,6
2,7
4,2
Volume BBP
0,7
1,6
1,9
2,6
Volume uitvoer
1,1
2,6
2,8
4,0
Volume invoer
1,2
2,9
2,8
4,2
Naast de omvang van de economische groei is voor het goederenvervoer ook de structuur van de afzet van belang. Een relatief sterke groei van de dienstensector (bijvoorbeeld de zorg) leidt tot relatief minder groei van het goederenvervoer. Om dit te illustreren voor de vier WLO scenario’s zijn in onderstaande tabel 3.2 de sectorale gegevens voor de groei van het volume van de toegevoegde waarde nader onderscheiden.
Tabel 3.2 : Volume toegevoegde waarde naar bedrijfstakken in de WLO-scenario’s (mutaties per jaar in %) RC
SE
TM
GE
Landbouw
0,1
0,2
0,6
1,6
Industrie (exclusief olie)
0,4
1,3
1,5
2,0
Energie
-0,8
0,3
0,6
1,5
Bouwnijverheid
-0,7
0,4
0,6
2,0
Commerciële diensten
1,0
1,9
2,4
3,0
- waarvan transport- en opslagbedrijven
1,9
2,3
3,4
5,2
Gezondheids- en welzijnszorg
1,2
2,0
2,1
2,9
Overheid
0,8
1,5
0,9
1,5
Bruto binnenlands product (BBP)
0,7
1,6
1,9
2,6
Het algemene beeld in tabel 3.2 is een verschuiving van toegevoegde waarde van met name de sectoren landbouw en industrie naar de sectoren diensten en zorg. Tevens is er sprake van voortgaande handelsliberalisatie en snelle technologische groei. Toegesneden op het goederenvervoer zijn voor de bedrijfstak transport - in de tabel afzonderlijk opgenomen als deel van de commerciële diensten - deze twee ontwikkelingen van groot belang. In alle vier WLO-scenario’s doen handelsliberalisatie en technologische groei zich in meer of mindere mate voor. De voortgaande handelsliberalisatie zien we terug in een toename van het aandeel van transportdiensten in de uitvoer. Ook gaat een steeds groter deel van de productie van de bedrijfstak transport de grens over.
Toekomstbeelden van de goederenmobiliteit
De toekomstverwachtingen voor de goederenmobiliteit in de scenario’s zijn in een aantal kengetallen samengevat in tabel 3.3.
Tabel 3.3 : Ontwikkeling goederenmobiliteit per vervoerwijze in de aangepaste WLO-scenario’s 2002
2005
2020 RC
2040 SE
TM
GE
RC
SE
TM
GE
mln ton Havenoverslag waarvan containers
432
487
448
559
646
716
415
646
802
1.148
66
92
123
160
175
222
144
290
287
542
mld tonkm op NL grondgebied Wegvervoer waarvan containers Binnenvaart
49,1 3,1 42,1
waarvan containers
3,3
Spoorvervoer
4,3
waarvan containers
1,4
Pijpleiding internationaal
55,2
14,1
43,1 5,0 14,8
54,4
68,1
70,6
83,5
54,1
83,0
88,9
124,6
5,1
6,4
7,0
8,8
6,0
11,5
11,4
20,5
39,9
48,3
55,0
59,9
36,5
53,0
65,1
82,8
5,1
6,5
7,1
8,9
5,7
10,9
11,2
20,0
5,5
7,8
8,4
9,8
5,7
10,9
11,5
18,0
2,4
3,7
3,7
5,1
2,9
6,6
6,3
12,4
13,7
15,4
16,6
19,1
11,0
9,3
15,5
21,1
De omvangrijke Europese importstromen via de Nederlandse zeehavens van droge (ijzererts, steenkolen, agribulk) en natte (aardolie- en aardolieproducten) bulkgoederen zullen slechts beperkt toenemen in GE en TM en in RC en SE afnemen. In het RC scenario daalt de overslag van de bulkgoederen zelfs zodanig dat de totale overslag in de zeehavens in 2040 circa 5% lager ligt dan in 2002. De overslag van containerlading in de Nederlandse zeehavens neemt in alle scenario’s toe. De bandbreedte tussen de scenario’s is fors met een toename tussen 2002 en 2040 van 120% in RC en 720% in GE. In TM en SE neemt de overslag van maritieme containertonnen met 330% toe. De
verviervoudiging van de containeroverslag in SE compenseert de daling in de bulkoverslag en leidt tot een stijging van de totale havenoverslag van 50% in 2040. In TM en GE neemt de totale havenoverslag toe met respectievelijk 86% en 166%.
De afstanden waarover de goederen wereldwijd vervoerd worden neemt in alle scenario’s toe. De gemiddelde vervoersafstand binnen Nederland blijft echter vrijwel gelijk in de scenario’s. Het ruimtelijk patroon van productie en consumptie binnen Nederland verandert in de scenario’s niet noemenswaardig en de invloed van internationale verschuivingen komt niet tot uitdrukking in de vervoersprestatie op Nederlands grondgebied.
Het aandeel van het vervoer op de weg en het spoor in de totale vervoerprestatie op Nederlands grondgebied neemt in alle scenario’s toe en het aandeel van het vervoer per binnenvaart en pijpleiding neemt af. Deze ontwikkeling wordt sterk beïnvloed door de verandering in de samenstelling van de vervoerstromen. Onder invloed van de beperkte toename (GE en TM) dan wel daling (SE en RC) van het vervoer van droge en natte bulk daalt het aandeel van de binnenvaart van 38% in 2002 tot circa 34% in 2040. De daling van de totale vervoersprestatie in RC komt volledig voor rekening van de binnenvaart en pijpleiding. In SE neemt het pijpleidingvervoer af onder invloed van de forse afname van het gebruik en daarmee vervoer van primaire energieproducten. Omdat het vervoer van energieproducten voor het grootste deel samenhangt met de ontwikkeling in de omliggende landen is uitgegaan van de ontwikkeling van het energiegebruik in de EU-15 op basis van “Four futures for energy markets and climate change” (CPB, MNP, 2004). In GE en TM neemt het vervoer van alle modaliteiten toe maar ligt de groei bij binnenvaart en pijpleiding duidelijk lager dan bij weg en spoor.
In het vervoer van containers neemt het aandeel van het spoorgoederenvervoer toe van circa 18% in 2002 tot bijna 23% in 2040 in SE en GE. In die scenario’s heeft in 2040 circa 60-65% van het totale spoorgoederenvervoer betrekking op het vervoer van containers. Op dit moment is dat circa 35%.
Samenvatting en conclusies
Zowel in het recente verleden als in de verwachtingen voor de toekomst wordt de groei van het goederenvervoer in Nederland veroorzaakt door de economische ontwikkeling in het algemeen en de groei van de internationale handel in het bijzonder. De internationale handel is de laatste jaren verschoven naar intercontinentale relaties en daardoor zijn vooral de lucht- en zeevaart fors zijn toegenomen. In alle toekomstscenario’s wordt voor de toekomst wordt een verdere globalisering verwacht met een verdere groei van het containervervoer. Daar staat tegenover dat de ontwikkeling in het vervoer van bulkgoederen slechts beperkt toeneemt en in enkele scenario’s zelfs afneemt.
Grote verschuivingen tussen de verschillende inland modaliteiten zijn in het afgelopen decennium niet opgetreden. Ook voor de toekomst worden geen spectaculaire veranderingen verwacht. Wel zal onder invloed van de beperkte groei in het vervoer van bulkgoederen en de sterke groei in het containerachterland vervoer het aandeel van de binnenvaart iets afnemen en van het spoorvervoer iets toenemen.
Literatuur
CPB (2003a) Four Futures of Europe, Centraal Planbureau, Den Haag. CPB (2003b) Quantifying Four Scenarios for Europe, Centraal Planbureau, Den Haag. CPB (2006) Aanpassing WLO scenario's voor het containervervoer, Centraal Planbureau, Den Haag. CPB, MNP en RPB (2006) Welvaart en Leefomgeving, Achtergronddocument, Centraal Planbureau, Milieu en Natuur Planbureau, Ruimtelijk Planbureau, Den Haag/Bilthoven. CPB, MNP (2004) Four futures for energy markets and climate change, Centraal Planbureau en Milieu en Natuur Planbureau, Den Haag/Bilthoven. Fosgerau, Mogens & Kveiborg, Ole (2004) A Review of some critical assumptions in the relationship between economic activity and freight transport, International Journal of Transport Economics, Vol. XXXI, No 2. KiM
(2007)
Mobiliteitsbalans,
Ministerie
van
Verkeer
en
Waterstaat,
Kennisinstituut
voor
Mobiliteitsbeleid, Den Haag. McKinnon, Alan C. (2006) The Decoupling of Road Freight Transport and Economic Growth Trends in the UK: An Exploratory Analysis, Logistics Research Centre Heriot-Watt University, Edinburgh, United Kingdom. NEI, et al. (1999) REDEFINE, relationships between demand for freight transport and industrial effects, Final Report, Netherlands Economic Institute, Rotterdam. OECD (2002) Managing the fundamental drivers of Transport demand, Parijs.
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
J. K. Hensems, Ministerie Verkeer en Waterstaat
Discussiebijdrage bij: Panorama’s van de goederenmobiliteit in Nederland, door J.M. Francke. -
Prijzenswaardige analyse en decompositie van de goederenmobiliteit tussen 1995 en 2005. Dit vergroot inzicht in verklaring van ontwikkeling en samenstelling van de groei van productie, vervoersprestatie, verkeersprestatie, etc.
-
Als beleidsmedewerker wegvervoer heb ik vooral belangstelling voor de analyse van het vervoer over de weg. Met welke ontwikkeling van de verkeersprestatie moet ik in de diverse scenario’s rekening houden en hoe verhouden de verwachte ontwikkelingen zich tot de historische trends. Jammer genoeg is de doorkijk naar 2040 relatief beknopt van opzet (b.v. geen info over verkeersprestaties). Ook ontbreekt helaas een vergelijking met het in de Nota Mobiliteit gehanteerde EC-scenario.
-
Daarom richt ik me in deze discussiebijdrage vooral op de ontwikkelingen tussen 1995 en 2005. Mijn belangstelling gaat daarbij vooral uit naar de inschatting van de effecten van beleid op het terrein van goederenvervoer (verbetering van infrastructuur, stimulering van spoor en binnenvaart t.o.v. weg, stimulering van verbetering beladingsgraad, ….). Op welke punten zijn met het in de notitie beschreven analysekader hierover uitspraken te doen? Tot welke aanbevelingen zou dat kunnen leiden voor aangrijpingspunten voor toekomstig beleid?
-
In de alinea “het afgelopen decennium’ wordt vermeld dat de wederuitvoer met een factor 3 is toegenomen. In de verdere analyse wordt dat niet uitgewerkt of toegelicht. Hoe zit bijvoorbeeld in figuur 2.1 de wederuitvoer? Hoe is het verdeeld over de modaliteiten, welk aandeel heeft het in de verreden km’s over de weg?
-
Algemene vraag bij figuren 2.2 en 2.3 is de herkomst en robuustheid van de gepresenteerde cijfers. Welke grootheden zijn daadwerkelijk gemeten, welke zijn geschat en welke zijn een afgeleide of saldo? Welke cijfers zijn het hardst?
-
Figuur 2.2. verdient nadere toelichting. Enkele vragen. Wat is b.v. de definitie van oppakfactor? Wat is de relatie met de afgelegde afstand? Wat is de relatie tussen uitvoer van goederengewicht en vervoerd gewicht luchtvaart?
-
Ook bij figuur 2.3. heb ik vragen. Is het exclusief licht bestelverkeer (<3,5 ton)? Benutting vervoermiddel weg staat op +0,3% Ik begrijp dat dit een verslechtering is van de benutting. Wat zit hier precies achter? (lager gewicht/rit, relatief groter aandeel kleinere vrachtauto’s, groter aandeel lege ritten, afname soortelijk gewicht van lading, etc). Overigens, uit andere publicaties meen ik te weten dat verondersteld wordt dat in de toekomst juist een betere
benutting van vervoermiddelen over de weg wordt verwacht. In welke achterliggende elementen wordt een trendbreuk verwacht? -
De conclusies over benutting zijn voor binnenvaart en wegvervoer gelijk. Dat lijkt niet te sporen met de verschillende cijfers in figuur 2.3
-
Tabel 3.3. In de titel staat dat het gaat om ‘aangepaste’ scenario’s. Wat wordt daarmee bedoeld?
VISIBILITY PLATFORMS FOR ENHANCING SUPPLY CHAIN SECURITY : A CASE STUDY IN THE PORT OF ROTTERDAM
M.P.A. van Oosterhout, RSM Erasmus University A.W. Veenstra, RSM Erasmus University M.A.G. Meijer, TNO N. Popal, RSM Erasmus University J. van den Berg, Delft University of Technology
Abstract In this paper we describe how supply chain visibility platforms can be used to enhance supply chain security for maritime container transport. We use a three-step approach to define information needs for supply chain security. We map these information needs onto the current IT architecture and IT systems in the port of Rotterdam. This results into a gap analyses. We conclude the paper with a number of possible scenarios for the further development of supply chain visibility platforms. The paper is based on a field study conducted among 14 organizations in the port of Rotterdam in 2006 as part of the PROTECT research project. Keywords: Supply chain security, IT architecture, visibility platforms, port community systems.
Introduction Background In many supply chains world-wide, the parties are becoming aware that their increasingly complex supply chains also become vulnerable for attacks by terrorists and criminals. Some companies have a long record of measures against these threats, and others have just started to secure their supply chain in the wake of the recent terrorist attacks and the regulation that was issued as a result of these attacks. The focus of many of these regulations and measures are on air transport and on containerised transport. In port supply chains the initiatives to increase security focus on maritime transport and especially on securing container transport and port facilities locations or port areas in which transhipment of cargo takes place. The initiatives Customs-Trade Partnership Against Terrorism (C-TPAT), Container Security Initiative (CSI), Smart and Secure Trade lanes (SST) and various others have learned that secure supply chains can only be achieved by a combination of technology, clear rules and procedures and cooperation between companies and government. Obviously, the human factor always determines the ultimate success or failure of each security system (Verduijn and Becker, 2005). Requirements for supply chain security and the role of IT and Inter-Organization Systems (IOS) are studied within the project PROTECT. PROTECT is a Dutch research project (2005-2008) funded by the Dutch transport research fund TRANSUMO (http://protect.transumo.nl). Within PROTECT participate the Port of Rotterdam, Dutch Customs, the shippers branch organization EVO, Transport and Logistics Netherlands, Holland Distribution Council, Det Norske Veritas, RSM Erasmus University, TNO, Technical University Delft and Buck Consultants.
Objective and structure of paper The objective of this paper is to analyze the information needs for supply chain security, the role of supply chain visibility platforms and to develop migration scenarios towards a wider supply chain visibility for the port of Rotterdam. We start this paper with a definition of supply chain security. In our definition we include terrorism, smuggle and theft as possible threats to security. Next, we analyse the key areas of risk in the supply chain with regards to security. We distinguish between physical security risks and information security risks. Next, we describe possible measures to respond to these risks. We distinguish between preventive measures, detective measures and corrective measures. Next, we specify the requirements and information needs which result from these measures. These information needs were validated in a field research study in the port of Rotterdam by interviewing port managers from 14 companies. We map the information needs on the current IT architecture and IOS in the port of Rotterdam. This results into a gap analysis. The paper ends with a number of recommendations and possible scenarios to extend the current IT architecture and combine data from different IT systems to create a wider supply chain visibility platform, which enhances the overall level of supply chain security.
Supply Chain Security A secure supply chain is a supply chain where various measures have been taken to guarantee a
certain level of security. Security measures can be taken with regards to (a combination of) physical flows, information flows and/or money flows (Veenstra, 2005a). Besides protection against terrorist attacks we include counterfeiting smuggling and preventing theft as the main reasons for supply chain security.
Cargo Security Facilities Security
Physical Security
Information & ICT Security
HRM Security
Non Physical SUPPLY Security CHAIN SECURITY Business Network Mgt
Resilience Crisis Management & Disaster Recovery
corrective
preventive
Fig. 1 : Components of Supply Chain Security
Supply chain security is a wide concept, which entails both physical- and non physical security and preventive- versus more corrective measures. Examples of physical security and preventive measures are facilities security and security of cargo. Examples of non physical security and preventive measures are information security and security of personnel. One can also take another approach towards supply chain security, which implies organizing your supply chain in such a way, that in case a (security) emergency occurs, the supply chain quickly can recover into a state of normal operations. This area of research is resilience management and business network management (Sheffi, 2005).
Fig. 2 : Supply Chain Processes and security risks (Verduijn and Becker, 2005: 5)
In this paper we focus on improvement of cargo security and information security. However, we will keep the general term supply chain security in the remainder of the paper.
Security Risks in global supply chains Introduction Figure 2 provides an overview of a typical port supply chain with an export flow, ocean transport and an import flow. A number of possible areas of security risks are indicated. Security risks for specific supply chain nodes can be defined as a function of vulnerability for disruption of the supply chain and security controls or measures in place (Unisys, 2005). The largest security risks (or gaps) are found in those nodes or activities, where vulnerability for disruption is relatively high and security controls or measures in place are relatively low. For instance in barge transport, containers are loaded in such a way that it is not possible to open them during the transport itself. The barge operates on inland waterways, which means that containers are not easily accessible by unauthorized people. Vulnerability for disruption of the supply chain for transport of containers via barge therefore can be considered relatively low. In this paper we use the framework of Willis et al. (2004) to analyse supply chains that recognises three different layers (i.e. sets of activities): the first layer relates to physical activities, such as trans-
port and transhipment. The second layer is a layer of contracting or transaction activities that encompass all commercial relationships between parties in the chain. Finally, we include a governance layer, in which all governing bodies with their inspection and verification activities are included. Security risks in the physical layer In general container and goods in motion reduces security related risks. Based on previous research (Goedhart & Hulsebosch, 2001; DNV Consulting, 2005) and interviews with various supply chain parties (Popal, 2007) a number of key areas of potential security risk in the physical supply chain have been identified. The transport supply chain (cargo or mobile unit) can be used as a means to conceal and transport various explosives, incendiary devices or nuclear devices to a location where they are unloaded or detonated. Furthermore, the transport supply chain itself can be misused as a weapon (DNV Consulting, 2005). One of the most critical points in the supply chain is the point of stuffing and (relatively less important) the point of stripping of a container. This is the point where illegal goods can be placed into the container for smuggling or terrorist objectives. This can also be the point of sealing, but in many supply chains this point is at a later moment in the supply chain (e.g. on arrival at the sea terminal). The points of stuffing and consolidation and transhipment points are other points in the supply chain with a potential security related risk. Stops during inland transport, for instance of trucks at parking places, are also potential areas of risk. Finally the point of arrival at the end-user might pose a risk, e.g. in case of return loads in the same container. Special attention deserves the handling of empty containers, which receives relatively little attention with regards to supply chain security. There are hardly any security controls or measures in place at the empty container depots and in the transport of empty containers from depots to points of stuffing. Security risks in the transaction and governance layer Besides physical security risks in the logistics process, the transaction and governance layers contain a number of potential information security risks. These are more or less related to security of the information accompanying the logistical process. Information security risks are related to the CIA criteria confidentiality, integrity and availability described in the British standard 7799 (BS 7799-1:1999).
Confidentiality of data ensures that information is accessible only to those authorized to have access (authorization and authentication of the person who enters or modifies the data in the IOS). Integrity
of data safeguards the accuracy and completeness of information and processing methods. Data (values) can be different at different moments in time (e.g. the goods description sometimes differs, depending of the status of the process). When is it treated by supply chain parties as being correct? An important criterion in this respect is to make use of original data sources as much as possible.
Availability and timeliness of data ensures that authorized users have access to information and associated assets when required at the right moment in the supply chain. Access usually requires some sort of authentication, which can be something known (e.g. password), something possessed (e.g.
cargo card) or something unique (e.g. signature or biometric details) (Turban et al, 2006). Port supply chains are characterized by dependencies on (timeliness and integrity of) data from previous parties in the supply chain. A final requirement related to information security is non repudiation. Non-repudiation is the ability to limit parties from refuting that a legitimate transaction took place, usually by means of a signature (Turban, 2006). This means that it can be verified that the sender and the recipient were, in fact, the parties who claimed to send or receive the message, respectively. In other words, non-repudiation of
origin proves that data has been sent, and non-repudiation of delivery proves it has been received (Wikipedia, 2007). If a road operator has more detailed information regarding the contents of a container – which is not always the case – it can plan the safest route to its final destination and it can take preventive measures in case something happens to the container. However, the downside of increased transparency is that security relevant information can leak to unauthorized people, who can misuse this information for reasons of theft or conducting a terrorist attack. This stresses the importance of the CIA requirements to safeguard information security in the supply chain.
Security Measures & Requirements Security measures and requirements Based on risk assessments organizations should decide whether to focus on security measures to
reduce the probability of a certain risk and/or focus on supply chain resilience to reduce the consequences in case of a (security) emergency (Rice, 2006). Security measures can be taken within the different layers as defined by Willis et al (2004). Some examples are given in table 1.
Table 1 : Examples of security measures per layer (Veenstra, 2005a) Layer
Type of Measure
Examples
Governance
Legal/policy meas-
Laws, Incentives
ures Transaction
Organizational
Protocols & procedures,
Measures
structuring, HRM-policy
IT measures
authentication, VPN, encryption, chip card, biometrics
Physical
Physical measures
physical gates, camera’s, smart cards
Security measures can also be categorized by their timing. We distinguish between three types of possible measures: preventive measures, detective measures and corrective measures (ISO, 2005). An example of preventive measure is safeguarding the area where the containers (with high value products) are stored by putting gates, high fences and surveillance camera’s. This will make it more difficult for goods to be stolen from the containers. An example of a detective measure is the (nuclear) scanning of containers. By scanning the containers, a possible dangerous or illegal good that is inside the container is detected. This will prevent an incident to happen. Finally, if an incident has resulted in damage, security measures must be put in place to correct the damage and recover the damaged supply chain. These are the so-called corrective measures. An example of a corrective measure is the presence of a Crisis Management Plan (CMP). CMP can be different dependent on the type of damage. For example if an empty container is stolen, it will disrupt the SC process of the companies concerned. To recover this disruption, a new empty container must be brought in the SC and the search for the stolen container must be started.
Lee and Wolfe (2003) describe three generic requirements or measures from a security perspective for creating a secure freight system:
1. Assuring integrity of conveyance loading, documentation and sealing 2. Reduce risk of tampering in transit (with comprehensive monitoring of tampering and intrusion) 3. Provide accurate, complete and protected information about shipments to those who need it in a timely manner On the other hand, supply chain managers have four critical requirements from security processes (Lee and Wolfe, 2003):
1. Commit to processing and inspecting qualifying shipments in ways that permit highly reliable and predictable processing times 2. Protect all commercial information given to authorities 3. Harmonize and standardize security processes internationally 4. Security and anti-tampering practices should be by-products of excellent supply chain management practices.
The World Customs Organization (WCO), the International Organization for Standardization (ISO) and the European Commission are still in the middle of the process of defining the exact security needs and requirements. WCO and ISO define high level requirements which allow much flexibility in the way they are implemented. WCO and ISO do not clearly state what kind of security checks should be used and which information should be shared between supply chain partners. Some early results from EU-projects indicate that new EU-regulation may contain some rather specific measures that supply chains need to take up. Requirements from the US are most concrete and specified. CSI and WCO require all manifest information be electronically provided 24 hours before containers are loaded in to a vessel at foreign ports destined for US ports (Giermanski, 2007). Furthermore, more and more supply chain wide security is required from origin until destination (i.e. C-TPAT, Safe Port Act). Gradually, more guidance is provided in the development of functional requirements of supply chain security information systems. Importance of supply chain visibility Better visibility and control is the focal theme found in most of the measures and requirements to mitigate the security risks. Supply chain security risks can be reduced or eliminated by increasing the visibility of the supply chain, i.e. providing transparency with regards to (the status of) physical flows, information flows and money flows (Lee and Wolfe, 2003). The transparency of a supply chain increases when more, timely and especially quality information becomes available throughout the entire chain. Three types of information are relevant in this respect: Cargo information, Process information (Tracking & Tracing) and information about the integrity of the goods and cargo carrier. Supply chain visibility is a prerequisite for increasing supply chain security, but will also be the basis for various collateral benefits like increased logistics efficiency (Rice & Spayd, 2005). These benefits will be the trigger for supply chain parties to connect to chain wide visibility platforms. Visibility is important for the security of supply chains, because it may generate information that helps mitigating vulnerabilities. This requires a high level of information security, i.e., information that is correct and available if needed. Visibility across the chain can help to make early identification of sources of risk against which countermeasures have to be taken (prevention – e.g. on the basis of data-mining). It can also help early identification of disruptions (detection, sensing) and reveal impacts of measures and structural weak-
nesses, and thus vulnerabilities (see Sheffi, 2005). Detective measures are needed to track any abnormal changes or deviations from planning. In case something does happen, corrective measures (responding) are needed to make the supply chain resilient and bring it back in normal operations as quickly as possible. These ideas are also put forward by Christopher and Lee (2004), who discuss supply chain risk and improved supply chain confidence and Dove (2001), who presents the senseand respond organization and supply chain to respond to unforeseen events in an agile manner. Preventive and detective measures are part of the sensing phase, while detective and corrective measures are part of the responding phase (see Figure 3). Furthermore, learning should be incorporated to make security measures effective in the longer term.
Fig. 3 : Supply Chain Security Sense and Respond Model (adapted from Dove, 2001; Overby et al,
Sense enhancing knowledge reach
1 Observation
enhancing knowledge richness
2 Orientation
Learn 4 Action
enhancing process reach
3 Decision
enhancing process richness
Respond
Detective & Corrective measures
Learn
Preventice & detective measures
2006)
Information needs for implementing security measures Three PROTECT expert meetings were organized with representatives from Port Authorities, the Port Community System Port infolink and Customs Officers to analyze the measures and information needed to effectively implement measures for supply chain security. These sessions resulted into a set of nine information blocks, which are most important in relation to supply chain security. Specific data can be needed for preventive measures, detective measures or corrective measures (Popal, 2007). A field research study was conduced via in-depth interviews among 14 managers to validate the results from the expert meetings. The most urgent security measures which resulted from the field study led to nine key information blocks. summarized below.
The information blocks and the most relevant data elements are
1. Booking Information – this information block contains the initial (shipping line) booking ID, the B/L1 number and the container number(s) 2. Cargo information – this information block contains data elements relating to the cargo inside the container (for example the description of goods, cargo value and cargo weight) as well as the status of the cargo along the supply chain (planned versus realization of delivery among different points along the supply chain). 3. Nuclear detection – in this information block information about the nuclear scan of the container is contained. Every container that is transferred via the port of Rotterdam via rail or road is scanned for nuclear contents via detection ports through the main access roads or terminal gates. In the future this will be extended with a nuclear detection of barge containers, for which a new in-land terminal close to the Rotterdam port area will be developed. 4. X-Ray scan (container contents) – this information block contains information about the scanning or inspection of the container contents. Examples of data elements within this block are the container scan type and the container scan results. These scans and inspections include both X-ray scanning and physical inspection by Customs and Heath Authorities. 5. Container (status) – this information block contains data elements about the container itself, like the container number, owner, TARRA, seal (status). 6. Operator & location information – this information block contains information about the locations where the container was handled (e.g. point of stuffing, origin sea port, port of discharge) and the operators that handled a specific container (e.g. contact information and whether the operator is certified or not). For specific types of operators, information that is more detailed may be stored to meet specific information needs. 7. Seal – this information block contains data elements about the seal that is used for the container. Examples of possible data elements are the location of sealing, the seal type, seal status and the seal number. Furthermore, breaches should be recorded in (close to) real time with date, time and geographic location of the breach. 8. Certificate information – this information block contains data elements about the type of certificate, the issuing party, the duration of validity. 9. Personnel – this information block contains information about the personnel that handled the containers or opened the container during transport. This information includes personal (biometric) details, the organization for which the person is working and access rights to physical locations and/or IT systems. The key information blocks, their interrelationships and data elements are shown in the entity relationship diagram in figure 4. The information blocks are denoted by the rectangles and the relationships are represented by the diamond shapes. For every relationship, the granularity is defined. The 1 Bill of Lading – Official legal document representing ownership of cargo, a negotiable document to receive cargo, and the contract for cargo between the shipper and the carrier (Rila, 2007).
information blocks and the associated data elements represent the maximum of the information needs that the actors in the supply chain combined might have in the (near) future.
Current information architecture for Supply Chain Security Introduction Information Technology (IT) in general and Supply chain visibility platforms (SCVP) in specific are important elements in various security initiatives that have been presented in the maritime and especially the container industry. SCVP can be used to integrate information from the physical layer, the transaction layer and the governance layer to enhance supply chain visibility, which is the basis for supply chain security. In this section we describe the current IT systems in the port of Rotterdam, the IT technologies and platforms used to respond to security requirements and a further specification of the components of supply chain visibility platforms. Current IT systems in the port of Rotterdam We distinguish four categories of IT systems in the maritime transport supply chain. Table 2 provides an overview of these systems.
X
Transaction
X
Physical
Geographic
Regional/
National
Focus
National
(port) EU (Customs)
Business
X
Integrity
Authority
Governance
Container
Layer
Community
Table 2 : Comparison different IT systems
X
X
X
X
Global
Local/ Global
We will now shortly describe the four types of IT systems: 1. Community systems. This group can be divided into closed community systems (aimed at or representing a specific user group, like the booking system INTTRA) and open / neutral community systems. The neutral community systems are used by the companies and the regulatory authorities to exchange information. These systems act as an information broker between the different actors and fulfil the following functions: information aggregation, conversion and relay. An example of a neutral or open community system is Port infolink, the Port Community System (PCS) of the port of Rotterdam. This platform adds value to the business parties enabling them to exchange information more efficiently. The PCS uses a centralized information model, where data is stored centrally and made available to all parties who have access to the information. Another example is the PortKey / Cargo Card system, storing personnel (authentication) data (e.g. from truck drivers). 2. Authority systems. In these IT systems much information resides that can be considered security relevant. Parts of this information are shared between the different regulatory authorities, but are not made available to the companies. When the regulatory authorities do communicate with the companies, this is often on a bilateral basis. Important information that resides within the authorities’ systems is (nuclear) scanning information and information about physical inspection of the (contents of a) container. Customs systems are fed by pre-arrival manifest information, which is used for risk analyses and data-mining purposes. 3. Container Integrity Systems. Examples of such systems are CommerceGuard and Savi Networks. These systems supply information about the integrity of the container during transport. An RFID reader infrastructure is used that communicates with devices attached to the container to check the integrity of the container. In the most basic form, these devices measure if the container was opened, but more advanced measuring instruments can be added. Measuring light intensity, humidity and temperature are several of the many possibilities when using these extra modules. The RFID-reader infrastructure uses point-to-point monitoring of the container integrity devices. Besides point-to-points based infrastructures, also real-time monitoring integrity systems are deployed in the market (e.g. IBM, Impeva Labs), based on a combination of e-seals and GPS communication. Most Container Integrity Systems store the integrity data in a centralized system, which can be accessed by the customers or by authorities (on request). Some systems are developed using a distributed data model, based on a service oriented architecture (IBM, 2006a, 2006b). 4. Business systems. Information systems of individual companies, like terminal systems, shipping line systems. Security requirements and IT technologies used Table 3 presents the key security requirements and measures as discussed in section 4.1 and the IT
technologies and systems used to operationalize these measures. Supply chain wide visibility platforms (SCVP) are based on a combination of these technologies and IT systems.
Table 3 : Security requirements and IT technologies
Security requirement
Layer
IT technologies used
1.Assuring integrity of convey-
Physical
•
ance loading, documentation and sealing
Container Integrity Systems (which
Transaction
combine
electronic
container seal technologies, Global Positioning Systems, RFID
reader
infrastructure
and a centralized or distributed IOS architecture) •
Anti tampering Devices
•
Tracking & Tracing systems (Wireless communication and GPS)
•
Videos loading process
•
Gamma & X Ray devices
comprehensive
•
Radiation & Detection devices
monitoring of tampering and
•
Route planning systems
•
Authorization & Authentica-
2. Reduce risk of tampering in transit
(with
Physical
intrusion)
Transaction
3.Provide accurate, complete
Transaction
and
protected
information
tion via smart cards with
about shipments to those who
biometric identification details
need it in a timely manner
•
Information brokers i.e. Port Community Systems (PCS)
4.Overall
Governance
•
Alerts (e.g. SMS, mobile)
•
Container Integrity Systems
•
Advanced data analysis via
improvement of risk
data-mining and risk assess-
assessment
ment technologies •
Combining
and
comparing
(meta)data which are transferred e.g. via the PCS •
Smart agent technologies
Components of Supply chain security platforms Supply chain visibility platforms (SCVP) consists of three important components (Veenstra et al, 2005). SCVP facilitate data capture of the physical processes in the logistics by means of technologies such as RFID tags, electronic seals or anti-tampering devices that collect information opening and closing containers, movement, stand still, entering and existing gates with dates, times, and personal authorizations. This information in itself is not sufficient to make the supply chain more secure. In fact, its only information value is that it records what actually physically happened. To use this information from a security point of view, one would have to know what was expected to happen. This information might contain data on the times that the cargo should be moving, times that is should be stationary, times that it is being inspected, times that it should have arrived at some location, exact weight and description of the cargo, optimal cargo conditions and so on. Matching these expectations with what actually happened will result in the type of insight that is required for securing the chain. Deviations from the expected will raise alerts that need to be followed up by immediate actions. Progress that closely follows the expected raises the confidence in the security of the flow of goods. Thirdly, SCVP should facilitate the exchange of other security relevant information, such as nuclear and X-Ray scan images and results of physical inspections.
Gap analysis
Based on the information need specified by the different stakeholders in the port supply chain (section 5), we conducted a mapping on the existing data in the various IT systems in the port of Rotterdam (section 6). This results in a gap analyses (information need versus information availability). In figure 4 it shows that a lot of security relevant information is available at supply chain actors and in electronic format, however in different IT systems and sometimes the same information can be found in different systems. Currently, some data elements are not available or not stored at all. These relate mainly to data blocks 3 (nuclear scan) and 8 (certificate information). A first glance on the gap analysis and ERD in figure 4 shows that complete visibility might be created by combining local information from supply chain actors, port community systems, nuclear detection infrastructure and authority systems (e.g. Customs) with the information available in global Container Integrity Platforms (e.g. Savi, CommerceGuard/GE and IBM) and global Cargo Booking platforms (e.g. GT Nexus, INTTRA).
Fig. 4 : ERD of information blocks and coverage (in width) in Port of Rotterdam IT systems
cargo description cargo quality cargo cargo check certificate weight cargo value
nscan time n-scan ID xray-scan xray-scan location type xray-scan time xray-scan ID
nscan results
dangerous goods description dangerous goods code country orig/dest country departure
Delivery planned
consignor
2. Cargo nscan location
consignee nscan type
3. Nuclear Scan
Delivery realized
Booking number
intrusion
xray-scan results
light changes container integrity temperature nscan changes results gas seal description gas type gassing description clean
1. Booking
4. X-Ray Scan
5a. Container Status
seal nr
empty
seal type
7. Seal
seal status
seal location
seal integrity sealed by
certificate ID certificate type certificate issuer
xray-scan results
inspected
5. Container
seal timing
6. Operator
certificate validity
certificate details personell ID
9. Personell
personell NAW personell Org.
personell
personell gender
access rights personell Internal screening
container ID container owner RFID tag
operator ID
operator name operator address operator operator chambre VAT nr commerce
8. Certificate
damaged
ISO code
TARRA
Legend
Port Community System Container Integrity Systems (CIS) Portkey / cargo card system
business
Besides the gap analysis we made an analysis on the coverage in various IT systems in the Port of Rotterdam community (see Figure 5). With coverage we distinguish between coverage in width (number of different data-elements which are in the IT system) and coverage in depth (number of containers which are in the IT system that are shipped via the port of Rotterdam). Figure 5 shows the PCS in itself already contains 72% of the number of different data elements relevant for supply chain security, while also providing sufficient depth coverage for most of the data-elements (close to 100%). A coverage (in width) of about 80% of all relevant data elements can be achieved by combining data from the PCS, the Container Integrity Systems (CIS) and Customs authority systems (Meijer, 2007). However, the coverage in depth of CIS so far is very limited, as is shown in figure 5. Only a few high value containers are equipped with the relatively expensive security devices and e-seals. The introduction of the WCO bold seal, as a cheap alternative to ensure container integrity, will boost the number of containers equipped with such a seal – however with a limited set of data elements from informa tion block 7.
Fig. 5 : Coverage security relevant data in Port of Rotterdam IT systems
Width (number of different data elements) 0%
25 %
50 %
75 %
100 %
Container Integrity Systems
25 %
Depth (number of containers which are shipped via the port of Rotterdam)
Port Key
Customs systems
50 %
75 %
Port Community System
100 %
Ultimately, from a supply chain security perspective, coverage of security relevant data elements by combining data from different IT systems of 100% (in width and depth) would be favourable. However, achieving 100% coverage will be a very difficult challenge, given the number of parties involved, the limited readiness to share data and the complexity of a typical port supply chain. We expect that increased information visibility only can be achieved, if organizations can achieve business benefits from sharing security related data.
Therefore, a selection should be made of the most relevant data elements on the one hand (which can lead to business benefits and enhance supply chain security), while scenarios should be developed for the migration of different IT systems to combine into a broader visibility platform, covering the most relevant supply chain security data elements (to achieve coverage in width and depth). In section 8 we will elaborate on a number of possible scenarios.
Scenarios and IT architecture for supply chain visibility Introduction To make recommendations for the future information architecture for supply chain security, different scenarios for the need for security relevant information are analysed. These scenarios vary in the degree of market and government driver. Before 9/11 both drivers were relatively low. Since then and currently the government driver is relatively high, while the market driver is still relatively low. We expect three possible scenarios. In scenario 1 the government driver remains relatively high and the market driver for exchanging security relevant information remains relatively low. In this scenario the information architecture will change only marginally with limited costs in order for the system to be acceptable to the parties that use the system. In scenario 2 the government driver becomes even stronger. A lot of new regulations require extra information to be exchanged. In this scenario busi-
nesses find some benefits, but the business driver remains relatively medium to low. In scenario 3 both the business and government drivers are high. We expect this scenario, in case there are sufficient (logistics) effects and benefits for the various stakeholders in the supply chain, while supply chain security is seen as by-product of excellent supply chain management practices (Lee and Wolfe, 2003). In this scenario the system can change more radically and can be more complex. The users of the system will invest more time, effort and money in the system, because of the high perceived value of security relevant information. Figure 6 describes the three possible scenarios.
Fig. 6 : Drivers of Supply Chain Security and possible future scenarios Business Driver Low Governement Driver Low High
Current
High Scenario 2
Scenario 1
Pre 9/11
Scenario 3
not plausible
Information brokers like the PCS Port infolink in Rotterdam play an important (regional) role in all three scenarios. They provide connectivity, conversion services, aggregation and re-usage of data. Given their central – and in most cases neutral - position as information node in the transaction layer, they are an excellent candidate to provide the backbone and coverage in width and depth of the dataelements which make up supply chain wide visibility platforms. Besides data from the transaction layer, PCS can provide security profiles and business performance management information up to the level of individual containers, to provide insight in security relevant information and present visibility information to responsible parties and authorities. A next step is to connect the PCS to information from the physical layer. Discussion of the scenarios In the first scenario, where the drive for exchanging security relevant information is low compared to the current situation, only the most important data elements are exchanged. For the information security architecture, most security relevant information is already available in the PCS. Important new information elements that have to be added are the operator certificate details (from the Customs authority systems) and container integrity information (from the CISs). Linking these systems to the PCS will ensure that a high degree of coverage in width can be reached. This scenario is not very
likely, given all the requirements and increasing government legislation on supply chain security. In scenario 2 the government driver becomes even more pressing than currently, while businesses still perceive limited benefits and therefore have a low business driver. In this scenario the information requirements – especially from Customs – causes the overall information requirements to increase significantly. It is shown in Meijer (2007) that by linking the PCS, the CISs and the authority systems coverage of the security relevant information can be reached only to a certain degree. To achieve a greater coverage the companies active in the supply chain have to gather and exchange additional information. The companies can be enforced to exchange this additional information or they can be positively motivated via advantages offered by the regulatory authorities (for instance offering green trade lanes and reduced checks). Information brokers can play an important role in the exchange of the additional information between the transaction layer and the governance layer. Finally, in scenario 3, both the market and the government have a large incentive to exchange security relevant information. In this scenario the information needs from the actors in the supply chain are the most extensive. A larger proportion of the information required is only available in individual business systems or has to be gathered by the companies themselves. Because of the large market driver and the increased value of security relevant information companies can become hesitant to share information for competitive purposes. Having certain information can provide a competitive advantage. In this scenario information brokers co-exist with a more distributed approach. In a distributed architecture access rights can be managed locally which puts the control over the information more into the hands of the organization owning the information. Furthermore, the growth of container transport and the number of data elements exchanged between the companies and the regulatory authorities will effectuate a more distributed architecture. However, this poses many constraints on the level of ICT sophistication, and therefore is mainly interesting for larger companies.
Fig. 7 : Possible future IT architecture for Supply Chain Security in Port of Rotterdam
IT architecture for supply chain visibility We expect scenario 2 to be most probable in the short term. Governments (Customs, Port Authorities) increasingly require more security relevant information, while companies are not (yet) aware of the business benefits increased supply chain visibility can bring. In the longer term we expect a move towards scenario 3. A possible future IT architecture for supply chain security in scenario 2 for the port of Rotterdam is shown in figure 7. In this architecture the PCS, different Container Integrity Systems and authority systems are linked. The architecture will probably be a combination of a centralized data model (sharing of data via a broker) and a distributed data model (authorizing access to authorized users on distributed databases i.e. a Service Oriented Architecture).
Conclusions and recommendations Summary and conclusions Supply chain security is an important topic for shippers, operators and authorities. In the field of supply chain security physical and non-physical measures can be taken to reduce or prevent these threats. Better visibility and control is the focal theme found in most of the measures and requirements. The largest security risks (or gaps) are found in those nodes or activities in the supply chain, where
vulnerability for disruption is relatively high and security controls or measures in place are relatively low. The largest security risks are the point of stuffing and stripping of the container, the transhipment processes and the stops during in-land transport. Furthermore, a currently underexposed process where breaches of security can occur is the handling of empty containers, since there are hardly any security controls or measures in place at the empty container depots and in the transport of empty containers from depots to points of stuffing. Taking measures that especially help counter threats in these processes will make the supply chain more secure and will protect both human and economic entities. Information needs that correspond with these risks can be summarized by the following categories of information elements: booking, cargo, nuclear detection, X-ray scan, container (status), operator and location, seal, certificate and personnel information. For each of the information blocks the total information requirement and importance was identified and mapped on the current information availability in the IT systems that are used in the port of Rotterdam. Currently the information resides within 4 main categories of systems: community systems, authority systems, container integrity systems and internal business systems. A lot of information is available in electronic format; however the various systems differ in coverage with regards to width (type of data elements) and depth (coverage of the total container flows). Three scenarios were defined towards the development of a wider supply chain visibility platform for the port of Rotterdam. The scenarios differ in the degree of market and government driver and ultimately define the number of information elements exchanged between the different supply chain actors. The scenario which has the highest probability in the short term is the scenario where governments (Customs, Port Authorities) require more and more security relevant information, while companies are not (yet) aware of the business benefits increased supply chain visibility can bring. In the longer term we expect a move towards a scenario where both the market and the government have a large incentive to exchange security relevant information – each with their own objective. The IT architecture for such a supply chain visibility platform supporting these scenarios will be developed in a number of steps. The first step is to link the PCS, different Container Integrity Systems and the authority systems and share data – to provide for a wider coverage of the total data set needed for supply chain security. In the future, this centralized data model will be supplemented with a more distributed data model (where authorized users get access to distributed databases i.e. a Service Oriented Architecture).
Recommendations for further research Although the research so far has resulted in a number of interesting management insights and research results, there are a number of open issues from a business perspective and directions for further research. From an organizational point of view more research is needed on the adoption factors and implementation process of IOS aimed at increasing supply chain visibility. To enhance adoption and usage, more analysis is needed and measurement tools need to be developed on costs, benefits and (logistics) effects of such platforms. This research can build upon the work of Lee & Whang (2003) and Rice & Spayd (2005). This research can be the basis for the development of new incentive and business models. There is a contradiction in the way supply chain security is dealt with at the moment. One the one hand there is the trust based paradigm (certificates and trusted parties, e.g. AEO). On the other hand there is the control and monitoring paradigm (increased controls via (100%) scanning, eSeals etc). What is the exact position of both paradigms in enhancing supply chain security? What are new concepts for trust and control - based on information transparency? And how can existing processes and procedures be redesigned to optimally make use of the supply chain visibility platforms? Previous research has shown that increased network horizon (or increased supply chain visibility) has positive effects on network (or supply chain) performance (van Liere, 2007). However, our research shows there are different perspectives towards network horizon – from an (information) security perspective increased network horizon might lead to higher security risks and lower network performance. This new perspective on network horizon requires further empirical research. With regards to supply chain visibility platforms more research is needed on the exact scope and the type of services. We expect a trend from tracking & tracing of containers to tracking & tracing of individual cargo units. Tracking & tracing is merging to a sensing and pacing concept throughout the complete supply chain. From a technical point of view this means more research and pilots are needed to couple centralized architectures and IOS with decentralized architectures and devices into the physical layer.
Acknowledgements The authors acknowledge the funding from the BSIK Transumo project. We are grateful for the contributions from the partners in PROTECT, especially we would like to mention Iwan van der Wolf (Port infolink). Furthermore, we would like to thank the organizations which cooperated in the field research and the colleagues from the department of Decision and Information Sciences of the RSM Erasmus University, who provided constructive feedback on previous versions of this paper.
References BS 7799-1:1999 (1999), “Information security management - Part 1: Code of practice for information security management”, BSI/DISC Committee BDD/2. Christopher, M. , Lee, H. (2004), “Mitigating supply chain risk through improved confidence”, International Journal of Physical Distribution and Logistics Management, Vol. 34, No 5, pp 388-396. Dove, R. (2001), “Response ability: the language, structure and culture of the agile enterprise”, John Wiley & Sons. DNV Consulting, (2005), “Study on the impacts of possible European legislation to improve transport security”, Report for the European Commission DG TREN. Giermanski, J. (2007), “Is it safe?”, Cargo Security International, Vol. February/March 2007. Goedhart, E.J. & Hulsebosch, B., (2001), “Risk Analysis of Container Import Processes”, Virtuele Haven Project report. IBM (2006a), http://www.ibm.com/news/nl/nl/2006/10/nl_nl_news_20061025a.html (Accessed on: 2007-04-24). IBM
(2006b),
http://www.nesdis.noaa.gov/space/library/workshops/2006-01-25/beckner.pdf
(Ac-
cessed on: 2007-04-24). Lee, H. ,Wolfe, M. (2003), “Supply Chain Security Without Tears”, Supply Chain Management Review, Vol. January/February 2003. Lee, H., Whang, S. (2003), “Higher Supply Chain Security with Lower Cost: Lessons from Total Quality Management”, GSB Research Paper No. 1824, October 2003. Meijer, M., (2007), “Supply Chain Security in Container Transport – Recommendations for an IT architecture for Supply Chain Security”, PROTECT report. Overby, E. Bharadwaj, A. , Sambamurthy, V. (2006), “Enterprise agility and the enabling role of information technology”. European Journal of Information Systems Vol 15 No 2. Popal, N. (2007), “Supply Chain Security in Container Transport – Information Needs”, PROTECT report. Rice, J.B.,Spayd, P.W. (2005),“ Investing in Supply Chain Security: Collateral Benefits:, IBM Centre for the business of the government, http://www.businessofgovernment.org/ accessed on 21-2-2007. Rice, J.B. (2006), “Supply Chain Response to Disruption: Advantage through Resilience and Security”, Presentation at Cross-Border International Industry Conference on Supply Chain Security Management, SCSM2006, Montreux / Vevey, Switzerland. Rila (2007), http://rila.interactive.biz/scs_glossary.htm (Accessed on: 2007-01-12). Sheffi, Y (2005), “The Resilient Enterprise – overcoming vulnerability for competitive advantage”, Cambridge: The MIT Press. Turban, E., King, D., Viehland, D., Lee, J. (2006)„ „Electronic Commerce 2006: a managerial perspective“, Pearson Prentice Hall, New Yersey.
Unisys (2005), “Secure Commerce Roadmap Whitepaper”. Van Liere (2007), “Network Horizon and the Dynamics of Network Positions”, PhD Thesis Erasmus Research Institute of Management. Veenstra, A.W., Becker, J.F.F., Vrijenhoek, N. (2005), “Secure global supply chains: Towards a theoretical framework”, PROTECT paper. Veenstra, A.W. (2005a), “Supply chain security Definitions, PROTECT report D1.2”, RSM Erasmus University Rotterdam. Verduijn, T., Becker, J. (2005), “IT tools for security”, PROTECT report. Wikipedia (2007), http://en.wikipedia.org/wiki/Non-repudiation, accessed on 21-2-2007. Willis, H.H. & Ortiz, D.S. (2004), Evaluating the Security of the Global Containerized Supply Chain, TR214, RAND Corporation.
RESILIENCE : ZORG DAT JE KUNT GENEZEN WAT JE NIET KUNT VOORKOMEN
B.R.H. Lammers, TNO Business Unit Mobiliteit en Logistiek P.L.C. Eijkelenbergh, TNO Business Unit Mobiliteit en Logistiek X. Li, RSM Erasmus Universiteit
Samenvatting
Supply chains worden complexer en kwetsbaarder door uitbesteding, globalisering, langere ketens en enorme focus op efficiency. Er is op dit moment in Nederland veel aandacht voor het voorkomen van verstoringen in logistieke ketens via security (bijv. terrorismebestrijding en diefstalpreventie), maar er is minder aandacht voor het beperken van de schade nadat een verstoring heeft plaatsgevonden (resilience). Ons onderzoek richt zich op resilience in Nederland. We onderzoeken met welke verstoringen Nederlandse bedrijven te maken kregen, tot welke schade dit leidde en wat ze deden om te herstellen. Tevens laten we zien welke internationale theorie bestaat op het vlak van resilience en we ontwerpen op basis hiervan zelf een reslience-framework en stappenplan om te verbeteren. Deze gaan we toetsen samen met bedrijven. Ons onderzoek loopt op dit moment nog. Dit artikel geeft een tussenstand en alvast enkele resultaten.
Inleiding
Uitbesteding van bedrijfsactiviteiten die geen directe waarde toevoegen, globalisering en de onvoorspelbaarheid van de markt maken logistieke netwerken steeds complexer en kwetsbaarder. Bovendien is de kwetsbaarheid van logistieke netwerken toegenomen als gevolg van langere en efficiëntere supply chains, waardoor de kleinste verstoring het gehele proces lam kan leggen. Dit kan leiden tot omzetverlies, doordat klanten orders terugtrekken of doordat servicegraden niet meer behaald worden. Op de lange termijn kan dit zelfs leiden tot imagoschade of verlies van het marktaandeel. Hoewel vele risico’s binnen de supply chain afstammen van de externe omgeving, zoals aanslagen, oorlogen, epidemieën of aardbevingen, is er een groeiend bewijs dat de gevolgen ervan vooral te wijten zijn aan de structuur van het logistieke netwerk zelf. Dat kunnen managers wel degelijk beïnvloeden.
Om ervoor te zorgen dat een bedrijf door kan blijven produceren of distribueren na een onverwachte hapering in de logistieke keten, is het belangrijk dat de supply chain resilient is.
Resilience wordt hier gedefinieerd als: ‘de vaardigheid van bedrijven of logistieke ketens om schade na verstoringen te beperken en snel weer terug te keren naar de gewenste situatie’
Het zorgt er dus voor dat de organisatie kan genezen van wat niet voorkomen kon worden. In dit artikel is er bewust voor gekozen de Engelstalige term resilience te hanteren, en er geen Nederlandse voor te gebruiken. Op deze manier hopen we begripsverwarring die mogelijk kan bestaan, te beperken. De term resilience komt overigens uit de materiaalkunde waar het betekent: in staat snel terug te keren in de originele staat of positie na te zijn gebogen, gedraaid of uitgerekt.
Scope en doel onderzoek TNO Dit artikel gaat dieper in op het lopende TNO onderzoek op het gebied van resilient supply chain management. Bij TNO loopt een breed onderzoek naar resilience, een deel hiervan wordt uitgevoerd in het kader van het TRANSUMO project PROTECT. Hierbij wordt samengewerkt met de RSM Erasmus Universiteit en met belangenorganisaties EVO, NDL en TLN. PROTECT focust zich hoofdzakelijk op het verkleinen van de kans dat zich verstoringen voordoen, door terrorismebestrijding of diefstalpreventie, ookwel aangeduid met de term Security. Resilience onderscheidt zich van het vakgebied security doordat het voornamelijk probeert de gevolgen te beperken als verstoringen zich tòch hebben voorgedaan. Beiden zijn nuttig om risico’s te beperken en moeten dan ook gezien worden als aanvullend op elkaar:
Risico = kans * gevolg
Risicoreductie = security * resilience
Security probeert vóóraf de kans te verkleinen dat problemen zich voordoen. Met Resilience probeert men dus van tevoren een strategie te ontwikkelen die ná de verstoring leidt tot beperking van de schade. Zie ook figuur 1.
Figuur 1 : Security en resilience vullen elkaar aan
Drivers of supply chain disruptions • Competitiv environment • Increased complexity • Outsourcing and partnerships • Single sourcing • Limited buffers • Focus on efficiency • Over-concentration of
What could happen?
Security
• • • • • • • • •
Natural disasters, weather Strikes Terrorism, war Product defects Equipment breakdowns Transit / customs delays Supplier bankruptcy Instable politics Economy recession
What are the possible consequences to companies?
Resilien ce
• • • • • • • •
Drop in return on sales Drop in operating income Drop in return on assets Drop in shareholder value Drop in stock price Growth on inventories Growth in cost Lower sales growth
We kijken vanuit het perspectief van de rol van Nederlandse bedrijven die goederenstromen genereren, uitvoeren en beheersen in nationale en internationale ketens: verladers en logistieke dienstverleners. We kijken niet naar facilitaire bedrijven die vitale infrastructuur leveren (zoals wegen, IT, water- en stroomvoorziening). Overigens is hun rol (zo zal blijken) essentieel en zijn er snijvlakken. Toch vallen de ‘faciltaire’ bedrijven buiten de scope van het lopende TNO onderzoek.
Theorie en onderzoek
In dit hoofdstuk gaan we wat dieper in op de bestaande theorie rondom resilience, en de theorie die we met dit onderzoek ontwikkelen en gaan toetsen. We geven een aantal voorbeelden van gebeurtenissen uit het Nederlandse bedrijfsleven, om de theorie te verlevendigen. Deze voorbeelden komen uit gesprekken en enquêtes in ons onderzoek. Omdat dit onderzoek nog loopt, hebben wij niet alle gegevens ontvangen en/of geanalyseerd en kunnen we nog geen vergaande conclusies trekken.
Drivers voor verstoringen in supply chains Bijna elk verhaal begint met de woorden ‘de wereld verandert in snel tempo’. Dat is niet origineel, maar wel ontzettend waar. De laatste tijd zijn er verschillende ontwikkelingen geweest die effect hebben op de kans en mate waarin verstoringen zich voor kunnen doen. Hendricks en Singhal (2005)
hebben onderzoek gedaan naar 885 voorgevallen verstoringen. Ze focussen zich daarbij vooral op de financiële gevolgen, zoals winsten en aandelenkoersen. Zij benoemen een aantal ontwikkelingen in ketens die de kansen op verstoringen vergroten:
Concurrerende omgeving Door toenemende concurrentie is de druk groot aan een variërende vraag tegemoet te komen. Een mismatch tussen vraag en aanbod is vaak niet te voorkomen.
Toenemende complexiteit Toenemende complexiteit kan leiden tot afnemende beheersbaarheid. Lagere beheersbaarheid vergroot de kans op verstoringen, maar bij complexe ketenprocessen zullen tevens de gevolgen groter zijn en is het lastiger te herstellen.
Uitbesteding en samenwerking Meer uitbesteding en/of samenwerking leidt tot meer onderlinge afhankelijkheid. Dit betekent dat een verstoring op één plek in de keten, sneller doorwerkt in de rest van de keten.
Single sourcing Om aandacht en tijd voor het managen van de supplier base te reduceren - maar belangrijker, om een goede inkoopprijs voor een ingekocht product te kunnen krijgen - kozen veel bedrijven voor single supplier-strategie. Dit maakte hen afhankelijker van één partij en gevoeliger voor wanprestaties door desbetreffende leverancier.
Beperkte buffers Het reduceren van voorraden of overcapaciteit leidt tot kostenverlaging. Het levert op korte termijn geld op, maar vermindert de ruimte om fouten te maken en vergroot de schade in geval van fouten.
Focus op efficiency Te sterke focus op efficiency leidt er vaak toe dat er onvoldoende aandacht is voor verstoringen. Van die verstoringen is namelijk niet zeker of ze zich voordoen, maar de baten (lagere kosten) zijn wel direct voelbaar in de praktijk. Dat een lage mate van resilience juist op langere termijn leidt tot enorme kostenverhoging en servicegraadverslechtering wordt nauwelijks beseft.
Overconcentratie van locaties In de race naar schaalvergroting, volumekorting en lagere transactiekosten hebben bedrijven hun activiteiten teveel geografisch gebundeld. Dit vergroot de kwetsbaarheid, omdat de gevolgen van een verstoring enorm kunnen zijn bij het ontbreken van alternatieven en uitwijkmogelijkheden.
Bovenstaande factoren leiden dus tot een afnemende mate van resilience.
Typen verstoringen Bedrijven hebben te maken met vele soorten verstoringen in hun supply chain. De belangrijkste verstoringen in supply chains zijn hieronder opgesomd. Er kan hierbij een onderscheid gemaakt worden naar gebeurtenissen binnen de bedrijfscontext en die in ketenperspectief. In de meeste
gevallen betreft het hier de directe aanleiding die leidt tot een verstoring. We hebben ook proberen aan te geven of er verschillen zijn tussen verladers (industrie en handel) en logistieke dienstverleners. De precieze verschillen zullen duidelijker worden als we alle resultaten van de enquête hebben geanalyseerd.
Tabel 1 : Voorbeelden van verstoringen in de supply chain Gebeurtenissen -
Gebeurtenissen - ketenperspectief
bedrijfscontext Algemeen
1. Verlies van essentiële bedrijfsdata 2. Grootschalige problemen
1. Terrorismedreiging 2. Verstoringen door klimatologische omstandigheden (bijv. aardbeving,
met ICT (bijv. werking ERP-
ernstige sneeuwval, orkanen,
pakket)
overstromingen) in gebieden waar
3. Grootschalige brand
toeleverancier / belangrijke klant
4. Bedrijfsstakingen
opereert
5. Grootschalige diefstal 6. Niet beschikbaar zijn van vervoer op het moment dat dit essentieel is 7. Problemen met het vinden van geschikte nieuwe medewerkers 8. Grootschalige elektriciteitsstoringen
3. Verstoringen door burgeroorlog in gebied waar toeleverancier / belangrijke klant opereert 4. Faillissement toeleverancier / belangrijke klant 5. Juridische problemen met toeleverancier / belangrijke klant 6. Stakingen bij toeleverancier / belangrijke klant 7. Grootschalige brand bij toeleverancier / belangrijke klant
Verladers
1. Grootschalige technische storing binnen eigen productie 2. Foutieve vraag- en productievoorspelling
1. Verstoringen door fusies en overnames bij toeleveranciers 2. Technische problemen bij toeleveranciers 3. Onvoldoende (productie)capaciteit bij toeleveranciers om marktvraag op te vangen 4. Politieke instabiliteit in gebieden waar toeleverancier actief is 5. Verscherpte wet- en regelgeving in gebieden waar toeleverancier gevestigd is
Vervoerders
1. Wegblokkades (bijv. Frankrijk) en infrastructurele problemen (bij. brand in eurotunnel en in Alpentunnels) 2. Verscherpte wet- en regelgeving in gebieden waar belangrijke klant actief is 3. plotselinge grote veranderingen in te vervoeren hoeveelheden of bestemmingen 4. switchen logistieke dienstverlener door grote klant
Impact van verstoringen In deze paragraaf gaan we wat dieper in op de vraag wat nou eigenlijk precies de gevolgen zijn van die verstoringen en hoe groot de impact van deze gevolgen is. Na een verstoring moet alles op alles worden gezet om terug te keren naar de oorspronkelijke situatie, en dat gaat niet zomaar. Het vereist een flinke inspanning. Ook nadat logistiek gezien alles is hersteld en de klant de kwaliteit ontvangt die hij gewend was, kan er nog steeds schade zijn. Bijvoorbeeld in de vorm van imagoschade, waardoor de omzet lager wordt, rendementen achterblijven en aandelenkoersen dalen.
Voorbeeld uit lopend TNO-onderzoek, elektronicaproducent ‘Als gevolg van een staking in containeroverslag in 2006 kwamen onze containers niet op tijd beschikbaar om verkocht te worden in een specifieke maand. Dit leidde tot lagere omzet en tot minder goede financiële resultaten.’
Sheffi en Rice (2005) gebruiken onderstaande figuur om in de tijd te laten zien hoe het prestatieniveau wegzakt en later weer beter wordt. Hierin worden ook de verschillende fasen getoond. Eerst is er (eventueel) een voorbereiding op eventuele verstoringen, dan vindt de verstoring plaats. Daarna is er een eerste reactie om de grootste problemen op te lossen en de basisprocessen weer aan de gang te krijgen. Ook kan er sprake zijn van vertraagde impact na het moment van verstoring en hierna wordt de maximale schade bereikt. Dan is de voorbereiding voor structureel herstel al begonnen, wordt het herstel uitgevoerd en klimt het bedrijf langzaam uit het dal.
Figuur 2 : Impact van logistieke verstoringen op prestatieniveau van bedrijven
Bron: Sheffi en Rice, MIT sloan management review, fall 2005.
Voorbeeld uit lopend TNO-onderzoek, fabrikant levensmiddelen ‘wij hadden een productiestop gedurende 2 weken, in de weken 3, 4 en 5 na de verstoring waren we terug op 30% capaciteit, in de weken 6, 7 en 8 op 60% en na 3 maanden zaten we pas weer op 100% capaciteit.’
Hendricks en Singhal laten in hun publicatie in Management Science van mei 2005 zien welk effect verstoringen hebben gehad. Ze gebruiken controlegroepen om de bedrijven met verstoringen en zonder verstoringen goed te kunnen vergelijken. Ze kijken naar een periode van 3 jaar, startend 1 jaar voor de verstoring en eindigend 2 jaar na de verstoring. Hieruit blijkt:
o
Bedrijven die onderhevig zijn geweest aan een verstoring laten 7% lagere omzetgroei zien, 11% meer toename van de kosten, en 14% meer toename van de voorraden (de percentages zijn dus steeds relatief ten opzichte van de groei in diezelfde variabelen bij bedrijven die geen verstoring meemaakten).
o
Bedrijven herstellen in het algemeen niet snel. De eerste twee jaar na de verstoring, zijn operating income, omzet, totale kosten en voorraden nog steeds niet op het niveau waarop ze vooraf waren.
o
Het is niet relevant hoe de verstoring ontstond of in welke sector een bedrijf opereert, verstoringen hebben gewoonweg slechte operating results als gevolg. Wel is het effect negatiever voor kleinere dan voor grotere bedrijven.
Naast de door Hendricks en Singhal genoemde gevolgen ontstaat er bij bedrijven grote onrust. Er ontstaat een crisissituatie die snel opgelost moet worden. De manier waarop binnen bedrijven
beslissingen worden genomen wordt in deze extreme situatie als het ware getest. Het is van belang dat mensen binnen het bedrijf weten wat er exact is gebeurd, in hoeverre dit het bedrijf raakt en hoe het hersteltraject wordt ingezet. Het is daarnaast ook van eminent belang dat stakeholders, zoals klanten, leveranciers en aandeelhouders weten welke operaties van het bedrijf geschaad zijn en wat het bedrijf precies gaat doen om dit te herstellen.
Voorbeeld uit lopende TNO-onderzoek, voedselindustrie ‘Na de brand rouleerde bij onze klanten al gauw het verhaal dat onze fabriek was afgebrand. Dat was helemaal niet het geval. Het betrof ons distributiecentrum en we hadden dus weliswaar veel voorraad verloren, maar konden gewoon direct op order produceren.’
Bewustzijn over nut en noodzaak resilience Er zijn verschillende onderzoeken gedaan naar het bewustzijn van bedrijven betreffende risico’s en gevolgen. In de McKinsey Quarterly (september 2006) geeft 65% van de geïnterviewden aan dat de supply chain risico’s de laatste 5 jaar zijn gestegen. En 41% zegt dat hun bedrijf te weinig tijd en middelen besteedt aan het verminderen van (de gevolgen van) risico’s. Geconstateerd wordt dat het gebrek aan voorbereiding door bedrijven, een nog groter probleem kan worden dan het al is. In de Protection Value Study (Starr, et. al, 2002) zeggen meer dan 75% van de respondenten dat een grote verstoring in hun cash cows zou leiden tot duurzame schade aan het verdienend vermogen van hun bedrijf of de continuïteit van hun bedrijf zelfs in gevaar kan brengen. Minder dan 25% van de respondenten gelooft dat ze door hun huidige inspanningen op het gebied van risk management, voldoende de gebieden voor contingency planning in beeld hebben. Meer dan 33% van de respondenten geeft aan dat het senior management van hun bedrijf gebrekkig inzicht heeft in de gevolgen van grote verstoringen voor hun bedrijf en in de mate waarin hun bedrijf is voorbereid op dergelijke verstoringen. In een onderzoek van Forrester uit 2002 (N. Radiou, 2002) kiezen 24 van de 26 top supply chain executives voor het verbeteren van operationele efficiency als belangrijkste supply chain prioriteit, terwijl 2 van de 26 aangeven dat hun topprioriteit is het flexibeler maken van supply chains in verband met risicobeheersing. Specifiek voor resilience blijkt uit een studie van Cranfield (Christopher, et al. , 2003) dat bedrijven eventueel nog wel gericht zijn op risico’s, maar niet op gevolgen en benodigde herstelacties.
Voorbeeld uit lopend TNO-onderzoek In ons onderzoek interviewden we een aantal supply chain managers en directeuren uit uiteenlopende sectoren en van bedrijven met uiteenlopende grootte. Bij de meeste van de gesprekken leken ze in het begin minder geïnteresseerd in het onderwerp dan op het einde van het gesprek. Resilience is een onderwerp dat meestal niet expliciet leeft bij de bedrijven, maar dat wel de interesse wekt.
Resilience-framework en -stappenplan
We ontwikkelden een framework waarin is aangegeven welke aspecten een rol spelen bij het in kaart brengen en verbeteren van de resilience. Centraal in het raamwerk staan de door Lengnick (2005) gedefinieerde soorten resilience. Het gaat om cognitive resilience, behavioral resilience en contextual resilience. o
Cognitive resilience gaat vooral over bewustzijn en het weten wat risico’s en eventuele gevolgen van verstoringen zijn. Het gaat verder dan alleen te handelen als het te laat is. Het gaat vooral om het identificeren van kwetsbaarheden en het bepalen van de plek (modes) waar deze zich bevinden.
o
Behavioral resilience is de vaardigheid om ook daadwerkelijk de eigen resources en capaciteiten op gestructureerde wijze te benutten om meer resilient te worden. De twee hoofdstrategieën zijn het inbouwen van flexibiliteit in de logistieke operatie en het bewust creëren van spek op de botten (redundancy).
o
Contextual resilience gaat over de vraag of bedrijven een netwerk hebben buiten hun eigen organisatie dat ingezet kan worden om hen te helpen bij het voorbereiden op verstoringen of het herstellen ervan. Hierbij staat het logistiek keten- en netwerkdenken centraal.
Resilience-framework: het kader In figuur 3 staat het resilience-framework dat wij ontwikkelden en in pilots met bedrijven gaan toetsen.
Figuur 3 : Resilience framework
Vulnerability Map A framework categorizes the relative likelihood of potential threats to an organization and the company’s relative resilience to such disruptions.
Flexibility Creating capabilities in the organization to respond by using existing capacity that can be redirected or reallocated.
Redundancy Maintaining capacity in the organization to respond, largely through investments in capital and capacity prior to the point of need.
Cognitive Resilience A conceptual orientation that enables an organization to notice, interpret, analyze, and formulate responses in ways that go beyond simply surviving an ordeal.
Resilience The ability of a system to return to its original (or desired) state after being disturbed.
Behavioral Resilience An ability that enables an organization fully uses its own resources and capacities to react in a systematic, proactive fashion when something unexpected occurs.
FMEA Failure Model and Effect Analysis determines a system’s possible modes of failure and establish the effects of them on the overall performance of the system.
SC Coordination Coordination among independent firms is the key to attaining the flexibility necessary to enable them to progressively improve logistics processes in response to unexpected changes.
Contextual Resilience A property that ensure an organization has good network connections / resources and has a knock for getting other’s help to rapidly cope with and respond to changes.
SC Risk Management Culture Factor risk considerations into decision making and establish board-level responsibility & leadership.
Bron: op basis van Lengnick (2005) en andere theorieën, bewerkt door Li, Lammers, Eijkelenbergh.
De driedeling in soorten resilience is nuttig aangezien bedrijven zien uit welke elementen en vaardigheden resilience is opgebouwd. Ons framework biedt daarbij concrete aanknopingspunten voor verbetering.
Reslience-stappenplan: hoe kun je meer resilient worden? Om de logistieke keten weerbaarder te maken tegen mogelijke ongeregeldheden is het belangrijk om in de tijd een bepaald pad te volgen. Daarvoor kunnen zes stappen worden doorlopen. Ook hiervoor gebruiken we een methode die we zelf ontwikkelden, gebruik makend van theorie van Sheffi (2003) en Christopher (2003).
Figuur 4 : Stappenplan om meer resilient te worden
1. Draw up vulnerability map by identifying and grading potential threats
2. Link potential threats to failure modes of disruptions
3. Allocate the ‘products (= impact x likelihood)’ by the scale of each potential threat
4. To each failure mode, calculate the sum of ‘products’ by cumulating the contributions from each potential threat
5. Prioritize the failure modes based on the calculation above and identify response strategies
6. Analysis each strategy (advantages/disadvantages and cost/benefit analysis) and make resilience plan
Bron: op basis van Sheffi et. al (2003) en Christopher et. al (2003), bewerkt door Li, Lammers, Eijkelenbergh.
Als eerste is het bij het stappenplan dus belangrijk om de eigen supply chain in kaart te brengen. Belangrijke vragen hierbij zijn: wie zijn mijn leveranciers / klanten; welke producten leveren zij / wij; vanuit en naar welke locaties; wat zijn de doorlooptijden van iedere individuele schakel? Vervolgens wordt de kwetsbaarheid van de keten bepaald door vragen te beantwoorden zoals: bent u afhankelijk van één leverancier voor een product dat kritisch is; hebt u te maken met een handvol klanten die 80 procent van u omzet bepalen; heeft u te maken met lange doorlooptijden of veel overslagpunten?
Daarna kunnen waarden worden toegekend en kan in een simpele berekening bekeken worden waar de grootste problemen lijken te zitten. Als de kansen en/of de gevolgen groot zijn, kunnen maatregelen worden bedacht. Voorbeelden zijn het aanhouden van meer buffervoorraden van essentiële producten; het identificeren van alternatieve toeleveranciers; het toepassen van hybride netwerken zoals intermodaal vervoer naast wegvervoer;
het bewust niet centraliseren van
productielocaties of distributiecentra.
Het is belangrijk de bevindingen op papier vast te leggen. Zo wordt voor iedereen duidelijk wat in welke situatie gedaan kan worden. Maar, een plan heeft geen eeuwigheidswaarde en wordt al gauw een stuk papier dat niemand leest. Het gaat er vooral om dat beslissers het gedachtegoed kennen en
verinnerlijken, waardoor ze alert zijn op geïdentificeerde probleemgebieden in hun bedrijf(-sketen). Daardoor kunnen ze ‘handelen met voorkennis’ als zich een crisis voordoet.
Voorbeeld uit lopend TNO-onderzoek, distributiecentrum voor machines ‘Een plan blijft meestal in de kast bij een ramp. Ik denk trouwens dat veel bedrijven geen resilienceplannen hebben. Toch zou een bedrijf in een gezonde situatie bezig moeten zijn met het identificeren van risico’s en mogelijke gevolgen en het bedenken van alternatieven’.
Vervolg project resilience TNO Het komende jaar zal TNO onderzoek blijven doen naar resilient supply chain management. Daarbij wordt getracht samen met het bedrijfsleven kennis op dit gebied te ontwikkelen. Het in dit artikel gepresenteerde concept van een nieuw resilience framework, dat gebaseerd is op bestaande theorie maar is uitgebreid met onze eigen inzichten, gaan we in de rest van het onderzoek valideren door pilots te doen met bedrijven. Daarnaast worden de interviews en enquêteresultaten verder geanalyseerd. We doen verslag via rapportages die publiekelijk beschikbaar komen.
Referenties
Navi Radiou, Laurie M. Orloy, Liz Herbert, Taichi Nakashima, Ryan Hudson, SCM Processes Replace Apps: 2003 To 2008, Forrester Research, available to download at www.forrester.com/ER/Research/Report/ Summary/0,1338,12181,00.html, December 23, 2002.
Hendricks, Singhal, The effect of supply chain disruptions on long-term shareholder value, profitability, and share price volatility, june 2005.
Hendricks, Singhal, Association between supply chain glitches and operating performance, management science vol 51, no 5, may 2005, p 695-711.
McKinsey Quarterly, Understanding supply chain risk: a McKinsey Global Survey’, sept 2006.
Protecting Value Study, 2002 in Enterprise Resilience: Managing Risk in the Networked Economy).
Sheffi, Rice, MIT sloan management review, ‘A supply chain view of the resilient entreprise’, fall 2005, volume 47 nr 1.
Randy Starr, Jim Newfrock, and Michael Delurey, Enterprise Resilience: Managing Risk in the Networked Economy, strategy + business 30, illustration by David Plunkert, available to download at www.strategy-business.com/press/16635507/8375.
Cynthia A. Lengnick-Hall, Tammy E. Beck, Adaptive Fit Versus Robust Transformation: How Organizations Respond to Environmental Change, Journal of Management, Vol. 31 No. 5, October 2005 738-757.
Martin Christopher, Helen Peck, Building the Resilient Supply Chain, Cranfiled School of Management, available to download at www.cranfiled.ac.uk/som/scr, 2003.
Yossi Sheffi, James B. Rice, Supply Chain Response to Terrorism: Creating Resilient and Secure Supply Chains, Supply chain Response to Terrorism Project, Interim Report of Progress and Learning, August 8, 2003.
SPEED AND FUEL CONSUMPTION QUOTATIONS IN OCEAN SHIPPING TIME CHARTER CONTRACTS
A.W. Veenstra, RSM Erasmus University J. van Dalen, RSM Erasmus University
Abstract
This paper presents an exploration of the process of setting warranted speed and consumption in ocean shipping time charter contracts. We formulate a conceptual model in which warranted speed and consumption are related to actual speed and consumption, and ultimately to a speed and consumption claim. We formulate hypotheses concerning the explanation of warranted and consumption from various contract terms. We then present an analysis of time charter fixture data and technical ship details and an empirical model for warranted speed and consumption on the basis of which we test the hypotheses. The analysis shows that, although there are some obvious reasons for a large number of differences in warranted and design speed and consumption, such as the age of the ship, there is also evidence that shipowners exhibit strategic behavior in quoting warranted speed and consumption in time charter contracts that reflect the development of the market.
Introduction
Ocean shipping carries roughly 85% of world trade in terms of volume. Most of this cargo is bulk or semi-bulk cargo, such as crude oil, iron ore, coal and grain. The transportation of cargo by sea is contracted between so-called charterers, and shipowners or operators. The contract between these two parties is called a charter contract or charter party. Basically two types of charter contracts exist: voyage charter contracts and time charter contracts. The former covers individual voyages, and their price is usually quoted in $/ton, while the basis for the latter is a specific period of time. Here prices are usually quoted in $/day.
Under a time charter contract, the charterer, and not the ship's operator, is responsible for the payment of fuel costs (in shipping this is called 'bunkers'). However, to protect the charterer against cost and fuel consumption surprises, the time charter contract contains a clause which specifies the ship's warranted performance in terms of speed (in knots or kn.) and fuel consumption (in tons per day or t/d), sometimes for different circumstances, such as economic speed, full steaming and so on (see for instance, Gorton 1995 and Collins 2000). It is common that either the charterer or the shipowner is compensated for the difference between actual performance of the ship and the contracted performance.
While the contractual arrangements vis-a-vis speed and consumption are, in principle, clear, in practice many disputes arise out of claims from charterers or shipowners for compensations. It is one of the most important activities of maritime arbitrators to verify and negotiate such speed and
consumption claims (see also Makkar 2005). A recent case, for instance, is Transatlantic Lines vs Tidewater Marine (April 1, 2004 - DMC/SandT/05/51), where the charterer made deductions from the final hire based on apparent under-performance for speed and consumption (about US$ 156,800 and US$75,250, respectively). Eventually, the consumption claim was awarded to the charterer, but the speed claim was denied.
In arbitration cases, rounding of tonnage (t) and knot (kn) figures up to 0.5 t or kn is commonly ignored. However, to show that even small changes in speed or consumption may lead to substantial claims, observe the following example fixture: a 172.683 dwt bulk carrier is chartered in August 2003 for 5 months (150 days) at a rate of US$ 30.250 per day. This ship has a technical speed/consumption of 14.7kn and 51.4 t/d, but the fixture quotes 14kt and 57 t/d. Suppose that the ship can actually achieve the design speed and related consumption, then in practice it will show a speed gain of on average .7kn per hour, and a consumption gain of 5.6t/d. The speed difference is worth about 7 days of additional hire compared to the 14kn the charterer was counting on, which, at the time charter rate, is worth US$ 211,750. The consumption differential, using an average price for heavy fuel oil in Singapore of 242 $/ton at the time, represents US$ 203.280 in bunker cost savings. The shipowner can claim compensation for both these benefits from the charterer.
What is clear from a number of arbitration cases, is that speed and consumption claims are dealt with separately. In many cases, only one of the two claims is awarded (see, for instance, the tidewater case quoted above). However, it is commonly known that speed and consumption in shipping are related by a technical rule that is called the 'cube law' (see for instance, Hughes 1996):
(1)
C
= αS3
Here, C is consumption, S is speed and α is a proportionality factor. In addition, Fonasba (2000), in its time charter interpretation code 2000, states that 'the immediate financial consequences of a speed deficiency shall be set-off with any saving caused by under-consumption', which suggests that there is some relationship between speed and consumption that has to be taken into account when evaluating speed and consumption claims. This dual role of speed, which can lead to direct speed gains and, indirectly via the cube law, to consumption gains, will be explored further below.
This research aims to investigate what are the determinants for the warranted speed and consumption that are quoted in time charter contracts. In particular, we would like to determine if the warranted speed and consumption directly reflect the designed speed and consumption, or that market factors somehow play a role. The results of such an investigation could be used by both shipowners and charterers to improve their understanding of the economic value of the contract terms
they are negotiating. In addition, the insight developed in this note may also assist arbitrators in evaluating claims of shipowners and charterers.
In the next section, we list some of the previous work on time chartering and we introduce our theoretical context. The relationship between speed and consumption and time charter party claims is discussed in section 3, and various factors affecting the warranted speed and consumption levels are advanced in section 4. Section 5 describes the data sources and sample characteristics, and section 6 reports on the analysis. The paper finishes with some concluding remarks and suggestions for further research.
Theoretical perspectives of time charter contracts
The analysis of charter contracts received some attention in the past, but not in recent years. Early contributions of Shimojo (1979) and Bates (1969), among others, report on voyage charter contract data using cross-section analysis. Their aim was to find determinants of freight rates. Over the period since Tinbergen estimated the first reduced form freight rate model in the 1930s, there is a striking unanimity in the determinants of freight rates in charter contracts: the main determinants are ship size, contract duration and fuel price; see Veenstra (1999) for a historical overview of freight rate analysis.
Moreover, Pirrong (1993) explored the reasons for the existence of long-term contracts in cargo shipping. The existence of long-term contracts is remarkable, because time charters with varying contract durations co-exist together with active spot markets. Using transaction-cost theory, Pirrong finds that the existence of so-called temporal and contractual specificities offers an explanation for the existence of spot and charter markets. Temporal specificities are circumstances, such as geographical spreads of demand and supply, and the thickness of markets, while contractual specificities emerge from barriers to switch between contract partners after a contract is finished. Large specificities lead to long bargaining over contracts and wasteful strategic behavior by both parties, and Pirrong argues that long-term contracts effectively prevent such inefficiencies. Based on an analysis of fourteen different commodity shipping markets, Pirrong finds evidence of a positive relationship between contract duration and the level of specificities.
Our analysis starts where Pirrong's analysis ends. We argue that the long-term contracts themselves also create opportunities for wasteful strategic behavior, namely through the determination of the contract terms. To explain this more specific strategic behavior at the contract level (and not at the
market level as in Pirrong's analysis), we do not rely on transaction cost theory, but we base our analysis conceptually on principle-agent theory.
The contracting situation in time charter markets is a classic principal-agent problem, in which the shipowner is the agent who acts on behalf of the shipper, the principal. Generally, the problem is that agents will operate out of their own interest, which may not be in line with the interest of the principal. This lowers revenues or increases costs for the principal. Agents can do so because of asymmetric information (they typically have more information about their own capacity and performance than principals do) and uncertainty (due to weather and other conditions of nature). More specifically, we consider adverse selection the relevant model for setting contract terms in time charter markets, especially concerning warranted speed and consumption levels; see, for instance, Rasmusen (1994).
The adverse selection model is appropriate because it takes into account the hidden knowledge of the shipowner of the performance of the ship, that is already present before the contract negotiations start. Given that the adverse selection problem in this case is a cooperative game (Rasmusen 1994), there can be side payments (claims) that aim to persuade the shipowner to perform according to the warranted speed and consumption.
Strandenes (1999) has done some work on the role of quality incentives in shipping as a signal of quality, for instance, the green tanker award. She argues that time chartering could be seen as an adverse selection game in which the quality certificates (such as ISO9001) are used as a signal. These quality signals are generated outside the time charter contract. In our analysis, however, the warranted speed and consumption levels could be considered signals that are generated as part of the time charter contract negotiation, after the principal offers the basic contract. This is therefore a case of screening rather than signalling.
What complicates the matter in shipping is the great impact of the weather on the outcome of the contract. Due to adverse weather conditions beyond the control of both the shipowner and the charterer, the contract outcome can be almost completely independent from the intended or expected outcome during the negotiation. This could be a reason to also consider time chartering as a moral hazard game with hidden knowledge: the exact impact of the weather during sailing is much better known by the shipowner than by the charterer, but this knowledge is gained during the execution of the contract. In the analysis in this paper, the exact model is not so relevant, because both models lead to the same empirical investigation. See also Carlos 1991), who comments on the similarities between adverse selection and moral hazard with hidden knowledge.
We are interested in the determinants of the signals that are fixed in the time charter contracts. Investigating the signals and their determinants would reveal the existence and scope for strategic behavior in time charter negotiation. We will investigate empirically if there is a relationship between these signals and other contract attributes such as duration, freight rate, and particularly ship characteristics. This offers a unique opportunity to do some empirical analysis in principle-agent theory, which, according to Masten (2002), has remained a fairly weak point of that theory.
Charter party speed and consumption claims
Figure 1 identifies the main factors contributing to speed and consumption claims in merchant shipping. The scheme basically draws on descriptions of the claim process, such as in Fonasba (2000), and commonly known revenue calculation rules (see Stopford 1997). Speed and consumption claims arise when actual fuel consumption deviates from the warranted consumption level or when the ship's actual speed differs from the warranted speed, as agreed in the charter party contract. Actual speed Sa has a two fold effect. Higher speed levels increase actual fuel consumption Ca leading to higher fuel costs, according to the cube law. But they also lead to speed gains, which are measured as revenue earning days in addition to those based on the warranted Sw speed. Apart from the speed effect actual consumption may differ from the warranted consumption level Cw for other reasons, leading to excess consumption costs. Claims following the performance of the charter party contract, may be defined as the difference between speed gains and excess consumption costs. If the outcome is positive, then the owner claims from the charterer. If the outcome is negative, then the charterer subtracts the amount from the last hire payment.
Figure 1 : Sketch of speed and consumption relations
Various other factors determine the relationships between speed and consumption on the one hand, and the ultimate claim on the other hand: the duration of the contract (in days, d), freight rate (ftc), and bunker prices (Pb). The number of shipping days d may be considered the 'product' that underlies the contract. This variable is negotiated in the contract, but it does not change during the execution of the contract. The freight rate ((ftc)), or 'price' of the time charter, is also a result of negotiations on the various conditions of the time charter contract, although the state of the market plays in important role in setting the starting point for negotiations. It remains fixed during the execution of the contract. Bunker prices (Pb) are largely beyond the control of the charter parties, but may fluctuate during the period of the charter contract which may generate uncertainty. In addition to these factors, the proportionality parameter α in the cube law in equation (1) is dependent on technical characteristics of the ship, such as size and age.
The scheme in figure 1 introduces two variables that are under partial control of the shipowner and charterer: warranted speed and warranted consumption. These factors can vary, in the sense that shipowners may guarantee particular speed or consumption levels that differ from technical characteristics of the ship. Setting a relatively high warranted consumption level increases the likelihood of positive claims by the owner at the end of the time charter. Negotiating a relatively high warranted speed level has the opposite effect of lowering a claim by the owner. Of course, reverse effects hold from the perspective of the charterer.
Speed and consumption comparison in time charter contracts
This section formalizes several ideas about the antecedents of sources of variation in warranted consumption and speed levels, which build on the previously discussed principal-agent perspectives and the claiming mechanism summarized in figure 1. Given that actual speed information from time charter contracts is not readily available, we are restricted to an analysis of warranted speed and consumption. As a benchmark for the warranted values, we use the design speed and consumption of the ships involved. The present analysis is therefore not an analysis of time charter contract claims, but rather an analysis of the question how shipowners determine the values of the warranted speed and consumption.
An obvious explanation of variations in warranted consumption and speed levels is that they are positively associated with their corresponding design values. Design speed and consumption are verified formally in so-called sea trials before the ship is delivered to the owner. This means that, given certain operating circumstances, in the beginning of the economic life of the ship, it may be expected that design speed and consumption are good indicators of the actual performance of the
ship. The fact that the trial conditions (clear weather, clear sea, no or little wind) are fairly unusual, is not, in principle, an obstacle, because adverse weather conditions are excluded in the speed and consumption clauses of the time charter contract. Therefore, owners of fast ships may be expected to warrant higher speed values, and likewise those of fuel-efficient ships will warrant lower consumption levels, all else being equal.
However, the asymmetry of information about the ship's actual performance may challenge the existence of a one-to-one relationship between warranted and design characteristics. From a principleagent perspective, shipowners have superior knowledge about the real performance of the ship in terms of speed and consumption. Furthermore, their interest to maximize the outcome of the claim process after the contract has finished, generates an incentive to warrant speed levels systematically below the design speed of the vessel, and consumption levels systematically above the designed fuel consumption. Shipowners can argue for these deviations on the basis of their operational experience, which charterers have no way of verifying.
Hypothesis 1: The warranted levels of speed will be systematically below, and warranted levels of
fuel consumption systematically above their design values. The fact that warranted speed and consumption systematically deviate from their design values is in itself not sufficient to indicate the occurrence of strategic behavior. For example, if warranted consumption is a constant amount above its design level, then this may be explained by technical features, such as marine growth that increases water resistance of the hull and therefore fuel consumption. When strategic behavior plays a notable role in the setting of contract terms, then we may expect the extent of these deviations to vary from one time charter contract to another depending on the economic conditions at time. So, if systematic deviations are due to strategic behavior, then warranted speed and consumption may be expected to vary for different contracts involving the same ship.
Hypothesis 2: The warranted levels of speed and consumption will vary between different contracts
that relate to the same ship. Additionally, the extent of the deviations between warranted and design quantities may depend on the level of the design characteristics themselves. For instance, owners of comparatively fast ships are in a relatively favorable position to set lower warranted speed levels thus increasing the likelihood of positive claims following contract expiration. Likewise, shipowners of fuel efficient vessels may press for higher warranted consumption levels. In light of the premise that shipowners are driven by self-
interest, we would expect that owners of relatively fast or fuel-efficient ships do not pass on this advantage to the charterer completely.
Hypothesis 3:Variations in design speed and consumption only partially affect warranted speed and
consumption, respectively. The cube law (1) – see figure 1 - only holds for specific combinations of design speed and consumption values. Its parameters may in fact be different for different speed-consumption combinations of the same ship. Though it is impossible to estimate this underlying relationship from our data, we do expect it to play a role during the negotiation of contract terms. Consequently, one may expect that not only there will be be a relationship between design speed and warranted speed, but also between design consumption and warranted speed, as well as between design speed and warranted consumption. We cannot, at this point, predict the sign or magnitude of these relationships.
Hypothesis 4: Design speed has an impact on warranted consumption and design consumption has
an impact on warranted speed. In addition to these theoretical and technical hypotheses, we can also formulate some more specific hypotheses for the exogenous variables in this analysis. For this purpose, we make a distinction between ship-related features, such as size and age, and contract and market characteristics such as contract duration and bunker price. Absent strategic behavior, we would expect to find an influence of the ship-related variables only. The reason for this is that both the ship's age and size play a role in the deterioration of performance over the life time of the ship. The bigger and older the ship, the more hull surface may be corroding and covered with marine growth, which results in loss of speed and fuel economy.
Hypothesis 5: Size and age impact warranted speed negatively, and warranted consumption
positively. Under the assumption of strategic behavior by shipowners, we do expect to find an influence of the contract duration and bunker prices on warranted speed and consumption levels. Given that the items duration and bunker prices partially determine the profitability of the contract, both for the shipowner and the charterer, it seems reasonable to expect that attempts of the shipowner to maximize a speed or consumption claim may depend on these variables. For contract duration, a shipowner would probably quote more realistic warranted speed and consumption figures, because a longer contract will result in more days that are valid for a claim verification. We would also expect market uncertainty to play some role in this. Bunker fuel price is the market variable that can fluctuate wildly, as it is
related to the crude oil price. If the bunker market is volatile, the outcome of the claim becomes very uncertain, and the shipowner may want to quote more realistic warranted speed and consumption variables then when the bunker price market is stable.
Hypothesis 6: Duration and bunker price levels and volatility have an impact on warranted speed
and consumption. Apart from the direct influence of the contract and market variables, the setting of warranted speed and consumption will be subject to the level of competition in the market which varies over time. Economic downturns will lead to lower demand for shipping services and over-capacity of ships, which may induce shipowners to set warranted speed and consumption levels close to the true performance of the ship. Conversely, more favorable economic conditions may provide incentives for more strategic setting of warranted levels. Moreover, warranted speed and consumption may change in line with general, usually cyclical, market developments; see Stopford (1997) for extensive evidence of cyclicality in shipping markets. This may be caused by temporary considerations of the shipowner to compensate lower contract revenue due to lower freight rates with higher speed or fuel claims. As a result, warranted levels of speed and consumption will 'move' with the market.
Hypothesis 7: Warranted speed and consumption vary with the development of the market.
Data and method
The time charter data have been obtained from the fixture database of LR Fairplay/Maritime Research Inc. It contains most relevant features of all fixtures from 1997 up to and including 2005. Similar data was used in the past by Bates (1969), Shimojo (1979), for instance, and more recently by Tamvakis (1995) and Tamvakis and Thanopoulou (2000). In addition, we obtained ship details from the LR/Fairplay ship register, containing various size measures, nationality of flag, country and year of build and design speed and consumption. The two databases have been merged by means of a unique ship identification code: the IMO-number.
In all, we have 27,025 time charter fixtures over a 9 year period, 1997-2005. This data set contains 1,840 tankers and 25,185 bulk carriers. The smallest vessel in the data base is 17,598 dwt, and the largest 404,536 dwt. For the definition of size classes, we revert to Fairplay's classification for bulk carriers: Capesize 80,000 dwt and above, Panamax 55-80,000 dwt, Handymax 35-55,000 dwt and
Handysize 10-35,000 dwt.
The data required substantial preprocessing to obtain a workable data set. Columns containing both speed and consumption had to be split up, textual additions to data fields, such as `dwt' for dead weight tonnage, `kn' for speed, `tn' for fuel consumption, had to be removed, while numerous typos and data entry mistakes had to be corrected. Similar experiences have been reported by, for instance, Tamvakis and Thanopoulou (2000).
Moreover, reporting by the industry is not always complete. As a result, the data set lacks a considerable amount of technical information, especially on main engine consumption in the ship details database. In the end, our sample has 4433 observations of time charter contracts with nonmissing information about speed and consumption differentials. We checked for selection bias by comparing the mean of the warranted consumption and speed levels for the overall missing and nonmissing observations. This analysis shows that the mean average consumption of the valid observations (35.642 t/d) is significantly higher than that of the observations for which design information is missing (difference -2.145 t/d, p=0.000). Likewise, the mean warranted speed for usable time charters (13.865) is significantly higher than that of time charters for which design information is missing (-0.228 kn, p=0.000). Moreover, all non-missing information refers to bulk carriers, warranted speed and consumption for tanker contracts are missing throughout. Thus, the sample in the present research constitutes a subpopulation of newer dry bulk carriers whose fuel consumption and speed are slightly higher than the overall population.
Our sample of time charter contracts may be characterized as an unbalanced panel (Baltagi 1995), in which varying numbers of charter contracts per ship exist over the observation period 1997-2005. We analyze these data applying multi-level regression analysis, in which year-effects are assumed fixed and residual ship effects are random. The use of fixed year effects is quite common (Baltagi 1995) and is moreover motivated by our intention to infer about these effects. The specification of random ship effects results from the large number of ships in the database (there are 358 ships with more than one contract), which would otherwise lead to a great loss of degrees of freedom. Also, inference will not concern individual ships, but rather the population of ships from which our sample is considered to be randomly selected; see, among others, (Baltagi 1995, Hsiao 2003). The general structure of the estimated models is:
(2)
where i
yit = α + xit' β + µ i +ν it ,
2 µ i = IID(0, σ imo ), ν it = IID(0, σ ν2 )
denote the ships, and t the time charter or time dimension. Random ship effects are
represented by µi and the remaining disturbances by νit, µi and νit are distributed independently of each other and of the explanatory variables in the model.
Warranted speed and consumption, Sw and Cw, are used as the dependent variables. Alternatively, we might formulate the model in terms of the differences between warranted and design speed and consumption, but this imposes additional structure on the model that may obscure some of the relationships between the variables. The explanatory variables in the model are: ship size (size), ship age (age), contract duration (duration, in months) and bunker prices (Heavy Fuel Oil in Rotterdam). Bunker prices will be included in two different ways: as average price (Bunker price (average)) to indicate the level of input prices; and as volatility (Bunker price (variation)), defined as the range of the monthly bunker price divided by the monthly average bunker price, observed in the month preceding the initiation of the time charter. The latter volatility measure reflects uncertainty about the bunker prices. Finally, year dummies have been added to measure the effect of varying market conditions throughout the observation period.
The size variable is highly correlated with design consumption, which is bound to cause multicollinearity problems in the model. We therefore include size as a ratio with design consumption to represent the size effect beyond what is already represented by design consumption. This affects the nature of the size variable in the model, because the size-consumption ratio represents a certain potential for strategic behavior. If two ships of similar consumption levels but unequal size negotiate a contract, the larger, relatively more fuel efficient vessel will have relatively more scope to argue for a higher fuel consumption than the smaller vessel.
Freight rates are not included in this model. Given the endogenous nature of the freight rate, such would have required a more elaborate model with a separate equation for the freight rate. In the present paper we choose to restrict ourselves to the estimation of model (2), which is estimated equation by equation.
Analysis
If shipowners are able to influence warranted levels of speed and consumption using their private knowledge about the ship's performance, then one would expect this variation to manifest in a particular way: warranted speed levels systematically below design levels, and warranted consumption systematically above design consumption. Table 1 summarizes the main characteristics of the consumption and speed speed differences, ∆C and ∆S, overall and by size class, where these differences have been defined as ∆C = Cd - Cw and ∆S = Sd - Sw.
Table 1 : Descriptive statistics speed and consumption
On average, the consumption difference ∆C is systematically negative (-0.524, p=0.000), which indicates that warranted consumption levels are systematically above their design levels. It differs significantly between size classes (F=15.65, p=0.000), with minimum -1.152 for Capesize bulk carriers and maximum -0.224 for Handysize. It is significantly negative for all size classes except Handysize. The median consumption difference is -0.5 on average, varying from -1.0 for Handymax to -0.4 for Panamax. The majority of warranted consumption levels are thus seen to be equal to the design values rounded to the nearest integer, if not for the systematic nature of the observed differences. At the same time, considerable variation can be observed, which seems higher for the extreme (small and large) size classes. Moreover, 52.3% of all time charter contracts shows a negative consumption difference, while 48.3% has a difference more negative than -0.5.
The mean speed difference is significantly positive in all cases considered meaning that warranted speed is generally below its design value. It varies from 0.282 for Panamax to 0.536 for Handysize, and is equal to 0.334 on average. The mean speed differences are significantly different from zero (F=9.77, p=0.000), and appear to be negatively associated with size class. This negative tendency is even more apparent in the case of the median. The spread of the speed gains is much smaller than that of the consumption differences. The speed difference is positive in 57.3% of all time charter contracts, and larger than 0.5 in 24.8% of the contracts. This confirms our first hypothesis.
Hypothesis two expects that variation of the speed and consumption differences will vary between contracts for the same ship. We explore this proposition for the 358 ships in our sample, which reported more than one time charter contract. For each ship we determined the within-ship standard deviations of the consumption and speed differences, which will be zero if speed and consumption differences are constant, and positive otherwise. Based on this, we cross-tabulated the existence of positive standard deviations for consumption and speed differences.
It follows that 188 (52.51%) ships exhibit varying consumption differences, of which 131 (69.68%) ships also vary their speed difference. Furthermore, 161 ships show variation with respect to the speed difference, of which 81.88% demonstrate consumption differences. So, speed and consumption differences exhibit substantial variation within ships and their incidence is seen to be strongly associated (χadj2= 97.892, p=0.000, φ=0.529). In addition, the variances of the consumption and speed differences in the complete sample are equal to 15.58 and 0.35, respectively. In a subsequent variance decomposition analysis, we find that 18.8% of the total variation in consumption differences is due to within-ship variation, and 81.2% to variation across ships. Similarly, 18.0% of the total variation in speed differences is due to within-ship variation. For both quantities, the contribution of sources other than ship characteristics to total variation is seen to be substantial. Thus, there is within-ship variation as well as across-ship variation. If the sample is limited to ships that appear more than once in the sample, the percentages of within-ship variation are slightly affected to become 20.4% and 18.1% for consumption and speed differences, respectively, which supports our second hypothesis.
Figure 2 : Warranted speed against design speed
Figure 3 : Warranted consumption against design consumption
Figure 4 : Consumption surplus (∆C) against speed surplus (∆S)
The existence of variation of warranted speed and consumption levels with respect to their design values, across as well as within ships, leads to the subsequent question how and how strongly these quantities are related. We examine this question by means of the scatter plots in figures 2, 3 and 4, and the correlations between warranted and design quantities in table 2.
Table 2 : Correlations between the speed and consumption variables
The scatter between warranted and design speed in figure 1 seems to be relatively diffuse with an over-representation of observations below the line Sd = Sw. The correlation between the design and warranted speed, equal to r= 0.373 (p=0.000), is relatively low. The distribution of warranted and design consumption is more concentrated around the line Cd = Cw, having a correlation equal to r= 0.928 (p=0.000). Observations above this line are slightly over-represented. The bi-modal shape of the scatter is due to size-class effects. Figure 3, which depicts the relation between the consumption difference ∆C and speed difference ∆S, further emphasizes the over-representation. Observe in this figure a moderate but significantly positive association between the observed differences can be observed (r= 0.222, p=0.000). This association, and the position of the data cloud in the scatter, implies that shipowners who quote warranted values close to the design values (small ∆S and ∆C) usually understate speed and overstate consumption. If, however, speed is substantially understated (large ∆S), consumption is also understated, instead of overstated. This seems to be another indication that shipowners and charterers are aware of the cube law, but they 'apply' it only in the more extreme cases.
Multivariate tests of hypotheses
Further insights into the sources of variation in warranted speed and consumption are obtained with the mixed-level model specified in (2), of which the estimation results are presented in table 3. Overall, the OLS-regressions with R2-values equal to 0.90 and 0.29 for the warranted consumption and speed
levels, are clearly dominated by the mixed-level regressions. This follows the highly significant estimated within-ship variances
2 σˆ imo
equal to 6.761 (p=0.000) and 0.102 (p=0.000) for warranted
consumption and speed, but also by the significant LRT-test results equal to 3597.39 (=22001.8518404.46, p=0.000) and 3025.10 (=4129.08-1103.98, p=0.000) and the lower AIC outcomes. In line with the previous variance decomposition results, the estimated variance components indicate relatively high within-ship correlations equal
to
0.703 (=6.761/(6.761+2.862)) and
0.634
(=0.102/(0.102+0.059)).
Furthermore, the parameter estimates provide no evidence that the market and contract variables influence warranted speed and consumption: the effects of duration and bunker prices are not statistically significant, and in most cases show point estimates close to zero. There is some weak evidence for the impact of fuel price volatility (β=2.209, p=0.089) in the warranted speed equation, which suggests that during periods of volatile bunker prices charterers are able to exercise some bargaining power. The absence of bunker price effects may be explained by their strong correlations with the reporting year, which causes multicollinearity. Removing the year dummies, for instance, yields significantly positive effects of the average and volatility of bunker prices on warranted consumption and speed levels. These results lead to a rejection of our sixth hypothesis.
At the same time, ship size and age (in the warranted speed model only) do have statistically significant effects on warranted consumption and speed. The larger the ship in relation to its design consumption (Size/Cd), the higher the warranted consumption (β=34.873, p=0.000) and the lower the warranted speed (β=-0.790, p=0.009), all else (including design characteristics) being equal. So, in case of two ships with equal design consumption but differing sizes, the larger ship will show the higher warranted consumption level. Also, the newer the ship (Age), the higher the warranted speed (β=-0.035, p=0.000). Thus, age and size are definitely seen to cause warranted speed to differ from the design values: owners of older and larger ships will quote lower speeds in time charter contracts, which supports our fifth hypothesis. In addition, we find some indication for strategic behavior in the sense that shipowners of large vessels with relatively low fuel consumption nevertheless quote high warranted fuel consumptions.
Table 3 : OLS and mixed level regression results
Moreover, warranted speed is positively affected by both design speed (β=0.137, p=0.000) and design consumption (β=0.008, p=0.000), while warranted consumption is significantly influenced by design consumption (β=0.772, p=0.000). This provides partial support for our fourth hypothesis.
Higher values of the design characteristics lead to higher levels of the warranted quantities, which is not particularly surprising. However, it is noteworthy that the estimated effects of the design features on their corresponding warranted levels is persistently and significantly below one. This is consistent with the third hypothesis that suggests that increases in design speed and design consumption are only partially passed on to charterers.
Lastly, the estimated year effects reveal an upward trend that evolves through time, illustrated in figure 5. Most of the reporting year dummies differ significantly from zero, both for the warranted consumption and the warranted speed levels. The results indicate that warranted consumption levels in 2005 are on average about 0.95 t/d higher than their 1997 levels (all else being equal). Warranted speed levels in 2005 are about 0.25kn higher on average than their 1997 levels. Changes seem to have been largest during the years 2000 and 2001. Since these year dummies capture all timedependent influences other than those accounted for by the model, these effects are most likely explained by changing market conditions or other commercial reasons. This supports our hypothesis 7.
Figure 5 : Estimated year effects on warranted speed and consumption
Breaking down our analysis by Fairplay's size classes, yields results are very similar to the previously discussed results for the entire sample, specifically for Panamax and Capesize (the results can be obtained from the authors). The results for the Handysize and Handymax size classes may be considered less reliable due to the lower number of observations. One striking difference with the overall results is that for the Panamax class, we do find a statistically significant impact of design
speed on warranted consumption, but no statistical significance for the effect of size on warranted consumption. The latter result might be due to the fact that size variation in the Panamax class is much more limited than in the Capesize class.
In summary, the empirical evidence is consistent with most of our hypotheses, only partially supports for hypothesis four, and renders no support for hypothesis six. From this we conclude that shipowners do exhibit strategic behavior in setting warranted speed and consumption levels, and that there are ship-related and other, market-related, factors that influence these warranted levels. The marketrelated reasons are not clearly linked to contract terms, but they seem to be related to general market conditions. This means that warranted speed and consumption levels are not so much bargaining items in the contract negotiation phase, but function as a safety mechanism to protect the contract revenue of the shipowner during adverse market conditions.
Concluding remarks
The paper has investigated the common practice in shipping of understating speed and overstating fuel consumption in time charter contracts. We developed a model that represents the relationships between warranted speed and fuel consumption and actual speed and fuel consumption, and presented several statistical tests to identify if the drivers for setting warranted speed and fuel consumption are ship or market related in nature.
In line with principle-agent theory, our analysis indicates that shipowners systematically warrant speed levels below design speed, and consumption levels above design consumption. The extent of under- and overstatement differs between Fairplay's size classes: large speed understatements are observed for the Handyzise and Handymax categories, whereas large consumption overstatements occur in the Handymax and Capesize categories. Though much of the contractual variation in speed and consumption differences is between ships, still about 20% of this variation is due to within-ship variation. At the same time, we found little evidence that shipowners set warranted speed and consumption on a contract by contract basis. A closer look, reveals that warranted speed and consumption levels are naturally related to their design levels but in an incomplete way: variations in the design levels are only partially transferred to time charter contracts. Further, both quantities are affected by the size-consumption ratio, which indicates the relative ship size for given design consumption levels: the higher the ratio, the more leeway to increase warranted consumption and to lower the warranted speed level. Moreover, the warranted speed depends on factors like the ship's age (the older, the slower) and uncertainty about bunker prices (the more volatile, the closer the speed warranty is to the design speed). Furthermore, we find that this variation of warranted speed
and consumption within ships is of a cyclical nature, which is consistent with the development of the market as a whole, as reported by Stopford (1997). We interpret this finding as evidence of strategic behavior that is influenced by general market conditions.
There is some scope for further research. The arbitrage cases on actual claims that result from failing to achieve the warranted speed and fuel consumption could give more insight in the considerations of both shipowners and charterers in stating and accepting substantial differences between designed and warranted speed and consumption values, as well as in the value of these differences for both parties. Further research could also look into the understanding of the shipowner themselves in the exact relationship between speed and consumption, and the ability to use warranted speed and consumption as controls in generating additional profit from a time charter contract. Finally, a more elaborate simulataneous equation modelling approach would enable the inclusion of the freight rate variable in the analysis.
References
Baltagi, B.H. (1995). Econometric Analysis of Panel Data. Chichester, UK: John Wiley & Sons. Bates, T.H. (1969). A linear regression analysis of ocean tramp rates. In: Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, Vol. 3, 377-395. Carlos, A.M. (1991). Agent Opportunism and the Role of Company Culture: The Hudson’s Bay and Royal African Companies Compared. In: Business and Economic History, Vol. 20, 142—151. Collins, N. (2000). The Essential Guide to Chartering and the Dry Freight Market. London: Clarkson Research Studies. Fonasba (2000). Time Charter Interpretation Code 2000. http://www.uio.no/studier/emner/jus/jus/JUR5401/h06/undervisningsmateriale/Fonasba%20time%20 charter%20interpretation%20code%2020001.pdf#search=%22FONASBA%20time%20charter%20int erpretation%20code%22}}. Gorton, L., Ihre, R. and Sandevarn, A. (1995). Shipbroking and chartering practice (4th ed.). London: Lloyds of London Press. Hsiao, C. (2003). Analysis of Panel Data. Cambridge: Cambridge University Press. Hughes, C.N. (1996). Ship Performance: Some Technical and Commercial Aspects. London: Lloyd's of London Press. Makkar, J.S. (2005). Revisiting Speed and Consumption Warranties in Time Charterparties. In: Marine Engineers Review (India), May 2005, 12-15.
Masten, S.E. and Saussier, S. (2002). Econometrics of Contracts: an assessment of developments in the empirical literature on contracting. In: Economics of Contracts: Theories and Applications (Brousseau, E. and Glachant, J.-M., eds.), Cambridge: Cambridge University Press, 273-292. Pirrong, S.C. (1993). Contracting Practices in Bulk Shipping Markets: A Transactions Cost Explanation. In: Journal of Law and Economics, Vol. 36(2), 937—976. Rasmusen, E. (1994). Games and Information. London: Blackwell Publishers. Shimojo, T. (1979). Economic analysis of shipping freights. Kobe: Kobe University. Stopford, M. (1997). Maritime Economics. London: Routledge. Strandenes, S.P. (1999). Is there potential for a two-tier tanker market? In: Maritime Policy & Management, Vol. 26(3), 249-264. Tamvakis, M.N. (1995). An investigation into the existence of a two-tier spot freight market for crude oil tankers. In: Maritime Policy & Management, Vol. 22, 81-90. Tamvakis, M.N. and Thanopoulou, H.A. (2000). Does quality pay? The case of the dry bulk market. In: Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 36(4), 297-307. Veenstra, A.W. (1999). Quantitative Analysis of Shipping Markets. PhD thesis Erasmus University Rotterdam.
ENRICHING THE BERTH ALLOCATION PROBLEM
R. Van Schaeren, Antwerp Maritime Academy W. Dullaert, University of Antwerp, ITMMA and Antwerp Maritime Academy (HZS) B. Raa, Ghent University
Introduction
Since the 80s, the annual growth rate of seaborne trade has been 3.7 percent on average (Grossmann et al., 2007). Container growth rates, however, have been significantly larger. UNESCAP (2006) estimates that the total number of full containers shipped on worldwide trade routes (excluding transhipment) in 2002 amounted to 77.8 million teu. Full container transport is expected to more than double to 177.6 million teu by 2015, which represents an average annual increase of 6.5%. During the period 2002-2010 average growth is estimated at 7.5% per year, which is in accordance with the 8% growth rates reported in Grossmann et al. For 2010 to 2015, a growth rate of 5% is expected (UNESCAP, 2006), lower than the 8% annual growth expected by Grossman et al. up to 2030.
Additional container handling is generated by the hub strategy, in which larger ports (hubs) serve as ports of call and smaller ports offer additional cargo via feeder lines (spokes) (Grossman et al., 2007). Figures on total throughput handled by the world’s ports are therefore more suited to illustrate the increasing demand for container handling capacity. For 2005 the total volume handled at the world’s ports is estimated at 339.2 million teu, a figure expected to increase with nearly 60% up to 627.7 teu in 2010 (Drewry Shipping Consultants, 2006).
As argued in Vernimmen et al. (2007), many shipping lines have anticipated on the increased demand for container transport by ordering additional and larger vessels, whereas port handling capacity has lagged behind in some parts of the world. Based on shipping lines’ order books on 01/12/2006 from AXS-Alphaliner (2006), 4.44 million teu or 50% additional slot capacity is to be added to the worldwide container vessel fleet by the end of 2008. Many planned investments in additional terminal infrastructure in Northern European ports such as Le Havre, Antwerp, Rotterdam, Wilhelmshaven, Flushing and the UK ports, have been cancelled or delayed for several years. If all these proposed projects would have been realised in accordance with the original time schedule, an extra capacity of no less than 11.4 million teu (nearly one third of the capacity available in 2004) would have been available in North European ports in 2005 (Vernimmen et al., 2007).
Increasing container handling capacity by expansion projects appears to be difficult for environmental, financial, technical and legal reasons. In many cases there is even no land available to build additional infrastructure. Optimizing the processes of existing infrastructure is therefore often a better – if not only – way to increase the handling capacity. The productivity of a container terminal is determined by the interaction of a number of processes. Based on the academic literature devoted to them, the best-known processes are probably berth planning (which allocates vessels at the available quays) and quay crane planning (which assigns the available cranes to the vessels alongside the quays). Other important, but less studied processes are yard planning (for allocating all the containers
handled by the terminal on a yard), vessel planning (positioning of the containers on board of vessels) and labour planning (assigning people to all the jobs to be carried out).
This paper will focus on the berth planning process, the most studied container terminal process from the academic literature. Section 2 presents a focussed literature review on the Berth Allocation Problem (BAP), identifying vessel priorities, handling time and transhipment services as features requiring further attention. In Section 3 we propose an extended model for the BAP accommodating some of the shortcomings of the existing models identified in Section 2. The model is validated in Section 4 using real-life data.
Section 5 concludes this paper by offering directions for further
research.
Literature review and insights
Literature review As many container berths are privately operated and the efficiency of terminal operations are essential to the terminal’s productivity and therefore competitive power, only few papers have been published on optimizing container terminal operations, such as solving the BAP. Sometimes a distinction is made between static and dynamic berth allocation problems. In the so-called static berth allocation problem (SBAP) a collection of vessels needs to be assigned to available berths to minimize an objective function, e.g. the sum of all waiting times and handling times:
∑ (m − A + C ) with m the starting
time of operations, A the vessel arrival time and C the handling time (Imai et al., 2001). In the dynamic version of the problem (DBAP), vessels arrive while work is in progress (see e.g. Imai et al., 2001).
Lai and Shih (1992) propose a heuristic algorithm for berth allocation with a first-come-first-serve (FCFS) queuing discipline for the vessels. Brown et al. (1994, 1997) propose an integer-programming model for vessel berthing in naval ports. They considered a quay with a finite set of berths at which berth shifting of moored vessels is allowed, a practice uncommon in commercial ports. Imai et al. (1997) propose a BAP for commercial ports questioning the FCFS principle. They propose a heuristic to find solutions maximizing berth performances whilst minimizing dissatisfactions of the vessel order of service. They assume a static BAP (SBAP), implying that all vessels to be served are present in the port before starting the planning of the berth allocation. Due to the unrealistic nature of this assumption they extended the model to a dynamic one (DBAP) (Imai et al. 2001, 2005a). The model was further extended by Nishimura et al. (2001) to include different water depths at the berths. Imai et al. (2003) also further extended their 2001 model by including vessel priorities.
Previous models assume the quay to consist of a discrete set of berthing locations. These so-called Discrete Berth Allocation problems (BAPD) often result in quay-length not being fully utilized because the berth lengths do not correspond exactly to all vessel lengths. A berth allocation that viewed the quay as a continuous location (BAPC: Continuous Berth Allocation Problem) was done by Lim (1998). Li et al. (1998) formulate a BAPC solution approach with and without the vessel’s movement restriction being alongside the quay. In both Park and Kim (2002) and Kim and Moon (2003) the BAPC is extended with handling priorities and preferred berth for vessels. Guan and Cheung (2004) propose a BAPC with handling times proportional to the vessel sizes. Imai et al. (2005) develop a heuristic for a BAPC with the handling time being dependent of the berthing position. Cordeau et al. (2005) present a tabu search heuristic for both the BAPD and BAPC.
Insights on important features of real-life BAP models Based on the above literature review, this subsection discusses our views on three important real-life features of real-life BAP operation: vessel priority, handling time, and transhipment services. Priority Legato et al. (2001) rightfully point out that vessels can have different priorities for receiving service at a container terminal. They consider a case in which there are two sets of berths available. The primary vessels are handled upon arrival and have dedicated (or reserved) berths. Secondary vessels are served on a FCFS principle. When only one quay is available, both types of vessels have to compete for the same berths.
In our case reserving berths for vessels is not the most efficient approach for guaranteeing high service levels. Indeed, many situations can arise where the preferred berth is not available, e.g. when a vessel with a higher priority is still alongside it or when maintenance work is taking place (crane maintenance, dredging…). The berth allocation is an operational decision and not a commercial one. Therefore we do not think it is necessary to formulate a direct link between priority and berth position in a model for the BAP. Rather, we prefer priorities coming into play in the cost balance when two vessels compete for the same berth. This idea is also found in Imai et al. (2003) in which the authors state that “any kind of weight/priority can be attached to individual vessels”. Priorities used like in Legato et al. (2001) should be used for making sure that vessels are served as soon as possible, not for reserving places. The berthing place is only an aspect of handling time but not the only driving factor of it. The reasons for prioritisation can be numerous: operational, commercial, number of containers to be handled, emergency, tide restrictions, transhipment aspect between vessels etc.
Handling time The time that vessels stay alongside the quay is named differently in the literature: e.g. “processing time” (Guan et al., 2004), “handling time” (Imai et al. 2001, 2007) and “duration of operation” (Wang et al., 2007). Not only the naming is sometimes different, also its meaning often differs. For Nishimura et al. (2001) and Imai et al. (2007) the handling time is berth dependent. Guan and Cheung (2004) assume that handling times are proportional to vessel sizes.
In this paper we define the workload of a vessel as the total amount of containers to be handled. The total time needed to accomplish the handling operations of a vessel is referred to as the handling time. This handling time is the time needed to load and unload the vessel from the beginning of the operations until the time a vessel is completely unloaded and loaded. This handling time is influenced by several aspects such as: workload, interruptions during the loading/unloading process, the number and types of cranes available/used for loading and unloading, ability of the crane driver using the crane, amount of prime movers feeding the cranes… The total time a berth is occupied by a vessel (berth occupancy) on the other hand is then the result of a combination of several other factors such as: time between arrival at the berth and starting the operations, the handling time, the time between the end of operations and leaving the berth. The berth occupancy is therefore endogenous to a berth allocation model: it is determined by solving the berth allocation model. Transhipment services It may be argued that transhipment activities also play a role in berth allocation planning. In our view, this should already have been resolved by specifying a suitable preferred berth assignment. The generation of preferred berths must also take the interconnectivity of the different services into account.
A rich model for the BAP
This section presents a richer model for the BAP, taking into account some of the real-life features identified above. In the development of this model, we assume that all vessels approaching the berth need to be scheduled at a minimum cost. We assume moreover that draft restrictions and quay crane restrictions (reach and height) are not an issue because the vessel is about to be handled at the preferred berth and cranes can move alongside the quay.
The best place to moor a vessel (yard wise) is as close as possible to the location of the containers to be loaded and discharged. If the vessel is moored too far from its preferred berthing location (the location where the containers on the yard to be loaded are stacked) then the prime movers (for
example straddle carriers) that bring the containers from the yard to the quay cranes would have to cover too much distance. Deviations from the preferred berthing location are therefore to be minimized. Once a vessel is moored at the quay, it will stay in that position until the end of operations. In our case, if a vessel does need to leave its berth for one reason or another, it could compete for another berth together with the other vessels to be planned at that moment.
One section of quay length can only accommodate 1 vessel at a time. It should be noted that this is not valid for certain small types of vessels but planning 2 vessels next to each other at one berth is mainly done for barges. In practice, the BAP of barges is often addressed separately (e.g. Antwerp) due to the great uncertainty of arrival times and amounts of containers to be handled. This offered flexibility for barges comes at a planning cost because it requires on the spot human interaction which costs time and each last minute interaction could lead to a non-optimal planning.
For a set of vessels to be scheduled, the objective function to be minimised is the sum of all deviations (i) from the preferred start of the service and (ii) from the preferred berthing location. Both factors are weighted to reflect the priority of the vessels to be scheduled. The more important the vessel, the sooner it should be serviced after its arrival.
In the model, the following notations are used: -
N: the number of vessels to be planned
-
ti: the scheduled start of service of the vessel (decision variable) (i = 1..N)
-
pli: the place where vessel i is planned along the quay (decision variable) (i = 1..N)
-
dli: deviation to the left of the preferred berthing location (decision variable) (i = 1..N)
-
dri: deviation to the right of the preferred berthing location (decision variable) (i = 1..N)
-
ai: the time of arrival of the vessel (i = 1..N)
-
si: vessel length (i = 1..N)
-
li: preferred berthing location (i = 1..N)
-
pi: the vessel priority (i = 1..N)
-
bi: berth occupancy, i.e. time along the quay (i = 1..N)
-
ci: the vessel workload (i = 1..N)
-
c: weighting factor expressing the importance of time deviations over distance deviations
-
y: total quay length N
Minimize Z = ∑ (cpi (ti − ai ) + ci (dli + dlr )) i =1
(1)
ti ≥ ai pli ≤ y − si pli = li − dli + dri
( pl + s i
i
i = 1..N i = 1..N i = 1..N
≤ pl j or pl j + s j ≤ pli ) or (ti + bi ≤ t j or t j + b j ≤ ti ) i = 1..N , j = i + 1..N dli ≥ 0, dri ≥ 0 i = 1..N
( 2) (3) ( 4) (5)
In the objective function (1), the deviation from the preferred berthing time (ti - ai) is weighted with both the vessel priority pi and the weighting factor c. The deviation from the preferred berthing location is defined by the distance (to the left or the right) between the preferred berth and the scheduled position at the quay: (dli + dri). This location cost is multiplied by the vessel workload ci: if 2 vessels with matching preferred berths and overlapping arrival times arrive together, the vessel with the higher workload should get priority. If a vessel cannot be scheduled at its preferred berthing position, then the deviation should be as small as possible, to minimize the total driving distance of the prime movers. Note that the weight is not based on the vessel length because large vessels do not necessarily have large workloads.
Constraint (2) states that a vessel can only be scheduled after it has actually arrived at the terminal. Constraint (3) ensures that the berthing position of a vessel plus its length does not exceed the quay length, while Constraint (4) defines the berthing position as a deviation from the preferred location. Constraint (5) avoids overlaps by stating that no two vessels can be at the same place at the same time. Note that the vessel length si includes the required space in front of and behind the vessel to safely moor and unmoor, and the berth occupancy bi consists of the waiting time before the start of operations, the handling time of a vessel, waiting time before departure after finishing container handling, in fact, all the time that elapses between mooring and unmooring.
Computational results
To validate the above model, a one month data set was obtained on the container handling operations at an important container terminal in the port of Antwerp. To compare the model results with the actual manual planning, the model was further adjusted to reflect current practice. Currently, a rolling horizon of 4 days is used, implying that in scheduling vessels, planners also consider vessels due to arrive in the next 3 days. The extended BAP model was therefore ran for every consecutive day of the month with a look ahead of 3 days as well.
Once moored alongside the quay, vessel locations are assumed to be fixed at that moment. No relocation of those vessels is allowed. At the terminal, vessels are scheduled as soon as possible upon their arrival, indicating that the time cost is considered to be more important than the preferred berth cost. In fixing the value of
c this preference is reflected.
For vessels with a large number of containers to be handled (more than 1500) the model generated solutions with a 63% decrease of distance from the preferred berth compared to the manual planning. This figure increases even more when all vessels are included. The comparison was based on the berths allocated by the model and the preferred berths on service level. The preferred berths on service level being the predicted berths where the vessels for that service will berth. This prediction is needed because containers to be loaded arrive well ahead of the vessel on which those containers will be loaded. The generated deviations from those preferred berths were then compared to the deviations from the preferred berths generated by the historical planning at the terminal. One must be careful though in comparing the model results to the actual planning at the terminal. An explanation for the great difference between the berth planning by the model and the one done by the terminal can be the last minute interventions in the berth allocation. It is e.g. possible that due to the dynamic nature of terminal operations, preferred berthing positions have been changed on vessel call level. These manual interventions were not recorded in the database. All services calling at that terminal have a preferred berth. When a vessel arrives at the terminal for a specific service, the preferred berth is then copied to that vessel call. If the preferred berth for that service is at the beginning of the quay e.g. but that quay length is unavailable for one reason or another, the preferred berth of that vessel visit could have been moved to the end of the quay length without having to change the preferred berth on service level.
Table 1 gives an overview of the vessel arrival pattern for the month under consideration. The last column lists the number of vessels that were to be scheduled by the model given the rolling time horizon for each consecutive day of that month. Table 2 gives an overview of the vessels’ workloads.
Table 1 : Vessel arrivals
Arrival day 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 01 02 03
# of
Number of vessels
vessels
in the scheduling
arrived
horizon (Day+3)
01 05 04 01 02 01 02 03 03 00 02 01 01 02 03 03 04 02 02 02 02 01 03 03 00 00 03 02 03 03 04 02 00
11 12 08 06 08 09 08 08 06 04 06 07 09 12 12 11 10 08 07 08 09 07 06 06 05 08 11 12 12 09
Table 2 : Vessel workload
# containers to be handled
# vessels
0-300
26
301-600
10
601-900
2
901-1200
2
1201-1500
7
1501-1800
7
1801-2100
5
2100-2400
3
2401-2700
1
2700+
1
The amount of containers to be handled by a vessel consists of containers to be discharged and containers to be loaded. Transhipment containers are counted twice as they are handled twice (once for discharging and once for loading).
Figures 1 and 2 illustrate the solutions obtained by the manual planners and by solving the rich BAP. The enriched BAP was modeled in ILOG OPL Development Studio version 5.2. The solutions to the consecutive BAP models were found between two and four seconds for each instance on an Intel® Core™2 Duo CPU T7300 @ 2.00GHz processor with 2Gb of RAM.
Figure 1 : Manual berth planning
Figure 2 : Optimized berth planning
Due to the setting of the weight factor c , there was no waiting time for any vessel between arrival at the terminal and the actual berthing. This is done to reflect the planning priorities used by the terminal.
Conclusions
In this paper, a rich model for the Berth Allocation Problem is presented that takes into account reallife features often ignored in other models, such as vessel priorities, preferred berthing locations and handling time considerations. The model is validated on real-life data, showing an impressive improvement (63%) of the difference between preferred berth and planned berth.
Taking into account the preferred berthing location reflects the interplay between berth allocation and the stacking of the containers. As such, the model presented here can be seen as a first step towards an integrated model that also considers other port terminal processes such as quay crane assignment and yard planning.
References
Akio Imai, Etsuko Nishimura, Stratos Papadimitriou, 2003, Berth allocation with service priority, Transportation Research Part B 37 (2003) 437–457.
AXS-Alphaliner (2006), “Cellular fleet forecast”, unpublished document.
Brown, G.G., Lawphongpanich, S., Thurman, K.P., 1994. Optimizing ship berthing, Naval Research Logistics 41, 1–15.
Brown, G.G., Cormican, K.J., Lawphongpanich, S., Widdis, D.B., 1997. Optimizing submarine berthing with a persistence incentive, Naval Research Logistics 44, 301–318.
Cordeau, J.-F., Laporte, G., Legato, P., Moccia, L., 2005. Models and tabu search heuristics for the berth-allocation problem, Transportation Science 39, 526–538.
Hansen, P. et al., 2007, Variable neighbourhood search for minimum cost berth allocation, European Journal of Operational Research, doi:10.1016/j. ejor.2006.12.057.
Drewry Shipping Consultants (2006), The Drewry Container Market Quarterly – Volume Seven – First Edition – March 2006, London, 191 pp.
Grossmann H., Otto A., Stiller S. and Wedemeier J., 2007, Growth Potential for Maritime Trade and Ports in Europe, Intereconomics, July/August 2007, 226-232, DOI: 10.1007/s10272-007-0223-x.
Günther H., Kim K., 2006, Container terminals and terminal operations, OR Spectrum 28:437–445, DOI 10.1007/s00291-006-0059-y.
Imai, A., Nagaiwa, K.’I., Tat, C.W., 1997. Efficient planning of berth allocation for container terminals in Asia. Journal of Advanced Transportation 31, 75–94.
Imai, A., Nishimura, E., Papadimitriou, S., 2001. The dynamic berth allocation problem for a container port. Transportation Research Part B 35, 401–417.
Imai, A., Nishimura, E., Papadimitriou, S., 2005a. Corrigendum to ‘‘The dynamic berth allocation problem for a container port’’ [Transportation Research Part B 35 (2001) 401–417], Transportation Research Part B 39, 197.
Imai, A., Nishimura, E., Papadimitriou, S., 2005b. Berth allocation in a container port: using a continuous location space approach,Transportation Research Part B 39, 199–221.
Imai A., Etsuko Nishimura , Masahiro Hattori, Stratos Papadimitriou, 2007, Berth allocation at indented berths for mega-container ships, European Journal of Operational Research 179, 579–593.
Imai A., Hsieh Chia Chen, Etsuko Nishimura, Stratos Papadimitriou, 2007, The simultaneous berth and quay crane allocation problem, Transportation Research Part E xxx, xxx–xxx.
Lai, K.K., Shih, K., 1992. A study of container berth allocation, Journal of Advanced Transportation 26, 45–60.
Li C.-L., Cai X., Lee C.-Y., Scheduling with multiple-job-on-one-processor pattern, IIE Transactions 30 (1998) 433–445.
Lim, A., 1998. The berth planning problem. Operations Research Letters 22, 105–110.
Nishimura E., Imai A., Papadimitriou S., 2001, Berth allocation planning in the public berth system by genetic algorithms, European Journal of Operational Research 131, 282-292.
Pasquale Legato, Rina M. Mazza, 2001, Berth planning and resources optimisation at a container terminal via discrete event simulation, European Journal of Operational Research 133, 537-547.
Roels R., 2007, DP World presentation, Propeller Club, Antwerp.
UNESCAP (United Nations Economic and Social Commission for Asia and the Pacific) (2005), Regional Shipping and Port Development Strategies – Container Traffic Forecast, United Nations, New York, vii + 52 pp.
Vernimmen, B., Dullaert, W. and S. Engelen (2007). The Impact of Liner Schedule Unreliability on Ports and their Actors, Maritime Economics and Logistics, 9(3), 19 p.
Wang F., Lim A., 2007, A stochastic beam search for the berth allocation problem, Decision Support Systems 42, 2186–2196.
Yongpei Guan and Raymond K. Cheung, 2004, The berth allocation problem: models and solution methods, OR Spectrum 26: 75–92, DOI: 10.1007/s00291-003-0140-8.
MAATREGELENPAKKET VOOR EEN DUURZAME BEREIKBAARHEID VAN DE ROTTERDAMSE HAVEN
T. van Rooijen, TNO Mobiliteit en Logistiek J.C. van Meijeren, TNO Mobiliteit en Logistiek
Introductie
Binnen het Transumo A15-project werken ruim dertig organisaties en bedrijven samen in een consortium aan innovatieve oplossingsrichtingen. Het doel van het Transumo A15 project is om te komen tot een geïntegreerde benadering van oplossingen voor de problemen die zich vanaf de periode 2020 tot 2033 aandienen. Dit zijn problemen op het gebied van bereikbaarheid, milieukwaliteit en veiligheid als gevolg van het sterk groeiende goederenvervoer naar het achterland en het (havengebonden) personenvervoer over de weg. Met het ontwikkelen van innovatieve, duurzame oplossingsrichtingen en nieuwe vormen van samenwerking tussen de verschillende partijen moet deze doelstelling gerealiseerd worden. Als onderdeel van dit project is een maatregelenpakket opgesteld. De maatregelen in dit pakket zijn de uitkomst van een bijeenkomst met actoren binnen het project. Deze maatregelen zijn door hen als meest kansrijk benoemd. TNO heeft de maatregelen in detail uitgewerkt om te komen tot een inschatting van de verkeerskundige effecten voor 2020. In volgende stadia van het Transumo A15project worden deze effecten van de maatregelen als input gebruikt voor verkeers- en milieumodellen.
De A15 Naast de huidige Maasvlakte in de Rotterdamse haven wordt de komende decennia de Tweede Maasvlakte gerealiseerd. Door deze uitbreiding zullen de huidige vervoerstromen over de A15 fors toenemen. De A15 is een snelweg die nu al veel te kampen heeft met congestie als gevolg van het havengerelateerde vrachtverkeer en het personenverkeer van/naar Voorne Putten. De A15 loopt van de Maasvlakte dwars door Nederland via de Betuwe tot het oosten van het land. Binnen dit project is de A15 van de Maasvlakte tot aan het knooppunt Vaanplein (zie figuur 1) onderwerp van studie.
Figuur 1 : Huidige situatie rondom de A15 in het Rotterdamse Havengebied
In dit artikel wordt uitgegaan van de situatie in 2020, wanneer het eerste gedeelte van de Tweede Maasvlakte operationeel is. In de jaren voor 2020 wordt de A15 fors uitgebreid door Rijkswaterstaat. Tot 2033 zullen de verkeersstromen nog sterk groeien door de autonome groei en door het steeds verder in gebruik komen van de Tweede Maasvlakte, waardoor de A15 wederom voller wordt. Aanvullende maatregelen zullen nodig zijn om de Rotterdamse haven bereikbaar te houden. Verdere uitbreidingen op de conventionele manier door middel van het aanleggen van extra rijstroken zijn door maatschappelijke weerstand en ruimtegebrek niet meer mogelijk.
De maatregelen
Per maatregel is een beknopte literatuurstudie uitgevoerd om inzicht te krijgen in de algemene effecten van de maatregel. In veel gevallen bood de literatuur geen houwvast. Daarom zijn experts (binnen TNO en andere partijen binnen het project) geïnterviewd naar hun mening over de verkeerskundige effecten op de A15 van de verschillende maatregelen.
De verkeerskundige effecten van de volgende maatregelen zijn vastgesteld: •
de Oranjetunnel als nieuwe oeververbinding;
•
Containertransferia, om een modal shift van weg naar water te bewerkstelligen;
•
Innovatief personenvervoer, een samenhangend pakket maatregelen met inbegrip van een transferium, beloningssystemen, nieuwe busconcepten etc.;
•
Nachtdistributie, gecombineerd met belonen, inzet stille vrachtauto’s;
•
Aparte doelgroepstroken, gecombineerd met gebruik schone motoren.
De achterliggende filosofie achter dit pakket is dat weliswaar gekozen wordt voor een klassieke oplossing door de aanpassing van het netwerk met traditionele nieuwe infrastructuur, zoals een tunnel, en eveneens klassieke beleidsmaatregelen als modal shift, transferia, aparte rijstroken en nachtdistributie, maar dat hiertegenover een samenhangend pakket van ‘moderne’ en innovatieve maatregelen staat om eventuele contraproductieve effecten van deze tunnel tegen te gaan. Deze innovaties zitten bijvoorbeeld in: de toepassing van innovatieve concepten van beprijzen/belonen, een vernieuwende invulling van het transferiumconcept en de wijze waarop deze model shift bewerkstelligd moet worden.
Richtinggevende concepten bij de keuze voor juist dit maatregelenpakket zijn: •
Kwetsbaarheid/robuustheid van het netwerk, het reduceren van de kwetsbaarheid en het toe laten nemen van de robuustheid van het netwerk is een belangrijke overweging voor de keuze van de Oranjetunnel, naast effecten op de bereikbaarheid;
•
Het zoveel mogelijk benutten van de bestaande capaciteit. Dit is een belangrijk argument voor de keuze van nachtdistributie en voor de keuze van aparte rijstroken in plaats van bijvoorbeeld de inzet van rijstroken boven of onder elkaar;
•
Vooral inzetten op het beperken van het personenverkeer. Het capaciteitsgebrek wordt vooral veroorzaakt door de relatief grote omvang van het personenverkeer op de A15. Vandaar dat ‘Alles uit de kast’ moet worden gehaald om dit personenverkeer zoveel mogelijk terug te dringen door de uitvoering van een samenhangend pakket maatregelen.
In de volgende paragrafen worden de maatregelen nader geconcretiseerd en worden de verkeerskundige effecten geschat. Dit artikel sluit af met een algemene inschatting van de verkeerskundige effecten van dit maatregelenpakket.
Aanleg Oranjetunnel
Door de aanleg van de Oranjetunnel wordt een nieuwe Westelijk oeververbinding gerealiseerd voor het jaar 2020. Deze tunnel biedt een geheel nieuwe route voor het havenverkeer dat direct vanaf de Maasvlakte via de tunnel het Westland en de meer noordelijk gelegen gebieden kan bereiken. In onderstaand figuur wordt de locatie van de Oranjetunnel weergegeven. Deze loopt van het nieuw te ontwikkelen knooppunt Oranje op de A15 tot aan het knooppunt Westerlee waar de tunnel aansluit op de A20 en de nieuwe A54 voor een directe verbinding met de A4. In de maatregel Oranjetunnel wordt er vanuit gegaan dat ook de A54 wordt aangelegd. Naast de ontlasting van de A15 zijn er nog twee hoofdredenen voor de aanleg van een tunnel ten westen van de Beneluxtunnel. Er treedt een verbetering van de robuustheid van het wegennet op: door de tunnel ontstaat een alternatieve route die in geval van incidenten gebruikt kan worden om het gebied te verlaten. Daarnaast kan in het geval van ernstige calamiteiten de tunnel als vluchtweg dienen.
Figuur 2 : Locatie van Oranjetunnel en A54 (Trajectnota / MER A4 Delft-Schiedam)
Als gevolg van de aanleg van nieuwe infrastructuur kunnen twee effecten worden onderscheiden: •
Wijziging in routekeuze (korte termijn effect)
•
Wijziging in locatie waar men vandaan komt en naar toe gaat (lange termijn effect)
Daarnaast hebben de bovenstaande verkeerseffecten ook gevolgen voor het klimaat en de leefomgeving. Daar waar het verkeer toeneemt/afneemt zullen ook de emissies, geluid en externe veiligheid toe-/afnemen.
Uit een aantal studies die reeds zijn uitgevoerd, zoals de MER Tweede Maasvlakte (Projectorg. Maasvlakte, 2006) en de Quick scan studie naar de effecten van de aanleg van de Oranjetunnel (DS+V/Stadsregio, 2004) blijkt dat de verkeersintensiteiten zullen afnemen op het traject tussen de N57 en het Beneluxplein en dat de intensiteiten licht zullen stijgen op het traject tussen de N57 en het knooppunt Oranje. Uit de Quick scan blijkt dat de stromen aan de zuidkant van de tunnel vooral van en naar de Maasvlakte en de N57 gaan, aan de noordkant van de tunnel lopen de stromen vooral van en naar de A4 en de A20. Per 12 uur (tussen 7:00 en 19:00) zullen in totaal 30.400 motorvoertuigen de Oranjetunnel passeren. Hiervan zijn 8.500 (28%) voertuigen vrachtwagens en 21.900 (72%) voertuigen personenauto’s. Er wordt geschat dat het extra verkeer dat op lange termijn van de Oranjetunnel gebruik zal gaan maken 10.000 motorvoertuigen per dag bedraagt bij een totaal aantal motorvoertuigen van 30.400 per 12 uur (tussen 7:00 en 19:00). Deze 10.000 extra motorvoertuigen betekenen 5% extra verkeer in de gehele regio. Het generatie-effect zorgt hiermee voor een substantiële toename van het totale verkeer via de Oranjetunnel.
Containertransferium
Containertransferia bieden mogelijkheden om wegvervoer te verschuiven naar het spoorvervoer en/of de binnenvaart. Hierdoor wordt de A15 wegvervoer corridor ontlast waardoor minder congestie ontstaat en de leefomgeving verbetert. Een aandachtspunt betreft het totale effect op de leefomgeving vanwege de naar verwachting meer vervuilende motoren in de binnenvaart (in vergelijking met het wegvervoer). Het containertransferium is een nieuw concept dat momenteel door het Havenbedrijf Rotterdam wordt verkend en onderzocht op haalbaarheid in samenwerking met marktpartijen. Het concept container transferium kan als volgt worden omschreven: •
Gelegen dichtbij de snelweg en vaarwater;
•
Ligging buiten de ring van Rotterdam;
•
Douane, security en ICT faciliteiten (extended gate);
•
In combinatie met empty depots en distributieactiviteiten;
•
Dedicated shuttlediensten en barge-afhandeling op zeeterminals.
Het concept container transferium verschilt duidelijk van een traditionele inland terminal. Het container transferium ligt dichtbij Rotterdam en richt zich op het vervoer van containers die zonder container transferium over de weg van en naar de haven worden vervoerd. Met een container transferium worden de containers met shuttlediensten per binnenvaart van de haven naar het transferium vervoerd waar de containers direct naar de nabijgelegen distributie centra gaan of over de weg verder worden vervoerd naar locaties door geheel Nederland. Door dit concept wordt wegvervoer op de A15 corridor in het havengebied voorkomen. Voordelen van het containertransferium zijn: •
Vermindering van containerverkeer op de A15;
•
Reductie van de milieuproblematiek op de A15 (emissies en geluid);
•
Optimalisatie binnenvaartafhandeling kleine partijen;
•
Bufferfunctie bij piektijden en calamiteiten;
•
Verbetering efficiency deepsea terminals.
Het effect van een modal shift van wegvervoer naar spoorvervoer en binnenvaart is een ontlasting van de A15 (minder verkeer) en een verbetering van klimaat en leefomgeving. Voor het gehele gebied zal op basis van de resultaten geanalyseerd moeten worden of een verschuiving van weg naar binnenvaart een verbetering van de leefomgeving oplevert. Naar verwachting worden in de binnenvaart in 2020 namelijk meer vervuilende motoren gebruikt dan in het wegvervoer.
Voor de gehele haven wordt in de autonome ontwikkeling tussen 2003 en 2020 een modal shift richting wegverkeer en spoor verwacht. Het transport via buisleiding niet meegerekend, wint het
wegtransport 6% aan aandeel ten opzichte van 2003 en het spoorvervoer 1%. Dit gaat ten koste van het aandeel binnenvaart (-7%). Uitgangspunten
voor
de
bepaling
van
de
verkeerseffecten
is
de
realisatie
van
twee
containertransferia, elk met een omvang van 500.000 TEU per jaar, in het jaar 2020. In de uitwerking van de container transferia door het Havenbedrijf Rotterdam (2007) is de insteek dat alle 500.000 TEU in de situatie zonder container transferium over de weg worden vervoerd. Voor deze maatregel wordt een meer conservatieve benadering gekozen waarbij ervan wordt uitgegaan dat per transferium van de in totaal 500.000 TEU, 400.000 TEU van het wegvervoer komt. Voor de overige 100.000 TEU wordt aangenomen dat deze anders ook al met de binnenvaart vervoerd zouden worden. Bij de realisatie van twee container transferia betekent dit dat 800.000 TEU (2 maal 400.000 TEU) verschuift van de weg naar de binnenvaart binnen de A15 corridor van het onderzoeksgebied in deze studie. Bij een call size van 2.6 TEU/call voor het wegvervoer betekent dit een vermindering van ongeveer 615.000 ritten per jaar van en naar de Maasvlakte (307.500 ritten naar de Maasvlakte en 307.500 ritten vanaf de Maasvlakte, naar rato verdeeld over de herkomsten en bestemmingen in het achterland). Hierdoor daalt het aandeel wegvervoer in het totale containervervoer in 2020 van 42% naar 34%, het aandeel binnenvaart stijgt van 41% naar 49%.
Innovatief personenvervoer
Innovatief
personenvervoer
is
een
verzamelnaam
voor
een
pakket
maatregelen
om
het
personenvervoer over de weg zoveel mogelijk te beperken. Het personenvervoer is de veroorzaker van de meeste congestie op het A15-traject Maasvlakte-Vaanplein. De structurele files komen voor in de ochtend- en avondspits, wanneer het personenverkeer een piek vertoont. Als het lukt een gedeelte van de reizigers in het personenverkeer uit de eigen auto te halen, is de capaciteit van de A15 voldoende om de vervoersvraag op te vangen. Om mensen uit de auto te krijgen moet er een goed alternatief zijn dat minstens even snel is en/of minder kost dan de auto. Dit maatregelenpakket is daarop gericht. Het pakket kan tevens ingezet worden om het moment van rijden van het personenverkeer te verplaatsen tot net voor of net na de piek, zodat de file achterwege blijft.
Het pakket bestaat uit de volgende onderdelen: 1. Transferia langs de A15 met voorzieningen en overstapmogelijkheden op bus en carpool. a. Overstapmogelijkheden op bus voor transport tussen de transferia. Deze transferia zijn strategisch gesitueerd zodat ze goed bereikbaar zijn voor woon-werk verkeer. b. Carpoolplaats op de transferia, met de inzet van nieuwe ICT-toepassingen heeft dit concept meer kans van slagen dan in de jaren negentig.
c.
Bedrijfsvervoer, tussen de transferia en de beide Maasvlaktes.
2. OV-Netwerk Voorne Putten, vergelijkbaar met het Zuidtangent-busnetwerk rondom Schiphol. 3. Waterbus, een snel vaarvoertuig op de verbindingen die het snelst via het water kunnen. 4. Optimalisatie Mobiliteitsbeleid bedrijven, een transitie in het denken over mobiliteit bij de bedrijven. Bijvoorbeeld: niet meer automatisch een lease auto, maar een OV-jaarkaart. 5. Toepassing belonings-/beprijzingssysteem. Gewenst gedrag wordt beloond in de vorm van een klein geldbedrag of gratis vervoer (OV). Ongewenst bedrag kan tot betaling van een geldbedrag leiden.
Deze maatregelen zullen tot gevolg hebben dat een aanzienlijk gedeelte van het personenverkeer over de weg van de A15 gebruik zal gaan maken de hierboven beschreven onderdelen. Dit zal tot gevolg hebben dat op gedeelten waar veel personenverkeer rijdt meer ruimte komt voor het overige verkeer omdat de personenritten verminderen. De doorstroming op de wegen zal verbeteren, evenals de bereikbaarheid. De bundeling van ritten in het collectieve vervoer zal leiden tot minder brandstof gebruik en dus ook minder emissies van CO2. Daarnaast zal door minder congestie een betere doorstroming mogelijk worden met positieve gevolgen voor het milieu. In het verleden is al vele malen geprobeerd een modal shift van wegvervoer naar andere vervoerswijzen voor personenverkeer te bewerkstelligen. Vaak is dit gebeurd door het collectieve vervoer te verbeteren. Het resultaat was dat het gebruik van het collectieve vervoer toenam, maar het gebruik van de auto gelijk bleef, zodat er in het totaal juist sprake was van een mobiliteitsgroei. In dit maatregelenpakket is het beprijzen van de infrastructuur een belangrijk onderdeel. Dit kan gebeuren door gewenst gedrag te belonen en ongewenst gedrag te bestraffen. Op basis van deze getallen, verkregen door consultaties van experts, is de volgende inschatting van de belangrijkste effecten van de maatregelen op het personenverkeer gemaakt: •
Verbetering openbaar en collectief vervoer kan leiden tot een afname van het aantal personenritten met 5 tot 10%.
•
Beprijzen kan leiden tot 5% tot 10% afname
•
Transferia kunnen leiden tot 1 tot 3% afname.
Indien het gehele maatregelenpakket geïmplementeerd zou worden kan dit leiden tot een reductie van 10 tot 15% in het aantal personenritten. Een gedeelte van deze 10 tot 15% zal gebruik gaan maken van de alternatieven genoemd in het maatregelenpakket, een ander gedeelte zal de reis niet meer maken en een groep zal buiten de spits gaan rijden.
Nachtdistributie
Nachtdistributie omvat de distributie van goederen in de tijdsperiode tussen 22 en 5 uur. In deze periode is minder verkeer op de weg dan de rest van de dag, doordat er op dit moment nauwelijks personenverkeer aanwezig is op het wegennet. Het verkeer dat binnen Nederland goederen aflevert past op dit moment nachtdistributie slechts op kleine schaal toe en hierdoor biedt nachtdistributie nog volop mogelijkheden om de distributie van de goederen beter te laten verlopen. Grofweg een derde van de vracht die in de Rotterdamse haven aan wal gebracht wordt, gaat verder over de weg. Een groot deel van het wegvervoer betreft containervervoer en heeft Nederland, en dan voornamelijk de regio Rijmond, als eindbestemming. Deze goederenstromen zijn geschikt om naar de nacht te verplaatsen, evenals het vervoer van chemische producten over de weg. Binnen de nachtelijke periode kan eenvoudig (meerdere malen) op en neer gereden worden van of naar de eindbestemming zonder gehinderd te worden door congestie. De lege wegen lenen zich ook voor de inzet van LZV’s (Lange zware voertuigen). Dit zijn voertuigen die 3, en wellicht in de toekomst 4, TEU kunnen vervoeren. Om transportbedrijven over te halen in de nacht te gaan rijden kan gebruik gemaakt worden van het beloningsprincipe. Transporteurs die in de nachtelijke uren rijden kunnen fiscale voordelen krijgen of als de technische mogelijkheden voldoende zijn kan automatisch een bepaald geldbedrag verkregen worden. Als aanvullende eis voor het verkrijgen van een beloning kan gesteld worden dat er met milieuvriendelijke vrachtwagens gereden moet worden. Er zijn ook belangrijke nadelen aan nachtdistributie verbonden. Deze maatregel is geschikt vanuit een economisch oogpunt en verkeerskundig oogpunt, maar is in sociaal opzicht niet wenselijk omdat grote groepen mensen hierdoor verplicht worden ’s nachts te werken.
Te verwachten valt dat deze maatregel veel positieve gevolgen heeft voor de bereikbaarheid op de A15: minder congestie en een vergrote betrouwbaarheid van de reistijd. De verwachte effecten op de uitstoot van fijnstof, NOx en overige emissies zullen hetzelfde zijn als voor nachtdistributie op het gehele netwerk. Dit gedeelte van de A15 voert voor een groot gedeelte door het havengebied waar traditioneel het gehele etmaal veel achtergrondgeluid te horen is. Hinder van nachtelijk verkeer, evenals het in- of uitladen van goederen, is daarom hier ook minder te verwachten. De verwachting is dat de komende jaren vrachtwagens aanmerkelijk stiller zullen worden. Het belangrijkste effect van nachtdistributie is dat een groot gedeelte van het vrachtverkeer in de nacht plaats gaat vinden. Overdag is de intensiteit vrachtwagens vrijwel constant. Het is vooral de intensiteit van personenauto’s die varieert. Dit is te zien in figuur 3.
Figuur 3 : Verkeersintensiteiten gedurende de dag in 2005 op het traject Botlek-Spijkenisse
De files treden structureel op tijdens de ochtend- en avondspits. Vooral in deze perioden moet het vrachtverkeer geweerd gaan worden. Een afname van het vrachtverkeer met een bepaald percentage heeft een grotere invloed dan een afname van het personenverkeer met eenzelfde percentage omdat een vrachtwagen meer capaciteit in beslag neemt. Het vrachtverkeer zal in 2020 in de spits ongeveer 20% van het totale verkeer uitmaken in plaats van de 15% nu. Een reële inschatting is dat het vrachtverkeer overdag met 20% zou kunnen afnemen. In de spits zou door het extra toepassen van het beloningsmechanisme dit kunnen toenemen tot 30%. Dit leidt tot 6% minder vervoersbewegingen in de spits dat overeenkomt met een afname van 10% Personenauto-equivalenten (Pae) in de spits.
Aparte doelgroepstroken
Aparte doelgroepstroken houden in dat rijstroken gereserveerd zijn voor een bepaald type verkeer. Op dit moment rijden op de A15 alle soorten verkeer door elkaar heen, terwijl de eigenschappen van de voertuigen zeer verschillend zijn. Het vrachtverkeer kan rijden met een maximum snelheid van 80 km/u, terwijl het personenverkeer met 100 km/u mag rijden. Dit leidt bij intensief weggebruik tot schokgolven en onrustig rijgedrag, wat congestie in de hand werkt. Daarnaast levert de grote continue stroom vrachtwagens problemen op bij het in- en uitvoegen van personenverkeer omdat er moeilijk tussen te komen is. Als de Tweede Maasvlakte in 2020 in bedrijf is zal er een grote vrachtstroom zijn die van daar naar het achterland rijdt, zonder tussentijds gebruik te maken van afslagen.
De strook is een deel van de bestaande capaciteit die door een dubbele streep wordt afgeschermd van de andere stroken. Deze strook komt aan de linkerkant van de weg te liggen, zodat deze twee doelgroepstroken in het midden van de totale weg gelegen zijn. Bij de geplande uitbreidingen van Rijkswaterstaat voor 2020 wordt de A15 fors verbreed. Dit maakt het mogelijk deze maatregel uit te voeren. De capaciteit van het overige weggedeelte is dan na afsplitsing van deze strook nog steeds groter dan in de huidige situatie het geval is. Naast een aansluiting op de A4 bij het Beneluxplein is het voorstel om slechts één afrit naar het onderliggende wegennet te positioneren nabij het Eem-Waalhavengebied. Deze aansluiting en afrit krijgen een apart karakter. Om het overige verkeer niet te hinderen bij het in- en uitvoegen kan men de vrachtstrook betreden en verlaten via de linkerkant.
Doordat het verkeer op deze doelgroepstrook met dezelfde maximumsnelheid rijdt en er nauwelijks op- of afritten zijn kan het vrachtverkeer met een constante snelheid rijden van 80 km/u. De kans op congestie op deze strook is dan ook kleiner dan op de overige stroken waar het verkeer door elkaar rijdt. Daarom zal men graag op deze strook willen rijden. Dit biedt mogelijkheden om aanvullende eisen te stellen aan de vrachtwagens die er mogen rijden. Te denken valt aan vrachtwagens met Euro 5 of 6 motoren, zodat de emissies een stuk lager zijn dan bij de conventionele vrachtwagen. Een ander aandachtspunt is de beladingsgraad van de vrachtwagen. Als aanvullende eis kan gesteld worden dat deze beladingsgraad boven een bepaald percentage moet zitten wil er op de aparte strook gereden worden. Deze eis dient als stimulans om transporteurs te motiveren hun wagen zo vol mogelijk te laden en daarmee ritten uit te sparen.
Het aantal verkeersbewegingen van vracht- en goederenverkeer zal niet verminderen door deze maatregel. Wel wordt door het scheiden van het personen- en het vrachtverkeer de doorstroming verbeterd doordat er minder snelheidsverschillen tussen de verschillende typen verkeer zullen zijn. Dit heeft tot gevolg dat er minder snel files zullen ontstaan wat de betrouwbaarheid ten goede komt. De belangrijkste effecten zijn de verbetering van de bereikbaarheid en in mindere mate gunstige effecten op klimaat en leefomgeving, door de betere doorstroming. De haalbaarheid van aparte doelgroepstroken op dit gedeelte van de A15 is groot. Het is een maatregel met relatief lage kosten.
Dit is geen maatregel die het totale aantal ritten zal verminderen. Het totale aantal ritten zal wellicht zelfs iets stijgen door de aanzuigende werking van de verminderde congestie. Vooral bij het vrachtverkeer zal de congestie flink afnemen, omdat dat een eigen vrije baan krijgt. Hierdoor wordt het vrachtverkeer over de weg aantrekkelijker en lijkt een minieme groei tot 1% reëel. Deze maatregel lijkt ook voor het overige verkeer positief omdat de doorstroming op die banen verbeterd. De capaciteit van de wegen in 2020 is voldoende om de verkeerstroom op te vangen. Na
2020 zal door de verdere uitbreiding van de Tweede Maasvlakte de stroom vrachtverkeer verder groeien.
Totaal effect maatregelen
In dit totaalpakket van maatregelen worden de cumulatieve effecten van de maatregelen beredeneerd. Deze maatregelen hebben het meeste effect op het traject A15 (MaasvlakteBeneluxtunnel). Na de aantakking van de A4 zal ook veel doorgaand verkeer van de A4 op de A15 te vinden zijn, waar deze maatregelen weinig invloed op hebben. Er vanuit gaande dat al deze maatregelen geïmplementeerd worden wordt eerst de situatie geschetst zoals deze in 2020 gerealiseerd zal zijn.
Uitgangssituatie De beide Maasvlakten zullen twee hoofd-afvoerstromen hebben: de A15 naar het (Duitse) achterland en de Oranjetunnel. Vrachtverkeer per trein en binnenvaart wordt veel aantrekkelijker. Vooral door de aanleg van containertransferia langs de A15 voorbij het havengedeelte. Het personenverkeer op de A15 en door de Oranjetunnel zal dalen door de invoering van een pakket maatregelen dat het aantal verkeersbewegingen met de personenauto vermindert. Een gedeelte van het vrachtverkeer van de A15 en de Oranjetunnel, vooral afkomstig uit de spits, verhuist naar de nacht. Op de A15 worden aparte stroken voor het vrachtverkeer gereserveerd.
Redenering effecten Op basis van de beschrijving van de maatregelen zijn de effecten van deze maatregelen bepaald. Door al deze maatregelen samen te voegen moet het totale effect bepaald worden. Dit wordt gedaan door stuk voor stuk de effecten van de maatregelen kort te bespreken. Er wordt ingegaan hoeveel verkeer bespaard wordt door deze vijf maatregel en er wordt een inschatting gemaakt de invloed op andere vervoerstromen. Dit is schematisch weergegeven in figuur 5.
1. De maatregel die als basis genomen wordt is de realisatie van de Oranjetunnel met de daarachter gelegen A54 in noordelijke richting. De Oranjetunnel heeft als effect dat het totaal aantal verkeersbewegingen over de A15 tussen de aansluiting met de N54 en de aansluiting met de A4 met gemiddeld ongeveer 15% afneemt. Het totale verkeer in de regio neemt echter door deze tunnel wel met gemiddeld 5% toe.
2. Containertransferia, zullen op de A15 tot aan de A16 leiden tot een afname van het wegverkeer met 15%. Hierbij is de aanname gedaan dat het containervervoer over de weg 80% van totale goederenvervoer over de weg bedraagt. Het personenverkeer zal de ruimte die vrij komt invullen met een groei van enkele procenten (3%).
3. Het pakket innovatieve personenverkeermaatregelen kunnen 15% van het personenverkeer tussen de N57 aansluiting en de aansluiting met de A4 van de weg halen. Het vrachtverkeer zal de ruimte die vrij komt invullen met een groei van enkele procenten (3%).
4. Nachtdistributie kan zorgen voor 30% minder vrachtverkeer in spits. Buiten de spits kan het leiden tot 20% minder vrachtverkeer. Dit vrachtverkeer wordt verplaatst naar de nacht tussen 22 en 5 uur. Het personenverkeer zal in de spits iets toenemen met 3% doordat het de vrijgekomen ruimte deels opvult. Buiten de spits neemt het ook licht toe (1 a 2%). In het totaal vinden er door de invoering van nachtdistributie meer ritten plaats, maar wel met een verbeterde doorstroming doordat er minder congestie zal zijn.
5. Langs de A15 tot aan de A16 en eventueel langs een mogelijke A54 zal een gedeelte van de weg (de linkerrijstrook) uitsluitend voor het vrachtverkeer gereserveerd zijn. Dit leidt tot minder congestie. Het kan dat het vrachtverkeer over de weg hierdoor licht zal stijgen (<1%).
Figuur 5 : Schematische weergave verkeerseffecten per maatregel
Toe-/afname aantal verkeersbewegingen in de spits per afz onderlijke maatregel
Personen Vracht
5 0
Percentage
-5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 Oranjetunnel
Innovatief personenvervoer
Aparte stroken Maatre ge l
Nachtdistributie
Container transferium
Totale effect Het bepalen van de ingeschatte effecten van het tegelijkertijd invoeren van deze maatregelen is een moeilijk proces. De eerste drie maatregelen zorgen voor een vermindering van het aantal verkeersbewegingen
op
de
A15
en/of
een
verplaatsing
van
de
periode
waarop
deze
verkeersbewegingen gemaakt worden naar een periode die meer gewenst is. De twee volgende maatregelen zijn maatregelen die erop gericht zijn om de doorstroming te verbeteren. Ze genereren dus niet minder ritten. Nachtdistributie verbetert de doorstroming door een verplaatsing ritten naar de nacht. Aparte doelgroepstroken verbetert de doorstroming door het vrachten het personenverkeer te scheiden.
Indien de ingeschatte effecten van de eerste drie maatregelen gezamenlijk worden opgeteld kan dit leiden tot een afname in de orde van grootte van 25% van het aantal bewegingen in het vracht- en personenverkeer. De twee laatste maatregelen zullen door de latente vraag weer leiden tot nieuwe verkeersbewegingen waardoor de totale afname van het aantal verkeersbewegingen uitkomt in de orde van grootte van 20 tot 25% voor het vracht- en personenverkeer. Het is aannemelijk dat de afname van het aantal ritten bij het vrachtverkeer iets groter is dan bij het personenverkeer.
Conclusie
De uitkomsten van dit maatregelenpakket laten zien dat een verbetering van de doorstroming over de A15 mogelijk is in 2020. Door middel van deze maatregelen wordt zowel het vrachtverkeer als het personenverkeer aangepakt. Het totale effect van het maatregelenpakket resulteert naar verwachting in een afname van het aantal verkeersbewegingen van ruim 20% voor vracht- en personenverkeer. Dit betekent niet alleen dat de Tweede Maasvlakte in 2020 beter bereikbaar zou zijn. Door het verminderde aantal ritten met veelal schonere voertuigen wordt ook de milieubelasting van het verkeer naar de Tweede Maasvlakte en Voorne Putten teruggedrongen. In volgende stadia van het Transumo A15-project worden deze effecten van de maatregelen als input gebruikt voor verkeers- en milieumodellen. Daarnaast zullen nog meerdere maatregelenpakketten bedacht en uitgewerkt worden met het doel ook de verdere groei na 2020 op de A15 op te vangen.
Literatuur
•
TNO (2007), Maatregelenpakket 1: Modern klassiek. TNO, Delft.
•
Projectorganisatie Maasvlakte (2006). MER Bestemming Maasvlakte 2.
•
Ministerie van Verkeer en Waterstaat (2005). Nota / MER A4 Delft – Schiedam, Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Den Haag.
•
DS+V en Stadsregio Rotterdam (2004). Quick scan Oranjetunnel / Blankenburgtunnel.
•
Container Transferium Rotterdam, presentatie Havenbedrijf Rotterdam, april 2007.
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
A. Levinga, Rijkswaterstaat Dienst Verkeer en Scheepvaart
Discussiebijdrage bij: Maatregelenpakket voor een duurzame bereikbaarheid van de Rotterdamse haven, door T. van Rooijen en J.C. Van Meijeren.
Deze bijdrage riep de volgende vragen bij mij op: 1. Bij “innovatief personenvervoer” wordt gemeld dat in het genoemde maatregelenpakket het beprijzen van de infrastructuur een belangrijk onderdeel is. Volgens mij is beprijzen echter meer dan een belangrijk onderdeel, maar een essentiële voorwaarde. Zonder beprijzen zal er volgens mij namelijk onder automobilisten onvoldoende belangstelling bestaan voor de genoemde maatregelen en zal de eventuele ruimte die op de A15 ontstaat doordat vroegere automobilisten gebruik gaan maken van die maatregelen meteen weer worden opgevuld als gevolg van meer automobiliteit. Hoe zien de auteurs dit? 2. Zijn de onder “innovatief personenvervoer” genoemde reductiepercentages voldoende groot om de verwachte groei van de mobiliteit zonder het maatregelenpakket te compenseren? 3. Over nachtdistributie wordt gesteld dat dit een geschikte maatregel is vanuit een economisch oogpunt. Welke economische kosten en baten zijn daarbij meegenomen? Is daarbij alleen gekeken naar de kosten en baten voor de vervoerders of ook naar die voor de ontvangers? 4. Als ik figuur 3 (verkeersintensiteiten gedurende de dag op het traject Botlek-Spijkenisse) bekijk, kan ik de constatering “ een afname van het vrachtverkeer met een bepaald percentage heeft een grotere invloed dan een afname van het personenverkeer met eenzelfde percentage omdat een vrachtwagen meer capaciteit in beslag neemt” goed begrijpen wanneer er (ongeveer) evenveel personenverkeer als vrachtverkeer is, dus ’s nachts en mogelijk ook rond het middaguur. In hoeverre klopt deze constatering echter nog tijdens de ochtend- en avondspits, wanneer het personenverkeer zo veel groter is dan het aantal vrachtauto’s tijdens die periodes? 5. Als het probleem op de A15 is dat alle soorten verkeer door elkaar heen rijden, terwijl de eigenschappen, en dan met name de maximum snelheden, van de voertuigen zeer verschillend zijn, is een eenvoudiger en doeltreffender oplossing dan aparte doelgroepstroken dan niet het gelijk trekken van de maximumsnelheid voor al het verkeer?
BENCHMARKING AS PROMOTIONAL AND TRANSPARENCY TOOL FOR INTERMODAL TRANSPORTATION
E. Guis, TNO I. Davydenko, TNO
Abstract
Benchmarking is very important for a successful functioning of business. Benchmarking of intermodal transportation is important for companies that are using or considering using it, as well as for policy makers. First, the paper presents a structured approach to benchmarking of intermodal transportation, dividing transportation chain into three levels of abstraction and giving a classification for these levels. Each level is aimed at different groups of users and together they give a good presentation of the intermodal chain. Further, the paper presents the most important benchmarks for measuring parameters of intermodal transportation. Given the fact that collection of benchmarking data is not always possible, especially when there are undergoing infrastructure improvement projects, the reader is presented with a way of estimation of the most important benchmarks. The paper presents a benchmarking model for intermodal train transportation, which is used for estimation of costs, lead time and lead time variability for road and intermodal train transportation. The paper also presents the reader with a case of application of the model.
Finally, the paper gives
considerations on the ways of improvement of intermodal transport and on modeling power to facilitate infrastructure and policy making processes.
Introduction
Intermodal transportation of goods is a way of transportation that involves more than one transportation mode. It may involve road, train, air, sea (or short sea) and hinterland waterways transportation. The intrinsic property of the intermodal transportation is that it involves at least two of the mentioned modes in the transportation chain from a starting point to a destination.
There are various types of goods that can be transported using intermodal transportation. Historically, bulk commodities such as oil, coal and petroleum products have been transported using intermodal transportation. The transportation chain of these commodities has such properties as low product value density and often involved transportation over great distances. In this article, however, we do not make emphasis on bulk commodities, but look at intermodal transportation of containers. Containers, as an industry-wide logistics standard, can be used for transportation of almost all types of goods and thus present a much bigger interest to consider.
Benchmarking data is very important for a successful functioning of business. Almost every company uses benchmarking as a way to measure functioning of its employees, operations and financial performance. Shippers and transportation companies use benchmarking in order to measure transportation operations, their properties and quality. Transportation, as a part of operations of many
companies, often represents a very important process: goods need to be timely transported, with minimum damages and at minimum cost. Therefore, these important properties of transportation should be measured and compared. Moreover, intermodal transportation is more complex than, for instance, single mode road transportation, and thus needs to be more measurable and transparent.
Benchmarking is not only important for transportation companies and shippers; it is also of high importance for the policymakers. Transportation flows influence development of regions, facilitating or hampering economic growth and quality of life. Thus, policymakers and governments at all levels are very interested in real benchmarking data. On the other hand, collection of the data is not an easy process. Many companies do not have a well-established benchmarking process in respect to indicators that are interesting for the governments. Moreover, when decisions on future infrastructure projects are taken, there is indeed no data available because infrastructure (such as rail tracks, terminals and roads) does not exist. To solve such problems, computer simulation models are used in order to estimate desired benchmarking parameters. Later in this article we describe the REORIENT intermodal train model that allows computation of important benchmarking parameters, comparison between different transportation modes and visualization of shipment progress.
Benchmarking of intermodal transport
In the framework of the PROMIT project, TNO has identified 3 levels of abstraction that are fundamental for the intermodal transportation, independently from the modes used. The following figure broadly identifies them.
Figure 1 : Division of intermodal transportation chain into abstraction levels
•
Level 1: Transportation from source to destination as a black box. The shipment is considered as a whole, we may call it the “customer level” or “shipper’s level”. What important here is location of the source and destination points, transit time and other shipperrelated parameters. The level takes the most integral view of the whole chain allowing performance assessment of shipment as a whole. The success of intermodal transportation lies exactly here, because the shipper’s satisfaction determines whether the intermodal transportation is used. It can also be seen from the marketing perspective, reflecting such important parameters as shipment cost, delivery time and reliability.
•
Level 2: Transportation from source to destination as a number of activities (per mode). An activity is treated as a black box. The shipment is considered as a number of constituting “black-box” activities, we may call it the “system integrator” or “4PL level”. At this level, emphasis is made on parameters of different transportation activities, such as the road part, train/ship part, etc. This level considers a shipment as a number of black box activities. Each black box represents an activity such as feeder road transportation to a terminal, rail segment or ship segment, activities at a terminal, etc. The success of a particular route now depends on the properties of constituting activities. A failure at one link of the chain leads to a failure (or substantial worsening) of the whole chain. Therefore, measuring performance of each link, it is possible to choose the optimal route for a shipment, decide whether to use intermodal transportation or not.
•
Level 3: Specific operations. The shipment is considered at a very detailed level, taking into account all operations it undergo on a way from the source point to the destination, we may call it the level of service provider or operator. Nonetheless, the emphasis of this article does not go as deep as consideration of particular technical issues that occur on the service providers’ site, therefore we leave out details of this level.
In the framework of the PROMIT project, TNO has identified benchmarking parameters that are the most important for intermodal transportation. They are the following:
1. Price 2. Lead time (Transit Time) 3. Lead (Transit) time variability 4. Frequency of service 5. Shipment compatibility 6. Damages 7. Theft
In this article we pay most of the attention to the first three parameters, namely price, lead time and lead time variability. In our opinion, these three parameters are the most fundamental to the transportation properties. Also, we apply these parameters to transportation of the 40-ft containers. Our choice of the 40-ft containers (instead of 20-ft containers or FTE) is grounded on the considerations that this type of containers is used very widely and, on the other hand, fully utilizes capacity of a truck (in comparison to 20-ft FTE that normally utilizes only half of the truck’s capacity).
One of the major difficulties with intermodal transportation is that it involves a number of different parties, such as terminal, train, ship and other operators. In comparison to single mode transportation, calculation of major transportation parameters such as cost, lead time and lead time variability is much more difficult. Moreover, there is hardly any data available on these indicators before a company starts pondering intermodal transportation. To overcome this problem, TNO in the framework of the REORIENT project has developed a combined intermodal train / road model which allows estimation of costs, transit times and transit time variability as a way of estimation of benchmarking data. This model can be used as a substitute to real field measurements before operations have been started and as a decision tool on whether to use intermodal train transportation or not. Thus, the model presented in this article deals with intermodal train transportation.
Importance of intermodal transportation
When there is a conversation over intermodal transportation, it is likely that the discussion goes over transportation means other than road transportation. The road transportation is the transportation way of choice: there are many companies that carry out services, road transport is very flexible, competition among truckers reduces prices, and it is relatively easy to know the costs and expected service level. In Europe, road transportation is the dominant way of moving goods, while the share of intermodal train transportation rarely takes more than 10% of goods flow.
There are many factors that hinder intermodal transportation. Research that has been done in the REORIENT and PROMIT projects shows that complexity that intermodal transportation creates is a stopping factor when intermodal transportation can be avoided. Such kind of transportation chain often includes road transportation, terminal activities and alternative transportation mode such as train or vessel. Moreover, these level-2 activities are provided by diverse service (parties) and can be difficult to manage for a shipper. In addition to that, when a company uses international intermodal train transportation it has to deal with different national railways, negotiate schedules and time windows in different countries and deal with various technical standards. Incumbent railways are often not particularly customer-friendly and are not very interested especially in low volume freight traffic. Thus, the list of obstacles that appear on the way of intermodal transportation can be made endlessly long.
Given such a state of the art in transportation sector, the intermodal freight transportation is nonetheless important in many aspects. The major factors that push forward intermodal transportation are road congestion and pollution, which lead policy makers to acknowledge importance of alternative ways of transportation. Moreover, many studies show that there would be a big increase in cargo transportation as a consequence of economic growth in Asian and East-European countries. This cargo traffic growth will certainly make congestion and local pollution problems much nastier. The congestion problem itself is a strong driving force for usage of intermodal transport by profit-oriented private sector, because it makes road shipments costlier and less reliable.
On top of the above mentioned driving factors there is a problem of climate change to which the transport sector contributes enormously. Some estimates show that the transportation produces approximately 25% of all man-made carbon-dioxide emissions. Takling this problem is high in the agendas of socially responsible private companies as well as in the political agenda. For instance, the companies try to compensate their emissions offsetting their emissions with CO2 reductions elsewhere and the European Union aims to cut emissions by 20-30%% by 2020. Therefore, the climate change
is also a very strong driving force for usage of intermodal transport (which is presumably less carbonintensive).
Taken from economic perspective, intermodal transportation creates new business possibilities and enhances choice of shippers. It also leads to technical innovation and regional development, enhancement of infrastructure and creation of choice and variety. All these arguments underline the need to increase transparency and awareness of intermodal transportation. Benchmarking is one of the facilitation ways that tackles the problem. In the following chapters we describe our intermodal train transportation benchmarking model that allows rendering and comparison between the modes.
Development of models that allow comparison between modes
The aim of the model that has been developed within the REORIENT project was to model, study and visualize road and intermodal train transportation within the Reorient corridor, allowing a direct and detailed comparison between the single mode road transportation and intermodal train transportation. In broad terms, the model includes the following two components:
1. Model of intermodal train transportation from and to two arbitrary points within a region of the corridor. 2. Model single mode road transportation from and to the same two arbitrary points within the corridor.
As the input, the model uses the following parameters. First, we need two arbitrary points within the corridor: the source point, from which a 40-ft container shipment originates and the destination point, to which the shipment is destined. Network data is used for description of available roads, terminals and railways within the corridor. Various transportation parameters, for instance and among others, driving speed, cost per km and per hour, border crossing time and its variability, random delays, frequency of service, terminal loading/unloading costs, etc are used to fine tune the model.
As the output, the model calculates costs of transportation, transit time and transit time variability. These three major output parameters (or benchmarks) are found for both transportation modes separately and can be directly compared. The model is based on TNO’s model suite RESPONSETM, using its underlying algorithms and facilities, and at the same time extending RESPONSETM modelling power to the rail network and rail transportation models. The following figure describes conceptually the combined road and intermodal train transportation sub-models.
Figure 2 : Conceptual design of the model
1. Road transportation. Transportation starts at the source point and is carried out door-to-door by a truck. In this example, the truck crosses two national borders during transportation (almost all REORIENT countries do not belong to the Shengen zone; therefore there are at least passport checks at the border crossing points), which creates delays. The real road transportation model is somewhat more complex than it is shown on the conceptual design figure. The most important parameters that we take into account in this sub-model are truck driving speed (which also depends on the road type), regulations on truck driver’s working hours and compulsory resting time, border crossing time (the REORIENT corridor mainly consists of countries that do not belong to the Shengen zone meaning that at least there are passport checks at the border crossing points, as well as the checks of cargo), border crossing time uncertainty (to take into account possible queues and random delays at the
check points), tariff structure (truck cost per kilometre and per hour). A more detailed description of the road transportation model is depicted on the following picture.
Figure 3 : Road transportation model
Source
Road feeder transport
Terminal Train transportation Truck driving speed, costs, etc National Border 1
Optimal route Single mode road transport
Tuck driver compulsary rest (driving time regulations) Border corssing 1. Delay 2. Delay variability 3. Big delay value and probability
National Border 2
Destination Road feeder transport Terminal
2. Intermodal transportation. The intermodal transportation starts at the source point: a feeder truck picks up a container and brings it to the nearest rail/road terminal. The RESPONSETM suit finds the closest terminal using shortest path algorithm. At the terminal, the container is offloaded from the truck and then put onto a rail platform (wagon). From the terminal the container is transported by train to the terminal that is nearest to the destination point. The RESPONSETM suite is also used to find the closest to the destination point terminal and routes the train on the train network. There are also two border crossing points en route of the train (on the example figures): at these points not only customs checks take place, but some technical procedures such as locomotive change (due to different voltage standards and driving licenses). When the train reaches the closest to the destination point terminal, the container is offloaded from the rail platform and is put on a feeder truck (the
container can also spend some time in the storage area of the terminal if the truck is not immediately available). Finally the feeder truck brings the container to the destination point. The sub-model is depicted on Figure 4 and the most important parameters of the intermodal train transportation submodel are described in the following list.
1. Terminal activities time (truck to train; train to truck) 2. Terminal operation cost 3. Destination terminal cargo waiting time (for pick up truck) 4. Truck per km tariff 5. Truck per km and per hour tariffs 6. Truck driving speed and working hours regulations 7. Train driving speed 8. Number of departures per week 9. Train hub delay probability 10. Train hub delay time 11. Train border crossing time 12. Train border crossing delay probability 13. Train border crossing delay time 14. Train per km per 40 ft container cost
Figure 4 : Intermodal train transportation model
Hereby, we have described the intermodal train transportation model. Besides developing the model, TNO has also built up a visualization tool that shows in a ‘simulated real time’ how goods are moving over roads and train network such that the users of the model can visually compare performance of both modes. It is important to mention that the model is not limited to the REORIENT corridor: the model is pretty general and robust and can be used for any geographic regions. In that case, the user of the model needs to make sure that he possesses relevant road and train networks as well as information on terminal locations. It is also worth to mention that the output of the model depends on the input parameters, therefore, ‘a priory’ knowledge is necessary (however the model might be also used to determine desirable state of parameters). More details on the model and the REORIENT project can be found in the TNO report ‘Evaluation of intermodal transportation within REORIENT corridor’.
Use of models as an awareness and transparency tool
The model described in the previous chapter has been validated and verified on a case of a big production company located in Vienna, Austria. A big portion of the company’s output goes eastwards to Hungary and Romania. Using the model, we benchmarked and compared intermodal train transportation to the single mode road transportation from Vienna to three important for the company hubs in Budapest (Hungary), Oradea (Romania) and Bucharest (Romania). Figure 5 (below) shows a map of the benchmarked routes.
Figure 5 : Example of benchmarking routes.
Running the model on the above specified routes, we have got the following results.
Table 1 : Benchmarking and comparison of transportation parameters across single and intermodal transportation modes
Route
Road
Road Cost,
Road Time,
Intermodal
Intermodal
Intermodal
Distance,
EUR
Hrs
Cost, EUR
Time
Time (95%
(average),
reliability),
EUR
Hrs
km
Vienna-
232
263
5,96
332,55
19,21
27,7
490
554,24
28,22
493,20
28,72
39,33
1011
1142,67
52,12
922,89
42,28
52,70
Budapest ViennaOradea ViennaBucharest
On the route from Vienna to Budapest the single mode road transportation outperforms intermodal train transportation on both cost and time. The cost difference is approximately 60 Euros, while it takes on average some 13 hours more for the intermodal transportation. In reality this means that the road delivery can be done within one working day, while intermodal shipment will require two working days, for instance a shipment sent in the morning will arrive at best in the following morning. It should also be noticed that train transportation time with 95% reliability is substantially higher then the average.
On the route from Vienna to Oradea the intermodal train transportation is, on average, slightly better than the single mode road transportation. The intermodal transportation is somewhat cheaper (60 Euros difference) and some 30 minutes faster. However, this is an average result. If the result with 95% reliability is used, then the train transportation takes 10 hours more than road, thus in reality meaning delivery after two days. Therefore, our conclusion is the following. There is no clear benefit of shipments from Vienna to Oradea with intermodal transportation. In some cases, the same day delivery by truck is possible (due to randomness of border crossing process). On the other hand, a reliable delivery by train would take some 38 hours meaning that transportation takes two days. The cost difference of some 10% is not big enough to compensate for problems with intermodal transportation.
As it can be seen, the intermodal transportation from Vienna to Bucharest is more favorable than the single mode road transportation. The cost difference is already substantial, amounting to approximately of 20% savings. The average train transportation time is 42 hours, meaning deliveries
within two days, while road transportation time is 52 hours. It should be noticed however that 95% train reliability time is 10 hours longer, and in this case the total intermodal transportation time will be also 52 hours. However, this period represents a reliable transportation, while 52 hours for road is just a random time. The conclusion is that in case of shipments from Vienna to Bucharest, it is more preferable to use the intermodal road transportation.
The above described computational experiments create transparency in respect to mode choice decisions. The model allows making a well-grounded choice on the transportation mode. Indeed, there are many other considerations that are normally taken into account when such mode-choice decisions are made, however, the model allows to see more clearly when the benefits of intermodal transportation appear. Taken from other perspective, the model can be seen as a promotional tool for the intermodal transportation that creates awareness among shippers on such possibilities.
Importance for policy makers
In the above discussed validation example the emphasis has been clearly made on business application of the model, namely, to choose which mode should be best used given the origin and destination points and the parameters of transportation networks. However, the model allows detailed study and modeling of transportation networks, such as stochastic additional delays at rail hubs, border crossing points and terminals; as well as rail and road speeds, regulations on driving time and so on. In this way, the model is a powerful research tool aimed at facilitation of improvement projects. For instance, the border crossing process is not very efficient from technical and policy points of view: there are technical issues such as different voltage standards as well as procedural issues such as national regulations. These issues are included into the model and can be ‘played with’ in a kind of sensitivity analysis in order to assess their impact on the total performance of the transportation chain.
In the same way the model facilitates infrastructure improvement projects. For instance, a policy maker might be willing to spend an available (and limited) budget to make some improvements in respect to speed and cost of train transportation, however does not know where this money is best spent, explicitly where the return on investment would lead to the highest improvement. Changing parameters of the model, for instance, changing magnitude and frequency of delays or increasing permitted velocities, allows to see impacts of specific infrastructure improvement projects and to estimate how well the money would be spent.
TNO will continue with further development and maintenance of the REORIENT intermodal train model. Besides other projects, the next application of the model is in the framework of the RETRACK project. The RETRACK project is aimed at establishing of a regular train service between the ports of Rotterdam (the Netherlands) and Constantia (Romania). Main application of the model will be in determining of the most important stop points for the train (including terminal locations) and in order to determine the most attractive (optimal) route of the train. Therefore, there will be further research and development of the model.
Conclusions
Intermodal transportation needs benchmarking as a way of awareness creation that such transportation can be possible and competitive, and as a way of performance monitoring and facilitation of infrastructure improvement projects. Taken from the other perspective, benchmarking facilitates promotion, quality and steers improvement.
Benchmarking of intermodal transportation involves consideration of key performance indicators at three transportation abstraction levels. The first abstraction level considers transportation as a whole and measures parameters of door-to-door transportation. Benchmarks at this level give the total picture of transportation process and can be used for comparison of transportation efficiency. The indicators at this level are most important for the shipper. The second level splits transportation chain into constituting activities such as road transport, rail / sea transport, terminal activities, etc. Each activity is benchmarked separately. Transparency at this level allows logistics department or 4PL that manages the transportation chain to take decisions on routing of the shipments. The third abstraction level is more technical and measures performance of each transportation activity in detail, while considering processes that go within them.
Research shows that the most important performance indicators for level 1 and level 2 are the following: Price, Lead time (Transit Time), Lead (Transit) time variability, Frequency of service, Shipment compatibility, Damages, Theft. The price, lead time and lead time variability indicators are the most important measurements for the mode choice decisions. Modeling of the intermodal transportation makes it possible to estimate values of these indicators. Modeling also allows estimation of these parameters when real-life data is not available. Application of benchmarking models, such as the model developed in the framework of the REORIENT project, confirms the general rule of thumb that train transportation is similar to road transportation on distances of approximately 500 km and clearly outperforms road transportation on distances of more than 1000 km.
TRANSPORT BUNDLINGSNETWERKEN EN ECONOMIES OF SCALE, SCOPE, DENSITY AND NETWORK
E.D. Kreutzberger, Technische Universiteit Delft
Inleiding
Deze paper gaat over bundelingsnetwerken en transportkosten in relatie tot economies of scale,
scope, density en netwerk. Deze “economies” leveren respectievelijk schaal-, breedte-, dichtheids- of netwerkvoordelen (of -nadelen) op. De paper richt zich op vervoerdiensten in netwerken en analyseert verschillende soorten netwerkveranderingen, het type voordelen en het niveau waarop zich de voordelen voordoen. Het blijkt dat de percepties van onderzoekers over de inhoud van types voordelen nogal van elkaar afwijken. Deze paper doet suggesties om het veld te structureren, hierbij uitgaand van een functioneel model met de naam “bundling kite” of “vliegermodel”1), waarin de centrale
bundelingsvariabelen
netwerkvolume,
aantal
voertuigroutes,
transportfrequentie
en
voertuigvolume op een consistente en flexibele manier met elkaar in verband gebracht worden. Het aantal voertuigroutes hangt af van het gekozen bundelingstype (par. 2.2) en de mate van netwerkconcentratie. Consistent wil zeggen dat als de waarde van één van de centrale bundelingsvariabelen wijzigt, ook de waarde van minimaal een andere variabele verandert. Flexibel betekent dat elke van de bundelingsvariabelen input of output van modelberekeningen kan zijn. De analyse heeft betrekking op goederenvervoer en op typologische netwerken. Dit zijn vereenvoudigde netwerken, gericht op de essentie van keuzes in netwerkontwerp en abstraherend van verschijnselen die afleiden van de essentie. De belangrijkste vereenvoudigingen zijn dat de stromen tussen alle vervoerrelaties even groot zijn en dat de netwerken symmetrisch zijn, dat wil zeggen even veel begin- als eind-terminals hebben2. De aanpak in deze paper is behalve op conceptuele structurering ook gestoeld op een beperkte literatuurstudie. Met kosten zijn in deze paper bedoeld de kostprijs, dus de operationele kosten plus een opslag voor overhead, winsten en belastingen, zonder vertekeningen van de prijs door vraag/aanbod verhoudingen.
Voertuigkosten in een bottom-up en een top-down benadering
Bottom-up benadering De kostprijs van voertuigdiensten is de som van vaste, variabele en overheadkosten van een voertuig en een functie van onder meer het voertuigvolume (= voertuigcapaciteit * beladingsgraad) en de kenmerken van de voertuigomlopen. Het voertuigvolume bepaalt, door hoeveel eenheden vervoer de
1
2
“Kite” (= vlieger) refereert naar de vorm van het model in een schematische presentatie. In eerdere publicaties (e.g. Kreutzberger, 2001 en 2003) is dit model “bundling triangle” genoemd. De principes van de bundelingsvlieger kunnen ook worden toegepast voor netwerken, waarin deze vereenvoudigingen niet voorkomen. Maar op deze aanpassing van het model gaat deze paper niet meer in.
vaste kosten van de voertuigen worden betaald. Hoe meer eenheden, hoe kleiner de vaste kosten per eenheid. De variabele kosten per eenheid vervoer zijn constant, aldus zo de zienswijze van Daganzo (1999), weergegeven in vergelijking 1, waarin c f de vaste kosten per voertuig (“shipment”) is, n het aantal voertuigen, V de hoeveelheid goederen per voertuig, c v de variabele voertuigkosten per additioneel eenheid goed, en v de gemiddelde hoeveelheid goederen per voertuig. Vooruitlopend op paragraaf 3.1 het uitsmeren van vaste voertuigkosten over een toenemende hoeveelheid goederen is voor Daganzo het uitgangspunt voor het redeneren van schaalvoordelen.
Vervoerskosten per goed = c f *
n 1 + cv = c f * + cv V v
(1)
Blauwens et al. (2001) benadrukken dat ook de variabele kosten per eenheid vervoer kunnen afnemen, naarmate de volumes toenemen. Op deze basis – weer vooruitlopend op paragraaf 3.1 – definiëren Blauwens et al. breedtevoordelen.
Top-down benadering In de bottom-up benadering is het voertuigvolume V al gegeven3. Daganzo leidt V af van routespecifieke productie- en vraagcurven in combinatie met de intervallen van transportdiensten. Men zou ook kunnen zeggen – nu stap ik over naar eigen symbolen – dat de hoeveelheid goederen Vr op een voertuigroute gedurende een bepaalde periode, gedeeld door de transportfrequentie
F
het
voertuigvolume Vv oplevert. Dit is weergegeven in vergelijking 2, die volumes redeneert vanuit op het niveau van een afzonderlijke voertuigroute.
Voertuigvolumen vanuit het routeniveau: Vv =
Vr F
(2)
Het routevolume kan ingebed worden in een netwerkomgeving. Voertuigroutes behoren in deze paper tot een netwerk indien ze: • met elkaar verknoopt zijn en de verknopte voertuigen gelijktijdig voor uitwisseling van lading op het uitwisselingsknooppunt aanwezig zijn; • of als ze als referentie in aanmerking komen voor netwerken met beknopte voertuigroutes.
3
In de vergelijking wordt de vraag buiten beschouwing gelaten hoe transportprestaties de vervoervraag beïnvloedt. De vergelijking kan uiteraard ingebed worden in een set van iteratieve aanbod- en vraagvergelijkingen. Maar de prestatieafhankelijke vraagvariatie is hier even niet aan de orde.
Deel 1 van figuur 1 toont dat het vervoer tussen begin-terminals en eind-terminals via alternatieve bundelingsnetwerken plaats kan vinden, zoals het directe, het hub-en-spoke, lijn-, vork- of trunkfeeder netwerk, in het vervolg BE-, HS-, L-, TCD- of TF-netwerk genoemd. De laatste vier noem ik
complexe bundelingsnetwerken. De getoonde bundelingsnetwerken zijn gerichte en separate versies, dat wil zeggen dat er geen vervoer tussen begin- en andere begin-terminals plaatsvindt, evenmin tussen eind- en andere eind-terminals. Een BE- of HS-netwerk bestaat slechts uit een verplaatingsnetwerk, een TCD- of TF-netwerk uit een verplaatsingsnetwerk en een lokaal netwerk. In beide netwerkdelen rijden over het algemeen verschillende treinen. In het L netwerk is er een doorgaande trein die door een collectie-, verplaatsings- en distributiedeel van zijn netwerk rijdt. Dat geldt ook voor de trein in het verplaatsingsnetwerk van het TF netwerk. Dit rijdt door een collectie, verplaatsings- en distributiedeel. Alle netwerken in figuur 1 hebben slechts betrekking op de hoofdmodaliteit, b.v. spoorvervoer. Het voor- en natransport is niet in beeld en komt er nog bij.
De verschillende bundelingsnetwerken onderscheiden zich in het aantal voertuigroutes R in het verplaatsingsdeel van de netwerken. Gegeven de twee begin- en eind-terminals zijn dit er in het BE netwerk 4 routes, in het HS-netwerk 2 routes en in de overige drie netwerken telkens 1 route. Indien men
hetzelfde
herkomstgebied
via
drie
begin-
en
drie
eindterminals
verbindt
met
het
bestemmingsgebied in plaats van met slechts twee (deel 2 van figuur 1), zijn er respectievelijk 9, 3 en 1 routes.
De alternatieve bundelingsnetwerken moeten zo veel mogelijk vergelijkbaar zijn. Dat lukt niet niet helemaal vanwege het verschil in aantal routes. Dit verschil moet worden gecompenseerd door verschil van netwerkvolume, voertuigvolume en/of frequenties. Voor demonstratiedoeleinden is het nuttig om slechts één bundelingsvariabele te variëren. Dit leidt tot drie benaderingen, de frequentie-, netwerkvolume- en voertuigbenadering. In de frequentiebenaderingen zijn netwerkvolumen en voertuigvolume in alle netwerken gelijk, terwijl de frequentie F varieert in de verhouding (BE:HS:L:TCD:TF) 1:2:4:4:4 in het voorbeeld van deel 1 van figuur 1 of 1:3:9:9:9 in het voorbeeld van deel 2 (zie Kreutzberger, 2003). In de netwerkvolume benadering varieert het netwerkvolume Vn, terwijl frequentie en voertuigvolume in alle netwerken hetzelfde zijn. In de voertuigvolume benadering zijn netwerkvolumen en frequentie gelijk in alle netwerken en varieert het voertuigvolumen. Dit is weergegeven in figuur 1. Elke pijl staat voor een trein, het aantal pijlen tussen een begin- en een eind-terminal voor de frequentie (in deze voorbeelden = 1 voor de beschouwde periode) en de grootte van de doosjes onder elk netwerk weerspiegelt de relatieve grootte van de voertuigen Vv. Deze is weergegeven in vergelijking 3. De relatieve grootte van Vv is (BE:HS:L:TCD:TF) 1:2:4:4:4 in het voorbeeld van deel 1 van figuur 1 of 1:3:9:9:9.
Figuur 1 : Verandering van het aantal BE-terminals (netwerken laten brengen alleen de hoofdmodaliteit in beeld) Van
(1):
BE netwerk
HS netwerk
TCD netwerk
TF netwerk
L netwerk
1
Scale approach = freight volume through network and transport frequency on each relation arein thealle samenetwerken in all networks. Size of MMVoertuigvolume trunk vehicle variesvarieert. (same as in Figure 6.7). Voertuigvolume benadering = the netwerkvolume en transportfrequentie zijn hetzelfde.
Naar (2) of (3):
2
Increase of number of BE terminals in in thehetzelfde same service area = network service de-concentration Toename van het aantal BE-terminals verzorgingsgebied = network deconcentratie (decreasing concentration and service spacing). Potentiële effecten: verandering van het voertuigvolume of van de frequentie. Netwerkvolume blijft in beginsel gelijk. Potential impacts: change of vehicle volume or frequency (network volume of all modalities or potential of envisaged mode remain the same). Shown here: Scale approach = Size of trunk vehicles varies. Secondary impact: PPH volumes per terminal decline.
Increase of number of BE terminals inin extended service = volume approach, Toename van het aantal BE-terminals combinatie vanarea de uitbreiding van het verzorgingsgebied van het netwerk as the network volume (of all modalities and envisaged mode) increases. neemt toe. Networkvolume PPH volumes per terminal remain the same.
3
Voertuigvolumen vanuit het netwerkniveau: Voertuigvolume benadering:
Vv =
Vn ≤ V max Rb * F
(3)
waarin:
Rb
= aantal voertuigroutes in het (verplaatsingsdeel van het verplaatsings-) netwerk
=
N
N2
voor b = BE network
N
voor b = HS network
1
voor b = L-, TCD- of TF-netwerk.
= aantal begin- en eind-terminals aan één kant van het netwerk
Vergelijking 3 omgevormd naar de frequentie- of netwerkvolume benadering levert de vergelijking 4 en 5 op. In tabel 1 worden voorbeelden genoemd, aansluitend bij figuur 1. de horizontale netwerkvergelijking komt overeen met de voertuigvolume benadering. Het vergelijken van alle cellen met de waarde 1 in de cases 1 en 2 is een voorbeeld van de frequentiebenadering. Het vergelijken van alle cellen met de waarde 1 in de cases 1 en 3 of 2 en 4 is een voorbeeld van de netwerkvolume benadering.
Frequentiebenadering:
Fb =
Vn Rb * Vv
(4)
Netwerkvolume benadering:
Vnb = Vv * Rb * F
(5)
De drie benaderingen kunnen ook met elkaar worden gecombineerd.
Economies of scale, scope density en network in bundelingsnetwerken
Overzicht Bundeling raakt de theorieën economies of scale, scope, density en network. Deze beschrijven het ontstaan en de omvang van schaal-, breedte- dichtheids- en netwerkvoordelen (kostenbesparingen). De theorieën bevinden zich in ontwikkeling, vertonen overlap en zijn ieder gekenmerkt door verschil in definities. Economies of scale beschrijft de voordelen die toe te schrijven zijn aan een toenemende hoeveelheid van dezelfde producten. Als de output (van transport) meer toeneemt dan de inputs, doen zich schaalvoordelen voor. Jara-Diaz et al. (2001) geeft de volgende omschrijving van schaalvoordelen: “There are economies of scale if an increase by the same proportion in all origindestination pairs provokes an increase in costs by a smaller proportion”. Het toevoegen van bediende punten (“points served”) leidt voor Jara-Diaz et al. dan ook tot schaalvoordelen. Deze opvatting
Tabel 1 : Treinvolume per netwerksituatie
Netwerksituatie
Trein volume (in verplaatsingsdeel van verplaatsingsnetwerk) (1 = trein van 600m en 80% beladingsgraad)
1
2
Netwerk
3
5
6
7
8
9
Aantal BE- Rail
BE-
HS-
L-
TCD-
TF-
volume per
terminals
frequentie
netwerk netwerk netwerk netwerk netwerk
jaar en
per
per relatie,
richting (in
netwerk-
richting en
aantal
kant
werkdag
laadeen-
Case
N
heden)
F
Vv BE
Vv HS
Vv L
VvTCD
VvTF
↓
Vv 1
50.000
2
1
0,5
1
2
2
2
2
50.000
2
2
0,3
0,5
1
1
1
3
100.000
2
1
1
2
4
4
4
4
100.000
2
2
0,5
1
2
2
2
5
50.000
3
1
0,2
0,7
2
2
2
6
50.000
3
2
0,1
0,4
1
1
1
7
100.000
3
1
0,5
1,4
4
4
4
8
100.000
3
2
0,2
0,7
2
2
2
= Gunstig voor treinkosten per laadeenheid.
hebben ook andere onderzoekers, mede omdat het aantal punten voldoende onderscheidend en eenvoudig is om schattingen van schaalvoordelen uit te kunnen voeren4. Blauwens et al. (2001, blz. 358 en 359) maakt verschil tussen schaalvoordelen op het niveau van vervoermiddelen, infrastructuur en vervoermiddelenbestand. “Schaalvoordelen in de vervoermiddelen hebben te maken met het feit dat de vervoercapaciteit sneller toeneemt dan de overeenkomstige constructiekosten. … Een grotere
4
Een voorbeeld van argumentatie: “To be useful for econometric analysis, … distinctions must be simple and readily quantifiable. After considering a number of alternatives, we settled upon the numbers of points served … as the most important attribute …” (Caves et al. 1984).
capaciteit van bv. de wegen blijkt tot een aanmerkelijk minder dan evenredige kostenstijging te leiden. … Wat de schaalvoordelen in het vervoermiddelenbestand betreft, moeten de kosten per eenheid product vergeleken worden voor vervoerbedrijven van verschillende omvang”. Het eerste betreft de gemiddelde aanschafkosten, het derde de omvang van de bedrijvigheid van een onderneming. Voor Daganzo (1999) doen zich, zoals gezegd, schaalvoordelen voor naarmate zich meer goederen de vaste voertuigkosten delen.
Panzar and Willig and Baumol (1977) hebben schaalvoordelen hergedefinieerd zodanig dat ze nadrukkelijk multiple outputs in eenzelfde productieproces toelieten, daarmee differentiërend naar schaal- en breedtevoordelen. “Breedtevoordelen treden op, indien de gemiddelde kosten voor de gezamenlijke productie van goed y1 en y2 lager zijn dan de kosten van afzonderlijke productie van y1 en y2” (De Wit en Van Gent, 1996, blz. 82). Een voorbeeld is een luchtvaartmaatschappij die in goederen en reizigersvervoer doet in gemeenschappelijke vliegtuigen en/of met behulp van gezamenlijke computer systemen (Keeler and Fromby, 1994). Andere onderzoekers noemen vergelijkbare voorbeelden: breedtevoordelen treden op wanneer een operator een combinatie van truckload en less-than-truckload diensten kunnen aanbieden tegen lagere kosten dan wanneer ze de diensten apart zouden aanbieden. Het “multi-product” karakter van productie is een centraal kenmerk van breedtevoordelen. Complex bundelen, b.v. HS-netwerken, worden veelal als voorbeeld van economies of scope aangehaald. Een vervoer van A naar B is voor de klant een ander product dan van A naar D, ook al wordt van hetzelfde vervoermiddel gebruik gemaakt (De Wit en Van Gent, 1996).
Dichtheidsvoordelen worden veelal indirect gedefinieerd of door middel van verschijnselen. Bijvoorbeeld, bij dichtheidsvoordelen speelt anders dan bij schaalvoordelen het aantal bediende punten geen rol, aldus Jara-Diaz et al. (2001). De netwerken veranderen niet. In plaats daarvan hebben de besparingen betrekking op ruimtelijke concentratiepatronen (Baily and Baumol, 1984,5). Voorbeelden zijn hogere verkeersdichtheden of frequenties (De Wit en Van Gent, 1996) en/of grotere voertuigen. Blauwens et al. (2001, blz. 359) wagen zich aan een definitie: “Densiteitsvoordelen duiden aan dat de variabele kosten minder dan proportioneel stijgen met een stijgende output, gegeven een vaste kapitaalstock. … In die zin zijn densiteitsvoordelen het kortetermijnequivalent van schaalvoordelen.”
De auteurs werken dit niet verder uit. Maar een goed voorbeeld zijn de
infrastructuurlasten van treindiensten, indien die aangerekend worden als kosten per treinkilometer. Het gaat hier duidelijk om variabele kosten, die echte per laadeenheid of ton afnemen hoe groter het treinvolume is.
5
Volgens Keeler and Formby (1994).
“Netwerkvoordelen
onderscheiden
zich
van
dichtheidsvoordelen
doordat
men
niet
de
kostenkarakteristieken van een gebruiksintensivering van een gegeven lijnennet beziet, maar de gemiddelde kosten van een groter lijnennet met een bepaalde structuur bestudeert” (De Wit en Van Gent, 1996, blz. 85). Ook dit is een indirecte definitie. Als voorbeeld wordt gegeven het uitbreiden van een HS-netwerk met een extra spaak. “In wezen is hier een combinatie van verschillende schaaleffecten in het geding” (De Wit en Van Gent, 1996, blz. 85). Ook Boyer (1997) vindt dat het toevoegen van een spaak tot netwerkvoordelen kan leiden. Jara-Diaz et al. (2001) observeert de volgende tegenstelling: van het toevoegen van “bediende punten”, met andere woorden van transportdiensten voor nieuwe relaties, wordt gezegd dat dit een deel van economies of scale is. Aan de andere kant, multi-producten, een thema binnen economies of scope, gaat over het aanbieden van transportdiensten voor meerdere transportrelaties. In andere woorden, zowel schaal- en breedtevoordelen gaan over diensten voor verschillende relaties. De auteur werkt aan de hand van een reeks wiskundige formuleringen uit, dat de concepten schaal- en breedtevoordelen met elkaar verbonden zijn, en (Jara-Diaz et al., 2001, p. 339). “…what is presently referred to as economies of density is actually economies of scale”. Een vergelijkbare uitspraak komt van Hurdel (1989): de “… definition of ‘density’ is closer to what is generally considered as ‘scale’, while that of ‘scale’ resembles ‘scope’”. Jara-Diaz et al. (2001, p. 339) concludeert: “This poses a demanding challenge for the future, which is to reveal the relation between other network related variables and the possible presence of economies of scope …. In our opinion, this approach
encompasses various dimensions, beginning with the study of the process of transportation production itself. A fresh view of what inputs and outputs are, and what the technical process of transformation of the former into the latter is, would greatly help in re-establishing a research agenda for this topic” (page 339; cursief door auteur).
Een deel van de verwarring hangt ook samen met het niveau, waarop men besparingen verwacht. Keeler en Formby (1994”, blz. 24) concluderen: “Economies of density were sometimes referred to a economy of scale at the … route level”. Crane et al. (1984) richt zijn blik op het routeniveau: “There is considerable evidence to indicate that, up to a certain point at least, unit costs decrease as the number of scheduled trips is increased. There is not enough evidence, however, to permit … generalizations concerning the exact points at which, as scheduled frequencies are stepped up, unit costs no longer decline but rather remain constant or tend to increase”.
Consistente structurering van cost economies
Inleiding Is het mogelijk om uit de fragmenten van de vorige paragraaf een consistent beeld te smeden? Het volgende voorstel tot structurering van het veld, mede op de basis van figuur 1, heeft de geschetste tegenstellingen m.i. niet. Ik stel voor om: • de structurering altijd te beginnen bij conceptuele redeneringen; • hierbij te disaggregeren naar de niveaus waarop zich afzonderlijke kostenvoordelen voordoen. In een dergelijke benadering worden kostenvoordelen van knooppunten en links niet gemengd, evenmin als die van vervoer en infrastructuur; • de oorzaken en niveau van besparingen van elkaar te onderscheiden. Een besparing wordt benoemd naar zijn oorzaak (schaal, breedte, dichtheid, netwerk). Het niveau geeft aan waar de voordelen zichtbaar zijn (voertuig, route, netwerk). In het vervolg van deze paper richt ik me vooral op vervoer, niet op infrastructuur.
Stellingen Ik stel (voor discussie op de Vervoerslogistieke werkdagen 2007): • dat zich kostenvoordelen in railvervoer en de binnenvaart6 vooral voordoen op het niveau van het voertuig, niet van de route. Voor deelterreinen – neem het voorbeeld van ondernemingsbrede automatiseringsondersteuning van vervoerdiensten – is ook het netwerk (of de onderneming) het relevante niveau. • dat zich kostenvoordelen in het wegvervoer niet alleen op het voertuigniveau, maar ook op het niveau van de route kunnen manifesteren; • dat zich schaal-, breedte, dichtheids- en netwerkvoordelen veelal op eenzelfde wijze manifesteren (b.v. voordelen op het voertuigniveau), alleen hun oorzaak verschillend is; • dat zich kostenvoordelen ook laten vertalen naar equivalente andere voordelen zoals frequentie en netwerkconnectiviteit. Schaal-, breedte, dichtheids- en netwerkvoordelen hoeven dus niet direct monetair van aard te zijn. Deze stellingen worden hierna geredeneerd.
Niveau van kostenvoordelen Figuur 2 geeft voor een bepaalde vervoerafstand een overzicht van treinkosten per laadeenheid (wij hebben te maken met een intermodale trein). Deze kosten nemen af naarmate de beladingsgraad van de trein hoger en de trein langer is. Vergelijkbare curven kunnen gelden ook voor andere modaliteiten, alleen dat dan in plaats van treinlengte alternatieve voertuigtypes staan, bijvoorbeeld 30TEU-, 200TEU, 300TEU- en 400TEU-binnenschepen. Als de capaciteitsgrens van een voertuig wordt 6
Voor zover het gaat om transportprocessen (dus niet om de aanschaf van voertuigen).
bereikt en er vanwege vervoersgroei een tweede voertuig moet worden ingezet, is het treinvolume aan het begin nog klein, waardoor de kosten per laadeenheid (curve 1 in figuur 2). Wordt de tweede trein door dezelfde onderneming geëxploiteerd, zal een mengcalculatie voor de eerste en tweede voertuig worden ingevoerd. De gemiddelde kosten per laadeenheid zijn weergegeven door curve 3. Door het verder toevoegen van voertuigen nemen de gewogen gemiddelde kosten af. De regressiecurve van de gewogen gemiddelde kosten per eenheid vervoer op het moment dat een nieuw voertuig wordt toegevoegd (curve 2) of voor alle momenten (curve 4) laat een afname van eenheidskosten zien, die in wezen kostenvoordelen op het routeniveau signaleert. De laatste vormen de basis van diverse netwerkontwerp studies, zoals Mayer (2002): zij modelleert kostenvoordelen in afhankelijkheid van de omvang van routestromen (linker beeld van figuur 4). De curve wordt voor rekengemak gelineariseerd (rechter beeld van figuur 4).
Figuur 2 : Treinkosten per laadeenheid (voorbeeld; in Euro), afhankelijk van treinlengte en beladingsgraad
1800 1600
Costs per LU (Euro)
1400 100 percent
1200
90 percent 80 percent
1000
70 percent
800
60 percent 50 percent
600
40 percent
400 200 0 100m
200m
300m
400m
500m
Length of train (m)
600m
700m
Figuur 3 : Kostenvoordelen naarmate het routevolume toeneemt? Voertuigkosten per laadeenheid
A
1/2
2/3
1/2
1/3
3/4
4/5
5/6
6/7
7/8
8/9
1/4
1/5
1/6
1/7
1/8
1/9
4e voertuig 5e voertuig 6e voertuig 7e voertuig
8e voertuig
BC
1e voertuig 2e voertuig
3e voertuig
Volumes op route (b.v. per dag)
LEGEND:
= 1) gemiddelde kosten per laadeenheid van afzonderlijk voertuig = 2) gemiddelde kosten (regressie) per laadeenheid van alle voertuigen op het moment dat een nieuw voertuig wordt ingezet.
A B C
= 3) gemiddelde kosten per laadeenheid van alle voertuigen op het moment dat een nieuw voertuig wordt ingezet. = 4) gemiddelde kosten (regressie) per laadeenheid van alle voertuigen op alle momenten. = b.v. trein, 600m, 50% beladingsgraad = b.v. trein, 500m, 90% beladingsgraad = b.v. trein, 600m, 80% beladingsgraad.
Figuur 4 : Volume afhankelijke degressie van transportkosten per eenheid
A
Transportkosten Cnode to node
Transportkosten Cnode to node
B
(a) fc4 fc3 fc2
a2 a1
fc1
T1=0 T2 T3 T5 T4 Totale stroom tussen knooppunten Totale stroom tussen knooppunten flow between nodes LEGEND (a) = volume onafhankelijke kostenprogressie (b) = volume afhankelijke kostenprogressie (c) = partieel lineaire benadering van niet-lineaire kosten fc = volume afhankelijke constanten a = schaalfactor T = transportvolumes Bron: Mayer, 2002, blz. 162 (links) en 164 (rechts); presentatie lichtelijk aangepast.
Deze perceptie is m.i. slechts geldig wanneer er op een route relatief grote stromen zijn in verhouding tot de grootte van voertuigen op die route, en als daarnaast de voertuigen voor rekening van een zelfde exploitant rijden of van exploitatief samenwerkende ondernemingen (netwerk). Dit is denkbaar in het goederenwegvervoer. Voor railvervoer en binnenvaart, zeker voor intermodale treinen en binnenschepen geldt eerder dat de stromen in verhoudingen tot de voertuigen niet zo groot zijn. Op de meeste relaties is de frequentie gelijk aan één vertrek per dag of minder. Als een railoperator vanwege de groei van routestromen een tweede trein per dag inzet, heeft men nog steeds vooral met de zigzaggende kostenprogressie (curven 1 of 3 in figuur 3) te maken dan met de afnemende kostenregressie; in andere woorden, het voertuig is het belangrijkste niveau waarop schaalvoordelen optreden. Men zou kunnen argumenteren, dat alle treinen van een week, bijvoorbeeld zes stuks, tot hetzelfde kostenkader behoren waardoor zich wel degelijk op het routeniveau schaalvoordelen voordoen (zoals de curven 2 en 4). Tegen deze redenering breng ik in dat wanneer de routestromen weer groeien, zal er niet een zevende volle trein in die week worden moeten ingezet, maar op elke dag een tweede trein met een zeer beperkt volume. Immers vele klanten willen voor hun vervoer niet wachten tot de zevende dag, maar het vervoer al hebben op de eerste, tweede etc. dag. Een alternatief beleid van de operator kan zijn om ondanks de groei geen additioneel voertuigen ter beschikking te stellen tot dat het mogelijk wordt om ook de tweede trein met een groot voertuigvolume te rijden (zoals punt C in figuur 3). Bij een dergelijke netwerkstrategie doen zich geen schaalvoordelen voor. Als laatste referentie kunnen we de grote vervoerscorridors tussen Noordzee-regio’s en Noord Italië aanhalen. Op deze routes rijden er dagelijks vele intermodale treinen. Maar deze rijden voor verschillende operators in onderlinge concurrentie, ieder met één trein. Dus weer doet het routeniveau er nauwelijks toe.
Een in deze paper vermeldenswaardige benadering is nog die waarin schaal- of andere voordelen in verband met toenemende frequentie worden gebracht, zoals door Adler en Berechman (1999) voor de luchtvaart. Ook deze perceptie staat in tegenstelling tot de bevindingen in paragraaf 2, waarin – gegeven een bepaald netwerkvolume – een frequentieverhoging juist zou inhouden dat de voertuiggrootte afneemt (vergelijking 3). Dit paradox lost zich op door via de boven geredeneerde verschil tussen wegvervoer en intermodaal railvervoer. Doen zich schaalvoordelen op het routeniveau voor (curven 2 en 4 van figuur 3), staat frequentietoename voor toenemend routevolume. Doen zich daarentegen schaalvoordelen op het voertuigniveau voor (curven 1 en 3 van figuur 3) staat frequentietoename voor afnemende voertuiggrootte bij een relatief stabiel routevolume en treedt er het tegendeel van schaalvoordelen op.
Oorzaak van kostenvoordelen Wat betreft de oorzaken van kostenvoordelen kan men de volgende situaties onderscheiden.
a) Wanneer de operator wisselt van situatie 2 naar 1, in andere woorden het network geconcentreerd wordt door het aantal begin- en eind-terminals te reduceren, terwijl het netwerkvolume niet verandert, leidt dit voor sommige bundelingstypes tot een reductie van het aantal voertuigroutes in het verplaatsingsnetwerk, waardoor het route- en voertuigvolume toeneemt en er voordelen voorde voertuigkosten optreden7. Dit doet zich voor bij het HS-netwerk en nog meer bij het BE-netwerk. Voor het TCD-, L- of TF netwerk verandert het aantal voertuigroutes in het verplaatsingsnetwerk niet en zijn de schaalvoordelen nul. Vanwege de toename van het routevolume zou men van dichtheidsvoordelen kunnen spreken. Aangezien de werkelijk oorzaak netwerkconcentratie is, noem ik dit een netwerkvoordeel. b) Wanneer een operator het type bundeling verandert (van links naar rechts v.v. binnen elke van de drie regels van figuur 1) verandert het aantal voertuigroutes, terwijl het netwerkvolume ongeveer gelijk blijft. Ook hierin kan men dichtheidsvoordelen zien, terwijl de werkelijke oorzaak de verandering van netwerkconstellatie is c) De toename van netwerkvolumes zonder overige veranderingen genereert schaalvoordelen. De netwerkvorm blijft gelijk. d) De toename van netwerkconnectiviteit in combinatie met de vergroting van het verzorgingsgebied van het netwerk (van situatie 1 naar 3 in figuur 1). Dit kan tot toename van voertuigvolumes leiden (zie hieronder). Het multi-produkt karakter van het netwerk neemt toe, waarom dit een breedtevoordeel genoemd kan worden. Dichtheidsvoordelen komen in dit overzicht nauwelijks voor, tenzij als synoniem voor een ander voordeel.
Omvang van de kostenvoordelen Een eerste indicatie van de omvang van kostenvoordelen kan worden gegeven door omvorming van vergelijking 3. In geval een operator wisselt van situatie 1 naar 3 in figuur 1, verandert – in onze typologie – het netwerkvolume V evenredig met het aantal BE terminals. verandert conform vergelijking 6. De superfix
'
Het voertuigvolume
zoals in Vv ' staat voor aangepaste warden, terwijl de
oorspronkelijke waarde (= referentie) weergegeven is zonder die superfix.
Vv b' = Vvb *
7
Vn ' Vn
*
F Rb * ' ≤ Vv max ' Rb F
Voor zover de voertuigcapaciteit niet wordt overschreden.
(6)
Indien de frequentie onveranderd blijft, verandert het voertuigvolume overeenkomstig
Indien de additionele voertuigroutes leidt tot
Vn ' Vn
*
Vn ' Vn
*
Rb . Rb'
Rb > 1 , groeit het voertuigvolume, met andere Rb'
woorden, er treden breedtevoordelen op. Of dit werkelijk het geval is, hangt af van het bundelingsconcept, dus van de aangepaste bundelingsfactor Bb' in verhouding tot het aangepaste netwerkvolume Vn ' . In het BE netwerk neemt het aantal voertuigroutes meer toe dan het netwerkvolume. De voertuigvolumes worden kleiner.
3 4 ' Vv BE = Vv BE * * = 0,67 ≤ Vv max 2 9 In het HS netwerk nemen de voertuigvolumes proportioneel toe met het aantal voertuigroutes, ' hetgeen een neutral effect heeft: Vv HS = Vv HS *
3 2 * = 1 ≤ Vv max 2 3
In de drie andere bundelingsmodellen verandert het aantal voertuigroutes in het verplaatsingsnetwerk niet, terwijl het netwerkvolume wel toeneemt. Als gevolg daarvan neemt het voertuigvolume toe.
3 1 Vv B' = Vv B * * = 1,5 ≤ Vv max . Er worden dan breedtevoordelen behaald. 2 1 Andere voordelen dan directe kostenvoordelen De uitwisselbaarheid van voertuiggrootte, transportfrequentie en netwerkvolume (in het vliegermodel) houdt in dat de kostenvoordelen ook naar overige voordelen kunnen worden vertaald. Dan neemt in plaats van het voertuigvolume de frequentie toe in vergelijkbare proporties; in het laatstgenoemde voorbeeld met een factor 1,5.
Synthese
De onduidelijkheden in de discussie omtrent economies of scale, scope, density en network worden onder andere door de volgende factoren veroorzaakt en kunnen ook door wijziging daarvan worden beholpen. • Kostenvoordelen worden veelal op een te geaggregeerd niveau onderzocht, waardoor zich infrastructuur en vervoervoordelen vermengen, terwijl deze een andere logica hebben en een andere progressie van voordelen naarmate volumes toenemen. • Wat betreft vervoer is het relevante niveau waarop zich kostenvoordelen manifesteren in het railvervoer en in de binnenvaart het voertuig en niet de route, dit in verband met de grootte van
de voertuigen in relatie tot de grootte van routevolumes en de daaruit af te leiden frequenties. Die zijn laag. Kostenfuncties die zich niettemin richten op de route, leiden af van de essentie waarom het in real-life netwerkontwerp haat. • In de literatuur vragen twee discussievoorwerpen bijzondere aandacht. Één is de verwachting dat de uitbreiding van een spaak in HS-netwerken ook tot breedtevoordelen leidt. Deze uitspraak wordt veelal gedaan geïsoleerd van het verzorgingsgebied. Als de uitbreiding plaats vindt in het bestaande
verzorgingsgebied,
zullen
zich
dergelijke
voordelen
niet
voordoen.
Als
het
verzorgingsgebied uitgebreid is, maar even groot als dat van andere spaken, zullen zich ook niet zonder meer kostenvoordelen voordoen. De tweede uitspraak is dat kostenvoordelen gerelateerd worden aan het aantal bediende punten. Deze perceptie verwaarloost de impact van bundelingskeuzes. Immers, de toevoeging van punten in het netwerk kan dat geen, één of meer voertuigroutes in het netwerk leiden. De netwerk- en voertuigprestaties zijn dienovereenkomstig zeer verschillend.
Bronnen
Adler, N. and J. Berechmann, 2001, Evaluating optimal multi-hub networks in a deregulated aviation market with an application to Western Europe, in: Transportation Research Part A, no. 35, pp. 373-390. Blauwens, G., P. De Baere, E. van de Voorde, 2001, Vervoerseconomie, Standaard Uitgeverij, Antwerp. Boyer, K.D., 1997, Principles of transportation economics, Assison-Wesley. Reading (US), Menlo Park (US), New York, Harlow (U), Den Mills, (Can), Sydney, Mexico City, Madrid, Amsterdam. Caves, W., L.R. Christensen and M. W. Thretheway, 1984, Economies of density versus economies of scale: why trunk and local service airline costs differ, in: Rand Journal of Economics, vol. 15, no. 4, pp. 471-89. Daganzo, C.F., Logistic Systems Analysis, Third edition, Springer. Jara-Diaz, S.R., C. Cortes and F. Ponce, 2001, Number of points served and economies of spatial scope in transport cost functions, in: Journal of Transport Economies and Policy, Volume 35, part 2, May, pp. 327-342. Mayer, G, 2001, Strategische Logistikplaning von Hub&Spoke-Systemen, DUV, Gabler Edition Wissenschaft, Darmstadt. Keeler, J.P., and J.P. Fromby, 1994, Cost economies and consolidation in the U.S. airline industry, in: International Journal of transport Economics, vol. XXI-no.1, February. Kreutzberger, E.D., 2003, Transport scale and qualityof intermodal freight bundling networks. (Re)designing networks in theory and practice, in:
W. Dullaert, B.A.M. Jourquin and B. Polak
(editors), Across the border. Building upon a quarter century of transport research in the Benelux, BIVEC, De Boeck, pp. 43-68. Panzar, J., and R. Willig, 1981, Economies of scope, in: The American Economic Review, vol. 71, pp. 268-72. Wit, J. de, H. van Gent, 1996, Economie en transport, Uitgeverij LEMMA, Utrecht.
NETWERKANALYSE GOEDERENVERVOER VOOR DE ZUIDVLEUGEL J. Bozuwa, ECORYS E. Devillers, ECORYS G.J. Wesselink, Provincie Zuid-Holland
Samenvatting
Tijdens de Vervoerslogistieke Werkdagen 2006 hebben ECORYS en TLN een paper geschreven en gepresenteerd, waarin we zijn ingegaan op de meerwaarde van netwerkanalyses voor een kwaliteitsnet goederenvervoer, namelijk (1) inzicht bieden in de toekomstige ontwikkelingen en vervoerstromen, (2) inzicht in effecten van vertragingen, en (3) inzicht in regionale en lokale wegennetten. Onlangs hebben ECORYS en Goudappel Coffeng analyses uitgevoerd voor de werkgroep Netwerkanalyses Goederenvervoer Zuidvleugel1. Dit project omvat een eerste concrete toepassing van de methodiek die we in het vorige paper hebben beschreven. In het nu voorliggende paper gaan we in op de resultaten die de toepassing in de Zuidvleugel heeft opgeleverd. Het accent ligt daarbij weer op de meerwaarden.
Goederenvervoer onderbelicht in netwerkanalyses
Het goederenvervoer is van groot belang voor het realiseren van de regionale economische ambities. Het Rijk heeft in de Nota Mobiliteit aangegeven zich sterk te maken om (fysieke) knelpunten weg te halen. In 2006 zijn voor 11 stedelijke regio’s op verzoek van de Minister van V&W regionale netwerkanalyses uitgevoerd. Daarin is gekeken naar de deur-tot-deur bereikbaarheid, rekening houdend met demografische, ruimtelijk-economische en infrastructurele ontwikkelingen. In haar brief aan de Tweede Kamer constateert de Minister terecht dat in deze netwerkanalyses het goederenvervoer onderbelicht is gebleven. Zij pleit daarom voor een betere aansluiting tussen de netwerkanalyses en de methodiek en resultaten van het Kwaliteitsnet Goederenvervoer.
Meerwaarde netwerkanalyses voor een Kwaliteitsnet Goederenvervoer
In meerdere regio’s zijn de eerste stappen gezet in het kader van het Kwaliteitsnet Goederenvervoer (KNG). Deze spitsen zich vooral toe op het in kaart brengen van (infrastructurele) knelpunten voor de huidige situatie op het hoofdwegennet. Het is echter van belang om de kwaliteit van alle transportverbindingen in beeld te brengen, dus inclusief het onderliggende wegennet (de provinciale wegen en de in-/uitvalswegen van steden). Het gaat immers om de deur-tot-deur bereikbaarheid.
1
Deze werkgroep bestaat uit vertegenwoordigers van Rijkswaterstaat Zuid-Holland, het ministerie van Verkeer en Waterstaat, het Havenbedrijf Rotterdam, Transport en Logistiek Nederland, de EVO, de Drechtsteden, Stadsregio Rotterdam, Haaglanden, Deltalinqs, Kamers van Koophandel Rotterdam en Den Haag en de Provincie Zuid-Holland.
Het kwaliteitsnet dient bovendien robuust te zijn en dus ook voor de toekomstige situatie de gewenste kwaliteit te bieden. Juist bij het vaststellen van de oplossingrichtingen (de volgende stap volgens het Handboek Kwaliteitsnet van het CROW) wil je rekening houden met toekomstige ontwikkelingen en knelpunten. Maatregelen worden immers niet alleen getroffen voor de huidige knelpunten maar ook voor die in de toekomst.
De methodiek van de netwerkanalyses bieden een belangrijke meerwaarde voor het Kwaliteitsnet Goederenvervoer, dit uit zich in drie hoofdpunten van verbetering: •
Inzicht in toekomstige ontwikkelingen en verkeersstromen;
•
Inzicht in effecten van vertragingen;
•
Inzicht in onderliggend wegennet.
Pilot project Zuidvleugel
Voor de werkgroep Netwerkanalyses Goederenvervoer Zuidvleugel hebben ECORYS en Goudappel Coffeng een pilot project uitgevoerd om te komen tot een robuust KNG Zuidvleugel. Dit paper beschrijft enkele resultaten van dat onderzoek, waarbij het accent ligt op de drie hoofdpunten van verbetering. Het pilot project zelf omvat ook een uitgebreider stappenplan, dat hieronder schematisch is weergegeven.
Figuur 1 : Stappenplan netwerkanalyse KNG Zuidvleugel
Afstemmen met uitgangspunten netwerkanalyse
Stap Stap1. 1.Vaststellen Vaststellenuitgangspunten uitgangspunten2020 2020 •• Bedrijventerreinen Bedrijventerreinen •• Infrastructuur Infrastructuur •• Overige Overigeontwikkelingen ontwikkelingen(lange (langetermijn termijnscenario) scenario)
Toetsen huidige situatie met informatie kwaliteitsnet goederenvervoer
Stap Stap2. 2.Analyse Analysebereikbaarheid bereikbaarheidhuidig huidigen en2020 2020 •Intensiteiten •Intensiteitenvrachtverkeer vrachtverkeeren enpersonenverkeer personenverkeer •Type •Typevrachtverkeer vrachtverkeer(intern, (intern,extern externen endoorgaand) doorgaand) •Verhouding •Verhoudingintensiteit intensiteiten encapaciteit capaciteitwegennet wegennet •Verhouding •Verhoudingrijsnelheid rijsnelheidbinnen binnenen enbuiten buitende despits spits •Voertuigverliesuren •Voertuigverliesurenop ophet hetwegennet. wegennet.
Toetsen huidige situatie met informatie kwaliteitsnet goederenvervoer
Stap Stap3. 3.Toets Toets leefbaarheid leefbaarheiden enveiligheid veiligheid •• Ontwikkelingen Ontwikkelingenintensiteit intensiteitversus versushuidige huidige knelpunten knelpunten(kwalitatief) (kwalitatief)
Stap Stap4. 4.Conclusies Conclusies •• Conclusies Conclusiesontwikkelingenvoor ontwikkelingenvoorkwaliteitsnet kwaliteitsnet •• Conclusies Conclusiesaandachtspunten aandachtspunten
Bron: ECORYS
Prioritering aandachtspunten en analyse oplossingsrichtingen
De meerwaarde van het toepassen van de methodiek van de netwerkanalyses voor het goederenvervoer zit vooral in stap 2. In het vervolg van dit paper gaan we nader in op enkele resultaten uit die tweede stap.
Meerwaarde 1 : Inzicht in toekomstige ontwikkelingen en vervoersstromen
Een belangrijk aandachtspunt bij de methodiek van Kwaliteitsnet Goederenvervoer is de robuustheid van de uitkomsten. Goederenstromen kunnen groeien in omvang of kunnen veranderen als gevolg van verplaatsingen van bestaande bedrijven of de ontwikkeling van nieuwe bedrijventerreinen. Ook kunnen er op korte termijn aanpassingen in de infrastructuur voorzien zijn. Hierdoor kunnen nieuwe knelpunten ontstaan of juist knelpunten verdwijnen. Vandaar dat alleen inzicht in de huidige situatie onvoldoende is. Juist bij het nastreven van aanpassingen in infrastructuur zal altijd rekening gehouden moeten worden met toekomstige ontwikkelingen.
In de netwerkanalyse is rekening gehouden met ontwikkelingen in het aantal vrachtauto’s. Op basis van verwachte ontwikkelingen tot 2020 in de vrachtautomatrix zijn regionale toedelingen aan het wegennet gemaakt met het Regionaal Goederenvervoer Model. Naast ontwikkelingen in de (vracht) automobiliteit is ook gekeken naar ruimtelijke ontwikkelingen tot 2020. Er is in kaart gebracht waar herstructurering of uitbreiding van bestaande bedrijventerreinen plaatsvindt en waar nieuwe terreinen worden ontwikkeld. De verwachte goederenstromen over de weg zijn getoetst aan deze ruimtelijke ontwikkelingen.
De volgende figuur laat voor de Zuidvleugel zien waar de sterkste groei van het vrachtverkeer zit. Te zien is dat het vrachtverkeer op bijna het hele wegennet groeit. Vooral op de A15 ten zuiden en westen van Rotterdam en op de A4 (Beneluxtunnel) is een sterke groei te zien. Dit komt mede door de aanleg van de A4 Midden-Delfland. De toename van het vrachtverkeer op de A16 is hierdoor beperkter. Op de A12 en A13 is zelfs sprake van een afname van het vrachtverkeer. De A13 wordt niet alleen ontlast door de A4 Midden-Delfland, maar ook door de nieuwe N470 (Rotterdam-DelftZoetermeer). Op de Utrechtsebaan is een flinke afname van vrachtverkeer te zien (zie inzet rechtsboven). Dit komt onder andere door realisatie van de noordelijke randweg Den Haag (Sijtwendetunnel) en het vertrek van Norfolkline uit Scheveningen.
Figuur 2 : Verschillen intensiteiten vrachtverkeer 2004-2020 (per etmaal)
Ontwikkeling vrachtverkeer Den Haag
Verschillen intensiteiten vrachtverkeer 2004-2020 (per etmaal)
-Grijs: niveau 2004 -Rood: toename 2020 t.o.v. 2004 -Groen: afname t.o.v. 2004
Bron: ECORYS/Goudappel
Uit de figuur blijkt dat goederenstromen in de toekomst kunnen verschuiven als gevolg van ruimtelijke en/of infrastructurele ontwikkelingen. Door alleen te kijken naar de huidige situatie kunnen verkeerde conclusies getrokken worden voor het beleid.
De meerwaarde van de toekomstblik blijkt ook uit het volgende voorbeeld over colonnevorming. Colonnevorming van vrachtverkeer is een relatief nieuw fenomeen. Wegen met meer dan 1.000 vrachtwagens per uur krijgen hiermee te maken. Colonnevorming heeft tot gevolg dat de capaciteit van de weg drastisch daalt en dat er problemen voor personenauto’s ontstaan bij in- en uitvoegen. De onderstaande figuur toont waar in 2020 colonnevorming van het vrachtverkeer gaat optreden. De wegen met meer dan 1.000 vrachtauto’s per uur in de ochtendspits zijn paars gekleurd.
Figuur 3 : Intensiteiten vrachtverkeer (per uur ochtendspits, 2020)
-Wit: -Geel: -Oranje: -Rood: -Paars:
< 400 400 – 600 600 – 800 800 – 1.000 > 1.000
vtg per uur vtg per uur vtg per uur vtg per uur vtg per uur
Bron: ECORYS/Goudappel
In de figuur is te zien dat tot 2020 een groot deel van de A15, A16 en A20 meer dan 1.000 vrachtauto’s per uur verwerkt in de ochtendspits. Ook de Beneluxtunnel komt boven deze grenswaarde uit. Op de A16 is dat in de ochtendspits zelfs in allebei de richtingen over een lang traject het geval. Uit het kaartje in de rechterbovenhoek kan worden afgeleid dat het vrachtverkeer in het algemeen redelijk gelijk verspreid is over de dag, met een duidelijke dip in de ochtendspits tussen 8.00-9.00 uur. Dit komt doordat het vrachtverkeer veelal het drukste spitsuur mijdt2.
Beleidsmakers die rekening houden met toekomstige colonnevorming van vrachtverkeer, zijn in staat om robuuste oplossingen te formuleren. Zo kan bijvoorbeeld in een vroeg stadium rekening gehouden worden met uitbreidingsplannen langs de snelwegen. Waar ernstige colonnevorming te verwachten is,
2
De cijfers zijn gebaseerd op 14 min of meer representatie telpunten op rijkswegen, waaronder enkele uit de Zuidvleugel (A13, A16 en A27) – (Bron: AVV, het vrachtverkeer in de spitsperioden op het hoofdwegennet, augustus 2005).
kan grond gereserveerd worden voor een vrachtautostrook, of oplossingen bedacht worden om personenautoverkeer en vrachtverkeer bij in- en uitvoegen beter te ontvlechten.
Meerwaarde 2 : Inzicht in effecten van vertragingen
In de Nota Mobiliteit wordt expliciet aandacht gegeven aan de relatie tussen economische ontwikkelingen en bereikbaarheid. Vertragingen op het wegennet hebben economische consequenties. Een indicator die dit goed in beeld brengt is het aantal voertuigverliesuren. Dit is het aantal uren dat een voertuig verliest ten opzichte van een situatie zonder vertraging, vermenigvuldigd met het aantal voertuigen dat vertraging ondervindt. De indicator kijkt dus niet alleen naar de snelheid die gereden wordt op een traject, maar geeft ook inzicht in de verliesuren die ontstaan en in het aantal voertuigen dat hinder ondervindt. Door onderscheid te maken naar het type verkeer (vracht, woon-werk, zakelijk, recreatief) kan er een schatting gemaakt worden van de economische kosten die hiermee gemoeid zijn.
In de Economische Wegwijzer van TLN en EVO is al eens gepleit voor het gebruik van voertuigverliesuren bij de analyse van de files. Tot dusver was het echter moeilijk om deze informatie op een eenvoudige manier te verkrijgen. Om die reden wordt momenteel nog steeds veel gebruik gemaakt van I/C verhoudingen, die in tegenstelling tot voertuigverliesuren een minder exact beeld geven van de economische schade door files. In de netwerkanalyses is de informatie over voertuigverliesuren echter beschikbaar voor de huidige situatie en de verwachting voor 2020.
De volgende figuur laat voor de Zuidvleugel zien waar de vertraging nu (2004) en in de toekomst (2020) grote gevolgen heeft voor het vrachtverkeer. In deze figuur zijn de voertuigverliesuren per kilometer weg aangegeven voor alleen het vrachtverkeer in de ochtendspits in 2020. Opvallend toekomstig knelpunt voor het vrachtverkeer is de A15 tussen Rozenburg en Benelux. Aangezien het vrachtverkeer relatief veel gebruik maakt van de A15 in 2020 zien we daar veel voertuigverliesuren. Ook de A4 levert verliesuren voor het vrachtverkeer op. Op de A13 treden er nagenoeg geen voertuigverliesuren op voor het vrachtverkeer. Dit komt doordat het vrachtverkeer meer gebruik maakt van de nieuwe A4 in plaats van de A13. Dit is terug te zien in het aantal voertuigverliesuren op de A4 Midden-Delfland. De problemen op de A16 zijn voor het vrachtverkeer in de ochtendspits het grootst in zuidelijke richting. Dit in tegenstelling tot het totale verkeer, dat vooral in noordelijke richting rijdt.
Figuur 4 : Voertuigverliesuren vrachtverkeer in de ochtendspits, 2004 en 2020
Bron: ECORYS/Goudappel
De problemen ontstaan over het algemeen bij de aansluitingen van de snelwegen op het onderliggend wegennet. De bovenstaande voertuigverliesuren zijn grotendeels te wijten aan “terugslag” op de snelweg als gevolg van de problemen bij een op- of afrit. Door alleen te kijken naar de I/Cverhoudingen van de snelwegen zijn deze knelpunten meestal niet te zien en de gevolgen evenmin. De volgende figuur toont de knelpunten op het hoofdwegennet in de Zuidvleugel op basis van I/C analyses en op basis van een dynamische netwerkanalyse zoals die is uitgevoerd voor de Zuidvleugel.
Figuur 6 : Knelpunten op HWN Zuidvleugel op basis van I/C en op basis van dynamische toedeling
-Grijs: -Geel: -Oranje: -Rood:
< 0,7 0,7 – 0,8 0,8 – 0,9 > 0,9
Bron: ECORYS/Goudappel
-Wit: -Grijs: -Geel: -Oranje: -Rood:
< 25 25 - 50 50 - 100 100 – 150 > 150
vtgverliesuren per km vtgverliesuren per km vtgverliesuren per km vtgverliesuren per km vtgverliesuren per km
Op basis van I/C verhoudingen worden vooral de A16 en de A4 niet als knelpunt gezien. Op basis van een dynamische modeltoedeling zoals is toegepast voor de Zuidvleugel, komen beide wegen echter nadrukkelijk als knelpunt naar voren. In de dynamische toedeling wordt namelijk rekening gehouden met het feit dat er zowel op de A4 als op de A16 vertraging optreedt die elders in het netwerk ontstaat (in beide gevallen bij de aansluiting met de A20).
Overigens bepaalt het model alleen de “structurele vertragingen”, dus zonder rekening te houden met wegwerkzaamheden of incidenten. Ook de zogeheten colonnevorming van vrachtauto’s kan niet goed weergegeven worden in het model. In situaties met veel vrachtverkeer is er veelal sprake van een lange rij vrachtauto’s achter elkaar op de rechter rijstrook (colonne). Als gevolg hiervan wordt door de overige weggebruikers niet optimaal gebruik gemaakt van de beschikbare capaciteit; de automobilisten blijven onnodig links rijden. Beide aspecten, de wegwerkzaamheden of incidenten en de colonnevorming van vrachtverkeer, kunnen zorgen voor extra reistijdverlies dat niet in het model zit. Vandaar dat de modeluitkomsten veelal een onderschatting zijn ten opzichte van de werkelijke situatie.
Meerwaarde 3 : Inzicht in regionale en lokale wegennetten
Uit de meeste regionale netwerkanalyses is gebleken dat de problemen op de weg zich steeds meer verplaatsen naar de randen van de steden. Vooral op de ontsluitingswegen richting de snelwegen ontstaan aanzienlijke vertragingen. Dit is van belang voor het goederenvervoer. Ondanks een toename van bedrijventerreinen langs de snelwegen blijft een groot deel van de goederenstromen gericht op de stedelijke gebieden. Ook het goederenvervoer zal dus naar verwachting steeds meer hinder ondervinden op de regionale en lokale wegen (het zogeheten onderliggende wegennet). Het is daarom van belang dat er voldoende inzicht bestaat in de problematiek op dit onderliggende wegennet en dat de methodiek van Kwaliteitsnet Goederenvervoer ook toegepast kan worden op deze wegen. In de netwerkanalyses is gewerkt met regionale verkeersmodellen. Deze hebben een fijnmaziger netwerk dan de meeste landelijke modellen.
In de volgende figuur is voor de stedelijke regio’s van Rotterdam en Den Haag te zien waar het vrachtverkeer op het onderliggende wegennet de meeste vertraging zal ondervinden in 2020. In de omgeving Rotterdam zijn er in 2020 op veel plaatsen vertragingen te zien. Binnen de ring rond Rotterdam treedt er vertraging op ter hoogte van Kralingse plein, de ontsluitingswegen op de industriegebieden Spaanse Polder en Overschie, en op de ontsluitingswegen rond de Waalhaven, Eemhaven, Rijn- en Maashaven (o.a. Vaanweg, Groene Kruisweg en Reeweg). Buiten de ring is vertraging waar te nemen op de Hartelbrug bij Spijkenisse en bij Maassluis en Vlaardingen op de
verbindingswegen met de A20. Tenslotte zijn er nog vertragingen aan de westzijde van Dordrecht (industriegebied Dordtse Kil ten westen van de A16), bij Sliedrecht (industriegebied Nijverwaard) bij de aansluiting met de A15. In de omgeving Den Haag zien we rond 2020 grote vertragingen op de veilingroute (N211) ter hoogte van de aansluiting met de A4 en bij Broekpolder ter hoogte van de aansluiting met de A13 bij knooppunt Ypenburg.
Figuur 5 : Voertuigverliesuren vrachtverkeer op onderliggende wegen Rotterdam en Den Haag
Regio Rotterdam
Regio Den Haag
Bron: ECORYS/Goudappel
Meerwaarde voor de Zuidvleugel
De werkgroep Netwerkanalyse Goederenvervoer Zuidvleugel heeft vooral de resultaten van stap 2 uit het stappenplan (de analyse bereikbaarheid huidig en 2020) vertaald naar een aantal concrete korte termijn acties en maatregelen voor de middellange en lange termijn.
Voor de korte termijn zijn er maatregelen geformuleerd die voor 2010 kunnen worden uitgevoerd, de zogenaamde quick wins. Dit zijn vooral dynamisch vervoermanagement maatregelen als Tovergroen en Odysa
op Povinciale (o.a de N213) en gemeentelijke wegen (havengebied)
waar nu al veel
goederenvervoer verliesuren optreden. Ondanks dat in 2020 een deel van de problemen op deze wegen is opgelost acht de werkgroep de huidige verliesuren zo schadelijk dat eerder genoemde maatregelen noodzakelijk zijn. Eind oktober wordt er door de bestuurders uit de regio en de minister van Verkeer en Waterstaat een besluit over de quick wins genomen.
Uit de analyse blijkt dat, mede door het grote aandeel vrachtverkeer met herkomst en/of bestemming in de Zuidvleugel, veel van de voertuigverliesuren voor het vrachtverkeer, ook in 2020, ontstaan bij de aansluitingen van de snelwegen op het onderliggende wegennet. Op een aantal zullen maatregelen specifiek voor het goederenvervoer noodzakelijk zijn (o.a. A15 /Reeweg) op andere kan het goederenvervoer meeprofiteren van maatregelen die al onderdeel zijn van het Programma aansluitingen van het Rijk (A20 Westerlee). De werkgroep zal bij voldoende bestuurlijk draagvlak de benodigde specifieke goederenvervoer maatregelen op HWN/OWN aansluitingen volgend jaar verder concretiseren ten behoeve van het voorjaarsoverleg met de minister.
Belangrijk zijn verder de geconstateerde colonnevorming en de kwetsbaarheid van het kwaliteitsnet goederenvervoer. Op verschillende Rijkswegen in de Zuidvleugel zal er in 2020 sprake zijn van colonnevorming met nadelige effecten voor de capaciteit van de weg. Het komende jaar worden maatregelen, zoals de dynamische goederenvervoer doelgroepstrook aan de linkerkant van de weg, verder vormgegeven.
Door verschillende simulaties met het dynamische model zijn ook de effecten van calamiteiten en de kwetsbaarheid van het KNG in beeld gebracht. Met name de A15 en de ruit van Rotterdam blijken uiterst kwetsbaar en veroorzaken bij calamiteiten grote economische schade. Door de werkgroep zullen het komende jaar maatregelen worden geformuleerd om de kwetsbaarheid van het KNG te verminderen.
Ondanks alle extra infrastructuur zal het vrachtverkeer ook in 2020 op een aantal wegen voertuigverliesuren oplopen (o.a.N207, A16 ,A15). Onderzocht zal worden wat de oorzaak is van de knelpunten (het zogenaamde kiemenonderzoek) en welke (infrastructurele) maatregelen op de lange termijn kunnen worden genomen. Tot slot zal ook het bedrijfsleven een bijdrage moeten leveren om het aantal voertuigverliesuren terug te dringen. Alleen een samenwerking tussen overheden en bedrijfsleven gebaseerd op een grondige analyse van de huidige en toekomstige verkeerssituatie kan de Zuidvleugel bereikbaar houden voor het goederenvervoer.
Conclusies
Het pilot project in de Zuidvleugel heeft duidelijk gemaakt, dat de toepassing van de netwerkanalyse methode waardevol kan zijn bij het ontwikkelen van een robuust Kwaliteitsnet Goederenvervoer. Dit uit zich vooral in:
o
Het verkrijgen van een beter inzicht in (toekomstige) knelpunten. Door te kijken naar de voertuigverliesuren is er goed inzicht in de vertragingen als gevolg van problemen bij de aansluitingen.
o
Het beter in staat zijn om te prioriteren. Doordat de effecten van vertraging kunnen worden uitgedrukt in voertuigverliesuren is het mogelijk om de knelpunten op een objectieve manier te prioriteren. De voertuigverliesuren vormen namelijk een afspiegeling van de werkelijke economische schade. Met behulp van de tijdwaardering kan onderscheid gemaakt worden naar economisch belangrijk verkeer (zoals vracahtverkeer en zakelijk verkeer) en economisch minder belangrijk verkeer (zoals recreatieve verplaatsingen). Dit kan niet op basis van analyses die uitsluitend naar de I/C-verhouding kijken.
o
Het beter inzicht bieden in oplossingrichtingen. De analyses voor de Zuidvleugel maken bijvoorbeeld duidelijk, dat de grootste files op het hoofdwegennet staan. De files ontstaan echter over het algemeen bij aansluitingen met het onderliggende wegennet. Vandaar dat capaciteitsuitbreiding op het hoofdwegennet maar in beperkte mate zinvol is. Er zal extra aandacht gegeven moeten worden aan de aansluitingen op het onderliggende wegennet. Daarbij moet bedacht worden dat door het opheffen van een kiempunt van de files, een ander kiempunt kan ontstaan. Er zal dus een zorgvuldige afweging moeten plaatsvinden voor het inventariseren en prioriteren van oplossingsrichtingen. Dergelijke analyses kunnen eenvoudig uitgevoerd worden met de gebruikte modelgegevens.
Bronnen
Netwerkanalyse Goederenvervoer Zuidvleugel – Naar een robuust kwaliteitsnet goederenvervoer voor de Zuidvleugel, ECORYS/Goudappel Coffeng, juli 2007. Kwaliteitsnet Goederenvervoer en Netwerkanalyses – Handleiding om te komen tot een robuust kwaliteitsnet, ECORYS/Goudappel Coffeng, juli 2007. Handleiding Kwaliteitsnet, Ministerie V&W, 2005. Kwaliteitsnet Goederenvervoer; aankaarten van verbeteringen, notitie Ministerie V&W, 2006. Kwaliteitsnet Goederenvervoer; netwerkdimensies, ECORYS, 2002.
De Economische Wegwijzer juli 2004, F. Steijn (TLN) en P. van Rheenen (EVO), bijdrage vervoerslogistieke werkdagen 2004. Dit is een periodieke uitgave van TLN en EVO sinds 2003. De meest recente versie is te vinden op: http://www.tln.nl/media/PR/Persberichten/Economische_WegWijzer_augustus_2006.pdf
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
J. K. Hensems, Ministerie Verkeer en Waterstaat
Discussiebijdrage bij: Netwerkanalyse Goederenvervoer voor de Zuidvleugel, door J. Bozuwa, E. Devillers, G.J. Wesselink. -
Nuttig inzicht dat knelpunten op HWN voor een deel hun oorzaak hebben op het OWN en de aansluitingen van OWN op HWN
-
Hoe wordt onderbouwd dat de knelpunten over het algemeen onstaan op de aansluitingen, terwijl er nog geen onderzoek is gedaan naar de kiemen van de knelpunten?
-
In de notitie wordt op diverse plekken gesproken over het Kwaliteitsnet Goederenvervoer. Helaas wordt in de notitie niet duidelijk gemaakt welke wegen in Zuid-Holland hiertoe wel/niet behoren, en wat daarvan de gevolgen zijn voor de routekeuzes.
-
Ook wordt in de notitie niet vermeld dat gerekend is met het EC-scenario. De nieuwe WLOscenario’s gaan uit van een aanzienlijk lagere groei in voertuigkm’s voor vrachtvervoer. De conclusies over knelpunten voor vrachtvervoer (o.a. tot uitdrukking komend in VVU en colonnevorming) zullen bij doorrekening met WLO-scenario’s aanzienlijk lager liggen.
-
Welke inschatting maken de auteurs over de effecten van colonnevorming over de beperking van de capaciteit van de weg? In welke mate treedt het ook op bij hoge I/C verhouding en lage rijsnelheden?
-
Wat zijn voor- en nadelen van een vrachtautostrook in vergelijking met het toevoegen van een reguliere extra rijstrook? Neemt capaciteitsbeperkende effect van colonnevorming niet af bij drie- of vierstrooks?
HOE WERKT SOFTWARE VOOR RITTENPLANNING EN HOE ZOU HIJ MOETEN WERKEN?
K. Sörensen, Katholieke Universiteit Leuven P. Schittekat, ORTEC / Universiteit Antwerpen
Samenvatting
In dit artikel onderzoeken we de werking van commerciële pakketten voor rittenplanning. We zullen zien dat al deze pakketten gebruik maken van een concept dat we multiple neighbourhood search zullen noemen, d.w.z. het inzetten van meerdere verschillende, eenvoudige local search heuristieken. Door de relatie te onderzoeken tussen academische rittenplanning en rittenplanning in de praktijk, kunnen we enkele redenen aanduiden waarom dit een goede methode is voor commerciële pakketten. We stippen ook aan dat er een belangrijke behoefte is voor commerciële pakketten om meer
zelfadaptief te worden.
Inleiding
Rittenplanning, of het bepalen van de volgorde waarin klanten te bezoeken met behulp van een vloot voertuigen, is waarschijnlijk een van de meest succesvolle gebieden binnen het operationeel onderzoek. In heel wat sectoren vormen transport en logistiek een belangrijk deel van de totale kosten, waardoor het niet verwonderlijk is dat het efficiënt uittekenen van ritten belangrijke kostenbesparingen kan opleveren. Een gevolg hiervan is dat er de jongste jaren bedrijven op de markt zijn gekomen met softwarepakketten voor rittenplanning. Binnen de Benelux denken we o.a. aan ORTEC (http://www.ortec.com), en Routing International (http://www.routing-international.com), maar internationaal zijn er heel wat meer spelers op de markt (ILOG, Paragon, ...). Ook leveranciers van ERP-pakketten zoals SAP brengen doorgaans hun eigen rittenplanningsmodule op de markt. De interne werking van zulke softwarepakketten, voornamelijk de gebruikte optimalisatiealgoritmes, is gewoonlijk een goedbewaard geheim. Dankzij informele contacten met ontwikkelaars van enkele van deze softwarepakketten, hebben we echter enkele belangrijke zaken kunnen achterhalen. Vooreerst kunnen commerciële softwarepakketten voor rittenplanning problemen oplossen die een ordegrootte groter en complexer zijn dan hun academisch tegenhangers. Ten tweede gebruiken alle softwarepakketten voor rittenplanning (meta)heuristische optimalisatiemethoden, die voornamelijk gebaseerd zijn op (wat in het academisch milieu bekend staat als) het combineren van verschillende
neighbourhoods, iets wat we verder in deze paper “multiple neighbourhood” search of MNS zullen noemen. MNS is geen nieuwe optimalisatiemethode (vandaar de aanhalingstekens, die we echter vanaf nu zullen laten vallen), maar een concept dat in heel veel academische metaheuristieken aanwezig is. In deze paper zoeken we uit waarom nagenoeg alle commerciële softwarepakketten voor rittenplanning werken volgens het principe van MNS. Hiertoe onderzoeken we eerst de verschillen tussen academische rittenplanning en rittenplanning in de praktijk.
Academische rittenplanning versus rittenplanning in de praktijk
Het praktische belang van rittenplanning heeft vele bedrijven ertoe aangezet om het nemen van rittenplanningsbeslissingen te ondersteunen met een van de vele softwarepakketten. In het verleden werd software voor rittenplanning gewoonlijk ontwikkeld voor één specifiek bedrijf, maar dit is de jongste jaren veranderd en een aantal bedrijven zijn dan ook begonnen met het ontwikkelen en verkopen van standaardpakketten voor rittenplanning. Deze pakketten worden verkocht als stand-
alone toepassingen, of geïntegreerd in een Enterprise Resources Planning (ERP) pakket zoals SAP. Rittenplanningssoftware wordt meestal ingezet in een hoogst complexe en dynamische omgeving. Bovendien zijn rittenplanningsproblemen in de praktijk vaak groot (een grootteorde van enkele duizenden klantenorders per dag is geen uitzondering) en moeten oplossingen binnen een korte tijdsspanne gevonden worden. Academisch onderzoek rond rittenplanning focust zich voornamelijk op problemen die de realiteit in belangrijke mate vereenvoudigen. Dit onderzoek bouwt verder op enkele zeer eenvoudige modellen (zoals het capacitated vehicle routing problem), en voegt geleidelijk aan complexiteit toe. Typische academisch rittenplanningsproblemen kunnen bijvoorbeeld gevonden worden in de categorieën
vehicle routing problem with time windows (problemen met tijdsvensters) of pick-up and delivery vehicle routing problems (problemen die ophaling en aflevering combineren). Academische problemen zijn meestal eerder klein, maximaal een paar honderd klantenorders, en lange rekentijden zijn geen uitzondering. Het verschil tussen academische en praktische rittenplanning wordt geïllustreerd in figuren 1 en 2, waarin we een oplossing van respectievelijk een academisch en een praktisch rittenplanningsprobleem tonen. Het is duidelijk dat rittenplanning in de praktijk enkele ordegroottes complexer is dan in theorie. Hoewel er in de academische wereld een toenemende focus is op zogenaamde rich vehicle
routing problems, rittenplanningsproblemen met complexere beperkingen en doelfuncties, komen deze op het vlak van complexiteit nog steeds niet in de buurt van hun praktische tegenhangers.
Figuur 1 : Een oplossing voor een academisch rittenplanningsprobleem
Een ander interessant verschil tussen academische en praktische rittenplanningsproblemen is dat de eerste meestal redelijk gemakkelijk zijn vast te leggen in een mathematisch programma. In de meeste gevallen kan een beknopt gemengd-geheeltallig programmeringsprobleem opgesteld worden. Dit is niet het geval voor praktische rittenplanningsproblemen, waarvoor meestal geen expliciete mathematische formuleringen opgesteld worden. Dit betekent dat in praktische rittenplanning, algemene solvers zoals CPLEX slechts beperkt nuttig zijn (alhoewel ze natuurlijk gebruikt kunnen worden binnen een complex oplossingsproces).
Figuur 2 : Een oplossing voor een praktisch rittenplanningsprobleem
De complexiteit van praktische rittenplanning
Een van de belangrijkste karakteristieken van commerciële rittenplanningssoftware is dat deze in staat is om een groot aantal complexe aspecten van de realiteit te modelleren. Indien dit niet het geval zou zijn, zou de software snel een groot gedeelte van zijn nut verliezen. Als bijvoorbeeld sommige orders ergens moeten opgehaald en ergens anders terug afgeleverd moeten worden, dan moet de rittenplanningssoftware beschikken over een pick-up and delivery module. Als sommige klanten bediend willen worden tussen bepaalde tijdsgrenzen, dan moet de software tijdsvensters aankunnen. Hieronder tonen we een niet-exhaustieve lijst van karakteristieken die een rittenplanningsprobleem kan hebben, en waarvoor de rittenplanningssoftware dus een oplossing moet kunnen bieden.
Kenmerken van de klant
Tijdsvensters (zacht/hard)
Pick-up/delivery/beide
Speciale vereisten m.b.t. voertuig of chauffeur
Producttype(s) en gevraagde hoeveelheid
...
Kenmerken van de chauffeur
Beschikbare uren
Vereiste rust/rijtijden
Vermogen/toelating om bepaalde voertuigen te besturen en andere niet
Wettelijke regelingen
...
Kenmerken van het voertuig
Heterogene vloot (verschillende groottes/types voertuigen)
Voertuigen
met
meerdere
compartimenten
voor
verschillende
producten
(bv.
koeling/vries)
Speciale uitrusting (kranen, laaduitrusting, ...)
Niet alle voertuigen starten/eindigen aan het depot
Speciale licenties zijn vereist voor het besturen van bepaalde voertuigen
Verschillende koststructuren
...
Kenmerken van de rondrit
Rijtijd tussen twee punten kan veranderen over de tijd (bv. langer tijdens de spitsuren)
Sommige voertuigen zijn niet in staat bepaalde wegen te berijden of bepaalde bochten te nemen
...
Andere/algemene kenmerken
Volledig andere problemen (bussen, taxis, vuilophaling, postbedeling, transport van gehandicapten, ...)
Meerdere,
heterogene
depots
(met
bv.
verschillende
producten,
verschillende
voorraadniveaus, etc.)
Stochasticiteit, onzekerheid in de gegevens
Dynamische informatie, gegevens veranderen tijdens de uitvoering van de rondritten
Verschillende, conflicterende objectieven (kost, verschil in lengte/tijdsduur tussen de verschillende ritten, ...)
...
Praktische rittenplanningsproblemen bestaan niet op zichzelf, maar hebben een belangrijke impact op andere beslissingen binnen de supply chain. Rittenplanningssoftware moet dus in principe naadloos integreren binnen de bestaande ERP-systemen van een bedrijf. Idealiter zou rittenplanningssoftware in staat moeten zijn om beslissingen te ondersteunen zoals het bepalen van de bestelgrootte in een VMI (vendor-managed inventory)-omgeving, localisatie van trailers, toewijzing van chauffeurs, etcetera. Momenteel bevatten rittenplanningspakketten slechts zelden dit soort van integratiemodules. Rittenplanningssoftware beschikt meestal over een functionele grafische interface, die het de gebruiker (meestal de dispatcher) toelaat om te interageren met de optimalisatiemethode en met de gevonden oplossing. Hierbij denken we aan het toevoegen en verwijderen van orders zonder de oplossing voor de rest te wijzigen, het wisselen van chauffeurs tussen voertuigen, enz. Commerciële rittenplanningssoftware moet in staat zijn om tijds- en afstandsschattingen van een betrouwbare bron te halen (zoals de kaarten van Navteq of Teleatlas). Bovendien is ook een link met in-vehicle communicatiesystemen een veelgevraagde mogelijkheid. Het vakblad ORMS Today voert tweejaarlijks een survey uit naar commerciële rittenplanningspakketten (Hall, 2006). In de editie van juni 2006, werden 20 pakketten van 17 verschillende leveranciers besproken. Het overzicht onderstreept dat rittenplanningspakketten gebruikt worden in een groot aantal zeer verschillende situaties. Niet verwonderlijk is de conclusie dat specialisatie in een bepaalde sector een softwarepakket een belangrijk voordeel kan verstrekken. Een andere conclusie is dat de grootte en complexiteit van rittenplanningsproblemen de softwarepaketten verplicht om heuristische oplossingsmethoden te gebruiken. Deze laatste werken op basis van vuistregels, waardoor ze geen garantie bieden op de kwaliteit van de oplossing die ze vinden.
Een van de meest opmerkelijke bevindingen uit de contacten die we hadden met ontwikkelaars van rittenplanningssoftware, is dat de meeste pakketten (alle pakketten die we tegenkwamen) volgens hetzelfde optimalisatieprincipe werken: het inzetten van een relatief groot arsenaal aan lokale zoekstrategieën (local search heuristics), gebaseerd op verschillende neighbourhoods. Een van de belangrijkste paradigma's binnen de optimalisatie, dat de jongste jaren sterk opgang gemaakt heeft, is de zogenaamde local search. Hierbij wordt ervan uitgegaan dat optimalisatie efficiënt kan gebeuren door een initiële oplossing iteratief te verbeteren middels het herhaaldelijk uitvoeren van kleine atomaire wijzigingen. Deze wijzigingen worden moves genoemd en de verzameling van alle mogelijke oplossingen die bereikt kunnen worden vanuit een welbepaalde oplossing, noemt men de
neighbourhood van deze oplossing. Meestal kunnen er meerdere types moves ingezet worden, die elk aanleiding geven tot hun eigen
neighbourhood. Voor rittenplanningsproblemen is er in de literatuur een zeer groot aantal move types gedefinieerd, waarvan we er twee tonen in figuur 3. Bij een remove-insert operatie wordt een klant verwijderd en naar een andere locatie in de rondrit (of een andere rondrit) verplaatst. De 2-opt move houdt in dat twee verbindingen tussen klanten verwijderd worden, waarna beide rondritten opnieuw verbonden worden. Het gebruiken van meerdere soorten neighbourhoods, wat we hiervoor MNS genoemd hebben, is een zoekstrategie die eigenlijk niet formeel beschreven is in de academische literatuur (alhoewel ze aansluit bij variable neighbourhood search) en die we multiple neighbourhood search zullen noemen.
Figuur 3 : Twee move types voor het vehicle routing problem
MNS in academische rittenplanning
Alle metaheuristische optimalisatiemethodes gebruiken mechanismen voor intensificatie (het zoeken binnen een specifieke regio van de zoekruimte) en diversificatie (de zoektocht richten op nog niet geëxploreerde delen van de zoekruimte). Zoals vermeld is MNS geen metaheuristiek, maar een concept dat het gebruik van meerdere neighbourhoods voorstelt als mechanisme voor intensificatie en diversificatie. Het idee van MNS blijkt in de literatuur rond metaheuristieken zeer veel voor te komen.
Variable neighbourhood search, bijvoorbeeld, is een metaheuristiek die – zoals de naam doet vermoeden – gebaseerd is op het systematisch wisselen van neighbourhood en die reeds herhaaldelijk werd toegepast op industriële problemen (Hansen en Mladenović, 2001), en in het bijzonder ook op rittenplanningsproblemen (Cordone and Wolfer-Calvo, 2001; Crispim and Brandao, 2001). Het concept van MNS is echter breder dan dat van variable neighbourhood search en een groot aantal niet-VNS methoden voor rittenplanning maken gebruik van meerdere neighbourhoods. In hun overzichtsartikel rond rittenplanning met tijdsvensters, stellen Bräysy and Gendreau (2005) een lijst op van de neighbourhoods gebruikt door verschillende methoden. Van de 14 tabu search methoden in het onderzoek, gebruiken er 10 meer dan een type neighbourhood. Nog verbazender is het feit dat van de 17 genetische algoritmen (nochtans een methode die helemaal niet verbonden wordt met local
search en het gebruik van neighbourhoods) er 11 meer dan één type neighbourhood gebruikt om de door crossover gegenereerde oplossingen te verbeteren. Sommige van deze methodes gebruiken zelfs een erg groot aantal neighbourhoods, zoals het genetische algoritme van Prins (2004) voor het
capacitated vehicle routing problem, dat negen verschillende types move gebruikt. Figuur 4 : Een oplossing die enkel met 2-opt verbeterd kan worden
MNS in praktische rittenplanning : motivatie
Het is verbazend om vast te stellen dat geen van de softwarepakketten voor rittenplanning die we tegenkwamen, gebruik maakt van complexe metaheuristische technieken. Nochtans vormen deze al enkele jaren het dominerende paradigma in academische rittenplanning. Zoals vermeld, gebeurt het zoeken naar betere oplossingen in praktische rittenplanning hoofdzakelijk door het systematisch inzetten van meerdere neighbourhoods. De alomtegenwoordigheid van MNS in commerciële pakketten voor rittenplanning kan op twee manieren verklaard worden.
Omzeilen van het bijziend gedrag van een enkele neighbourhood Bij
het
optimaliseren
m.b.v.
een
enkele
neighbourhood,
kan
het
gebeuren
dat
de
optimalisatieprocedure enkele voor de hand liggende opportuniteiten voor optimalisatie niet opmerkt. In figuur 4 beelden we twee oplossingen af, waarvan de linkse bereikt werd door een local search met als enige move type de remove-insert. Het is onmiddellijk duidelijk dat deze oplossing nog verbeterd kan worden, maar de gebruikte neighbourhood is niet in staat de juiste move te vinden. Dit is mogelijk
een
ernstig
probleem:
een
gebruiker
zal
niet
veel
vertrouwen
hebben
in
de
optimalisatiekracht van (nochtans doorgaans erg dure) software die zulke flagrante mogelijkheden tot verbetering laat liggen. Gebruiken we echter een arsenaal van neighbourhoods, dan kan in deze fase bijvoorbeeld een 2-opt move gebruikt worden, die zonder probleem de oplossing verbetert en de rechtse oplossing in figuur 4 vindt. We zien dus dat MNS betere oplossingen kan vinden enkel en alleen doordat het meerdere move
types gebruikt.
Flexibiliteit en aanpasbaarheid
Een tweede reden waarom MNS volgens ons zo vaak gebruikt wordt in de praktijk is het feit dat rittenplanningssoftware, zoals gezegd, moet ingezet kunnen worden in een groot aantal zeer verschillende situaties. Hoewel elk van deze situaties in principe een andere aanpak vereist, is het economisch niet haalbaar om telkens een nieuwe optimalisatie-engine te programmeren. Langs de andere kant missen black-box optimizers, die geen rekening houden met het probleem dat ze oplossen, vaak de nodige optimalisatiekracht. In de praktijk zal men de rittenplanningssoftware dan ook aanpassen aan het individuele probleem van elke krant door deze te configureren. MNS maakt het configureren van de rittenplanningssoftware eenvoudig, door toe te laten de volgorde
en de frequentie waarmee de verschillende neighbourhoods gebruikt worden aan te passen. Zo kan een consultant de software bijvoorbeeld instellen om 2-opt af te wisselen met remove-insert en nog enkele andere neighbourhoods, en dit een bepaald aantal keer te herhalen, bijvoorbeeld tot de toegestane rekentijd bereikt is. Deze werkwijze zorgt ervoor dat MNS kan beschouwd worden als een bijzonder flexibele en aanpasbare
metaheuristiek.
De
verschillende
neighbourhoods kunnen gebruikt worden als
bouwstenen, die kunnen gecombineerd worden tot een aangepaste optimalisatietool voor een grote verscheidenheid aan problemen. Het nadeel van deze aanpak is echter dat nog steeds een grote hoeveelheid manuele input van (dure) consultants nodig is om de software aan te passen aan de individuele situatie. We denken dan ook dat er een grote behoefte is aan rittenplanningssoftware die zichzelf kan configureren en aanpassen, software die m.a.w. zelfaanpassend is.
De toekomst : zelfaanpassende software voor rittenplanning
In sommige gebieden is de nood aan manuele customizing van rittenplanningssoftware de jongste jaren gevoelig verbeterd. We denken hierbij bijvoorbeeld aan importeren en exporteren van data. Vroeger zouden hiervoor gespecialiseerde modules ontwikkeld worden, die het mogelijk maakten de rittenplanningssoftware te koppelen aan de data warehouse van het bedrijf. Tegenwoordig maken doorgedreven standaardizering, met bijvoorbeeld het gebruik van XML, deze taak veel gemakkelijker. Er is echter veel minder vooruitgang op het gebied van het hiervoor genoemde manueel instellen van optimalisatiesoftware. Er is hier dan ook een grote nood aan meer automatisering. Hoewel de toekomst van rittenplanningssoftware in grote mate onzeker is, kunnen we ons voorstellen dat deze software binnen afzienbare tijd zal beschikken over een soort hyper-algoritme, een algoritme dat automatisch de optimale configuratie berekent van de onderliggende optimalisatieheuristieken en dus de voorgenoemde consultant vervangt bij het instellen van de software. Dit kan off-line gebeuren, d.w.z. voor de eigenlijke optimalisatie start, of on-line, d.w.z. tijdens de eigenlijke optimalisatie. In het eerste geval zal de software getraind worden op een representatieve verzameling van testgegevens. In het tweede geval moet het hyper-algoritme in staat zijn om zonder voorafgaande training de juiste instelling te bepalen. Het valt te verwachten dat off-line algoritmes interessant zullen zijn indien de beschikbare tijd voor optimalisatie relatief kort is, terwijl de on-line methodes vooral nuttig zullen zijn bij iets langere optimalisatietijden. In beide gevallen zou het optimalisatieproces moeten kunnen gebeuren zonder manuele interventie,
en met inachtname van één enkele parameter: de maximale toegestane rekentijd. Uiteraard zal de uiteindelijke configuratie anders zijn als er binnen de minuut een oplossing verwacht wordt, tegenover de situatie waarin bijvoorbeeld de hele nacht gerekend kan worden. Onderzoek rond dit type van hyperalgoritmes bestaat, maar is eerder zeldzaam. Een veelbelovende trend is die van de hyper-heuristieken (Cowling et al., 2001a,b). Een hyperheuristiek kan informeel gedefinieerd worden als een heuristiek die andere low-level heuristieken selecteert. In tegenstelling tot een gewone heuristiek, zoekt een hyper-heuristiek niet naar oplossingen, maar naar een configuratie van low-level heuristieken, en dit zonder gebruik te maken van probleemspecifieke informatie. De hyperheuristiek is zich met andere woorden niet bewust van het probleem dat opgelost wordt onder zijn supervisie en gebruikt alleen informatie die hem door de onderliggende heuristieken aangeleverd wordt, zoals de gebruikte CPU-tijd en de verbetering in oplossingskwaliteit die de onderliggende heuristieken konden bereiken. Er wordt beweerd dat hyperheuristieken de snelheid en oplossingskwaliteit kunnen benaderen van een aanpak die probleemspecifieke informatie gebruikt, door enkel gebruik te maken van eenvoudige en gemakkelijk te implementeren low-level heuristieken. Hoewel hyperheuristieken ongetwijfeld een veelbelovend onderzoeksdomein zijn, moet hun volledige potentieel op dit moment nog bevestigd worden. Een nadeel van de meeste huidige hyperheuristieken, is dat ze een groot aantal parameters hebben, die allemaal ingesteld moeten worden. Een ander nadeel is dat de meeste hyperheuristieken nog niet in praktische situaties getest zijn, en dat ze dus voorlopig enkel nog in de academische context ingezet zijn. We denken dat een high-level aanpak om de configuratie te bepalen van een optimalisatiealgoritme, gebruik moet maken van de relatie tussen de structuur van het probleem en de kwaliteit van heuristieken voor dit probleem. Met andere woorden, volgens ons kan een hyperheuristiek slechts werken indien er inzicht is in de reden waarom sommige heuristieken goed werken voor een bepaald probleem en andere niet. Gewapend met deze kennis, kan de hyperheuristiek dan op een efficiënte en effectieve manier de optimale configuratie bepalen van de onderliggende heuristieken. Onderzoek naar de relatie tussen de probleemstructuur en de performantie van heuristieken staat voorlopig echter nog in de kinderschoenen, alhoewel er aanzetten zijn om dit te onderzoeken (bv. Watson et al., 2006). Heel wat meer onderzoek is op dit domein echter nodig, alvorens conclusies getrokken kunnen worden.
Conclusie
In deze paper argumenteerden we dat het feit dat alle commerciële pakketten voor vehicle routing gebruik maken van iets dat we multiple neighbourhood search of MNS genoemd hebben, te wijten is aan twee oorzaken, beide gerelateerd aan de complexiteit van praktische rittenplanningsproblemen. Om te beginnen kan een aanpak gebaseerd op meerdere neighbourhoods het bijziend gedrag van methodes gebaseerd op één heuristiek vermijden. Ten tweede maakt het gebruiken van een groot arsenaal van eenvoudige heuristieken gebaseerd op verschillende neighbourhoods het mogelijk om op een eenvoudige manier de software aan te passen aan een enorme diversiteit aan problemen. We stelden ook vast dat er een sterk behoefte bestaat naar meer zelfaanpasbaarheid van deze softwarepakketten. Hyperheuristieken lijken veelbelovende methodes te zijn om dit te bereiken, maar heel wat meer onderzoek is nodig in de toekomst.
Bibliografie
O. Bräysy and M. Gendreau. Vehicle routing problem with time windows, part II: Metaheuristics. Transportation Science, 39:119–139, 2005. R. Cordone and R. Wolfer-Calvo. A heuristic for the vehicle routing problem with time windows. Journal of Heuristics, 7:107—-129, 2001. P. Cowling, G. Kendall, and E. Soubeiga. A hyperheuristic approach to scheduling a sales summit. In E. Burke and W. Erben, editors, Selected Papers of the Third International Conference on the Practice And Theory of Automated Timetabling PATAT 2000, Springer Lecture Notes in Computer Science, pages 176–190, 2001a. P. Cowling, G. Kendall, and E. Soubeiga. A parameter-free hyperheuristic for scheduling a sales summit. In MIC 2001 – Proceedings of the Metaheuristics International Conference, pages 127–131, Porto, 2001b. J. Crispim and J. Brandao. Reactive tabu search and variable neighborhood descent applied to the vehicle routing problem with backhauls. In MIC 2001 – Proceedings of the Metaheuristics International Conference, pages 631–636, Porto, 2001. R. Hall. The 2006 vehicle routing survey. ORMS Today, 33(3), June 2006. P. Hansen and N. Mladenović. Industrial applications of the variable neighbourhood search
metaheuristic. In Decisions and Control in Management Science, pages 261–274, Boston, 2001. Kluwer. C. Prins. A simple and effective evolutionary algorithm for the vehicle routing problem. Computers and Operations Research, 31:1985–2002, 2004. J.P. Watson, A.E. Howe, and L.D. Whitley. Deconstructing Nowicki and Smutnicki’s i-TSAB tabu search algorithm for the job-shop scheduling problem. Computers and Operations Research, 33:2623–2644, 2006.
TOWARDS A MEASURE OF JOINT SPACE-TIME ACCESSIBILITY : CONCEPTUALIZATION AND THEORETICAL FRAMEWORK
T. Neutens, Ghent University T. Schwanen, Utrecht University F. Witlox, Ghent University Ph. De Maeyer, Ghent University
Introduction An important share of a person’s daily activities is conducted jointly with other people at the same spatial location. These so-called joint activities are complex to study since they involve additional space-time constraints and coordination costs for individuals, having to negotiate and balance their own preferences with those of others. Furthermore, this collective decision process is often driven by power differentials with one or several of the persons involved having a larger weight in the decisions about where, when and what joint (or allocated) activities are eventually undertaken. Empirical investigations into interpersonal interactions in activity participation have proliferated in the past decade but have mostly addressed interactions between adults within nuclear family-households (e.g., Gliebe and Koppelman 2002; Golob and McNally 1997; Srinivasan and Bhat 2005, Schwanen et al. 2007, Scott and Kanaroglou 2002, Zhang et al. 2002, 2005; Zhang and Fujiwara 2006). That the focus of these studies has been restricted to family-households is at least in part due to data limitations; data about travel behaviour do not routinely collect detailed information about activity participation by non-householders (Axhausen 2005). Recently, however, a number of studies have sought to analyse and model interactions in the activities of persons within social networks, partly in response to the increased use of such Information and Communication Technologies (ICTs) as the Internet and mobile phone (e.g., Paez and Scott 2007). While empirical research about joint activity participation currently flourishes, almost all work to date has considered realized or actual behaviour of (groups of) individuals. Recent studies have paid far less attention to the ways the intention to perform activities together affects the opportunities
available for activity participation. Time-geographers explored these issues already in the 1970s and 1980s but mainly at the conceptual level (Carlstein 1980). Recently, Ohmori et al. (2006) explored the extent to which the opportunities for individual activity participation are affected through dynamic rescheduling of the times and places for meeting others enabled by the mobile phone among adolescents in Japan. They did not, however, model the opportunities for joint activity participation. More insight into the factors delimiting the possibilities for joint activity participation is nonetheless required, especially in the current era where collective space-time rhythms seem to be eroding and new ICTs allow for relatively easy reorganizations of activity patterns (Ohmori et al. 2006; Schwanen and Kwan 2008). Both trends may complicate as well as facilitate the group decision making about joint activity participation. In light of these considerations, the current paper presents a formal model of the opportunities for joint activity participation. The remainder of the paper is organized as follows. Section 2 provides a brief review of the extensive literature on modelling accessibility. Based on the principles described in this review, section 3 sets up a framework to measure the interaction potential of a group of people willing to conduct a joint activity. Section 4 evaluates this framework by means of everyday scenarios.
Finally, in section 5, the paper concludes with a brief discussion and outlines the avenues for future research.
Conceptualizations and measures of accessibility reviewed
In general terms, accessibility can be defined as the effort or ease with which activities can be reached using the available transportation system (Morris et al. 1979). Beyond this general definition, however, a bewildering variety of conceptualizations and operationalizations can be found in the literature (Pirie 1979; Handy and Niemeier 1997). In terms of conceptualization, accessibility has been regarded a property of places showing how easily they can be accessed from other places, as well as a property of people indicating how easily they can reach a set of potential destinations (Kwan 1999; Dijst et al. 2002). Both person and place-oriented conceptualizations of accessibility are relevant in light of the current paper. With regard to operationalization, a trend towards increasingly complex measurements over time can be observed. A convenient way of classifying the different measures is to distinguish between placebased measures and person-based measures (Dijst et al. 2002; Miller 2007). Place-based measures comprise three common elements (Hanson and Schwab 1987; Kwan 1999): a reference location from which access to other locations is determined; a set of opportunities (e.g., jobs, stores or services); and an impedance function to capture the physical separation between the reference location and the opportunities. The three most well-known place-based accessibility measures are probably distance measures; cumulative opportunity measures; and gravity-based measures. First, as the name implies, distance measures focus on the physical separation of places, expressed as travel costs, distance or time and measured in a Cartesian space or a topological network. They can be formalized as: n
Ai = ∑ f ( cij )
[1]
j =1
Ai denotes the accessibility of zone i to n other zones j; cij the travel costs between the
where
centroid of zone i and the centroid of zone j; and
f (cij ) is an impedance function, which is typically
an inverse power or negative exponential function. Second, cumulative opportunity measures count the (attractiveness of the) opportunities oj within an arbitrarily specified cut-off distance. Note that all potential destinations within the cut-off region are weighted equally, irrespective of their distance to the origin zone: n
Ai = ∑ o j . j =1
[2]
Introducing a distance decay for each destination within the cut-off region results in a third specification of a gravity-based measure (Hansen 1959). Using a negative exponential distance decay function, gravity-based accessibility can be written as: n
Ai = ∑ o j e
− β cij
[3]
j =1
with β expressing the decay rate. Place-oriented operationalizations are commonly used to measure the level of accessibility enjoyed by people, primarily because they are relatively easy to use in empirical research. Several drawbacks should nonetheless be recognized (Kwan and Weber 2003). For instance, these measures assume that all people are concentrated in the centroid of the specified zone, meaning that within-zone differences in accessibility are not taken into account. They are also liable to the modifiable areal unit problem (MAUP), meaning that their values are very sensitive to the selected spatial scale and configuration of zones. Additionally, these measures cannot adequately capture individual-level differences in accessibility. Finally, the assumption of a single reference location means that the effect of tripchaining and the interdependence between activities are not fully considered (Hanson and Schwab 1987; Kwan 1999; Kitamura et al. 2001). Person-based operationalizations can mitigate all these concerns but this comes at the price of larger data requirements and computational intensity, although the larger availability of detailed digital data about space-time paths and urban contexts as well as advances in GIS have significantly reduced these barriers (Kwan and Weber 2003). Person-based measures fall apart in two major groups, which both have a stronger theoretical and behavioural basis than the place-based measures discussed above: utility-based (UB) measures based on random utility theory; and space-time accessibility (STA) measures derived from time-geography. UB measures assume that an individual p assigns a utility to each destination choice j in a specific choice set Jp and chooses the alternative that maximizes his/her utility (Koenig 1980). Under the assumption of a logit decision process, the accessibility of individual p can be expressed as a logsum (Ben-Akiva and Lerman 1979):
Ap =
1
λ
ln
∑e
λ u pj
+k
[4]
j∈J p
where λ is a travel cost sensitivity parameter and k is a constant of integration which is usually set equal to zero, implying that no accessibility is derived if the measured utility upj is zero. In addition to the user benefits approach, there is also a locational benefits approach originally proposed by Wilson (1976), which can also be applied at the level of individuals (Miller 1999). STA measures are based on the time-geographic construct of the space-time prism, which is the set of possible paths through space and time that an individual or material item can follow given a set of space-time constraints (Hägerstrand 1970). The prism – also known as the potential path space – is a
3D construct whose 2D planar projection is called the potential path area (PPA) (Lenntorp 1976). The PPA represents the area a person can reach given the spatial position of anchor locations where mandatory activities have to be performed; the length of the time window(s) available for discretionary activities and travelling; the attainable travel velocities on a the transportation network; and the minimum time required for completing the activities a persons wishes to pursue (ibid.). Various simulation models have been developed to determine the PPA (e.g., Lenntorp 1976; Jones et al. 1983; Miller 1991; Dijst et al. 2002; Kim and Kwan 2003). The UB and STA approaches were already integrated in the late 1970s and early 1980s through the work of Beckmann et al. (1983) on travel probability fields, and through the space-time utility function proposed by Burns (1979). The Burns framework – described in greater detail in the following section – was later extended by Miller (1999) and others (e.g., Hsu and Hsieh 2004, Ettema and Timmermans 2007). In what follows we will build on this line of inquiry, and extend the work of these authors by considering the case of joint activity participation in the calculation of space-time accessibility benefits.
Theoretical framework
This section introduces the model of joint space-time accessibility. In terms of conceptualization, the model considers accessibility a property of places, based on detailed measurements of person-based accessibility derived from random utility theory and time-geography. The current paper is restricted to the case of joint activities; other interpersonal interactions in activity participation, such as the (re)allocation of a set of tasks or activities to a specific member of a household or social network, are not considered here. What is more, attention is restricted to fully synchronized activities; desynchronized joint activities are not considered at this stage. Additionally, it could be argued that different individuals value the attractiveness of the activity location differently. For the clarity of the argumentation however, we assume these valuations to be constant across individuals and thus to vary only with location k (although this assumption could easily be relaxed in future work). In future work we plan to accommodate other forms of interpersonal interactions, de-synchronized activities and individual differences in the attractiveness of potential destinations. Following Burns (1979), we assume that the accessibility of a place depends upon three key variables: (i) the attractiveness of the activity location; (ii) the activity participation time; and (iii) the cost of spatial separation:
Bik = f ( ak , Tk , ck ) where:
Bik
= benefit of activity location k to individual i
i
= index for individuals
[5]
k
= index for activity locations
ak
= attractiveness of k ( ak
Tk
= time available for activity participation at k ( Tk
ck
= cost of spatial separation with k
≥ 0) ≥0)
Adopting a general multiplicative functional form and a negative exponential deterrence function for
ck , we obtain:
Bik = ak α Tk β exp ( −λ ck )
[6]
where: α
= sensitivity parameter for the attractiveness of location k
β
= sensitivity parameter for the activity duration at location k
λ
= sensitivity parameter for the cost of spatial separation with k
Note that the negative exponential function reflects the disutility resulting from the required travel cost to reach k. Based on the Wilson (1976) transformation, an additive accessibility measure can be expressed as follows (Miller 1999):
0 if ( ak = 0 ) ∨ (Tk = 0 ) AiKi = ∑ Bik = k∈Ki exp (α ln a + β ln T − λ c ) otherwise k k k k∑ ∈K where
[7]
AiKi denotes the space-time utility accessibility measure for individual i having a location
choice set
K i within his/her space-time prism. This formula is based on the principle of consumer
welfare aggregation, that is the aggregation of an individual’s locational benefits within a space-time prism. Note that an individual derives zero utility if
ak or Tk equals 0. In what follows, we will omit
these cases. The variables in Equation [7] can be determined as follows. The attractiveness
ak is commonly
associated with each activity location k and can be defined by one or several attributes of the activity location (e.g., ground floor area, quality grading, etc.).
Tk represents the time an individual can
spend on the discretionary activity at location k. The separation cost
ck comprises the transportation
component of accessibility and can be expressed as a spatial, temporal, and/or financial cost for reaching location k. This separation cost is the sum of the cost activity
c pk for getting from the previous fixed
p ( x p , y p , t p ) to k and the cost ckh for getting from k to the next scheduled fixed activity
h ( x h , yh , th ) . Note that it is possible to include wait and delay times into the definition of this
component (see Ashiru et al. 2003). Note further that
Tk and ck depend on the spatial location of
the activity location, as well as on the activity/travel time budget points p and h in an individual’s activity schedule Equation [3] and expressing
(
k∈K
Si . Adding these associations as subscripts to
ck in terms of travel time t leads to the following specified notation:
AiKi ei = ∑ Bikei = ∑ exp α ln ak + β ln Tei k − λ tei k k∈K
ei between two successive anchor
)
for
ak > 0 and Tei k > 0
[8]
where:
tei k = t pk + tkh Tei k = th − t p − tei k ei = available activity/travel time budget of i for conducting an activity and associated travel Equation [8] represents the accessibility associated with the individual’s activity/travel time budget ei, based on the benefits that individual i derives from the available location choice set space-time prism corresponding with ei. This location choice set
K i within the
K i is the set of all activity locations k
for which hold:
t p + t pk < th − tkh
[9]
Equations [6]-[8] typically apply to single activities of independent individuals. However, as mentioned in the introduction, some activities involve multiple persons and group decisions to negotiate the extra coupling constraints which impose restrictions on the activity location choice set and on activity participation in general. In such situations, the interpretation of the terms in Equation [8] will change. Assume that a group
G = (1, 2,K , i,K , n ) of n individuals i wishes to participate jointly in some kind
of activity at location k, meaning that they would like to synchronize their activities at a certain point in space for the full duration of an activity. Equation [8] then reduces to:
AGKG eG =
∑B k∈KG
GkeG
=
∑ exp (α ln a
k∈K G
k
+ β ln TeG k − λ teG k
)
[10]
for a > 0 and TeG k > 0 where:
eG
= available activity/travel time budget of group G for conducting a joint
activity and associated travel
KG
= joint activity location choice set available to group G
AGKG eG
= accessibility of Kg to group G for the available activity/travel time budget eG
BGkeG
= the benefits of location k to group G for the available activity/travel time budget eG
TeG k
= time available to group G to jointly perform an activity at location k
teG k
=
∑wt
i ei k
i∈G
= separation cost expressed as travel time associated with k and ei, with
∑w
wi = relative influence of individual i on the transportation component
i∈G
i
= 1
Thus, Equation [8] is extended to refer to a group of individuals by interpreting the time component T as the duration of the joint activity at location k and the transportation component c as the weighted average travel time of all activity participants. Note that it is assumed that each individual exerts the same influence on the determination of the transportation component if wi equals 1/n. In other words, the benefit of the joint activity location k equally depends upon the travel times tei k of every member of the group. However, the assumption of equal weights can be relaxed quite easily by according different values to specific group members either manually or by modeling them endogenously as a function of relevant variables. Besides for the transportation component, Individual power differentials can be introduced not only for the travel component but also for the attractiveness of locations and the activity time. This is closely related to accounting for individual differences in the attractiveness of potential destinations and a-synchronous time budgets, which will be addressed in future research. Equation [10] can also be refined by considering the notion that some joint activities may require a minimum duration before any utility can be derived. Therefore, a threshold is incorporated to avoid that too short activity durations are allowed to contribute to the locational benefits. The value of the threshold should depend upon the nature of the activity, as well as the group’s preferences regarding its duration. If we also introduce a binary operation (e.g., addition) to combine the locational benefits for multiple joint time budgets within a specific time period, we obtain:
AGKG EG =
∑B k∈KG
for a > 0 and
GkEG
=
exp α ln ak + β ln TeG k − λ ∑ wi tei k k∈KG eG ∈EG i∈G
∑ ∑
[11]
TeG k > TeG k > 0
where:
EG
= set of all possible joint activity/travel time budgets eG for conducting a discretionary activity at and the trips to/from location k
BGkEG
=
∑ eG ∈EG
BGkeG = the aggregated locational benefits for all joint activity/travel
time budgets eG
AGKG EG
= accessibility of K to group G for a considered set EG of joint activity/travel
time budgets eG
TeG k
= minimum threshold for activity participation time
Illustration
The analytical framework has been implemented as a module in a spreadsheet using Visual Basic for Applications (VBA) which will be used in this section for the calculation of locational benefits across four different scenarios. The following assumptions and data input are employed in the evaluation of the different scenarios. First, start and end points of fixed activities during a time period of, say, twelve hours (0-720 minutes) were randomly simulated for different persons. Second, we have considered a square grid of 1656 grid points covering a 45×35 km² grid area northwest of Brussels. For generality these grid points are supposed to be possible activity locations, continuously accessible within the entire time period of 720 minutes. Note that in the event of considering actual facilities, we can use the opening/business hours as temporal restriction. Third, network travel times between the anchor points and the grid points were computed using conventional GIS software and exported afterwards to the spreadsheet. These travel times account for typical network features such as linkbased travel speed, turn prohibitions, one way streets, etc. Note that only automobile transportation is considered at this stage. Fourth, the attractiveness of the activity locations and the sensitivity parameters have been kept constant across the different scenarios to evaluate only one effect at a time. Following Miller (1999), the sensitivity parameters have been constrained to equal 0.5, 0.7, 0.9 for α, β, and λ respectively. Fifth, we assume an unspecified general case of physical interaction in which no minimum activity threshold is imposed. A series of simulation exercises has been carried out to examine the applicability of the proposed model in an everyday context and to evaluate the impact of the spatiotemporal setting of individuals on joint accessibility. The following four scenarios have been elaborated: i) Scenario 1 is the base scenario based on a group of three participants with randomly assigned space-time anchor points who want to participate in fully synchronized joint activity with no limit on the minimum duration being specified; ii) Scenario 2 differs from 1 with respect to spatial constraints – more specifically, with regard to the positioning of anchor locations in physical space – so as to evaluate the impact of spatial (de)concentration on the opportunities for conducting joint activities; iii) Scenario 3 differs from 1 in terms of the rigidity of the temporal constraints. The length of the time windows has been reduced to explore the impact of time pressure or time squeeze on the possibilities for joint activity participation; iv) Scenario 4 introduces differences in the relative power of participants in the joint decision process to see how this affects the opportunities for joint activity participation. Using the implemented framework, we calculated the locational benefits derived by the three persons for jointly conducting an activity at the grid points. Joint space-time accessibility maps have been created by interpolating the locational benefits across the grid area by means of kriging. Table 1
summarizes specific utility values for each scenario and will be referred to in the discussions of the scenarios below.
Table 1 : Specific utility values of the scenarios
Scenario 1: Base scenario In scenario 1, anchor points of possible time budgets are scattered haphazardly throughout the considered grid area. Precise information about the anchor points is provided in Table 2. Note that the first field is the unique identifier for an available discretionary activity time budget of an individual. The next six fields are the spatial (in km) and temporal (in minutes) coordinates of the anchor points. The spatial coordinates are embedded in the local reference system of Belgium; the temporal coordinates refer to some arbitrary reference point in time. Figure 2 offers a view on the space-time accessibility pattern in the first scenario. The European highways are indicated. A rather irregular pattern of meeting possibilities can be inferred from the joint accessibility map. In fact, the observed accessibility pattern is the outcome of a complex interaction process between multiple activity schedules and the performance of the transportation infrastructure. In what follows, we will adapt this base scenario to assess the effect of spatial concentration, time pressure, and power differentials on the joint locational benefits.
Table 2 : Anchor points in scenario 1
Figure 1 : Joint space-time accessibility pattern in scenario 1
Scenario 2: (De)concentration The second scenario shows the effect of spatial (de)concentration of anchor points. We consider the extreme case where all start and end points of activities are moved to the southeast corner of the considered grid area. The temporal constraints remain unaltered (see Table 3). Figure 3 depicts the interpolated grid after calculating the locational benefits. The irregular pattern of the base scenario is now completely changed into a more polarized pattern. Joint accessibility is concentrated in the southeast corner of the study area and is thence gradually decreasing in all directions. The decrease appears to be less strong along some of the predominant highways. Table 1 shows that total, maximum, and average values are systematically higher when anchor and joint activity locations are concentrated, than in the base scenario. However, the observed minimum value is much lower because of the poorly accessible places in the northwestern part of the study area.
Table 3 : Anchor points in scenario 2
Figure 2 : Joint space-time accessibility pattern in scenario 2
Scenario 3: Time pressure In the third scenario, the duration of each time window available for activity participation has been reduced with 20 minutes. The average accessibility level decreases drastically compared to the base scenario due to these more stringent temporal constraints. Figure 4 shows a pattern of relative differences that is fairly similar to the pattern of the base scenario. Thus, a change in time pressure
influences the absolute values of joint accessibility rather than the relative differences. It should however be noted that this effect might be different, had we changed the number instead the duration of the available time windows.
Table 4 : Anchor points in scenario 3
Figure 3 : Joint space-time accessibility pattern in scenario 3
Scenario 4: Relative influence of participants In the last scenario, different weights for the calculation of the travel time component are introduced. This means that different activity participants now exert different levels of power in the determination of the activity place (Table 5). Individual 3 has been assigned a much larger weight than individuals 1 and 2 here. The increased weight for the travel cost can be considered a decrease in the willingness to travel on her part. More generally, differential weights express that travel imposes different levels of disutility for different people. For example, people with high value of time are more likely unwilling to lose much time for travel; elderly people may be reluctant to travel long distances; etc. Since the origin and destination points of individual 3 are co-located, the effects of the power differentials on the overall accessibility pattern are easily revealed. Figure 4 shows a difference surface between the base scenario and scenario 4. Only the co-located origin and destination point of individual 3 is displayed. Figure 5 clearly shows that positive utility shifts occur near the co-located anchor points of the third individual, whereas negative shifts can be encountered farther away from these points. Decreasing a person’s willingness to travel thus pulls the group’s accessibility towards his/her route of
fixed activities within the time period considered. The average and total utility values are, however, similar to those of the base scenario (Table 1).
Table 5 : Relative weights
Figure 4 : Joint space-time accessibility pattern in scenario 4
Conclusion
In this paper, we have put forward a framework to assess the effect of space-time constraints on joint accessibility. Our approach has been implemented and illustrated by means of a series of simulations of everyday meeting scenarios in a dense urban setting. The ways in which differences in the spacetime commitments of activity participants and their willingness to travel affect the group’s interaction possibilities have been explored and represented. Although the current paper has introduced a number of valuable new insights in the field of joint activity modelling, there are several refinements and extensions of the model to be addressed in future research. First, this paper has only focused on those activities that are performed jointly for their full duration, that is fully synchronized joint activities. Relaxing the condition that every participant should be physically present at the same time could, however, offer a wider perspective to study the problem of activity engagement involving multiple persons. One possibility is to consider a-synchronous joint activities (e.g., having one person join a group at a later time and/or leaving earlier than others); another is to broaden our approach towards (re)allocated activities within social networks or family-
households (e.g., asking someone else to perform a task a person originally intended to perform herself). Second, the utility of some activities often strongly depends upon the time of day when it can be performed. An available joint time budget in the morning for example is unlikely to yield any utility for a group intending to make a late evening trip. For activities that are likely to be performed during certain periods of the day (e.g., eating at a restaurant), we should include time-of-day effects in our model to aim at a more realistic representation of meeting possibilities, even though this time-of-day restriction is in a certain sense already implicitly included through the openings hours of the facilities. Third, a more in-depth study of the negotiations during and power differentials implicated in joint decision process is desirable. In this respect, the work by Zhang et al. (2005) and Zhang and Fujiwara (2006) is particularly relevant. They have employed different forms of group utility functions (i.e. multi-linear and iso-elastic social welfare functions) in the context of a household time allocation model. It would be interesting to broaden their approach to model joint activity strategies adopted by non-household members. Finally, we intend to account for heterogeneity of participants’ preferences with regard to the attractiveness of opportunities, which is especially important for leisure and social activities given that these are inextricably bound up with people’s lifestyles and personal identities. We hope to report on these matters in the near future.
References
Ashiru, O., Polak, J.W., and Noland, R.B. (2003) Space-time user benefit and utility accessibility measures for individual activity schedules, Transportation Research Record, 1845: 62-73. Axhausen, K.W. (2005) Social networks and travel: Some hypotheses. In: Donaghy, K. Ed., Social Aspects of Sustainable Transport: Transatlantic Perspectives, Aldershot, Ashgate, 90-108. Ben-Akiva, M., and Lerman, S.R. (1979) Disaggregate
travel and mobility choice models and
measures of accessibility. In: Hensher, D.A., and Stopher, P.R., eds., Behavioural Travel Modelling. Croom-Helm, London, 654-679. Burns, L.D. (1979) Transportation, Temporal and Spatial Components of Accessibility. Lexington Books, Lexington. Carlstein, T. (1980) Time Resources, Society and Ecology: On the Capacity for Human Interaction in Space and Time – Part 1: Preindustrial Societies. Department of Geography, The Royal University of Lund. Dijst, M., De Jong, T., and Ritsema van Eck, J. (2002) Opportunities for transport mode change: An exploration of a disaggregated approach. Environment and Planning B, 29(3): 413-430. Ettema, D., and Timmermans H. (2007) Space-time accessibility under conditions of uncertain travel times: Theory and numerical simulations. Geographical Analysis, 39(2): 217-240.
Gliebe, J.P., and Koppelman, F.S. (2002) A model of joint activity participation between household members. Transportation, 30(1): 49-72. Golob, T.F., and McNally, M.G. (1997) A model of activity participation and travel interactions between household heads. Transportation Research B, 31(3): 177-194. Hägerstrand, T. (1970) What about people in regional science? Papers of the Regional Science Association, 24(1): 7-21. Handy, S., and Niemeier, D. (1997) Measuring accessibility; An exploration of issues and alternatives. Environment and Planning A, 29: 1175-1194. Hansen, W. G. (1959) How accessibility shapes land use. Journal of the American Institute of
Planners, 25, pp. 73–76. Hanson, S., and Schwab, M. (1987) Accessibility and intraurban travel. Environment and Planning A, 19(6): 735-748. Hsu, C.-I., and Hsieh, Y.-P. (2004) Travel and activity choices based on an individual accessibility model. Papers in Regional Science, 83: 387-406. Kitamura, R., Akiyama, T., Yamamoto, T., and Golob, T.F. (2001) Accessibility in a metropolis: Toward a better understanding of land use and travel. Transportation Research Record, 1780: 64-75. Koenig, J.G., (1980) Indicators of urban accessibility: Theory and application, Transportation, 9, pp 145-172. Kwan, M.-P. (1999) Gender and individual access to opportunities: A study of space-time measures. The Professional Geographer, 51(2): 210-227. Kwan, M.-P., and Weber, J. (2003) Individual accessibility revisited: Implications for geographical analysis in the twenty-first century. Geographical Analysis, 35(4): 341-353. Lenntorp, B. (1976) Paths in Space-Time Environment: A Time-Geographic Study of Movement Possibilities of Individuals. The Royal University of Lund, Department of Geography. Miller, H.J. (1991) Modelling accessibility using space-time prism concepts with geographical information systems. International Journal of Geographical Information Systems, 5(3): 287-301. Miller, H.J. (1999) Measuring space-time accessibility benefits within transportation networks: Basic theory and computational procedures. Geographical Analysis, 31(2): 187-212. Miller, H.J. (2007) Place-based versus people-based geographic information science. Blackwell Compass, 1(3): 503-535. Morris, J.M., Dumble, P.L., and Wigan M.R. (1979) Accessibility indicators for transport planning, Transportation Research A, 13: 91-109. Neutens, T., Witlox, F., Van de Weghe, N., and De Maeyer, Ph. (2007) Space-time opportunities for multiple agents: A constraint-based approach. International Journal of Geographical Information Science, DOI 10.1080/13658810601169873. (In press). Ohmori, N., Hirmano, T., and Harata, N. (2006) Meeting appointment and waiting behavior with mobile communications. Transportation Research Record, 1977: 250-257.
Páez, A., Scott, D.M. (2007) Social influence on travel behavior: A simulation example of the decision to telecommute. Environment and Planning A, 39(3): 503-535. Pirie, G.H. (1979) Measuring accessibility: A review and proposal. Environment and Planning A, 11: 299-312. Schwanen, T., Ettema, D., and Timmermans, H. (2007) If you pick up the children, I’ll do the groceries: Spatial differences in between-partner interactions in out of-home activities. Environment and Planning A (forthcoming). Schwanen, T., and Kwan, M.-P. (2008) The Internet, mobile phone and space-time constraints. Geoforum (forthcoming). Scott, D.M., and Kanaroglou P.S. (2002) An activity-episode generation model that captures interaction between household heads: Development and empirical analysis. Transportation Research B, 36: 875-896. Srinivasan, S., and Bhat, C.R. (2005) Modeling household interactions in daily in-home and out-ofhome maintenance activity participation. Transportation, 32: 523-544. Wilson, A.G. (1976) Retailer’s profits and consumer’s welfare in a spatial interaction shopping model. In: Masser, I., ed., Theory and Practice in Regional Science. Pion, London, 42-59. Zhang, J., Timmermans, H., and Borgers, A. (2002) A utility-maximizing model of household time use for independent, shared and allocated activities incorporating group decision mechanisms. Transportation Research Record, 1807: 1-8. Zhang, J., Timmermans, H.J.P., and Borgers, A. (2005) A model of household task allocation and time use. Transportation Research B, 39(1): 81-85. Zhang, J., and Fujiwara, A. (2006) Representing household allocation behavior by endogenously incorporating diverse intra-household interactions: A case study in the context of elderly couples. Transportation Research B, 40(1): 54-74.
A DYNAMIC PROGRAMMING APPROACH TO THE VRP WITH BOTH LIMITED TRANSPORTATION AND TIME CAPACITY
S. Dabia, Eindhoven University of Technology T. van Woensel, Eindhoven University of Technology A.G. De Kok, Eindhoven University of Technology
Abstract
In this paper we consider a vehicle routing problem with both transportation and time capacity. We assume a time dependent environment, meaning that travel costs change over time. A warehouse uses a fixed fleet to fulfill customers demand. Each truck has a finite capacity and is only available for a limited time during a day. Furthermore, demand is deterministic and is assumed to be known before a truck is dispatched. Our aim is to schedule the fleet in such a way that a truck utilization is maximized and travel time is minimized. We believe that such a schedule will minimize the number of vehicles to be used. A forward time dependent multiple criteria dynamic programming (TDMCDP) formulation is used to computed the set of non-dominated routes. Finally, a numerical example is illustrated.
Keywords: limited fleet, time dependent travel times, time capacity, dynamic programming.
Introduction
The classical vehicle routing problem (VRP) can be defined as follows: Given an undirected graph
G(V,A), V={v0,v1,...,vn} is the set of n vertices such that v0 represents the depot and vi, 1≤ i≤ n, represents customer i with known demand di. A={(vi,vj): i≠j,(vi,vj) Є V×V} represents the set of arcs. To each arc (vi,vj) we assign a cost cij (e.g. travel time from customer i to customer j). The aim is to find a set of paths (routes) starting and ending at the depot such that the total cost is minimized. Each customer is served by only one vehicle and for each route the total demand of customers served does not exceed the vehicle capacity. The VRP has been extended by many researchers to include time windows (M.M. Solomon et al. (1987), J.Y. Potvin et al. (1993), A.W. Chiang et al. (1997)). More recently, VRP's with time dependent travel costs have been dealt with. Ichoua et al. (2001) presents a model based on time-dependent travel times with simple profiles satisfying the FIFO assumption. Ichoua et al uses a parallel tabu search heuristic to solve the problem. Significant improvements have been obtained compared to models with time independent travel times. Van Woensel et al. (2007) proposes a more realistic model based on a queuing approach to capture the effect of congestion on travel times. Data from real life has been used to validate the model (van Woensel et al. (2006)). Many real life situations can be modelled as a VRP. However, most of the models available in the literature assume that all customers should be served, meaning that there is an unconstrained fleet size available. Moreover, while some models use the total distance to be travelled as a cost function, others consider time independent travel times, meaning that whenever a vehicle is dispatched the travel time between two customers will always be the same.
In many practical situations companies do not have on their disposal an unlimited number of vehicles to deliver goods to their customers. Although renting additional vehicles from a third party service logistic provider might be a solution, it is not always the cheapest one. Moreover, because of congestion on the roads, travel times are hardly to be time independent. In fact, the time it takes a vehicle to travel from city A to city B at 8:00 will likely be different from the time it takes it to travel the same distance at 12:00. Therefore, it is important to take such practical issues into account when dealing with a VRP. Our objective is to minimize the fleet size to be used to serve a set of customers with known demand when only a limited number of vehicles is available and when travel times are time dependent. As I have already mentioned, literature dealing with the m-VRP (VRP with limited number of vehicles) is scarce. Lau et al. (2003) and Li et al. (2004) argued that minimizing the fleet size is equivalent to maximizing the number of customers served by a vehicle. Moreover travel times are assumed to be time independent. We argue that when there is a high variability in the quantities ordered by customers, this reasoning might not be appropriate. In fact, one may end up dispatching vehicles with low utilization. Moreover, a large part of the orders might not be fulfilled. Hence, we argue that minimizing the fleet size could better be achieved by maximizing the quantity to be delivered by a vehicle. Moreover, a vehicle should, when possible, always be driving. In other words, we would like to use the fleet of vehicles in such a way that capacity in terms of time and goods is optimized. In short, the perfect solution is such that each vehicle is always driving and is used up to its capacity. We use a forward time dependent multiple criteria dynamic programming, based on Bellman's optimality equation (Bellman (1958)), to solve the problem at hand. Kostreva et al. (1993) uses a TDMCDP to determine how to go from any point i to any point j in a network when travel costs are time dependent. Klamroth et al. (2001) uses the same technique to solve the problem of scheduling multiple jobs on a single machine when processing times and profit are time dependent. However, our approach, in opposite to Kostreva et al., takes into account both transportation and time capacity. This paper is organized as follows. In section 2, we describe the problem in more detail. Section 3 is devoted to the formulation of the mathematical model. A dynamic programming model is formulated to enable us to determine the non-dominated routes. In section 4, the results obtained from a numerical example are shown. Finally, section 5 concludes this paper with a summary of the main results.
Problem description
We consider a warehouse having a limited number of homogeneous trucks. Each truck has a fixed capacity Q and is available only T hours per day. Trucks are used to deliver orders made by N retailers. The order quantity di made by retailer i , 1≤ i≤ N, is assumed to be known before a truck is
dispatched. Moreover, a truck will not fulfill orders made when it has already left. Travel costs are assumed to be time dependent. We denote [cij(t)] the travel cost from retailer i to retailer j when a truck leaves i at time t. A truck is allowed to make many tours as long as there is time available, meaning that the total travel time of tours made by a truck should not exceed T. Our aim is to determine a set of tours such that for each tour the total travel time is minimized and the total quantity delivered is maximized. [cij(t)] is thus a cost vector, [cij(t)]=[c1ij(t),cij2(t)], such that cij1(t) is the travel time when leaving retailer i towards retailer j at time t and c2ij(t)=-dj. The time of loading and unloading trucks are neglected compared to travel times. A route R with cost vector [fR]=[f1R,f2R] (f1R is the total travel time and
–f2R is the total quantity delivered) is said to be non-dominated, if there is no other route R* with cost vector [fR*]=[f1R*,f2R*] such that f1R≥ f1R* and f2R≥ f2R* (with at least one absolute inequality).
The mathematical model
In this section we present our model based on the forward TDMCDP. In case of the forward TDMCDP, the principle of optimality is only guaranteed if, for times t1 and t2 such that t1 ≤ t2, the following two assumptions regarding travel costs hold: 1) t1+c1ij(t1) ≤ t2+c1ij(t2) (the FIFO assumption), and 2)clij(t) ≤ clij(t), l=1,2. Under assumptions 1) and 2) the Principle of optimality can be stated as follows: Let Ri be a non-dominated route starting at time t0 at the depot and arriving at customer i at time
tm>t0. For each customer j lying on Ri, the route Rj, starting at time t0 at the depot and arriving at time tn, t0
[Vi,m(tm)] is the cost vector of the mth non-dominated route starting at time t0 at the depot and and arriving at i at time tm. Ai is the set of the non-dominated routes starting at time t0 at the depot and and arriving at i. |Ai| is the number of elements of Ai.
Model description
We define [cij(a,t)] as the travel cost from i to j when leaving i at time t and remaining capacity Q-a, 0 ≤a ≤Q (a/Q is then the ruck utilization) as follows:
If a route Ri, starting at the depot at time t0 and arriving at i at time tm such that a capacity am has been used to serve customers on Ri, is non-dominated. Moreover, if j is the customer served directly before i. The arrival time at j is tn such that tm=tn+c1ji(tn) and the capacity used to serve customers on
Rj is an such that am=an+di. Rj is non-dominated and if Rj has at most k links, Ri should have at most k+1 links. Hence, we can write our TDMCDP formulation as follows:
[Vki,m(am,tm)] is the cost vector of the mth non-dominated route, with at most k+1 links, starting at the depot at time t0 and arriving at i at time tm such that a capcity am has been already used.
Numerical example
Will be shown during the workshop.
Summary and conclusions
Will be shown during the workshop.
References
Bellman R. On a Routing Problem. Quarterly of Applaied Mathematics 16:87-90. Chiang AW, Russell R (1997) A reactive tabu search metaheuristic for the vehicle routing problem with time windows. INFORMS Journal on Computing. 9(4). Ichoua S, Gendreau M, Potvin J (2001) Vehicle dispatching with time-dependent travel times. European Journal of Operational Research 144:379-396. Klamroth K ,Wiecek MM (2001) A time-dependent multiple criteria single-machine scheduling problem. European Journal of Operational Research, 135(1):17-26. Kostreva M, Wiecek M (1993) Time Dependency in Multiple Objective Dynamic Programming. Journal of Mathematical Analysis and Application 173:289-307. Lau HC, Sim M, Teo KM (2003) Vehicle routing problem with time windows and limited number of vehicles. European Journal of Operational Research 148:559-569. Li Z, Guo S, Wang F, Lim A (2004) Improved GRASP with Tabu Search for Vehicle Routing with Both Time Windows and Limited Number of Vehicles. IEA/AIE 3029:552:561. Potvin JY, Rosseau (1993) A parallel route building algorith for the vehicle routing and scheduling problem with time windows. European Journal of Operational Research 66:331-340. Solomon MM (1987) Algorithms for the vehicle oruting and scheduling problems with tome windows constraints. Operations Research 35:254-265. Taillard E, Badeau P, Gendreau M, Geurtin F, Potvin JY (1997) A tabu search heuristic for the vehicle routing problrm with soft time windows. Transportation Science 31:170-186. Van Woensel T, Kerbache L, Peremans H, Vandaele N (2007) Vehicle Routing with dynamic Travel Times: a queueing approach. European Journal of Operational Research. Van Woensel T, Vandaele N (2006) Empirical Validation of a queueing approach to uninterrupted traffic flows. A Quarterly Journal of Operations Research 4:59-72.
MODELS AND HEURISTICS FOR DYNAMIC REVENUE OPTIMIZATION IN ROAD TRANSPORT
J.J. van de Klundert, Universiteit Maastricht B. Otten, METEOR
Abstract
In this document we consider an optimization problem which origins from freight exchanges. The aim is to increase the utilization of already scheduled road transportation activities by accepting extra loads. Such utilization increase reduces costs for the freight sender, increases revenue for the transportation provider, and reduces congestion and pollution for the society at large. We explore various models which capture different real life problem settings. Our explorations regard finding good solutions for off line, on line, and on the line versions of the problems. We link the problem with revenue management literature and resource allocation literate, and report computational results on proposed approximation algorithms.
De volledige paper is verkrijgbaar op aanvraag bij de eerste auteur of te downloaden via: http://arno.unimaas.nl/show.cgi?fid=9166.
EVALUATIE EN ONTWIKKELING VAN BEDRIJFSINITIATIEVEN INZAKE DE CONTROLE EN VERMINDERING VAN WOON-WERKVERPLAATSINGEN
N. De Wolf, Universiteit Gent – Universiteit Antwerpen F. Abbes-Orabi, Les Facultés Universitaires Catholiques de Mons – Université Catholique de Louvain B. Jourquin, Les Facultés Universitaires Catholiques de Mons I. Thomas, Université Catholique de Louvain A. Verhetsel, Universiteit Antwerpen F. Witlox, Universiteit Gent
Inleiding
Het is geen geheim dat ondernemingen of administraties heel wat verkeer veroorzaken daar hun werknemers moeten pendelen naar en van het werk. Huidig onderzoek naar pendelverkeer en – gedrag vertrekt voornamelijk vanuit de analyse van de individuele pendelaar (e.g. Schwanen, 2002; Craviolini, 2006). Autopendelaars worden bevraagd naar hun motieven, levensstijl, sociale status, bereidheid tot een modale shift, motivatie om te verhuizen, en hun houding tegenover verschillende politieke maatregelen (gratis openbaar vervoer, rekeningrijden, relocaties, telewerken, enz.) met als doel het verminderen van de autoafhankelijkheid in hun pendelgedrag. In het mobiliteitsdebat wordt een belangrijke speler echter al te vaak onvoldoende betrokken: het standpunt en de visie van ondernemingen en bedrijven hoewel het juist deze actoren zijn waarom personen moeten pendelen. De universiteiten van Gent, Antwerpen, Mons en Louvain-La-Neuve zijn gestart met een gezamenlijk onderzoeksproject genaamd “ADICCT” in opdracht van Federaal Wetenschapsbeleid. Het acronym ADICCT staat voor “Assessing and Developing Initiatives of Companies to control and reduce Commuter Traffic”. In deze paper stellen we het literatuuronderzoek voor betreffende mogelijke mobiliteitsinitiatieven.
Werkgever gebaseerde mobiliteitsplannen
Pendelaars zijn over het algemeen zeer aanhankelijk wat betreft hun auto en maken vaak lange en complexe verplaatsingen. Een belangrijk instrument voor werkgevers om de autoafhankelijkheid in het woon-werkverkeer te reduceren is de ontwikkeling van een mobiliteitsplan: een pakket van praktische maatregelen om personeel aan te moedigen te kiezen voor alternatieven om naar het werk te komen (Kingham et al., 2001). Er is heel wat literatuur en onderzoek voorhanden over het beslissingsproces naar de keuze van vervoersmiddel van de individuele pendelaar. Minder studies focussen op de pogingen van werkgevers om het dagelijkse pendelgedrag van hun werknemers te beïnvloeden. Vandaag de dag is er een aanzienlijke en steeds groeiende interesse in werkgevers gebaseerde mobiliteitsplannen. Maar, weinig is geweten over de houding van de werkgevers ten opzichte van dit concept hoewel juist zij verantwoordelijk zijn voor de implementatie van diverse maatregelen (Rye, 1999). Uit de literatuur die gevonden kan worden, is het duidelijk dat het eenvoudiger is een concept voor een mobiliteitsplan te verkopen aan werkgevers die een concreet probleem ervaren, zoals parkeermoeilijkheden of een slechte bereikbaarheid van de site. Werkgevers moeten erkennen dat er een probleem is en dat ze enige verantwoordelijkheid dragen om het op te lossen voor er verwacht kan worden dat ze meer tijd en geld aan de ontwikkeling van een mobiliteitsplan spenderen dan er alleen maar over te praten. Belangrijk is dat een mobiliteitsplan uiteindelijk op maat van de onderneming
gemaakt
wordt,
daar
een
waaier
aan
factoren,
zowel
ondernemings-
als
omgevingskenmerken, een rol spelen voor de samenstelling van het ideale maatregelenpakket (Naess and Sandberg (1996), Banister and Gallent (1999), Potter et al. (1999)). Als interessante initiatieven van mobiliteitsmanagement vermelden we: het gebruik van alternatieve werkuren (geconcentreerde werkweek, flexibele werkuren en telewerken), het gebruik van alternatieve verplaatsingsmogelijkheden (ritdelen, bus/carpoolen, fietsen en wandelen), financiële stimulansen (verplaatsingsvergoedingen, subsidies voor openbaar vervoergebruikers, effecten van bedrijfsvoertuigen), en ruimtelijke veranderingen (hervestiging van ondernemingen, veranderingen in fysieke kenmerken van de site (bijvoorbeeld, toenemende bereikbaarheid per trein)).
Alternatieve werkuren Het gebruik van alternatieve werkuren is een initiatief dat vooral streeft naar een beter evenwicht tussen professionele en persoonlijke activiteiten (Hung, 1996). Omdat sommige maatregelen met betrekking tot de werkuren enkel het tijdstip van de woon-werkverplaatsing beïnvloeden in plaats van het aantal gemaakte trips, wordt hun bijdrage tot de vermindering van de autopendel vaak in vraag gesteld. Toch kunnen deze initiatieven van belang zijn wanneer het vooropgestelde doel draait rond het reduceren van de verkeerscongestie, vooral in relatief kleine geografische gebieden. Geconcentreerde werkweken verkorten de traditionele 5-daagse werkweek. Deze maatregel kan beschreven worden als een overeenkomst waarbij de werknemer het standaard aantal uren werkt in een periode van één of twee weken, maar waarbij deze uren verdeeld worden over minder werkdagen (dus de werknemer werkt meer uren op de dagen van aanwezigheid). De literatuur betreffende geconcentreerde werkwerken focust over het algemeen op de voordelen en problemen voor werknemers en werkgevers (Wheeler, 1970; Gannon, 1974; Millard et al., 1980; Nollen, 1981; Ronen and Primps, 1981). Sommige artikels handelen over het effect van de geconcentreerde werkweek op de werkloosheid (Cuvillier, 1984; Bosch, 1990), anderen beschrijven hoe werknemers in te schakelen in verschillende werkomgevingen (Hung, 1991, 1993), de impact op het verkeer in het algemeen en de toename van het weekendverkeer (Allen and Hawes, 1979), of hoe reducties in het woonwerkverkeer voortkomende uit de geconcentreerde werkweek invloed hebben op de verkeerssituatie (Hung, 1996; Giuliano and Golob, 1990). Uit de literatuur blijkt dat een geconcentreerde werkweek een grote impact heeft op de activiteiten- en verplaatsingspatronen van de betrokken individuen. Werknemers moeten vroeger dan gewoonlijk vertrekken naar het werk en komen ook later thuis wat resulteert in wijzigingen in hun tijdsgebruik. Op de werkvloer blijken geconcentreerde werkweken aanleiding te geven tot een hogere moraal, een afname in afwezigheden, overuren, dagen vrijaf en te laat komen (Sundo, 2003). Flexibele werkuren geven werknemers meer vrijheid in het kiezen van hun begin- en eindtijdstip van de werkdag. Net als de geconcentreerde werkweek draagt deze maatregel bij tot het vermijden dat werknemers allen op hetzelfde tijdstip de woon-werkverplaatsing maken. Maar, het gebruik van flexibele werkuren reduceert niet het aantal pendeltrips. Dit maakt geconcentreerde werkweken een
krachtigere tool ter verlichting van de congestie dan het gebruik van flexibele werkuren. Veel literatuur omtrent deze maatregel is er niet voorhanden. Studies naar verschuivingen in de piekuren als gevolg van het gebruik van glijdende werkuren en flexibele werkovereenkomsten zijn uitgevoerd door Brewer (1998), Tanaboriboon (1994), Giuliano and Golob (1990), Bhattacharjee et al. (1997) en Nozik et al. (1998). Resultaten suggereren dat glijdende werkuren de verkeerstoestand kunnen verbeteren, maar veel deelnemers ervaren ongemakken in combinatie met de huishoudelijke activiteiten. Het gebruik van flexibele werkuren is ook meestal enkel van toepassing op kantooromgevingen waar de werknemers niet té afhankelijk zijn van elkaar. Deze maatregel is veelal ongeschikt voor industriële bedrijven waar de coördinatie van activiteiten cruciaal is (Hung, 1996). Telewerken is strikt genomen eerder een alternatieve locatie strategie dan een maatregel met betrekking tot alternatieve werkuren, daar deze strategie werknemers toelaat thuis te werken of op een alternatieve locatie dichter bij de woonplaats (satellietkantoor of buurtkantoor). De impact van telewerken op het aantal verplaatsingen is goed gedocumenteerd (e.g. Nijkamp and Salomon (1989), Mokhtarian (1991), Hamer et al. (1992), Handy and Mokhtarian (1995), Bernardino (1997), Tayyaran et al. (2003), Choo et al. (2005), Clear and Dickson (2005), Collins (2005), Perez et al. (2005), Helminen and Ristimäki (2007)), maar er bestaat slechts weinig empirisch bewijs betreffende een mogelijk positief effect van telewerken op de mobiliteit. Over het algemeen reduceert telewerken het aantal woon-werkverplaatsingen voor diegenen die thuiswerken, en/of de lengte ervan voor diegenen die werken in een satellietkantoor. Potentiële impacten van telewerken zijn onder meer veranderingen in frequentie, tijdstip van de dag of dag van de week, bestemming/lengte, verandering in combinaties van verplaatsingen, aantal personen die zich verplaatsen, autobezit en keuze van vervoersmiddel. Telewerkers kunnen beslissen om te schakelen naar wandelen, fietsen of openbaar vervoer om zich te verplaatsen naar de satellietkantoren dichter bij huis. Of, ze kunnen terugkomen van het gebruik van alternatieve vervoersmiddelen voor de dagen dat ze niet telewerken als deeltijds carpoolen geen optie is. Een veel opgemerkte directe impact van telewerken is de relocatie van de woonplaats, bijvoorbeeld de verhuis naar verder gelegen residentiële gebieden daar er niet elke dag meer een grote afstand gependeld moet worden.
Alternatieve verplaatsingsmogelijkheden Betreffende het gebruik van alternatieve verplaatsingsmogelijkheden zijn de kosten verbonden aan de implementatie van belang daar blijkt dat werkgevers bereid zijn de invoering of ondersteuning te overwegen van die initiatieven die relatief goedkoop zijn. Velen zien de aanmoediging tot autodelen en het voorzien van faciliteiten voor fietsers als aanvaardbare en goedkope activiteiten (Rye, 1999; Dickinson et al., 2003). Autodelen of carpoolen wordt beschouwd als een belangrijke component voor verminderen van het aantal auto’s op de weg tijdens de piekuren. Mensen blijken aangetrokken te zijn tot het idee hun autogebruik voor woon-werkverplaatsingen te verminderen maar zich toch nog steeds met de auto te
verplaatsen. Ongeacht het aantal deelnemers, is het gemeenschappelijke element in autodelen dat elke gedeelde rit overeenstemt met een auto minder op de snelwegen. Daardoor vormt carpoolen de ruggengraat
van
de
meeste
werkgevers
gebaseerde
mobiliteitsprogramma’s.
In
een
carpoolarrangement rijden twee of meer werknemers samen naar het werk in een persoonlijke of door het bedrijf ter beschikking gestelde auto. Het is een belangrijk alternatief daar de deur-tot-deur directheid en het gemak overeenkomen met een graad van service dicht aanleunend bij deze van het gebruik van een auto door slechts één persoon. Aan de ene kant is het belangrijk dat bepaalde stimulansen aanwezig zijn om werknemers aan te moedigen de auto te delen: zoals hulp met het vinden van autodeel partners, een gratis taxi naar huis indien men in de steek gelaten wordt door de autodeel partner, financiële stimulansen of beloningen. Aan de andere kant zien mensen autodelen als onbetrouwbaar en zouden ze meer openstaan voor het concept indien men die onbetrouwbaarheid zou kunnen wegnemen (Hwang and Giuliano (1990), Comsis Corporation (1993), Kingham et al. (2001)). Uit de literatuur leren we dat volgende condities autodelen begunstigen of aanmoedigen: grote werksites, goede bereikbaarheid, beperkte parkeermogelijkheden en lange pendelafstanden. Fietsen en wandelen, of de zogenaamde groene alternatieven voor autogebruik, zijn uitzonderlijk goed aangepast aan stadsverplaatsingen waar ze zorgen voor veel tijdsbesparingen. Werknemers die wonen op minder dan twintig minuten wandelen of fietsen van hun werkplaats, kunnen aangemoedigd worden dergelijke verplaatsingsmethodes te gebruiken, zeker daar verplaatsingen kleiner dan 5 km een haalbare fietsafstand zijn voor de meeste mensen. Maar, korte verplaatsingen maken slechts een klein deel uit van alle verplaatsingen door een persoon. De combinatie met het transport van kinderen en het boodschappen doen, maken fietsen minder populair. De literatuur toont aan dat de huidige mobiliteitsplannen de symptomen aanpakken (voorzien van fietsfaciliteiten) maar er niet in slagen ook de onderliggende problemen aan te pakken (afstand, complexe verplaatsingskenmerken), wat maakt dat fietsmaatregelen in realiteit slechts enkele werknemers beïnvloeden (Dickinson et al. (2003), Gatersleben and Appleton (2007), Rose and Marfurt (2007)). Betreffende wandelen blijkt dat de aanwezigheid van voetpaden significant gecorreleerd is met de geneigdheid van een individu om te wandelen naar de eind- of tussenliggende bestemming. Hoe hoger het percentage voetpaden in iemand zijn kortste route, hoe groter de aantrekking om te wandelen. Een feit is dat fietsen en wandelen beiden gelimiteerd worden door de geografie, het klimaat, de woon-werkafstand en de levensstijl van de werknemer (Rodriguez and Joo, 2004).
Financiële stimulansen Algemeen wordt gesteld dat de twee belangrijkste factoren in het beslissingsproces van een reiziger betreffende het te gebruiken transportmiddel zijn: de kosten en het gemak in vergelijking met andere modi. Hoewel de meeste alternatieven ten opzichte van de auto een kostenvoordeel bieden, wegen vele pendelaars deze besparing af tegen de vaak langere reistijd en het mindere comfort gepaard gaande met het gebruik van alternatieven en kiezen ze er toch voor alleen te rijden. Financiële
stimulansen aangeboden aan werknemers die alternatieven gebruiken boven het alleen rijden moeten dus compenseren voor de ongemakken en zorgen voor een sterke economische stimulans om te switchen weg van de auto. Financiële stimulansen kunnen vele vormen aannemen: ze kunnen aangeboden worden op een regelmatige basis zoals een maandelijkse subsidie, of als een kennismakingsstimulans om het gebruik van alternatieven aan te moedigen, het kan een directe uitbetaling zijn, reducties zoals deze voor parking die werknemers anders zelf zouden moeten betalen, of stimulansen met directe economische waarde zoals betaalde tijd vrijaf van het werk. Belangrijk hier is te weten wie wat betaalt (Comsis Corporation, 1993; Potter et al., 2006).
Ruimtelijke veranderingen Locatie is een belangrijke factor wanneer het aankomt op de keuze van de transportmodus. De modale split voor verplaatsingen naar het werk wordt enorm beïnvloedt door de geografische locatie van
de
werkplaats.
Werknemers
van
werkplaatsen
in
perifere
gebieden
met
een
lage
werknemersdichtheid zijn veel vaker frequente autorijders dan werknemers van werkplaatsen gelokaliseerd in stedelijke centra gekenmerkt door een hoge werknemersdichtheid. Vandaag de dag zijn relocaties van bedrijven een typisch kenmerk van het moderne leven. Bedrijven smelten samen of verhuizen van locatie voor redenen gaande van besparingen op de huur tot co-locatie voor synergieën met andere organisaties. In het merendeel van dergelijke verhuizingen, zijn werknemers bezorgd over het effect van de verandering op hun leven. Het effect van de decentralisatie van een volledige onderneming of van een functionele eenheid naar een afgelegen gebied op de pendel lijkt dubbelzinnig te zijn. Indien de nieuwe site gekozen wordt, specifiek om de gemiddelde pendel van het bestaande personeel te verminderen, dan zal de pendel in de meeste gevallen ook effectief verminderd worden. Als de site wordt gekozen voor andere redenen dan het minimaliseren van het woon-werkverkeer, is het waarschijnlijk dat pendel zal toenemen, tenminste voor de bestaande werknemers die hun woonlocatie reeds gecentraliseerd hadden rond de vorige site
(Mokhtarian,
1991; Olaru et al., 2004). Onderzoek heeft aangetoond dat ook de fysische kenmerken van een site het succes van een mobiliteitsplan beïnvloeden. Een hoge kwaliteit van site en werkcondities (zoals goede toegang tot openbaar vervoer) leiden tot een natuurlijk voordeel in het verminderen van autotrips (Hwang and Giuliano, 1990; Thorpe et al., 2000; Hess, 2006). De meest effectieve werkgevergebaseerde vervoersplannen delen vaak dezelfde kenmerken: de werkgever is gelokaliseerd in een gebied met hoge werkdichtheid, een beperkt aantal parkeerplaatsen voor werknemers, openbaar vervoer is frequent en wijd verspreid, en een significant aantal werknemers leggen relatief lange afstanden af. Mobiliteitsplannen in gebieden met deze condities hebben een natuurlijk voordeel in het reduceren van het aantal woon-werkverplaatsingen daar de condities werknemers meer alternatieven aanbieden, het makkelijker maken deze alternatieven te gebruiken of de aantrekkelijkheid van alleen rijden verminderen.
Succesfactoren
Wat leidt tot succes van een werkgever gebaseerd mobiliteitsmanagement programma? Idealiter zouden we studies hebben van elk programma inclusief informatie omtrent de ontwikkeling en context, geverifieerd voor en na implementatie, opvolging, en economische analyses die de effectiviteit van de kosten. Slechts enkele dergelijke studies bestaan. Succesfacturen kunnen onderscheiden worden op drie niveaus: motivatie, implementatie en effecten/resultaten. Motivaties die aan de basis liggen van een werkgever gebaseerd mobiliteitsplan kunnen gevarieerd zijn en zullen de keuze van de te nemen maatregelen sturen. Bijvoorbeeld, in het gavel van een verkleining van de beschikbare parkeerruimte, zullen de maatregelen bestaan uit het heffen van parkeerbijdragen, aanmoedigen gebruik openbaar vervoer, enz. Een veelgebruikte reden om bedrijven te motiveren een mobiliteitsplan op te stellen is het gebrek aan parkeerplaatsen ter plaatse. Een succesvolle implementatie van maatregelen wordt mee bepaald door de mate van ondersteuning van het bedrijfsmanagement en een effectieve interne communicatie. Het is belangrijk een mobiliteitscoördinator aan te wijzen die zich bezig houdt met de planning, het beheer en de promotie van het mobiliteitsplan. Deze mobiliteitsmanager zal verantwoordelijk zijn niet alleen voor het opstarten van het mobiliteitsplan maar ook voor de opvolging ervan. Een plan wordt best ontwikkeld in samenwerking met de interne en externe partners van de onderneming zoals werknemers, vakbonden, locale overheden, openbaar vervoersmaatschappijen, enz. Het overtuigen van mensen om de auto thuis te laten en bij te dragen tot een duurzamere mobiliteit is een lange termijn proces. Om te komen tot de vooropgestelde resultaten zou een mobiliteitsplan een optimale mix moeten hanteren tussen pull en push maatregelen. Pull maatregelen zijn aanmoedigend en populair daar ze de werknemer die zijn auto aan de kant laat staan belonen, maar ze vormen een kost voor de werkgever. In het algemeen zijn de meest effectieve strategieën diegene die pendelaars een tijds- of financiële stimulans opleveren bij het omschakelen van de auto naar een alternatieve vervoerswijze. Pendelaars beantwoorden die strategieën die iets tastbaars opleveren. Directe subsidies die geld in het laatje brengen en preferentiële parking die autodelers parkeerplaats biedt naast de ingang van de onderneming, zijn strategieën die de keuze van pendelaars kunnen beïnvloeden. Verder, hoe hoger de waarde van de stimulans, hoe meer kans dat werknemers ze overwegen op voorwaarde dat de strategieën aangepast zijn aan de site waar ze geïmplementeerd worden. Subsidies hebben bijvoorbeeld weinig kans op aanslaan bij werknemers op een locatie met weinig of geen openbaar vervoer mogelijkheden. Push maatregelen zijn daarentegen ontmoedigend en niet erg populair, zoals het terugdringen van bedrijfsauto’s, maar kunnen zeer effectief zijn. Het concept van mobiliteitsmanagement is hier gebaseerd op nieuwe services, innovatief en vaak niet te duur, die het mogelijk maken de bestaande infrastructuur beter te gebruiken.
Conclusie
Het merendeel van de literatuur focust op de voordelen van bepaalde mobiliteitsinitiatieven waarbij conclusies tot stand komen op basis van waarnemingen bij één, som meerdere, ondernemingen. Conclusies die over het algemeen beperkt blijven tot het formuleren van algemene stellingen betreffende de effecten van de genomen initiatieven zoals: het initiatief reduceert autotrips, vergemakkelijkt het rekruteren van werknemers, zorgt voor toenemende jobtevredenheid, reduceert de vraag van werknemers naar parking, enz. De meeste analyses gaan niet in genoeg detail om meetbare vaststellingen te doen omtrent de effecten van de implementatie van verscheidene mobiliteitsmanagement initiatieven. Met het vervolg van onze studie willen we tot een duidelijk beeld komen van welke mobiliteitsmanagement initiatieven ondernemingen toepassen, welke maatregelen het grootste potentieel hebben in termen van reductie van autotrips, hoe financiële voordelen geoptimaliseerd kunnen worden, welke de meest sociale initiatieven zijn in termen van de werkgever-werknemer relatie, mate van politieke acceptatie, en wat zijn de geassocieerde economische kosten van elke maatregel voor de publieke en private sector en voor de individuele pendelaar. In
onze
aanpak
kunnen
vier
grote
delen
onderscheiden
worden:
literatuuronderzoek,
gegevensinzameling, gegevensanalyse en het formuleren van beleidsaanbevelingen. De gebruikte onderzoeksmethoden zullen verschillen tussen de
vier
delen gaande
van inhoudsanalyse,
beschrijvende en statistische analyses, kostmoddelering tot simulaties. Een ruimtelijk en economisch model zullen ontwikkeld worden. Om deze modellen te bouwen willen we eerst de gegevens bestuderen komende uit een case studie aanpak en een enquête gebruik makend van eenvoudige beschrijvende statistiek. In een tweede fase zullen meer gesofisticeerde statistische technieken, zoals multilevel regressie en structural equation modelling (SEM), gebruikt worden. We opteren dan ook voor een breed perspectief zodat potentiële economische, financiële, ruimtelijke en infrastructurele effecten van verscheidene werkgeversgebaseerde pendelscenario’s geëvalueerd kunnen worden. Hiermee wordt bedoeld dat naast de evaluatie van een reeks bestaande ondernemingsinitiatieven op het vlak van mobiliteitsmanagement, de mogelijkheid van elk van deze maatregelen om autopendel te verminderen (en/of te beheersen) zal uitgedrukt worden in termen van verminderen van verplaatsingsduur en verplaatsingsafstand, aanzetten tot modal shift, kosten, en aanvaarding door werkgever en werknemer. Samengevat, we willen te weten komen hoe het publieke beleid ondernemingen kan helpen om hun werknemers minder “ADICCTed” te maken aan autopendel.
Referenties
Allen, R.E., Hawes, D.K. (1979) “Attitudes toward work, leisure and the four day workweek”. Human
Resource Management. 18, 5-10. Banister, C., Gallent, N. (1999) “Sustainable commuting: A contradiction in terms?”. Regional Studies. 33 (3), 274-280. Bernardino, A.T. (1997) “Adoption of telecommuting: modelling the employer’s and the employee’s decision processes”. Transportation Research A. 31 (1), 71-72. Bhattacharjee, D., Haider, S., Tanaboriboon, Y., Sinha, K. (1997) “Commuters’ attitude towards travel demand management in Bangkok”. Transport Policy. 2, 161-170. Bosch, G. (1990) “From 40 to 35 hours: reduction and flexibilisation of the working week in the Federal Republic of Germany”. International Labour Review. 129, 611-627. Brewer, A. (1998) “Work design, flexible work arrangements and travel behaviour: policy implications”. Tranport Policy. 5, 93-101. Choo, S., Mokhtarian, P., Salomon, I. (2005) “Does telecommuting reduce vehicle-miles travelled? An aggregate time series analysis for the US”. Transportation. 32 (1), 37-64. Clear, F., Dickson, K. (2005) “Teleworking practicer in small and medium-sized firms: management style and worker autonomy”. New Technology Work and Employment. 20 (3), 218-233. Collins, M. (2005) “The (not so simple) case for teleworking: a study at Lloyd’s of London”. New
Technology, Work and Employment. 20 (2), 115-132. Comsis Corporation (1993) A guidance manual for implementing effective employer-based travel demand management programs, Washington, The Institute of Transportation Engineers. Craviolini, C. (2006) “Commuting behaviour as part of lifestyle”. 6th Swiss Transport Research
Conference. Monte Verità/Ascona, Switzerland, 15-17 March. Cuvillier, R. (1984), The reduction of working time, International Labour Office, Geneva. Dickinson, J.E., Kingham, S., Copsey, S., Pearlman Hougie, D.J. (2003) “Employer travel plans, cycling and gender: will travel plan measures improve the outlook for cycling to work in the UK?”.
Transportation Research D. 8 (1), 53-67. Gatersleben, B., Appleton, K.M. (2007) “Contemplating cycling to work: attitudes and perceptions in different stages of change”. Transportation Research Part A: Policy and Practice. 41 (4), 302-312. Giuliano, G., Golob, T.F. (1990) “Staggered work hours for traffic management: a case study”.
Transport Research Record. 1280, 46-58. Handy, S., Mokhtarian, P. (1995) “Planning for telecommuting”. Journal of the American Planning
Association. 61 (1), 99-112. Helminen, V., Ristimäki, M. (2007) “Relationships between commuting distance, frequency and telework in Finland”. Journal of Transport Geography. in press.
Hess, P.M. (2006) “Changes in employee travel and activity associated with office relocations from urban to suburban settings”. Annual Meeting of the Association of American Geographers. Chicago. Hung, R. (1991) “Single-shift workforce scheduling under a compressed workweek”. OMEGA. 19, 494497. Hung, R. (1993) “A three-day workweek multiple-shift scheduling model”. , Journal of the Operational
Research Society. 44, 141-146. Hung, R. (1996) “Using compressed workweeks to reduce work commuting”. Transportation Research
A. 30 (1), 11-19. Hwang, K., Giuliano, G. (1990) “The determinants of ridesharing: literature review”. , Working paper, UCTC n° 38. Hamer, R., Kroes, E., van Ooststroom, H., Kockelhoren, M. (1992) “Teleworking in the Netherlands: evaluation of changes in travel behaviour – further results”. Transportation Research Record. 1357, 82-89. Kingham, S., Dickinson, J., Copsey, S. (2001) “Travelling to work: will people move out of their cars?”.
Transport Policy. 8, 151-160. Mokhtarian, P. (1991) “Defining telecommuting”. Transportation Research Record. 1305, 273-281. Naess, P., Sandberg, S.L. (1996) “Workplace location, modal split and energy use for commuting trips”. Urban Studies. 33, 557-580. Nijkamp, P., Salomon, I. (1989) “Future spatial impacts of telecommunications”. Transportation
Planning and Technology. 13 (4), 275-287. Olaru, D., Smith, N., Marquez, L.O., McNamara, C. (2004) “Presenting impacts of office relocation on staff travel”. 26th Conference of Australian Institutes of Transport Research. Melbourne, Australia, 810 December. Perez, M.P., Sanchez, A.M., de Luis Carnicer, P. et al. (2005) “The differences of firm resources and the adoption of teleworking”. Technovation. 25 (12), 1476-1483. Potter, S., Rye, T., Smith, M. (1999) “Tax and green transport plans: a survey of UK experience”.
Transport Policy. 6 (4), 197-205. Potter, S., Enoch, M., Rye, T., Black, C., Ubbels, B. (2006) “Tax treatment of employer commuting support: an international review”. Transport Reviews. 26 (2), 221-237. Rodriguez, D.A., Joo, J. (2004) “The relationship between non-motorized mode choice and the local physical environment”. Transportation Research Part D: Transport and Environment. 9 (2), 151-173. Ronen, W., Primps, S.B. (1981) “The compressed work week as organizational change: behavioural and attitudinal outcomes”. Academic Management Review. 6, 61-74. Rose, G., Marfurt, H. (2007) “Travel behaviour change impacts of a major ride to work day event”.
Transportation Research Part A: Policy and Practice. 41 (4), 351-364. Rye, T. (1999) “Employer attitudes to employer transport plans: a comparison of UK and Dutch experience”. Transport Policy. 6 (3), 183-196.
Schwanen, T. (2002) “Urban form and commuting behaviour: A cross-European perspective”.
Tijdschrift voor Economische en Sociale Geografie. 93 (3), 336-343. Tanaboriboon, Y. (1994) “Demand management. An alternative approach to relieve traffic congestion in the developing countries: Asian metropolises context”. Proceedings of the Japan Society of Civil
Engineers. Doboku Gakki Ronbun Heokokusheu, 488, 11-19. Tayyaran, M.R., Khan, A.M., Anderson, D.A. (2003) “Impact of telecommuting and intelligent transportation systems on residential location choice”. Transportation Planning and Technology. 26 (2), 171-193. Thorpe, N., Hills, P., Jaensirisak, S. (2000) “Public attitudes to TDM measures: a comparative study”.
Transport Policy. 7, 243-257. Wheeler, K.E. (1970) “Small business eyes the four-day workweek”. Harvard Business Review. 142147.
EFFECTEN VAN DE INVOERING VAN HET PRIJSMECHANISME OP HET VLAAMSE WEGENNET
J.E. Stada, Katholieke Universiteit Leuven L.H. Immers, Katholieke Universiteit Leuven
Inleiding
Bij de invoering van tolheffing op een wegennet is het van belang om helder te definiëren welke doelstellingen men daarmee nastreeft omdat dat grote consequenties kan hebben voor de karakteristieken van het te introduceren schema, bijvoorbeeld ten aanzien van de voertuigen waarop de tol van toepassing is alsmede de hoogte van de tol.
Verschillende doelstellingen kunnen worden geformuleerd zoals bijvoorbeeld: vermindering van congestie, vermindering van ecologische schade, financiering van de infrastructuur of verhoging van de efficiency in het gebruik van de infrastructuur. In deze paper richten wij ons op de laatstgenoemde doelstelling. Dat houdt in, zoals in een volgende sectie van het paper zal worden uiteengezet, dat tol wordt geheven op alle voertuigen en dat onze maatstaf zal liggen bij de welvaartseffecten van de ingevoerde maatregel.
Tolheffing op een autonetwerk zal een verandering teweeg brengen in de keuzes van de vervoersconsument. De volgende keuzes zullen worden beïnvloed:
−
de keuze voor het al dan niet maken van de verplaatsing,
−
de keuze van de route van herkomst naar bestemming,
−
de keuze van de herkomst en bestemming,
−
de keuze van het vertrektijdstip,
−
de keuze van de vervoerwijze.
Wij beperken ons in deze studie tot de twee eerstgenoemde effecten. De overige effecten zijn zeker van belang maar vallen buiten het kader van het door ons ontwikkelde model.
Wij
beginnen
onze
uiteenzetting
met
een
theoretische
bespreking
van
de
economische
uitgangspunten die ten grondslag liggen aan de beprijzing van het wegennet. Vervolgens geven wij een overzicht van de door ons gekozen modellering en van de daarbij gebruikte parameters. De laatste sectie van de paper is gewijd aan de bespreking van een reeks simulaties, op basis van statische verkeerstoedelingen, waar we via een trial-and-error methode trachten te komen tot een optimale beprijzing van een belangrijk deel van het Vlaamse wegennet. Het betreft het wegennet gelegen in de corridor tussen de steden Brussel en Gent1.
1
Deze paper is gebaseerd op een studie die ir. Bert Cardinaels en ir. Steven Vernijns uitvoerden in het kader van hun eindwerk aan de Katholieke Universiteit Leuven in 2006.
Economische uitgangspunten
Efficiency en equity Bij het evalueren van economisch beleid dient men een afweging te maken tussen enerzijds de doelmatigheid (efficiency) en anderzijds de billijkheid (equity) van dat beleid. Met efficiency bedoelt men dat de samenleving als geheel het verschil tussen baten en kosten van een economische activiteit maximaliseert; met equity bedoelt men dat de baten op een ‘eerlijke’ manier verdeeld worden over de bevolking.
De economische theorie laat zich niet in met de vraag of een beleid al of niet billijk is. Deze vraag behoort tot het studieterrein van de politiek filosofie. De economie richt zich geheel en al op de efficiency van een maatregel en hanteert daartoe het criterium van Pareto, genoemd naar een econoom uit het begin van de 20ste eeuw. De strikte vorm van dit criterium stelt dat er sprake is van een verbetering van de efficiency als door een maatregel de welvaart van tenminste één individu toeneemt terwijl niemand er op achteruitgaat.
Toepassing van het strikte Pareto-criterium leidt in de praktijk tot problemen omdat een economische maatregel vrijwel altijd winnaars en verliezers oplevert. Om dit probleem te omzeilen werd later het potentiële Pareto-criterium voorgesteld door de economen Hicks en Kaldor. Volgens dit criterium is er sprake van een verhoging van de economische efficiency als na invoering van de maatregel de winnaars de verliezers in principe volledig zouden kunnen compenseren voor hun verlies en daarbij nog een netto voordeel zouden overhouden. Of de compensatie ook daadwerkelijk plaatsvindt is voor toepassing van het potentiële Pareto-criterium niet van belang.
Het potentiële Pareto-criterium ligt aan de basis van de beprijzingsmaatregelen die in deze bijdrage worden besproken. Beprijzen heeft hier ten doel de automobilist verantwoordelijk te stellen voor de door hem veroorzaakte externe kosten. Dat zijn de kosten die zijn gedrag aan anderen veroorzaakt, waarvoor hij niet zelf opdraait en die hij daarom niet in zijn overwegingen om te gaan rijden betrekt. Zij omvatten externe congestiekosten, ongevalkosten en schade veroorzaakt door de aantasting van het milieu en de leefbaarheid.
Zoals uit de analyse in de volgende sectie van dit paper zal blijken, lijden alle automobilisten een netto welvaartsverlies bij het invoeren van een congestie- en milieuheffing. Dat geldt zowel voor de automobilisten die blijven rijden na invoering van de heffing als voor hen die afhaken. Dit verklaart de sterke maatschappelijke oppositie tegen de invoering van rekeningrijden. De verliezen van de automobilisten worden echter meer dan gecompenseerd door de inkomsten van de overheid. De welvaartswinst voor de maatschappij, waartoe ook de automobilisten behoren, komt natuurlijk pas
dan tot stand als de overheid haar inkomsten laat terugvloeien naar de maatschappij. Het kan zijn dat de meest nuttige aanwending weer in de vervoersector wordt gevonden maar het is ook mogelijk dat een veel hoger rendement geboekt kan worden in andere sectoren van de economie.
Marktevenwicht bij een simpel netwerk (één herkomst-bestemmingspaar) Zoals in de inleiding is vermeld kunnen er vele redenen zijn om tot beprijzing van wegen over te gaan. Een van de belangrijke redenen is dat we door het heffen van tol de economische efficiency van het gebruik van de infrastructuur kunnen verhogen. In deze paper wordt het beprijzen van netwerken vanuit dat perspectief beschouwd. De economische theorie die schuilt achter het beprijzen van de infrastructuur werd reeds in de jaren 20 van de vorige eeuw door Pigou en Knight voor de eerste keer beschreven (Pigou, 1920; Knight, 1924). Daarna verflauwde de belangstelling voor het onderwerp enigszins.
Pas
vanaf
de
jaren
70
kreeg
het
onderwerp,
vanwege
de
toenemende
congestieproblematiek, hernieuwde aandacht.
We starten onze analyse met een zeer eenvoudig netwerk. Beschouw een stuk autoweg tussen een bepaalde herkomst A en bestemming B. Over de weg beweegt zich een stroom van x automobilisten per tijdseenheid. Duid de totale baten die deze automobilisten ontlenen aan hun reis aan met B(x). De totale maatschappelijke of sociale kosten verbonden aan het gebruik van de weg door de x auto’s worden aangegeven met K(x). Maximale efficiency op de markt voor verplaatsingen tussen A en B treedt op bij een maximale waarde van het verschil tussen totale baten en totale kosten. Het verschil tussen totale baten en totale kosten op een markt wordt ook wel het totaal surplus genoemd. Het totaal surplus is maximaal als:
dB ( x) dK ( x) = dx dx De eerste term wordt in de economie de marginale batenfunctie genoemd. Het is de additionele baat die men verkrijgt bij, en dus ook de prijs die men bereid is te betalen voor, de consumptie van een extra eenheid van een goed. In dit geval is het ‘goed’ de verplaatsing van A naar B en een extra eenheid betekent hier een extra automobilist die de verplaatsing maakt. Een beter bekende benaming voor de marginale batenfunctie is vraagfunctie. De tweede term representeert de marginale sociale kostenfunctie. Deze functie geeft de additionele maatschappelijke kosten verbonden aan de consumptie van een extra eenheid. Een beter bekende benaming van de marginale kostenfunctie is aanbodfunctie.
Bovenstaande vergelijking toont aan dat voor maximale economische efficiency de stroom van voertuigen van A naar B zodanig dient te zijn dat de marginale sociale kosten gelijk zijn aan de marginale baten (ofwel gelijk aan de waarde van de vraagfunctie voor die hoeveelheid voertuigen). We zullen zien dat in normale omstandigheden (d.w.z. zonder tolheffing) dit niet het geval is en dat er
in evenwicht een zodanige stroom ontstaat dat de marginale kosten hoger zijn dan de marginale baten. Er treedt een welvaartsverlies op door overproductie van verkeer.
Welke zijn de totale maatschappelijke kosten verbonden aan het gebruik van de weg door x automobilisten?
−
Kosten van aanleg van de infrastructuur Bij de aanleg van infrastructuur heeft men niet alleen te maken met de directe bouwkosten maar ook met kosten in verband met aantasting van de omgeving. Die aantasting bestaat uit visuele hinder, identiteitsverlies van (historische) landschappen en barrièrewerking van de infrastructuur. We vatten al deze kosten samen en noemen ze de aanlegkosten A. Deze kosten staan niet in direct verband met het gebruik van de weg. Ligt de weg er eenmaal dan maakt het voor deze kosten niet uit of er weinig of veel auto’s over de weg rijden. De aanlegkosten A zijn vaste kosten en niet afhankelijk van x. Dit geldt overigens ook voor sommige beheerskosten zoals bermonderhoud, verlichting en toezicht.
−
Kosten van autobezit en autogebruik
Onder de resourcekosten verstaan we de werkelijke
‘productiekosten’ (exclusief belastingen) voor de aanschaf en het gebruik van de auto. De auto dient vervaardigd te worden, hetgeen tot uitdrukking komt in de aanschafkosten van de wagen. Via afschrijvingen leidt dat tot een bedrag per rit. Verder zijn er resourcekosten voor onderhoud, brandstof en verzekering. Stel dat de totale resourcekosten per auto en per tijdseenheid a euro bedragen. Voor x auto’s is dit a.x euro.
Op de aanschaf van de auto, het onderhoud en de verzekering wordt door de overheid belasting geheven. Ook op het gebruik van de wagen worden belastingen geheven in de vorm van brandstofaccijns en verkeersbelasting. Stel dat het totaal van deze belastingen per voertuig en per tijdseenheid b euro bedraagt. De belastingkosten zijn van belang bij het bepalen van het gedrag van de automobilist. De belastingkosten maken echter geen deel uit van de sociale kosten. Het zijn transferbedragen die geen additionele welvaart scheppen of bronnen verbruiken. Hetzelfde geldt voor eventueel door de automobilist te betalen tolkosten. Belasting- en tolkosten zorgen voor een herverdeling van de door het autoverkeer gecreëerde welvaart.
−
Tijdkosten De rit neemt een bepaalde tijdsduur in beslag. De tijd doorgebracht in het verkeer (al of niet in de file) is in zekere zin verloren tijd en had productief doorgebracht kunnen worden. Deze improductieve tijd van alle x automobilisten dient dus als een kostenpost in rekening te worden gebracht. We doen dat via een tijdwaarderingsfactor uitgedrukt in euro per tijdseenheid. Men duidt deze factor vaak aan met VOT, wat staat voor value of time. De tijdwaarderingsfactor wordt vaak constant verondersteld. Dit is niet per se noodzakelijk. Hij zou bijvoorbeeld afhankelijk
kunnen zijn van de duur van de rit zelf of van de omstandigheden waarin de tijd wordt doorgebracht. Een toename van de verkeersbelasting op het wegvak leidt tot een toename van de reistijd. Het verband tussen de verkeersbelasting x en de reistijd t kan worden weergegeven door een reistijdfunctie t(x). Indien we de waarde van de reistijdfunctie vermenigvuldigen met de tijdwaarderingsfactor ontstaat de tijdkostenfunctie c(x). Deze functie drukt uit dat de reistijdkosten voor één auto c(x) bedragen indien er zich x auto’s op de weg bevinden. Voor één auto bedragen de tijdkosten c(x), voor alle auto’s tezamen zijn de tijdkosten dus gelijk aan x.c(x) euro.
−
Milieukosten en andere sociale kosten Het gebruik van de weg veroorzaakt schade aan het milieu en de gezondheid in de vorm van atmosferische en andere vervuiling. Uitstoot van CO2 kan op de lange duur leiden tot klimaatverandering. Neveneffecten van het wegverkeer als geluidshinder en onveiligheid
vormen
eveneens
een
schadepost.
Tenslotte
zorgt
wegslijtage
onderhoudskosten die zullen toenemen bij een intensief gebruik van de weg
voor Sterk
vereenvoudigend veronderstellen we dat de milieu- en andere sociale kosten per auto en per tijdseenheid m euro bedragen, voor x auto’s dus m.x euro.
De totale sociale kosten voor alle x voertuigen tezamen bedragen dus:
K(x) = A + a.x + x.c(x) + m.x We vinden de marginale sociale kosten door differentiatie van K(x) naar x :
MSK ( x) = a + c( x) + x.
d (c( x)) +m dx
Als een automobilist zich bij de verkeersstroom voegt waar reeds x voertuigen rijden wordt hij geconfronteerd met tijdkosten gelijk aan c(x). Het zijn slechts deze tijdkosten, de private marginale tijdkosten, waar hij rekening mee houdt. Waar hij niet rekening mee houdt, is dat hij marginale externe tijdskosten veroorzaakt. Door zijn toedoen daalt namelijk de snelheid van de gehele stroom in lichte mate. De reistijd op het traject neemt daardoor toe met een bedrag d(c(x))/dx. Deze vertraging wordt ondergaan door alle x auto's in de stroom, hetgeen de term x.d(c(x))/dx verklaart.
Merk verder op dat in deze marginale sociale kostenfunctie de aanlegkosten A van de infrastructuur niet meer terugkomen. Het zijn vaste kosten die niet toenemen als er een additionele automobilist van de weg gebruikmaakt. De investeringskosten zijn niet van belang bij de bepaling van het optimale gebruik van de infrastructuur. Zij spelen een rol bij het nemen van de beslissing omtrent het
aanleggen van de nieuwe infrastructuur. Als zodanig zijn zij belangrijke elementen van een zogenaamde sociale kosten-batenanalyse.
Het bestaande marktevenwicht De marginale sociale kosten MSK zijn in beeld gebracht in het diagram in Figuur 1. Ze zijn gelijk aan de som van de marginale resourcekosten, de marginale tijdkosten en de marginale milieukosten. De vraag naar autoverkeer op het wegvak wordt weergegeven door de vraagfunctie of marginale batenfunctie.
Figuur 1 : Bestaande en optimale marktevenwicht wegverkeer
Prijs
Marginale sociale kosten
Vraag (Marginale baten)
K Externe marginale milieu en overige soci ale kost en = m H
L Optimale congesti e- en milieuheffing
M
R Belasti ng b
N
E
D
s
Flow
x1
dx
Privaat deel van marg. tijdkosten = c(x)
B
P 0
Extern deel van marg. d c x tijdkosten = x. ( ( ))
Q
Private marginal e res ourcekosten =a
x2
Hoeveel auto’s zullen nu van de weg gebruik maken? Normaal vinden we deze hoeveelheid door het snijpunt te bepalen van de vraagfunctie en de marginale kostenfunctie. Bij het vaststellen van zijn kosten betrekt de automobilist echter niet alle termen die in de marginale sociale kostenfunctie
MSK(x) zijn weergegeven. De kosten die de automobilist wel in zijn overwegingen betrekt (zijn private marginale kosten MPK) zijn de marginale resourcekosten a, de marginale belastingkosten b en de door hem ervaren reistijdkosten c(x).
MPK(x) = a + c(x) + b De MPK curve snijdt de vraagcurve in E. Het bij dit evenwicht behorende volume aan voertuigen bedraagt x2. Er zullen dus x2 auto’s gebruik maken van de weg.
Het optimale marktevenwicht Het evenwicht E in Figuur 1 is niet wenselijk vanuit maatschappelijk oogpunt omdat de marginale
sociale kosten hoger zijn dan de marginale baten. Het optimale evenwicht is het punt waar de marginale sociale kosten gelijk zijn aan de marginale baten en komt overeen met punt H in Figuur 1. In dit optimale marktevenwicht is het aantal auto’s dat van de weg gebruik maakt gedaald naar x1.
Hoe kan men het bestaande marktevenwicht E bijsturen zodat men in het optimale evenwicht H terechtkomt? De automobilisten dienen verantwoordelijk gesteld te worden voor alle kosten die ze veroorzaken, dus ook de externe milieukosten en de externe tijdkosten. Men kan dit doen door de automobilisten een heffing aan te rekenen die gelijk is aan de marginale externe kosten die gelden
voor het optimale evenwicht. De heffing komt overeen met de afstand HB in Figuur 1. Een gedeelte van die heffing, namelijk BD, wordt al betaald in de vorm van belasting. Men dient daarnaast tol te heffen ter grootte van de afstand DH. Men moet dus niet de externe kosten aanrekenen die gelden voor het bestaande evenwicht x2 ! In dat geval zou de heffing veel te hoog zijn.
De overgang van het bestaande marktevenwicht E naar het optimale marktevenwicht H levert een belangrijke welvaartswinst op voor de maatschappij. De gerealiseerde welvaartswinst, overeenkomend met de oppervlakte van driehoek HEK, is het resultaat van de vermeden kosten PQKH minus de verloren baten PQEH. (Een hogere tol dan DH zou leiden tot lagere niveaus van congestie en milieuaantasting maar leidt ook tot minder welvaartswinst door “onderproductie” van mobiliteit. Het is vanuit welvaartseconomisch oogpunt bezien optimaal om een zekere hoeveelheid congestie en milieuaantasting te laten bestaan.)
De maatschappelijke welvaartswinst kan in Figuur 1 ook op een alternatieve manier worden aangegeven door een winst- en verliesrekening te maken van de welvaartsverandering van alle betrokken actoren. We onderscheiden de volgende groepen: de automobilisten die blijven rijden ondanks de tolheffing, de automobilisten die niet meer rijden wegens de tolheffing en de tolheffende overheid. De x1 automobilisten die blijven rijden zien door de verminderde congestie hun rijkosten dalen met een bedrag ND, maar zij betalen daarvoor een tol HD. Zij verliezen tezamen derhalve een bedrag overeenkomend met rechthoek MNHL. De x2–x1 automobilisten die niet meer rijden verliezen baten ter grootte van PQEH. Zij besparen echter kosten overeenkomend met PQEN. Hun uiteindelijke verlies is gelijk aan driehoek NEH. De overheid int een tol DH over x1 automobilisten (RDHL) maar verliest belastinginkomsten over x2-x1 automobilisten (BSED). Mathematisch kan worden aangetoond dat de som van al deze winsten en verliezen gelijk is aan de eerder vermelde ‘winstdriehoek’ HEK. Deze alternatieve bepaling van de welvaartsimplicaties van tolheffing laat duidelijk zien dat de automobilisten altijd de verliezende partij zijn, maar dat hun verliezen meer dan gecompenseerd
worden door de tolheffende overheid. Meer informatie over het in deze sectie behandelde vindt men o.a. in De Borger en Proost (1997).
Beprijzen van complexe netwerken In het voorgaande was er sprake van slechts één markt bestaande uit één HB (herkomstbestemmings) paar. Zoals aangegeven treedt maximale efficiency op als op deze markt de marginale baten gelijk zijn aan de marginale kosten, hetgeen bereikt kan worden door de instelling van een heffing (tol plus eventueel bestaande belasting) gelijk aan de marginale externe kosten. Realistische verkeersnetwerken bevatten echter over het algemeen een zeer groot aantal HB-paren. Elk HB-paar kan daarbij worden beschouwd als een aparte markt met een bijbehorende vraagfunctie. Omdat de paden tussen verschillende HB-paren elkaar voor een deel overlappen is er bovendien sprake van sterk interacterende markten.
Aangetoond kan worden (Verhoef, 2000) dat ook voor een complex netwerk geldt dat maximale efficiency wordt bereikt als een heffing (tol plus eventueel bestaande belasting) wordt aangerekend op elke gebruikte route tussen een HB-paar, waarbij de heffing op een route gelijk is aan de som van de marginale externe congestiekosten op alle schakels die in die route worden gebruikt. Dit kan, op zijn beurt, worden gerealiseerd door per schakel een heffing op te leggen gelijk aan de marginale externe congestiekosten op die schakel. Let wel: het betreft hier de marginale externe kosten die gelden voor het optimale evenwicht!
Als op alle markten de marginale baten gelijk zijn aan de marginale sociale kosten spreekt men in de economie van een first-best optimum. Omdat het heffen van tol op elke schakel in een netwerk nagenoeg uitgesloten is, zal een first-best optimum praktisch niet haalbaar zijn. De first-best situatie kan echter dienen als een benchmark omdat het een idee geeft van wat maximaal haalbaar zou zijn op een netwerk.
Indien een first-best optimum niet haalbaar is dient men zijn toevlucht te nemen tot een second-best (of naast-best) optimum. Onder een second-best oplossing wordt, binnen het kader van verkeersnetwerken, verstaan de optimalisatie van het totaal surplus onder bepaalde beperkende voorwaarden. De beperkende voorwaarden kunnen bijvoorbeeld zijn een restrictie op de schakels die voor tolheffing in aanmerking komen of een grens aan het beschikbare budget.
Als er om de een of andere reden op sommige markten niet aan de eis kan worden voldaan dat marginale baten gelijk zijn aan marginale sociale kosten, dan volstaat het niet om er voor te zorgen dat op de overige markten wel aan die eis wordt voldaan. In netwerktermen vertaald betekent dit dat als men first-best heffingen toepast op een beperkt aantal schakels er geen garantie is dat men het
totaal surplus maximaliseert. Dit opmerkelijke feit werd in 1956 door Lipsey en Lancaster geformuleerd (Lipsey, Lancaster, 1956) en is in zekere zin een vertaling in economische termen van een bekend feit uit de mathematische optimalisatietheorie.
Het vinden van second-best optima voor realistische verkeersnetwerken is niet eenvoudig. Exacte analytische oplossingen, bepaald bijvoorbeeld met behulp van de Lagrange multiplier techniek, worden al snel zeer complex en onhandelbaar. Zie bijvoorbeeld (Verhoef, 2000). Daarom beperkt men zich in de literatuur in het algemeen tot de analyse van relatief kleine netwerken.
In deze bijdrage gaat het om een zeer omvangrijk netwerk. We gebruiken realistische waarden voor belangrijke parameters als resourcekosten, belastingen, prijselasticiteit etc. en passen een trial-anderror methode toe bij het zoeken naar een tolheffings-schema dat een maximale verbetering van de maatschappelijke welvaart oplevert waarbij als restrictie geldt dat tol in het algemeen slechts op hoofdwegen kan worden geheven.
Modellering
OmniTrans Voor de modellering gebruiken we de verkeerskundige software OmniTrans. De berekeningen zijn uitgevoerd op basis van statische verkeerstoedelingen. OmniTrans beschikt over een ingebouwde jobengine waarmee de functionaliteit van het pakket is uit te breiden. Wij gebruikten deze faciliteit om een tweetal jobs te schrijven, namelijk een job waarmee elastische toedelingen kunnen worden uitgevoerd en een job om de welvaartseffecten te berekenen van een bepaald tolschema.
Elastische toedeling Bij het maken van een toedeling in OmniTrans wordt uitgegaan van een niet-elastische vraag, dat wil zeggen dat de herkomst-bestemmingsmatrix met verplaatsingen constant en onveranderlijk wordt verondersteld. In het algemeen zal echter een verhoging van de prijs van een verplaatsing tussen een herkomst en een bestemming, bijvoorbeeld vanwege tolheffing, leiden tot een reductie van het aantal verplaatsingen tussen die herkomst en bestemming. De job berekent, uitgaande van de gegeven startmatrix zonder tol, met behulp van de eigen prijselasticiteit op iteratieve wijze de nieuwe HB matrix die ontstaat na tolheffing. Convergentie van het algoritme naar de nieuwe HB matrix wordt bereikt via een MSA algoritme. Dit type algoritme wordt beschreven bijv. in Sheffi (1985).
Berekening welvaartseffect In een vorige sectie van deze paper hebben we grafisch aangegeven hoe het welvaartseffect van een tolmaatregel op twee manieren kan worden bepaald. Weliswaar betrof het daar het optimale marktevenwicht, maar de berekening van de effecten van een sub-optimale tolmaatregel verloopt niet wezenlijk anders. Aangezien de effecten van een locale tolmaatregel zich door het gehele netwerk kunnen laten voelen, dienen de berekeningen uiteraard voor alle herkomst-bestemmingsrelaties (cellen in de HB-matrix) te worden uitgevoerd.
Netwerk Het netwerk beslaat een gebied van circa 40 bij 20 kilometer gelegen rond de E40 autosnelweg tussen Gent en Brussel. Naast de autosnelweg zijn nog twee belangrijke hoofdwegen en een reeks van wegen van lagere orde in deze corridor gelegen. De gegevens in de HB-matrix zijn afkomstig van het Vlaams Verkeerscentrum en dateren van begin 2005. Zij zijn geldig voor de periode van 8 tot 9 uur in de ochtendspits. Er is dan sprake van een overwegende verkeersstroom in de richting van Brussel. De gegevens zijn opgesteld in personen-auto-equivalenten (pae), waarbij vrachtwagens als twee personen-auto’s zijn ingerekend. We maken in onze berekeningen bijgevolg geen onderscheid tussen verschillende typen voertuigen maar gaan uit van gemiddelde waardes over alle voertuigen.
Parameters
Tijdwaarderingsfactor De waarde van de tijdwaarderingsfactor (VOT) speelt een centrale rol in de berekeningen. Zoals eerder vermeld gaan we uit van een gemiddelde waarde over alle voertuigen. Gebruikelijke waarden voor de VOT die men in de literatuur veelal aantreft zijn: ca 10 euro/uur voor personenwagens (gemiddeld over alle motieven) en ca 45 euro/uur voor vrachtwagens. Tellingen in de ochtendspits wijzen uit dat het verkeer (op de snelwegen) in ons studiegebied voor ongeveer 85% bestaat uit personenwagens en 15% uit vrachtverkeer. Toepassing van deze waardes zou leiden tot een gemiddelde waarde van ca. 15 euro/uur per voertuig. Wellicht zou een hogere waarde van toepassing kunnen zijn vanwege een hoger percentage aan zakelijk personenverkeer in de ochtendspits dan in de middeling over alle motieven is aangenomen.
In een opmerkelijk onderzoek dat zich afspeelde rond een betaalstrookproject in San Diego (Seiji et al, 2004) kwam men tot een hogere waarde voor de VOT dan de gebruikelijke. Voor het motief woonwerk werd een bereidheid tot betalen geschat van $ 30 per uur reistijdbesparing (per persoon). Deze reistijdwaardering schijnt zo hoog te zijn omdat in deze evaluatie niet alleen de pure reistijdbesparing is vervat, maar ook niet gemeten aspecten zoals grotere vrijheid in vertrektijdstipkeuze, comfort gedurende de reis, status en veiligheid.
In het licht van de bovenvermelde informatie besloten wij in onze studie uit te gaan van een tijdwaardering van 20 euro/pae.
Prijselasticiteit In de literatuur treft men een grote spreiding aan van gerapporteerde prijselasticiteiten. De verwarring wordt nog vergroot door het feit dat men de elasticiteit bepaalt ten opzichte van verschillende bases. Vaak wordt de reistijd gebruikt maar ook de elasticiteit met betrekking tot een verandering in de brandstofprijs wordt soms gehanteerd.
In onze studie hebben wij de elasticiteit ten opzichte van de gegeneraliseerde prijs nodig. De gegeneraliseerde prijs is samengesteld uit resourcekosten en belastingkosten (waarin een belangrijke brandstofcomponent
zit),
reistijdkosten
en
eventuele
tolkosten.
De
elasticiteit
t.o.v.
van
gegeneraliseerde prijs is hoger dan de elasticiteit t.o.v. van al deze individuele componenten.
Op basis van beschikbare informatie (voor een goed overzicht zie Victoria Transport Policy Institute, 2007), besloten wij in onze studie uit te gaan van een gegeneraliseerde prijselasticiteit van –1,0.
Resource- en belastingkosten In een recent, zeer uitgebreid Vlaams onderzoek naar de internalisering van externe kosten (De Ceuster, 2004) kwam men tot de volgende waarden voor resourcekosten en belastingkosten:
Tabel 1 : Gemiddelde resource en belastingkosten (euro/100 km). Gewogen naar voertuigkm afgelegd door diverse voertuigen in Vlaanderen 2002 Resourcekost
Belasting
Totaal
Brandstof
2,90
4,54
7,44
Aankoop
8,51
1,42
9,93
Onderhoud en verzekering
2,77
2,54
5,31
Totaal
14,18
8,50
22,68
De tabel bevat de gemiddelde waarden gewogen maar voertuigkm over alle voertuigen. Kijken we naar de gedetailleerde waarden in het onderzoek dan blijkt er een groot verschil te zijn tussen dieselen personenwagens. Per 100 kilometer kost een dieselwagen gemiddeld 18,3 euro waarvan 6,9 euro belasting. Benzinewagens komen op 28,4 euro waarvan 11,6 euro belastingen. Dieselwagens zijn een stuk goedkoper omdat voor hen de accijnzen lager zijn en omdat zij gemiddeld meer kilometers per jaar rijden. De prijs per kilometer voor lichte dieselvrachtwagens komt uit op slechts 14,5 euro per
100 km. Zware vrachtwagens en bussen daarentegen komen uit op circa 50 euro, waarvan circa 15 euro belastingen.
Op grond van de bovenstaande gegevens besloten wij in onze studie uit te gaan van een waarde van 0,13 euro/km/pae voor de resourcekosten en 0,07 euro/km/pae voor de belastingen op de resourcekosten.
Parameters van de tijdverliesfunctie De tijdverliesfunctie geeft het verband tussen de intensiteit op een schakel en de tijd benodigd om de schakel te passeren. Wij passen de algemeen gebruikelijke BPR(Bureau of Public Roads)-functie toe:
t = t0 (1 + α (Q / Cap ) β ) waarin t0 de rijtijd over de schakel is in onbelaste toestand, Q de intensiteit en Cap de praktische capaciteit van een schakel. Afhankelijk van het type weg kiezen we voor α de waarde 0,5 (snelwegen, Nx, Nxx en Nxxx-wegen) of de waarde 2 (lokale en kleine wegen). Voor β kiezen we steeds de waarde 4.
Externe kosten (exclusief externe congestiekosten) Evenals bij de resource- en belastingkosten maken wij gebruik van het reeds genoemde uitgebreide Vlaamse onderzoek naar de internalisering van externe kosten (De Ceuster, 2004). Tabel 2 is afkomstig uit die publicatie.
Op grond van de in de tabel vermelde gegevens kozen wij in onze studie voor een waarde van 0,05 euro/km/pae voor de externe kosten (exclusief congestiekosten).
Tabel 2 : Externe kosten (excl. congestiekosten) in euro/100 vrtgkm (gewogen alle verkeer)
Externe kosten (euro/100 vrtgkm)
Alle verkeer, gewogen
Schade wegdek
0,01
Ongevallen
2,38
Geluidshinder
0,97
Klimaatverandering
0,47
Luchtvervuiling
1,98
Totaal
5,81
Analyse van tolheffingsschema’s
In dit hoofdstuk gaan we op heuristische wijze proberen een tolschema te ontwikkelen dat leidt tot een zo hoog mogelijke welvaartswinst. Natuurlijk schenken wij daarbij ook aandacht aan het effect dat de diverse tolschema’s hebben op de verkeersstromen.
We onderscheiden in het algemeen drie types tolheffing (Deloitte, 2005):
-
Tol op een corridor. Een voorbeeld is een traditionele tolweg. Het belangrijkste doel van dit type tolheffing is vaak het genereren van opbrengsten ter financiering van de tolweg, maar in ons geval staat het genereren van welvaartswinst voorop.
-
Tol op een cordon. Het cordon kan bijvoorbeeld gelegen zijn rond een belangrijke stad. Evenals bij een corridor-tol kan het doel zijn om opbrengsten te genereren, maar veelal is het doel ook het ‘verbeteren’ van het verkeerspatroon.
-
Gecombineerd systeem. Dit zijn nationale of regionale tolsystemen. De complexiteit is hoog maar er is ook een hogere kans op het induceren van een efficiënter weggebruik.
In onze verkenning naar mogelijke tolsystemen starten wij met een corridor-systeem, vervolgens richten wij de aandacht op een tolcorridor rond Brussel en we sluiten af met een gecombineerd systeem. Om het overzicht te bewaren, behandelen wij in deze paper slechts een beperkt aantal van de vele simulaties die wij in de studie uitgevoerd hebben.
De huidige situatie De huidige belasting van het netwerk in de ochtendspits is weergegeven in Figuur 2. In deze figuur bevindt Gent zich juist voorbij de uiterste linkerzijde van het diagram en is rechts in het diagram een gedeelte van de ring rond Brussel zichtbaar. De brede band stelt de autosnelweg E40 voor. Ongeveer halverwege Gent en Brussel ligt de belangrijke provincieplaats Aalst. Naast de E40 zijn andere belangrijke toegangswegen naar Brussel de N8, te onderscheiden onder in de figuur en de N9, gelegen juist boven de E40, nabij Brussel.
De breedte van de banden geeft de huidige intensiteit in de ochtendspits. De hoogste intensiteit is te vinden op de E40, juist voor Brussel, en bedraagt circa 6600 pae/uur. De kleur van de banden is een maat voor de verhouding tussen intensiteit en capaciteit (I/C verhouding), hoe donkerder de kleur, hoe hoger deze verhouding. Juist voor Brussel is de waarde van de I/C verhouding op de E40 nagenoeg gelijk aan 100%.
Figuur 2 : Huidige situatie, breedte band = belasting in de ochtendspits; kleur = mate van congestie
Het is uit deze figuur al duidelijk waar de grootste externe kosten worden veroorzaakt, namelijk op de E40, en in iets mindere mate op de N8 en N9. We beginnen daarom onze verkenning met het onderzoeken van de effecten van tol op één punt op de E40 juist vóór Brussel.
Tol op één punt van de E40, juist vóór Brussel Indien we slechts op één plaats tol willen heffen is het belangrijk de groep weggebruikers te beïnvloeden die de hoogste externe kosten veroorzaken in het studiegebied. We bereiken de grootste groep indien we tol heffen op het wegvak van de E40, juist vóór Brussel. Voor een aantal tolhoogtes ter plaatse berekenden we het welvaartseffect. Enige opmerkingen vooraf: -
De werkelijke nauwkeurigheid van de resultaten is (uiteraard) lager dan het aantal significante cijfers in de vermelde getallen suggereert.
-
De welvaartseffecten zijn uitgedrukt in euro/uur. Om een juister beeld te krijgen dient de totale duur van de spitsperiode nog in aanmerking te worden genomen.
-
De kosten van het tolheffingsysteem zijn in de berekeningen niet meegenomen. Deze dienen dus nog afgetrokken te worden van de totale welvaartswinst!
Uit de resultaten (zie Tabel 3) blijkt dat de optimale tolhoogte ligt rond de 2 euro. De geïnde tolgelden bedragen
dan
10534
euro/uur,
waarvan
887
euro/uur
verloren
gaat
door
gederfde
belastinginkomsten. Er resteert 9647 euro/uur. Maar dat is niet de werkelijke winst van het systeem. De werkelijke verhoging van de welvaart bedraagt iets minder dan de helft van dit bedrag, namelijk 4122 euro/uur.
Tabel 3 : Welvaartseffect één tolpost op E40 nabij Brussel (euro/uur)
Tol op E40
1 euro
2 euro
3 euro
- Blijvers
-2789
-5965
-9512
- Stoppers
-42
-197
-497
- Nieuwe
+1
+3
+7
Automobilisten:
Totaal automobilisten
-2830
-6159
-10002
Overheid: - Tolinkomsten
+5970
+10534
+13314
- Belastinginkomsten
-410
-887
-1387
Totaal overheid
+5560
+9647
+11927
Winst voor milieu
+293
+634
+990
Verandering totale welvaart
+3023
+4122
+2915
Zoals in eerder in dit paper aangegeven kan de welvaartswinst op twee manieren worden berekend. Hierboven staat de winst- en verliesrekening van de welvaart voor de individuele actoren. De andere manier bestaat uit het vergelijken van de verandering in kosten en baten vóór en na tolheffing. De verandering in de werkelijke kosten bij een tolhoogte van 2 euro staat in Tabel 4. De resultaten zijn instructief. Het blijkt dat men zich geen overdreven voostelling moet maken van de bespaarde kosten indien men ze berekent over het gehele netwerk. Zij liggen met 11069 euro/uur in de orde van slechts 2% van de werkelijke kosten vóór tolheffing.
Tabel 4 : Besparing in werkelijke kosten (euro/uur) bij één tolpunt van 2 euro op de E40, berekend over het gehele netwerk
Tijdkosten
Resourcekosten
Milieukosten
Totaal
vóór tol
381739
149122
57355
588216
na tol
372951
147475
56721
577147
Besparing
8788
1647
634
11069
Daar komt nog bij dat berekend kan worden dat, door vermindering van het aantal automobilisten, een batenverlies van 6947 euro/uur wordt geleden. De uiteindelijke welvaartswinst bedraagt daarom 11069 – 6947 = 4122 euro/uur, juist zoals we in Tabel 3 ook vonden.
Merk op dat in deze manier van berekenen de tolbetalingen en belastingen geen rol spelen. Betaling van tol en belasting betekent slechts overdracht van geld van automobilisten naar de overheid. De samenleving als geheel wordt er niet armer of welvarender van. Tol zorgt wel voor een verandering van gedrag en dus van verkeersstromen, waardoor zowel totale congestiekosten als baten op HBrelaties veranderen. Het totaal-effect hiervan is in bovenstaand geval positief voor de samenleving.
Figuur 3 : Verschil in verkeersstromen ten gevolge van tol op één tolpunt (2 euro) op de E40. Licht is afname, donker is toename van intensiteit
De geaggregeerde waarden van winst en verlies over het gehele netwerk mogen dan relatief gering zijn, op plaatselijk niveau nabij het tolheffingspunt zijn de effecten aanzienlijk. Zie Figuur 3. De lichte kleur duidt op een afname van verkeer, de donkere kleur op een toename. Alleen de verschillen tussen vóór en na tol zijn weergegeven.
Op de schakel waar tol geheven wordt daalt de intensiteit met circa 20%. Een beperkt gedeelte hiervan zijn automobilisten die afzien van hun verplaatsing. Het merendeel van de automobilisten die de E40 verlaten zoekt sluipwegen om op hun bestemming te geraken. Bij een te hoge tol stijgen de tijdverliezen onevenredig snel vanwege de hogere congestiekosten op het onderliggende wegennet met als gevolg een afname van de welvaartswinst.
Tol over de volledige lengte van de E40 Slechts één tolpunt op de E40 leidt reeds tot welvaartswinst. Er zijn echter ook minder wenselijke neveneffecten: -
Alle gebruikers die het tolpunt passeren betalen een even hoge tol onafhankelijk van de afstand die ze al afgelegd hebben, en dus ook onafhankelijk van de externe kosten die ze al veroorzaakt hebben.
-
Het onderliggende wegennet wordt zwaar belast door het sluipverkeer.
Uit een reeks van simulaties die we uitvoerden (bijvoorbeeld bestaande uit het afsluiten van een reeks van op- en afritten en het heffen van tol op andere hoofdwegen en het lagere orde wegennet) bleek dat het probleem van sluipverkeer bij een corridortol steeds in meer of mindere mate blijft bestaan. Zoals we later zullen zien kan het probleem van sluipverkeer het best worden aangepakt door het instellen van een tolcordon rond Brussel.
We richten ons nu eerst op het eerstgenoemde punt. We presenteren de resultaten van de berekening van een tolschema bestaand uit een aantal tolpunten gelegen langs de volledige lengte van de E40 (zie Tabel 5).
We verkrijgen een maximale welvaartswinst van 6724 euro/uur door een totale tol van 5 euro gelijkmatig te spreiden langs de gehele lengte van de E40 in het studiegebied. Dat is een verbetering van bijna 65% ten opzichte van de situatie met slechts één tolpost. Weggebruikers afkomstig uit de regio Gent kan nu een tol van 5 euro worden aangerekend in plaats van 2 euro.
Tabel 5 : Welvaartseffect tol over de gehele lengte E40 (euro/uur)
Tol langs de gehele E40
2,50 euro (totaal)
5 euro (totaal)
7,50 euro (totaal)
- Blijvers
-6668
-13505
-20353
- Stoppers
-205
-923
-2416
- Nieuwe
0
+2
+5
Automobilisten:
Totaal automobilisten
-6873
-14426
-22764
Overheid: - Tolinkomsten
+12697
+21799
+26718
- Belastinginkomsten
-1064
-2273
-3625
Totaal overheid
+11633
+19526
+23093
Winst voor milieu
+760
+1624
+2589
Verandering totale welvaart
+5520
+6724
+2918
Figuur 4 : Verschil in verkeersstromen ten gevolge van tol (totaal 5 euro) langs de gehele E40. Licht is afname, donker is toename van intensiteit
Uit Figuur 4 blijkt dat er, zoals verwacht, een gelijkmatige afname plaatsvindt van het verkeer langs de gehele E40. De verkeersstroom daalt er gemiddeld met zo’n 23%. Het sluipverkeer nabij Brussel is, omdat de tol aldaar wat lager is geworden, enigszins verminderd. Daar staat tegenover dat vrij veel verkeer zich een weg zoekt langs de overige hoofdwegen in het gebied. We kunnen daar wat aan doen als we ook op die hoofdwegen tol gaan heffen. We komen daarop terug als we een gecombineerd corridor/cordon systeem bekijken in een volgende sectie. We onderzoeken nu echter eerst wat er gebeurt als we een cordon-tol rond Brussel instellen.
Cordon-tol rond Brussel Het voordeel van een cordon-tol is dat sluipverkeer ontmoedigd wordt. Geen enkele automobilist die de grote stad als bestemming heeft kan de tol ontlopen door een sluipweg te kiezen.
Tabel 6 : Welvaartseffect cordon-tol rond Brussel (euro/uur)
Tolcordon rond Brussel
1 euro
2 euro
3 euro
- Blijvers
-9225
-15474
-19715
- Stoppers
-934
-3595
-7608
- Nieuwe
+9
+31
+61
Automobilisten:
Totaal automobilisten
-10150
-19038
-27262
Overheid: - Tolinkomsten
+14047
+24046
+31032
- Belastinginkomsten
-1355
-2738
-4107
Totaal overheid
+12692
+21308
+26925
Winst voor milieu
+968
+1956
+2934
Verandering totale welvaart
+3511
+4226
+2597
Uit tabel 6 blijkt dat de optimale tol over het cordon ongeveer 2 euro bedraagt. De tabel toont ook dat de tolinkomsten vrij hoog zijn in vergelijking met een corridor tol. In verhouding tot de tolinkomsten is de welvaartswinst echter relatief klein. Bedraagt bij een tolheffing over de gehele E40 de welvaartswinst nog 34% van de overheidinkomsten, bij een cordontol is dat aandeel gedaald tot slechts 20%.
Kijken we naar het effect op de verkeersstromen (Figuur 5) dan blijkt, zoals verwacht, dat het probleem van het sluipverkeer grotendeels is opgelost. Bijna nergens is er sprake van een verhoging van de verkeersstromen. Er is een gelijkmatige daling van de stroom op alle aders die naar Brussel voeren. De daling van de intensiteit op de E40 is echter aanmerkelijk kleiner dan bij een corridor-tol op de E40. Lag de daling van de intensiteit bij een corridor-tol nog in de orde van 20%, bij een cordon-tol daalt de intensiteit op de E40 nabij Brussel nog slechts met circa 10%. Op de overige hoofdwegen ligt de daling van de intensiteit in de orde van 15%.
Een andere eigenschap van een cordontol is geïllustreerd in Figuur 6. Zoals eerder aangegeven is er bij een tolheffing altijd een verlies in welvaart voor de automobilisten, die, in het gunstigste geval, meer dan gecompenseerd wordt door de tolinkomsten. Het is interessant om na te gaan hoe die verliezen naar herkomst zijn verdeeld. De figuur toont dat de verliezen stijgen naarmate men dichter bij Brussel komt. Dit is begrijpelijk omdat voor de mensen die dicht bij Brussel wonen de cordontol een relatief veel groter aandeel in de reiskosten vormt. Tenslotte zien we dat het cordon voor een aantal herkomsten, binnen het cordon gelegen, een winst oplevert. Verkeersdeelnemers uit deze herkomsten genieten van het voordeel van de verminderde congestie, maar betalen er niet voor.
Figuur 5 : Verschil in verkeersstromen ten gevolge van een cordontol (2 euro) rond Brussel. Licht is afname, donker is toename van intensiteit
Figuur 6 : Winst en verlies per herkomst voor automobilisten bij een cordontol. Donker is verlies, licht is winst
Combinatie van cordon rond Brussel en corridor-tol op E40 Als we de cordon-heffing rond Brussel vergelijken met een corridor-heffing op de E40 constateren we het volgende:
-
Een cordon-heffing voorkomt sluipverkeer, genereert relatief hoge tolinkomsten, maar heeft als nadeel dat de welvaartswinst relatief gering is en dat de bewoners dicht bij de attractiepool onevenredig hard getroffen worden.
-
Een corridor-heffing leidt tot relatief hogere welvaartswinsten, verdeelt de lasten op een meer gelijkmatiger manier over de bewoners van het gebied maar geeft gelegenheid om de tol te ontwijken en genereert daarom sluipverkeer.
In deze laatste sectie bekijken we wat er gebeurt als we beide typen heffingen combineren. In een poging het sluipverkeer op de overige hoofdwegen te ontmoedigen voegen we nog een tolpunt toe op de hoofdweg bovenstrooms (west) van Aalst. Een groot aantal tolschema’s, in termen van tolhoogte en locatie, zijn nu mogelijk. Wij presenteren de resultaten van één van de schema’s die een relatief hoge welvaartswinst oplevert (Tabel 7).
Tabel 7 : Welvaartseffect combinatie van corridor en cordon-tol (euro/uur)
Cordon rond Brussel (1 euro), corridortol E40 (5 euro), tol bij Aalst (1 euro)
Automobilisten: - Blijvers
-20400
- Stoppers
-2058
- Nieuwe
+11
Totaal automobilisten
-22447
Overheid: - Tolinkomsten
+31027
- Belastinginkomsten
-3301
Totaal overheid
+27725
Winst voor milieu
+2358
Verandering totale welvaart
+7636
Figuur 7 : Verschil in verkeersstromen ten gevolge van een cordontol (1 euro), een corridor-tol op E40 (5 euro) en een tolpunt (1 euro) west van Aalst. Licht is afname, donker is toename van intensiteit
De welvaartswinst is de hoogste van alle simulaties tot nu toe, er is een acceptabele verhouding tussen tolinkomsten (minus verloren belastinginkomsten) en welvaartswinst. Verder blijkt uit Figuur 7 dat het sluipverkeer rond Brussel verdwenen is en ook op de hoofdweg richting Aalst komt geen sluipverkeer meer voor.
Benedenstrooms van Aalst treden er nu weer enige problemen op die met gerichte maatregelen zouden kunnen worden bestreden, maar wij besluiten hiermee onze uiteenzettingen.
Conclusie
Deze paper beschrijft een studie waarin op heuristische wijze wordt getracht een optimaal tolschema te ontwikkelen voor een gecompliceerd autonetwerk. Er wordt gebruik gemaakt van realistische parameters
voor
resourcekosten,
tijdkosten,
externe
milieu-
en
leefbaarheidskosten
en
belastingkosten. Voorts wordt rekening gehouden met reductie van verkeer door prijsverhoging en met routeverandering. Het doel is het bereiken van een maximale welvaartswinst maar er wordt ook gekeken naar de effecten op de verkeersstroom.
De voor- en nadelen van een cordon- en corridorheffing werden onderzocht. Een combinatie van de twee types heffing blijkt de beste resultaten op te leveren in termen van welvaartswinst en verkeersstromen.
Er is in de studie gebruik gemaakt van een statische toedelingstechniek. Bovendien werd uitgegaan van gemiddelde waarden over alle typen voertuigen. Het zou interessant zijn om na te gaan of een dynamische verkeerssimulatie met toepassing van multiple user classes (bijv. personenwagens en vrachtwagens) tot wezenlijk andere resultaten zou leiden.
Referenties
De Ceuster, G. (2004), “Internalisering van Externe Kosten van Wegverkeer in Vlaanderen”, Transport & Mobility Leuven, Leuven.
De Borger, B. en Proost, S. (1997), “Mobiliteit: de juiste prijs”, Garant, Leuven-Apeldoorn.
Deloitte Business Advisory (2005), “Quickscan Wegenvignet” , Rapport voor Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement LIN, Mobiliteitscel.
Knight, F. (1924), “Some fallacies in the interpretation of social cost”, Quaterly Journal of Economics, Vol. 38. Lipsey, R.G. and Lancaster, K (1956), “The general theory of the second best”, 24 Rev. Econ. Stud. (11). Pigou, A.C. (1920), “The economics of welfare”, MacMillan, London.
Seiji S.C. Steimetz and David Brownstone (2004) , “Estimating Commuters’ Value of Time with Noisy Data: a Multiple Imputation Approach”, University of California, Irvine.
Sheffi, Y, (1985), “Urban Transportation Networks”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NY.
Verhoef, E.T. (2000), “Second-best congestion pricing in general static transportation networks with elastic demands”, Tinbergen Institute, Amsterdam.
Victoria Transport Policy Institute (2007), “Transportation Elasticities, How Prices and Other Factors Affect Travel Behavior”, TDM Encyclopedia, www.vtpi.org.
EEN SNELHEIDSKAART VOOR VLAANDEREN ALS MIDDEL VOOR SNELHEIDSMANAGEMENT J. De Mol, Universiteit Gent G. Allaert, Universiteit Gent S. Vlassenroot, Universiteit Gent/Technische Universiteit Delft
Abstract
De Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) en de Conferentie van Europese
Ministers
van
Transport
(CEMT)
hebben
in
een
gezamenlijke
werkgroep
rond
snelheidsmanagement gepleit voor een snelheidsmanagement en voor ITS-toepassingen die een snelheidsbeheersing mogelijk maken; ISA vormde in deze ITS-toepassing een belangrijk middel. Uit onderzoeken –trials, demonstraties, acceptatieonderzoeken, …- in verband met Intelligente Snelheidsaanpassing en coherent snelheidsbeleid, blijkt dat correcte snelheidsdata een basisprobleem vormen. Een accurate en up to data snelheidskaart vormt een conditio sine qua non voor het implementeren van ISA en voor het uitwerken van een snelheidsmanagement. Een snelheidskaart samen met specifieke voertuigdata – ondermeer voertuiggerelateerde snelheidsdata- is ook voor goederenvervoer een onmisbare tool voor veilig transport. Een snelheidsbeleid vertrekt minimaal van een gestructureerd beheren van de snelheidsdata. Een “haalbaarheidsstudie voor het opmaken van een snelheidskaart” werd in opdracht van het Vlaamse Gewest door het Instituut voor Duurzame Mobiliteit – Universiteit Gent uitgevoerd. Uit de enquête bij de Vlaamse, gemeentelijke wegbeheerders blijkt dat het snelheids-databeheer bij een aantal gemeenten erg beperkt is terwijl andere gemeentelijke wegbeheerders een snelheidsdatabank aan een kaartprojectie koppelen. Op het beleidsniveau is het gemeentelijke mobiliteitsplan een referentiepunt voor het uitwerken van het reglementerende verkeersbeleid. De opmaak van een snelheidskaart en databank dient via een samenwerkingsverband tussen het Gewest en de gemeenten tot stand te komen. In het Plan van Aanpak moeten de standaarden die in Europese onderzoeken ontwikkeld werden, als basis worden genomen; ook de ervaring in een aantal Europese landen bij het opbouwen een snelheidsdatabank is meebepalend. Immers de databanken van de verschillende gewesten en de verschillende Europese landen moeten op termijn geïntegreerd worden zodat één accurate, up to date snelheidsdatabank en –kaart voor Europa ontstaat. Het pleidooi van de CEMT en ook OESO over snelheid en snelheidsmanagement sluit hier nauw bij aan.
Probleemstelling
In verschillende beleidsdocumenten wordt ISA — naast andere maatregelen binnen infrastructuur, handhaving en gedrag/opvoeding — beschouwd als een techniek die de verkeersveiligheid kan verhogen.
In wetenschappelijke en beleidskringen is men het erover eens dat onaangepaste snelheid een cruciale impact heeft op ongevallen, zowel op het mogelijk vermijden van ongevallen als op de ernst van ongevallen. Uit studies (tabel 1) blijkt dat een toename van de gemiddelde snelheid van voertuigen een toename van ongevallen genereert. Over het algemeen neemt men aan dat een toename van de gemiddelde snelheid met 1 km/uur het aantal ongevallen met gewonden met 3 % doet stijgen; het effect op het aantal doden en zwaargewonden is een toename met 5 tot 6 %. 1 Volgens het Britse Departement of Transport is te snel rijden verantwoordelijk voor 29 % van de dodelijke ongevallen en 19 % van alle zware ongevallen. Deze cijfers zijn gebaseerd op gegevens van verzekeringsmaatschappijen. 2
Wanneer men de Belgische ongevalcijfers met minstens één lichte vrachtwagen (< 3,5 ton) bekijkt, komt men tot de volgende onthutsende vaststelling: - Het aantal letselongevallen op autosnelwegen is op 10 jaar tijd bijna verdubbeld: +99,05 %. De dodelijke letselongevallen namen met 45,05 % toe. 3 - Voor het volledige wegennet nam het aantal dodelijke letselongevallen op dezelfde tijdspanne met 22,7 % toe. Het aantal letselongevallen steeg met 12,05 %.
Uit de Belgische Veiligheidsmonitor 2006 komt onaangepaste snelheid in het verkeer als het belangrijkste veiligheidsprobleem naar voren; maar liefst 61 % van de ondervraagden ervaart onaangepaste snelheid als een probleem. Binnen het snelheidsbeleid zijn maatregelen nodig in de infrastructuur, bij de bestuurder en in het voertuig zelf. Een handhavingsbeleid vormt hierbij een noodzakelijk sluitstuk. Nog al te veel wordt verwacht dat één maatregel de oplossing kan bieden. Wat baat het om enkel in te zetten op het wijzigen van het snelheidsgedrag als de omgevingsfactoren niet wijzigen. Idealiter moet de weginfrastructuur de bestuurder informeren over het gewenste snelheids-gedrag en door passende inrichtingsmaatregelen dit snelheidsgedrag afdwingbaar maken.
Heel wat infrastructurele ingrepen blijken echter beperkt in tijd of ruimte. Denken we bijvoorbeeld aan drempels of plateaus: op een bepaalde plaats kunnen ze de snelheid wel even beperken, vlak erna
1
O.a. TOIVANEN, S., KALLBERG, V.-P., Framework for assessing the impacts of Speed, 9th International Conference Road Safety in Europe, 21-23 September 1998, Bergisch Gladbach, 1998, 53 p.; ETSC 1995, Reducing Traffic Injuries Resulting from Excess and Inappropriate Speed, Brussel, 40 blz. 2 Road Safety Charity Brake Speed Conference, mei 2006. 3 Deze analyse doet niets af van de vaststelling dat men deze cijfers – gelet op de kwaliteit van de registratie – met de nodige voorzichtigheid moet behandelen.
geven veel bestuurder extra gas. 4
Een gelijkaardig resultaat vond men bij snelheidscamera’s.5 Dat
ook een goed handhavingsbeleid belangrijk is, wordt niet alleen in eigen land aangetoond door het aanwijsbaar gewijzigde snelheidsgedrag maar vooral door de effecten van handhaving op de ongevalcijfers in Frankrijk. Maar handhaving als enige oplossing zien om het snelheidsgedrag te wijzigen, is een verkeerde opvatting. Men moet geen specialist zijn om te beseffen dat handhaving op elk ogenblik van de dag en op elke plaats, niet mogelijk en wellicht niet wenselijk is.
4
PAU, M., ANGIUS, S., Do speed bumps really decrease traffic speed ? An Italian experience., in Accident Analysis and prevention, 2001, 33, p. 585-597. 5 KEEMAN, D., “Speed cameras – how do drivers respond?”, in Traffic Engineering and Control, 2004, 43 (3), p. 104-111.
Tabel 1 : Onderzoeken naar de gevolgen van snelheidswijzigingen
GEVOLG VAN DATUM
LAND
SOORT WEG
SNELHEIDSWIJZIGING
GEVOLG VAN DE
WIJZING OP
SNELHEIDSWIJZIGING
DODELIJKE SLACHTOFFERS
1985
Zwitserland
1985
Zwitserland
1985
Denemarken
Van
Snelweg
130
naar
120
km/uur
Landelijke wegen Bebouwde kom
VSA
Snelweg
Van 100 naar 80 km/uur
Van 60 naar 50 km/uur
naar 65 mijl/uur (104,6 km/uur) Van
100
12 % daling
snelheid met 5 km/uur
Van 55 (88,5 km/uur) 1987
Daling gemiddelde
Daling gemiddelde
6 % daling
snelheid met 10 km/uur Daling gemiddelde
24 % daling
snelheid met 3-4 km/uur Toename gemiddelde
19-34
snel-heid met 2-4
toename
mijlen/uur (3,2-6,4 km/uur)
naar
110
Toename
km/uur Australië
1987
6
(Melbourne)
Landelijke
Van
110
wegen
km/uur
%
gewonden naar
100
met
24,6 % Daling gewonden
met
19 % Daling 1989
Zweden
Snelweg
Van 110 naar 90 km/uur
van
(mediaan)
snelheid met
21 % daling
14,4
km/uur
1996
Finland
Snelweg
120 100 km/uur
Daling
Andere
100 80 km/uur
snelheid
wegen
(niet
gemiddelde 94
naar
88
km/uur
bebouwde kom)
6
CEMT, Road Safety Speed Management, CEMT/CM(2006)19, 19 april 2006, JT03207708, 9 blz.
Daling van
kosten
ongevallen
met 27 %
Daarenboven staat de huidige trend van toenemende vermogens, gewicht en topsnelheid haaks op het snelheidsbeleid. Blijkbaar is het beleid van de autoconstructeurs nog ver af van de wens om een meer leefbare en duurzame verkeersomgeving te creëren. 7 Dit alles is niet zo utopisch als sommigen denken. De Europese Conferentie van Ministers van Vervoer biedt immers al de basis. Indien men uitvoering geeft aan de Richtlijn nr. 91/5 van de Europese Conferentie van Ministers van Vervoer (i.v.m. het vermogen en de topsnelheid van voertuigen) komt men dicht bij een argumentarium om hieraan juridische invulling te geven. Dat de topsnelheid van wagens een probleem vormt, wordt ook door de Europese Conferentie van Ministers van Vervoer opgemerkt 8. Zij stelt vast dat bijna alle personenwagens die in 2006 verkocht werden, sneller kunnen rijden dan 150 km/uur, wat meer is dan de toegelaten maximumsnelheid in bijna alle landen. Ze bedenkt daarbij dat een beperking van de maximumsnelheid van auto’s misschien toch wel overwogen zal moeten worden. Binnen de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) en de Conferentie van
Europese
Ministers
van
Transport
(CEMT)
werd
een
gezamenlijke
werkgroep
rond
snelheidsmanagement opgestart. In deze werkgroep werd aandacht geschonken aan ITStoepassingen die een snelheidsbeheersing mogelijk maken, waaronder ISA. De CEMT en OESO pleiten voor een progressieve implementatie van ISA. Dit resulteert in mogelijke acties: • alle nieuwe wagens moeten worden uitgerust met aanpasbare snelheidsbegrenzers; • in een tweede stap, wanneer dit praktisch mogelijk is, met vrijwillige (informatieve) of ondersteunende ISA (statisch en eventueel variabel); • op langere termijn wordt — gelet op de effectieve veiligheidsvoordelen — gepleit voor gesloten ISAsystemen; • om de voordelen van ISA mogelijk te maken worden de regeringen aangezet om digitale snelheidsdatabases te maken. Om ISA maar ook een efficiënt snelheidsmanagement mogelijk te maken is het ontwikkelen van een accurate snelheidskaart een basisvoorwaarde.
7
DE MOL, J., LAVRYSEN, L., VLASSENROOT, S., Toenemend vermogen, topsnelheid en gewicht van auto’s en de productaansprakelijkheid van de autoconstructeur (Increasing power, top speed and weight of cars. (Product liability of car manufacturers), CVS, Rotterdam, 2006, CVS 06.13, boek Samenwerken is Topsport, Stichting Vervoersplanologisch Speurwerk, blz. 993- 1013. 8 CEMT, Road Safety Speed Management, CEMT/CM(2006)19, 19 april 2006, JT03207708, 9 p. OESO, Speed Management, Transport Research Centre, Parijs, oktober 2006, 282 p.
Enquête bij de Vlaamse wegbeheerders
Het opbouwen van beleidsmaatregelen, en vooral het succes van de implementatie ervan, hangt af van een degelijke kennis van de betrokken actoren. Binnen het verkeersveiligheidsbeleid spelen de wegbeheerders een belangrijke rol. Om die reden werd in deze studie geopteerd voor een ruime bevraging van de gemeentelijke wegbeheerder. Daarbij werd zowel gepeild naar de bestaande organisatiestructuur en de aanvaardbaarheid ervan als naar een wenselijke organisatiestructuur; heel wat vragen hadden het specifieke over het snelheidsbeleid en in het bijzonder over de beschikbare snelheidsdata. De resultaten van de bevraging geven een goede doorsnede van de Vlaamse gemeentelijke wegbeheerders. Zowel inzake gemeentehiërarchie als provinciale verdeling is de groep respondenten meer dan aanvaardbaar. Van de 308 gemeentelijke wegbeheerders stuurden er 193 de enquête ingevuld terug. Dat is een respons van 63 %. Gesteld tegenover het totale Vlaamse gemeentelijk wegennet is dit 68 %. In absolute cijfers is dat 35.032 op 51.502 km. Bovendien hebben 11 van 13 centrumgemeenten aan de enquête meegewerkt.
Systematisch bijhouden van snelheidsinformatie Bij het opstellen van een snelheidskaart is de medewerking van de wegbeheerders essentieel, niet alleen voor de basisopmaak van de kaart maar vooral voor de updating. Uit de enquête blijkt dat voor het Vlaamse gewest 38 % of 72 van de gemeenten, systematisch snelheidsinformatie bijhoudt. Er zijn nog provinciale verschillen: in Limburg wordt door 52 % van de gemeenten bijgehouden terwijl dit in de provincie West-Vlaanderen slechts 28 % bedraagt. In km weg uitgedrukt is er in het Vlaamse gewest systematische informatie op bijna 30 % van de gemeentewegen (308 gemeenten); ten overstaan van het totale aantal km van de respondenten is dit 43 %. Opvallend is dat 8 van de 13 centrumsteden systematisch snelheidsinformatie bijhouden.
Opslag van de informatie Voor het omsluiten van de informatie is belangrijk om te weten hoe deze informatie is opgeslagen. Voor Vlaanderen duiden 61 % van de respondenten (43 gemeenten) aan dat ze in een elektronische vorm is opgeslagen terwijl dit nog in 39 % in papieren vorm gebeurt. Bij het opmaken van een snelheidskaart is het al dan niet digitaal beschikbaar zijn van de data van groot belang. Gesteld naar het totale aantal kilometer van alle gemeente wegen is er voor 21 % van de gemeentewegen in Vlaanderen digitale informatie beschikbaar; wanneer dit gesteld wordt tegenover het totale aantal km wegen van de respondenten is dit 31 %. Over meer dan 1/5 van de gemeentewegen is snelheidsinformatie in digitale vorm beschikbaar.
De volgende vragen in de bevraging hadden betrekking op de aard van elektronische opslag. De mogelijkheden waren niet in databankvorm, enkel in databankvorm, databank met relatie tot de kaartprojectie (GIS) en andere. In West-Vlaanderen is de elektronische opslag een databank die gerelateerd is aan kaartprojectie, erg hoog: 83 % (5 gemeenten op 6). Voor Vlaams Brabant beperkt men zich tot een loutere databankopslag (63 %; 5 gemeenten op 8) terwijl Antwerpen de elektronische opslag niet in een databankvorm heeft (36 %; 4 op 8); belangrijk voor de Antwerpse respondenten is dat 27 % aangeeft dit in een andere vorm op te slagen (meest opgegeven is Autocad).
VORM ELEKTRONISCHE OPSLAG 90% 83% Oost-Vlaanderen
80%
West-Vlaanderen Antwerpen
70%
Vlaams-Brabant Limburg
63%
Vlaamse Gewest
60%
50% 44%
44%
40% 40%
36% 36% 30%
30%
20%
30%
20%
18%
18%
13%
27%
25%
25% 17% 11%
10%
9%
10% 0%
0%
0% 0%
0% Databank met relatie tot kaartprojectie
Enkel als databank
Niet in databankvorm
Anders
Hoe worden de snelheidslimieten opgenomen ? De wijze waarop de snelheidszone wordt aangeduid, kan op verschillende manieren gebeuren Deze vraag liet een combinatie van antwoorden toe omdat werd verondersteld dat de snelheidsopslag in dezelfde gemeente verschillende vormen kon aannemen. Uit de antwoorden blijkt dit ook. Voor het Vlaamse gewest wordt door de respondenten aange-geven dat 39 % gebeurt via de positie van het bord terwijl de volledige aanduiding van de straat in 64 % van de gevallen gebeurde. De aanduiding via het bord is erg laag in Antwerpen en Limburg; de andere provincies (OostVlaanderen: 71 %, Vlaams-Brabant: 67 % en West-Vlaanderen: 40 %) hebben een percentage dat hoger is dan het Vlaamse gemiddelde.
De volledige aanduiding van de straat gebeurt in 64 % van de respondenten die een elektronische datagaring kenden. West-Vlaanderen met 88 % en Vlaams-Brabant met 67 % overstijgen dit Vlaamse gemiddelde.
PLAATSAANDUIDING SNELHEIDSZONE 100% 88%
Oost-Vlaanderen
90%
West-Vlaanderen Antwerpen
80%
Vlaams-Brabant
71% 70%
Limburg
67%
67%
Vlaamse Gewest
64% 60% 57%
60%
50% 43% 40%
39%
40%
30%
20% 14%
14%
13%
14%
13% 9%
10% 0%
0%
0% positie bord
volledige aanduiding van straat
anders
Hoe wordt de snelheidsinformatie opgenomen ? Bij het opbouwen van een snelheidskaart is het belangrijk om te weten hoe men de snelheidsinformatie op gemeentelijke wegen heeft verzameld. Er zijn drie specifieke antwoorden mogelijk: exacte geografische coördinaten, kilometerpaalaanduiding, huisnummersituering en anderen.
Zoals kon verwacht worden, is er geen enkele bordaanduiding via kilometerpaal. Dit is verklaarbaar doordat enkel op gewestwegen een systematische kilometerpaalaanduiding aanwezig is. De exacte coördinaten worden slechts in beperkte mate gebruikt; voor het Vlaamse gewest is dit 15 %. Buiten West- Vlaanderen met 40 % en Limburg met 0 %, situeren de respondenten van de andere provincies zich rond het Vlaamse percentage. De meeste gemeenten geven een plaatsaanduiding ter hoogte van een huisnummer; voor Vlaanderen is dit 45 %; Limburg (63 %) en Vlaams-Brabant (67 %) en Oost-Vlaanderen (57 %) hebben hogere aandelen. Het hoeft dan nauwelijks verwondering te wekken dat het grootste deel van de snelheidsinformatie via de politiereglementen wordt vergaard.
Beleidsmatige invulling – beleidskader Voor vele gemeenten is het verkeersveiligheidsbeleid een belangrijk aandachtspunt. Om binnen dit verkeersveiligheidsbeleid een snelheidsbeleid te voeren, moet de gemeente kunnen terugvallen op een referentiekader. Immers telkens ad hoc afwegen of op een bepaalde weg of deel ervan een bepaalde snelheid moet gelden, staat meestal haaks op een samenhangend verkeersbeleid. In de enquête werd gevraagd of bij het opstellen van snelheidsreglementen, zoneborden, verplichte routes (éénrichtingsstraten), verplichte routes voor bepaalde voertuigen en de parkeerreglementering, het mobiliteitsplan als referentiepunt wordt gebruikt. Het aantal gemeenten dat het mobiliteitsplan nooit als referentie voor het snelheidsbeleid gebruikt, is erg beperkt; slechts 11 % van de respondenten geeft aan dit niet te doen. 45 % zegt soms het mobiliteitsplan als referentie te gebruiken terwijl 42 % van de gemeenten dit altijd doet. Men moet tevens voor ogen houden dat in de periode van het opmaken van sommige mobiliteitsplannen men nog geen rekening kon houden met een aantal nieuwe beleidsmaatregelen (toepassingsmogelijkheden zone 30, schoolomgeving, …) en nieuwe inzichten in de verkeersveiligheid. Door het ontbreken van een systematische herziening van de mobiliteitsplannen ontstaat er een kloof tussen het oorspronkelijke beleidsplan en de maatschappelijke evolutie. Ook bij het opstellen van verkeersreglementen snelheidszone wordt het mobiliteitsplan als referentiekader gebruikt: slechts 13 % van alle respondenten doet dit niet . Het mobiliteitsplan wordt het minst als referentiepunt voor het aanduiden van verplichte routes gebruikt; 21 % van de respondenten doet dit niet. Bij het opstellen van aanvullende verkeersreglementen voor ‘Verplichte routes voor bepaalde voertuigen’ wordt door 16 % van de gemeentelijke wegbeheerders niet naar het mobiliteitsplan gerefereerd. Daarenboven geeft 8 % van de respondenten geen antwoord. Dit kan vermoedelijk verklaard worden omdat dergelijke aanvullende verkeersreglementen slechts in een beperkt aantal gevallen door een gemeente alleen kunnen genomen worden. Het aangeven van verplichte routes heeft meestal een effect op de verkeersafwikkeling van de omliggende gemeenten. Hier blijkt een sturing op provinciaal of Vlaams niveau nodig te zijn. Het opstellen van parkeerreglementen wordt in 18 % van de respondenten niet getoetst aan het mobiliteitsplan. Ook hier kan men vermoedelijk verwijzen naar het achterhaald zijn van mobiliteitsplannen. Door de evolutie binnen het gemeentelijke parkeerbeleid (betalend parkeren, bewonersparkeren, gemeentelijke controle en inning van retributies,…) kunnen de meestal vroeger opgestelde mobiliteitsplannen hier geen accurate referentie vormen.
MOBILITEITSPLAN ALS REFERENTIE SNELHEIDSHEIDSREGLEMENTEN Oost-Vlaanderen West-Vlaanderen Antwerpen Vlaams-Brabant Limburg Vlaamse Gewest
64%
70%
54% 60%
53%
54%
49% 50%
40% 41% 48%
40%
31%
33%
34%
30% 18% 20%
11%
13%
30% 11% 11%
10%
4%
0% Neen
Soms
Altijd
snelheidsreglementen
Het mobiliteitsplan wordt door de gemeenten als een belangrijk beleidsinstrument ervaren. Dit wordt sterk benadrukt door het feit dat 40 % van de gemeenten altijd en 35 % soms, motiveren indien een verkeersreglement afwijkt van het mobiliteitsplan. Slechts in ¼ van de gemeenten is er geen verantwoording. Het mobiliteitsplan is in de huidige vorm voor 79 % van de respondenten de toetssteen voor het verkeersveiligheidsbeleid. Indien de ruimtelijke hiërarchie van gemeenten (RSV) wordt bekeken, blijkt dat ook in het buitengebied dit ruim (74 %) als een goede beleidsreferentie voor het verkeersveiligheidsbeleid wordt beschouwd. Verschillende voorstellen om het mobiliteitsplan als beleidsmiddel te verbeteren, worden door de gemeentelijke wegbeheerders onderschreven:
• Het meerdeel van de gemeente wil het mobiliteitsplan een bindend karakter geven (slechts een beperkt aantal gemeenten (14 %) is niet akkoord). • De samenwerking en overleg tussen de omliggende gemeenten kan het mobiliteits-plan verbeteren en versterken: hiermee is slechts 4 % van de gemeenten niet akkoord. • Het afstemmen van het mobiliteitsplannen op andere gemeentelijke beleidsplannen wordt door 74 % onderschreven; slecht 6 % is hiermee niet akkoord
Plan van aanpak
Op basis van een enquête bij gemeentelijke wegbeheerders kunnen de verschillende stappen om een snelheidsdatabank op te bouwen, worden aangeduid. Daarbij wordt rekening gehouden met de Europese standaardisering, de bestaande procedures en wat op het terrein haalbaar is. Dit moet leiden tot het stroomlijnen van bepaalde processen, dataverzameling en het up-to-date houden van de snelheidsdatabank.
Opbouw van samenwerkingsverbanden Uit de landen waarin de snelheidsdatabank (Zweden, Finland, ) al opgebouwd of in opbouw is, kan men de nodige en nuttige ervaring halen. In Finland werd een specifieke wettelijke regeling opgesteld waardoor de basis werd gelegd voor het afsluiten van contracten met de wegbeheerders. Daarenboven werd in deze wetgeving het statuut van de database vastgelegd, werden de financiële regelingen bepaald, de vorm en procedures voor de datacollectie en updating, copyright afspraken, de toepassings-voorwaarden van de databank en een duidelijke omschrijven van de rechten en plichten van de partners.
Opstartfase
Wie levert de data? Uit het literatuuronderzoek blijkt dat de verschillende wegbeheerders moeten instaan voor het aanleveren van de snelheidsdata. Voor Vlaanderen zijn dit het Vlaamse Gewest en de 308 gemeentelijke wegbeheerders. Uit de bevraging blijkt dat 38 % van de gemeenten die antwoorden (respons was 63 % van de gemeentelijke wegbeheerders) systematisch snelheidsinformatie bijhouden. Daarvan wordt er voor 31 % van het totale aantal km gemeentewegen, de informatie in digitale vorm beschikbaar. Hieruit blijkt dat er een degelijke basis is waarop de snelheidsdatabank kan worden opgebouwd. Vermits er bij de gemeenten die de snelheidsdata niet systematisch bijhouden nog wat verschillen zijn, zal ofwel geopteerd moeten worden om de data in verschillende formaten op te slaan ofwel de gemeenten aan te zetten –via een handig instrument dat op het terrein de juiste positie van het bord bepaalt- de data te verzamelen. De eerste optie heeft het voordeel dat op korte termijn de snelheidsdata beschikbaar is; in de tweede optie moet gerekend worden op verschillende maanden om de data te verzamelen. Wellicht is het mogelijk om beide methodes te combineren waardoor zowel kwantiteit als kwaliteit kan gewaarborgd worden.
De gemeentelijke wegbeheerders kunnen de data overmaken:
• Data in digitale vorm (nu al voor 31 % van de gemeentewegen beschikbaar) • Data in analoge vorm (op een papieren kaart worden de gegevens aangeduid en in een bijgevoegde tabel worden de geregistreerde data vermeld. Via de aanvullende verkeersreglementen worden enkel de afwijkingen aangeduid.) • Rapporteren via de webapplicatie: de verzamelde data wordt door de gemeentelijke wegbeheerder ingebracht (kan voor eerste data en voor updating). Wanneer geen samenwerking met een gemeentelijke wegbeheerder op korte termijn kan gesloten worden –een wettelijk kader kan die garantie wel bieden- dan zal het gewest zelf voor de dataverzameling moeten instaan. Welke data beschikbaar gesteld moeten worden, is afhankelijk van de door het beleid te nemen opties. De databank zou naast de snelheidsdata ook de mogelijkheid moeten bieden om andere verkeersborden /verkeersreglementen in te brengen. Op deze wijze kan vooral aan de gemeen-telijke wegbeheerder het voordeel voor het gemeentelijke verkeersveiligheids- en mobiliteits-beleid worden aangeboden.
Toolontwikkeling De toolontwikkeling heeft betrekking op de databankstructuur en het interface. Voor de databankstructuur kan gerefereerd worden naar de richtlijnen die in Europese onderzoeken (Speed Alert, Act Map, Zweeds architectuur) werden ontwikkeld. Het interface slaat op het ontwikkelen van een eenvoudige applicatie die toelaat om de data in te geven, te bewerken en te updaten. Zeer belangrijk voor die gemeenten die de data niet op systematische wijze verzamelen is een GPSunit voor opname verkeersborden op het terrein.
Databewaking en updating Hoewel van bij de eerste invoer kwaliteitseisen aan de data moeten gesteld worden, zal vooral naarmate de data-input vordert en vooral het aantal toepassingsmogelijkheden stijgt, zullen de kwaliteitseisen steeds strenger worden. Primaire eisen zijn de beschikbaarheid, de compleetheid, correctheid en accuraatheid van de data. Secundair is het consistent (voldoen aan de standaarden) zijn het up-to-date houden van de data. De updating moet met verschillende mogelijke wijzigingen rekening te houden: vaste borden, vaste borden van tijdelijke aard, variabele borden om snel, wijzingen mogelijk te maken en variabele borden van mobiele aard.
Dataoutput De databank moet in relatie gebracht met een kaart of GIS applicatie. Daarbij moet de bruikbaarheid voor de eindgebruikers voor ogen worden gehouden.
De eindgebruikers zijn in eerste instantie de wegbeheerder maar de private sector moet hierbij worden betrokken. Het lijkt logisch deze dataoutput ook voor de belanghebbende administraties (griffie, douane,…) beschikbaar te stellen. Aan elke snelheidslocatie zou het bijhorende verkeersreglement moeten worden verbonden. Op deze wijze wordt de taak van griffies (Justitie) enorm vereenvoudigd.
Beslissings- en uitvoeringsprocessen (haalbaarheid en optimalisatie) De huidige federale voogdij voor aanvullende verkeersreglementen zal vanaf 1 januari 2008 vervangen worden door de gewestelijke voogdij. De voogdij speelt niet alleen een belangrijke rol in het uitvoeren van het verkeersveiligheidsbeleid maar ook in het opmaken en updaten van de snelheidskaart. De nieuwe voogdij kan bepaalde aanvullende verkeersreglementen –eventueel mits voorwaarden- uit de voogdij halen. Uit de bevraging blijkt dat de meeste gemeentebesturen (79 %) het gemeentelijke mobiliteitsplan als een belangrijke toetssteen voor het verkeersveiligheidsbeleid. Voor het voogdijvrijmaken van bepaalde verkeersreglementen, opteren 48 % voor het in overeenstemming zijn met het mobiliteitsplan. Op deze wijze wordt het verkeersveiligheidsbeleid ingebed in een beleidsplan. Dit waarborgt een veel grotere responsabilisering van de gemeenten. Dit betekent ook dat er veel beter zal gewaakt worden over de kwaliteit van het mobiliteitsplan als beleidskader. Meewerken aan een snelheidskaart kan voor de gemeente de noodzakelijke input leveren voor een snelheidsmanagement. Een wettelijk kader voor de snelheidskaart –cfr. Finland- moet worden opgesteld. In dit wettelijke kader moet minimaal worden aangegeven: het statuut van de database, de financiële regelingen, de vorm en procedures voor de datacollectie en updating, copyright afspraken, de toepassingsvoorwaarden van de databank en de rechten en plichten van alle partners. Binnen de modaliteiten van de dataopbouw zullen richtlijnen moeten opgebouwd worden rond inhoudelijke aspecten, tijdstip en locatie. Zoals aangegeven zal in eerste instantie moeten geopteerd worden voor het opnemen van de statische snelheidsinformatie en zullen in een tweede fase de procedures voor een dynamische databank moeten ontwikkeld worden. Het ontwikkelen van een dynamische databank houdt –buiten specifieke
procedures
en
kwaliteitsbewaking
van
de
data-
het
opbouwen
van
een
verkeersmanagement op het Vlaamse niveau in. Dit Vlaamse verkeersmanagement (Verkeerscentrum) zal vooral de veranderende aspecten als locatie, timing en snelheidswijziging voor het ganse Vlaamse grondgebied moeten beheren. Een coördinatiepunt op provinciaal en/of Vlaams niveau moet worden voorzien om op deze wijze grensoverschrijdende aspecten te stroomlijnen. Maatregelen van de ene gemeente kunnen zowel op het snelheidsgedrag als op het mobiliteitsgedrag (bv. vrachtverkeerroutes) van bestuurders een effect hebben.
Indien de maatregelen beperkt worden tot de gemeentegrens kunnen hieruit nadelige gevolgen voor de andere gemeenten voortspruiten.
Communicatieplan Het opbouwen van een snelheidskaart kan pas lukken indien alle wegbeheerders overtuigd zijn van het nut ervan. Het aanduiden van een win-win-situtatie voor alle wegbeheerders is een noodzakelijk onderdeel dat aansluit bij het wettelijke kader, de databeschrijving en het beslissings- en uitvoeringsproces (bestaand en toekomstig). Binnen de voordelen van een snelheidsdatabank voor de gemeentelijke wegbeheerder kunnen vermeld worden: • Opbouw eigen snelheidsmanagement • Een structureel zicht op alle snelheidsborden (c.q. verkeersborden) • Voogdij/toezicht kan vereenvoudigen • Koppeling tussen het verkeersreglement en de locatie biedt voordelen voor de gemeente en andere administraties; oversturen van reglementen kan ofwel elektronisch of automatisch controleerbaar zijn door griffies/administratief toezicht. • Basis voor het actualiseren van het mobiliteitsplan en verkeersveiligheidsbeleid.
Door deze win-winsituatie kunnen de gemeentelijke wegbeheerders meer gemotiveerd worden om de databank effectief en efficiënt te gebruiken en aan te vullen. Hierdoor kan de kwaliteitsbewaking verzekerd worden. Binnen dit communicatieplan zullen vooral de voordelen voor het verkeersveiligheidsbeleid en het snelheidsmanagement in het bijzonder moet belicht worden. In dit communicatieplan moeten ook alle geïnteresseerde actoren betrokken worden.
Besluit
Onaangepaste snelheid wordt als een ernstig veiligheidsprobleem beschouwd. De werkgroep CMT/OECD duidt aan dat de bevoegde overheid een coherent snelheidsmanagement moet ontwikkelen.
ISA-systemen in alle nieuwe wagens zijn het middel om snelheidsbeheersing mogelijk te maken. Daartoe is het nodig dat alle regeringen digitale snelheidsdatabanken opmaken. In Vlaanderen is het opmaken van een snelheidskaart/snelheidsdatabank haalbaar omdat voldoende gemeenten ofwel over digitale snelheidsinformatie beschikken ofwel op systematische wijze deze bijhouden.
Een specifiek plan van aanpak dat zowel rekening houdt met de moeilijke opstartfase als met databewaking, dataoutput, beleidsprocessen en communicatie, is noodzakelijk om met alle wegbeheerders een dergelijk project uit te werken. Bij het opstellen van een snelheidsdatabank/snelheidskaart moet de Europese context steeds als maatstaf
worden
genomen.
Een
acurate
snelheidsdatabank/snelheidskaart
kan
zowel
voor
personenvervoer als voor goederenvervoer leiden tot het versterken van het verkeersveiligheidsbeleid.
1
SUPERTRUCKS : VERHOGEN VAN DE VERVOERSEFFICIËNTIE ZONDER NADELIGE NEVENEFFECTEN
B.J. Vannieuwenhuyse, Vlaams Instituut voor de Logistiek L.S. De Munck, Vlaams Instituut voor de Logistiek
Abstract
De laatste jaren komen supertrucks of lange en zware vrachtwagens (LZV’s) steeds meer onder de aandacht. Een LZV staat doorgaans voor een vrachtwagencombinatie met een max. lengte van 25,25m en een max. gewicht van 60 ton. De meningen over deze supertrucks zijn sterk verdeeld. Diverse EU-lidstaten experimenteren ermee. Wat doet België? In het debat rond supertrucks overheersen vaak slogans en clichés. Het Vlaams Instituut voor de Logistiek (VIL) wou dit thema objectief bestuderen. Temeer omdat steeds meer industriële actoren de optie supertruck ernstig overwegen. Individuele spelers kunnen evenwel niet zomaar met LZV’s experimenteren. Daar is een gepast regelgevend kader voor nodig. België heeft hier vooralsnog geen werk van gemaakt. Een stand-van-zakenstudie plaatste de supertruck in een breder logistiek kader en ging na welke bedrijfs-economische opportuniteiten deze truck heeft, zonder de andere dimensies, zoals infrastructuur, milieu en veiligheid, uit het oog te verliezen. Zo kan het VIL een eenduidig en rationeel standpunt innemen in het politiek-maatschappelijk debat dat de komende maanden en jaren ongetwijfeld zal gevoerd worden.
Inleiding
De laatste jaren komen supertrucks of lange en zware vrachtwagens (LZV’s) steeds meer onder de aandacht. De meningen over deze langere en/of zwaardere voertuigen zijn verdeeld: er zijn voorstanders, maar ook rabiate tegenstanders. Naargelang het kamp heeft men het ook wel over ecocombi’s/ecoliners of over megavrachtwagens/monstertrucks.
In het debat rond supertrucks overheersen vaak slogans en clichés. Het Vlaams Instituut voor de Logistiek (VIL) wil dit thema objectief bestuderen. Temeer omdat steeds meer industriële actoren de optie supertruck ernstig overwegen. Individuele spelers kunnen evenwel niet zomaar met LZV’s experimenteren. Daar is een gepast regelgevend kader voor nodig. België heeft hier vooralsnog geen werk van gemaakt. Het VIL wil de supertruck in een breder logistiek kader plaatsen en nagaan welke bedrijfseconomische opportuniteiten deze truck
heeft, zonder de andere dimensies, zoals
infrastructuur, milieu en veiligheid uit het oog te verliezen. Op basis van deze stand-van-zakenstudie wenst het VIL een eenduidig en rationeel standpunt in te nemen in het politiek-maatschappelijk debat dat de komende maanden en jaren ongetwijfeld zal gevoerd worden.
Wat transport betreft, neemt het VIL een multimodaal standpunt in. Dit betekent dat het VIL zich modusneutraal opstelt. Het goed uitgebouwde en dichte Vlaamse multimodale netwerk is één van de belangrijkste troeven van logistiek Vlaanderen. Door het verspreiden van kennis over de verschillende
transportmodi wil het VIL logistieke beslissingnemers helpen de meest geschikte transportoplossing te vinden voor hun goederenstromen in hun specifieke bedrijfscontext. Deze oplossing kan zowel unimodaal zijn, bv. deur-tot-deur wegtransport, als intermodaal, waarbij verschillende modi gecombineerd worden in één traject. Het VIL wenst de beschikbare capaciteiten in de verschillende transportnetwerken optimaal te laten benutten ten gunste van de Vlaamse logistiek en economie. Dit zou ook de algemene doelstelling moeten zijn van het Vlaamse transportbeleid.
Doordat de concurrentie stijgt en de logistieke kosten een steeds groter gedeelte van de totale productkost vormen, zoeken verladers continu manieren om deze logistieke kosten onder controle te krijgen of zelfs te reduceren. Een voor de hand liggende kost is de transportkost. Figuur 1 onderscheidt drie verschillende niveaus waarop een bedrijf het transport beter kan organiseren.
Figuur 1 : Transportbesparingsladder
Voorkom transport (preventie)
Maatschappelijk oogpunt
Kies een geschikte modal split (modal shift)
Bedrijfsoptiek
Doe het slim en efficiënt over de bestaande modi (efficiëntie)
Bron: Buck Consultants International, 2004
In een markteconomische context zoeken bedrijven meestal eerst naar verbeteringen in het bestaande wegtransport vooraleer ze kijken naar mogelijkheden en opportuniteiten van alternatieve modi. Tot slot kunnen ze ook overgaan tot transportpreventie: de vraag naar transport verkleinen door bv. in te grijpen in het design van het product of het productieproces.
Het maatschappelijk discours gaat vaak in tegengestelde richting: in de eerste plaats transport voorkomen, vervolgens naar zo milieuvriendelijk mogelijke transportmodi zoeken en, enkel indien er geen betere optie is, het transport efficiënt over de weg organiseren.
Het VIL wenst deze twee verschillende benaderingen in overeenstemming te brengen.
De drie niveaus van transportoptimalisatie zijn onlosmakelijk verbonden (figuur 1). Het is niet aangewezen alle inspanningen te richten op één van de niveaus. Dit geldt zowel voor de bedrijven die op zoek zijn naar geschikte transportoplossingen, als voor de overheden die een doelgericht transport-
beleid uittekenen. Zo wordt een evenwichtige modal split keuze (d.i. verdeling over de verschillende transportmodi) en een doorgedreven aandacht voor besparingen in transportkilometer aangevuld met een continue inspanning om de efficiëntie van de bestaande processen te verbeteren (onderste niveau, figuur 1). Goederen in grotere trucks vervoeren, kan hiervan een uiting zijn. Dit zou de eenheidskost per te transporteren product kunnen verminderen; het transport wordt bijgevolg kostenefficiënter. Het inzetten van lange en zware voertuigen (LZV’s) maakt transport wellicht ook milieu-efficiënter. Te veel focussen op transportefficiëntie, zonder permanente aandacht voor een evenwichtige modal split, zou echter voor het transport in het algemeen en voor de Vlaamse logistiek in het bijzonder geen goede zaak zijn. Een gedifferentieerde benadering is een must. Het VIL besteedt hieraan bijzondere aandacht.
In een VIL-Series (2007.003) wordt verslag uitgebracht van deze stand-van-zakenstudie. De opportuniteiten en bedreigingen van LZV’s staan centraal. Via een objectieve analyse gaat deze publicatie na welke kansen deze trucks aan logistiek Vlaanderen kunnen bieden, zonder de ruimere maatschappelijke gevolgen uit het oog te verliezen. In deze paper wordt ingegaan op de belangrijkste studiebevindingen.
Introductie van de supertruck
Definitie
Doordat elk land een eigen naam én specifieke karakteristieken hanteert, bestaat er heel wat verwarring over het begrip “lange en zware vrachtwagen” (LZV) of “supertruck”. In de Vlaamse context gaat het, net zoals in Nederland, om een vrachtwagencombinatie met een maximale lengte van 25,25 m en een maximaal gewicht van 60 ton. De maximale lengte van een reguliere
vrachtwagencombinatie voor een vrachtwagen met aanhanger of aanhangwagen bedraagt 18,75 m en voor een trekker met oplegger 16,5 m. Het maximaal gewicht is van 40 ton, behalve voor gecombineerd vervoer, waar 44 ton is toegelaten. Sommige landen laten zwaardere en langere combinaties toe. Tabel 1 somt de karakteristieken van verschillende types op.
Tabel 1 : Toegelaten afmetingen en gewichten
Lange en zware vrachtwagen (LZV)
Reguliere vrachtwagencombinaties Trekker met oplegger
Vrachtwagen Onderwerp van met onderzoek aanhangwagen
Combinaties toegestaan buiten Europa
B-double
A-double
A-triple
AAB-quad
Lengte
16,5 m
18,75 m
25,25 m
25,36 m
27,43 m
40,78 m
48,85 m
Gewicht
44 ton
40 ton
60 ton
62,5 ton
79 ton
119 ton
146 ton
Een LZV bestaat uit een trekker of motorvoertuig waaraan, eventueel met behulp van een dolly of koppelschotel, één of meerdere opleggers of aanhangers gekoppeld worden. Figuur 2 geeft de combinaties die in Nederland gebruikt worden grafisch weer.
Figuur 2 : Veelgebruikte varianten van de LZV
maximaal 25,25 m trekker - oplegger aanhanger (TOA) trekker - oplegger met koppelschotel - oplegger (TOO)
Koppelschotel
vrachtwagen - dolly oplegger (VDO) vrachtwagen - aanhanger aanhanger (VAA)
Dolly Omdat niet alle vrachten en trajecten geschikt zijn voor transport met LZV’s, werd het modulair systeem ontwikkeld. Dit laat toe drie vrachtwagen-combinaties van maximum 18,75 m lang op een flexibele manier te combineren tot twee LZV-combinaties van 25,25 m lang. Een transporteur kan bijgevolg met hetzelfde materieel reguliere en LZV-ritten uitvoeren, hij moet enkel investeren in een dolly (figuur 3).
Figuur 3 : Het modulair systeem
maximaal 18,75 m
trekker - oplegger
maximaal 25,25 m
trekker - oplegger - aanhangwagen
vrachtwagen - aanhangwagen vrachtwagen - dolly - oplegger trekker - oplegger dolly
trekker
Er bestaan heel wat synoniemen voor LZV: eurocombi, gigaliner, lange en zware vrachtwagen, langere en zwaardere vrachtwagencombinatie, long-combination vehicle, long haulage transport, megakombi, megavrachtwagen, monstertruck, multi-combination vehicle, roadtrain en supertruck verwijzen naar de grotere omvang en het hoger gewicht van de vrachtwagen; ecocombi en ecoliner leggen de nadruk op de daling van de schadelijke uitstoot per tonkm.
Karakteristieken
Hét voordeel van de LZV is het grotere laadvermogen: in tonnage stijgt het laadvermogen met 40% t.o.v. een reguliere vrachtwagen en in volume stijgt het laadvermogen respectievelijk met 40 en 60% t.o.v. een vrachtwagen met aanhangwagen (tabel 2) en een trekker met oplegger (tabel 3). Hierdoor kan het inzetten van een LZV het aantal af te leggen voertuigkilometer en de kosten per vervoerde tonkm drukken. Bovendien laat het modulair concept toe voertuigen flexibel in te zetten om zo de beladingsgraad te maximaliseren. De LZV kan zo bijdragen tot een efficiënter wegvervoer.
Tabel 2 : Laadvermogen van een LZW en van een vrachtwagen met aanhanger
Vervoerstechnische kenmerken
Reguliere vrachtwagen (18,75m / 40 ton)
LZV (25,25 m / 60 ton)
Winst in laadvermogen
15,65
21,4
+ 37%
Laadvermogen (ton)
29
40
+ 38%
Laadvermogen (m³)
112
156
38
53
+ 39% + 39%
Laadlengte (m)
Laadvermogen (europallets)
Bron: TLN1, aangepast door het OCW2, 2007
Tabel 3 : Laadvermogen van een LZV en van een trekker met oplegger
Vervoerstechnische kenmerken
Reguliere vrachtwagen (16,5m / 44 ton)
LZV (25,25 m / 60 ton)
Winst in laadvermogen
13,6
21,4
+ 57%
Laadvermogen (ton)
29
40
+ 38%
Laadvermogen (m³)
97
156
Laadvermogen (europallets)
33
53
+ 61% + 61%
Laadlengte (m)
Bron: TLN, aangepast door het OCW, 2007
Interesse vanuit de sector Uit een sectoronderzoek van het OCW3 uit 2006 naar de belangstelling van Belgische vervoerders voor LZV’s blijkt dat 53% van de respondenten (vervoerders voor rekening van derden met minstens zes trekkende eenheden) het inzetten van de LZV in de eigen onderneming haalbaar acht. Ook het VIL stelde vast dat heel wat transportbedrijven reeds de eerste stappen hebben gezet om de mogelijkheden van de LZV voor het eigen bedrijf in kaart te brengen (zie verder).
De interesse is vooral groot bij internationaal transport en voor vervoer van containers, afgewerkte wagens en algemene of geconditioneerde goederen. Vervoerders tonen bovendien veel interesse voor routes van en naar de havens en trajecten op de hoofdassen van het land. Meer dan de helft van de
1
Transport Logistiek Nederland
2
Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw
3
Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw
opgegeven LZV-routes met potentieel loopt over de E17, de E19, de E313, de E411, de E40 en de E314.
Hoewel de reële belangstelling uiteindelijk zal afhangen van de door de staat voorgeschreven procedures en opgelegde randvoorwaarden, toont dit onderzoek alvast dat er een draagvlak vanuit de Belgische transportwereld voor supertrucks bestaat.
Stakeholders
Het inzetten van LZV’s houdt zonder twijfel grote opportuniteiten in voor o.a. de logistieke sector. Doordat er ook nadelen aan verbonden zijn, zijn de meningen over het toelaten of regulariseren van de supertruck sterk verdeeld: • Transportorganisaties, transporteurs, logistieke dienstverleners en verladers zijn doorgaans voorstander van de invoering van de supertruck. Zij zien in de LZV een manier om een deel van de mobiliteitsproblemen op te lossen en te komen tot een efficiëntieverhoging van het wegtransport. Hoewel zij erkennen dat supertrucks enkele nadelen hebben, zijn zij van mening dat deze niet opwegen tegen de voordelen. Een aantal verladers wil zo snel mogelijk, liefst nog in 2007, van start gaan met de LZV. • Wegbeheerders, de Vlaamse regering, de gateways en ongeveer de helft van de publieke opinie zijn voorstander van (uitgebreide) praktijktesten die de pro’s en contra’s beter in kaart brengen om vervolgens een gefundeerde beslissing over de toekomst van de LZV te kunnen nemen. • Short Sea Shipping en de Belgische en Europese regering zijn voorstander van uitgebreide theoretische studies naar de effecten van het invoeren van de LZV op het wegennet, de verkeersveiligheid en de eventuele (reverse) modal shift. Zij willen eerst mogelijke negatieve effecten in kaart brengen alvorens over te gaan tot praktijktesten. • De binnenvaart, het spoorvervoer, de Bond Beter Leefmilieu (BBL), de Fietsersbond en de helft van de publieke opinie staan weigerachtig tegenover testen met of een invoering van de LZV. Zij vrezen dat de voordelen niet opwegen tegen de nadelen en wijzen op het veiligheidsrisico voor andere weggebruikers, de schade aan de infrastructuur en de dreigende reverse modal shift doordat door de invoering van de supertruck de concurrentiekracht van de alternatieve modi verzwakt.
Tabel 4 : Situering stakeholder
Voorstanders
Critici, voorstanders van praktijktesten
Critici, voorstanders van verdere theoretische studies
Tegenstanders
Transportorganisaties
Vlaamse regering
Short Sea Shipping
Binnenvaart
Transportbedrijven
Wegbeheerders
Belgische regering
Spoorvervoer
Logistieke dienstverleners
Gateways
Europese regering
Bond Beter Leefmilieu Fietsersbod
Verladers Publieke opinie
In het vervolg van de tekst worden de troeven en opportuniteiten, maar ook de nadelen of bedreigingen van LZV’s beschreven.
Opportuniteiten ontplooien en bedreigingen aanpakken
Supertrucks beschikken zowel over bedrijfseconomische als over milieutechnische en maatschappelijke troeven. Bedrijven kunnen hun transportkost per tonkm significant doen dalen. Hiertoe moet uiteraard de beladingsgraad voldoende hoog blijven. Het modulair concept laat bovendien een flexibele invulling toe.
Ook
de
emissies
van
supertrucks
liggen
een
stuk
lager
dan
die
van
reguliere
vrachtwagencombinaties. Zeker bij volumetransport, en in mindere mate bij massatransport, zijn aanzienlijke milieubesparingen op te tekenen. Om eenzelfde hoeveelheid goederen te vervoeren nemen twee LZV’s bovendien minder ruimte in beslag dan drie reguliere combinaties. Daardoor kunnen supertrucks ook bijdragen tot congestiebeheersing. Een aantal knelpunten mag echter niet uit het oog verloren worden.
Het allereerste is het ontbreken van een aangepast wetgevend kader op Europees niveau. Hoewel proefprojecten op nationaal niveau in de verschillende lidstaten worden toegestaan, moeten in dat geval de nodige ontheffingen op de nationale wetgeving worden verleend. Het bedrijfsleven heeft dus sowieso de steun van de overheid nodig om pilootprojecten op te zetten.
De dreigende reverse modal shift wordt algemeen erkend als een ernstig probleem. De shift van de alternatieve modi terug naar het wegvervoer is echter moeilijk in te schatten. Simulaties spreken elkaar tegen. Ook de inschatting van de modal shift van weg naar alternatieve modi ten gevolge van de invoering van de LKW Maut in Duitsland bleek achteraf niet correct. Ongetwijfeld beïnvloeden, naast de prijsverhouding, ook andere elementen de modale keuze.
Uit Belgisch onderzoek blijkt dat de infrastructurele beperkingen voor LZV’s nogal meevallen. Uiteraard moet er voldoende manoeuvreerruimte zijn op op- en afritten van snelwegen, kruispunten en rotondes en moeten bruggen de impact van de zwaardere combinaties kunnen dragen. Die routes die naar dimensionering en normering voldoen aan de hogere eisen van de supertruck, zouden moeten worden in kaart gebracht.
Ook verkeersveiligheid blijkt bij supertrucks een heikel thema. Mits nauwgezette aandacht voor dit onderwerp betekenen LZV’s geen extra risico voor de verkeersveiligheid. Met het subjectieve onveiligheidsgevoel, opgewekt door de langere en zwaardere voertuigcombinaties, is minder gemakkelijk komaf te maken. Dit gevoel zal pas weggaan wanneer de trucks effectief rijden en het publiek zelf kan ervaren dat het allemaal wel meevalt.
Hoeveel en welke ritten in aanmerking komen om per LZV te laten verlopen, hangt af van de randvoorwaarden die de overheid oplegt. De LZV zou bv. een interessant alternatief kunnen vormen voor havenintern verkeer en voor de bediening van het achterland vlakbij de havens, waar spoorvervoer en binnenvaart geen economisch haalbaar alternatief vormen door de beperkte afstand. Zo kan de resulterende efficiëntieverhoging in het wegvervoer, naast de verbeteringen en optimalisaties gerealiseerd bij de alternatieve modi, bijdragen tot een betere multimodale ontsluiting van de gateways (zeehavens, luchthavens, multimodale platforms). Er wordt globaal een grotere daadwerkelijke capaciteit op de achterlandverbindingen gerealiseerd. Dit is één van de pistes waarop het volgende hoofdstuk dieper ingaat.
De supertruck in Vlaanderen/België
Pistes
Op basis van de internationale ervaringen en de theoretische studies uit Nederland, Duitsland en België, kunnen een hele reeks mogelijke toekomstscenario’s in kaart gebracht worden. Het VIL definieert een aantal onderscheiden pistes met toekomstperspectief, van een afwachtende houding zonder actie over louter gefundeerd onderzoek tot een reeks pistes met praktijkproeven. Hierbij is het belangrijk om op te merken dat LZV’s bedoeld zijn om grote goederenstromen van punt tot punt te vervoeren. Zij zullen bijgevolg ingezet worden tussen gateways, multimodale terminals en industriegebieden, en niet voor stadsdistributie of fijndistributie. Tabel 5 geeft een overzicht van de mogelijke pistes.
Tabel 5 : Mogelijke vervolgpistes
Transport tussen gateways, multimodale terminals en industriezones
Piste Piste 0 Geen actie Piste 1 Gefundeerd onderzoek Reverse modal shift Piste 2 Beperkte proef Gering aantal LZV's Gering aantal trajecten Piste 3 Hinterlandbediening
Piste 4 Uitgebreide proef
Piste 5 Uitgebreide proef
Piste 6 Uitgebreide proef
Piste 7 Uitgebreide proef
Geen praktijkproef
Praktijkproef Maximumgewicht LZV 50 ton 44 ton 60 ton
X X X
X
Uitgebreid aantal LZV's Gering aantal trajecten van en naar de gateways en multimodale terminals Beperkte rijafstand, bv. max. 30 km
X
X
Uitgebreid aantal LZV's Nationaal vervoer Individuele ontheffingen
X
X
X
Uitgebreid aantal LZV's Internationaal vervoer Individuele ontheffingen
X
X
X
Uitgebreid aantal LZV's Nationaal vervoer Algemene ontheffingen voor bepaalde wegen
X
X
X
Uitgebreid aantal LZV's Internationaal vervoer Algemene ontheffingen voor bepaalde wegen
X
X
X
Beperkte proef
In overleg met de diverse stakeholders kwam het VIL tot de constatatie dat de piste van een beperkte proef de meest aangewezen is, waarbij een klein aantal LZV’s over een beperkt aantal trajecten mag rijden. Dit laat toe om de inzetbaarheid van supertrucks op het eigen wegennetwerk te testen. Bovendien verschaffen metingen informatie rond kilometerbesparingen en emissies, waardoor de milieu- en mobiliteitseffecten beter kunnen worden ingeschat. Een extra pluspunt is dat het grote publiek geleidelijk kan wennen aan de grotere vrachtwagens.
Deze proef kan ook het effect van het gewicht nagaan, door de verschillen in uitstoot en effecten op de weginfrastructuur te meten tussen LZV’s van bv. 44 ton, 50 ton en 60 ton. Zo kan nagegaan worden welk maximumgewicht het meeste voordelen biedt in de Belgische situatie. Ook kunnen de eisen waaraan LZV-chauffeurs moeten voldoen en de technische hulpmiddelen waarmee een LZV moet uitgerust zijn om de verkeersveiligheid te garanderen bepaald worden.
De overheid kan op basis van de signalen en de concrete interesse vanuit de markt een wegennetwerk uitstippelen voor supertrucks dat zoveel mogelijk op de vraag inspeelt. Zo werden door
het VIL diverse, concrete cases opgetekend van Vlaamse verladers en logistieke dienstverleners die interesse hebben voor supertrucks voor specifieke goederenstromen.
De supertruck voor de hinterlandbediening
De LZV zou een interessant alternatief kunnen vormen voor de bediening van het hinterland vlakbij de gateways en de multimodale terminals. De havens van Antwerpen en Zeebrugge zien zich op dit moment al in hun ontwikkeling geremd door de steeds toenemende congestie op het ontsluitend wegennet. In Antwerpen wordt dit probleem nog versterkt door de grote trafieken tussen linker- en rechteroever. Een verhoging van de effectieve spoor- en binnenvaartcapaciteit en een verbetering van de dienstverlening over de verschillende modaliteiten heen zullen waarschijnlijk niet volstaan om de verwachte toekomstige groei op te vangen. Een efficiëntieverhoging van het wegtransport op trajecten die geen concurrentie vormen voor de alternatieve modi resulteert in een betere multimodale ontsluiting en draagt dan ook bij tot de verdere ontwikkeling van de gateways en multimodale terminals.
Figuur 4 : Piste 3 : Hinterlandbediening
Figuur 4 toont dat naast de dikke stromen die via binnenvaart- en spoorcorridors vlot tot in multimodale terminals in het achterland vervoerd worden, supertrucks aanvullende en fijnere verbindingen met het achterland van de gateway én de multimodale terminal kunnen maken.
Om de concurrentie met het spoorvervoer en de binnenvaart tot een minimum te beperken, kan de lengte van het LZV-traject beperkt worden tot bv. 30 km van de gateways en de multimodale
terminals. Aangezien op zulke korte afstanden de alternatieve modi niet concurrentieel zijn, zal de LZV enkel vracht van het reguliere wegvervoer overnemen. Voor een reverse modal shift moet dan niet gevreesd worden, in tegendeel: een verlaging van de kost van het voor- en/of natransport, zal het break even punt voor een modale verschuiving naar het spoorvervoer of de binnenvaart sneller doen bereiken, waardoor de intermodale optie interessanter wordt. Zo zijn supertrucks complementair aan spoor en binnenvaart.
Omdat containertrafiek meestal zwaar transport inhoudt, zou het maximale gewicht voor deze piste wel op 60 ton vastgelegd moeten worden. De supertruck heeft dan een laadvermogen van 40 ton. Zelfs deze capaciteit is onvoldoende om een 20”-container te combineren met een 40”-container met een maximale massa van respectievelijk 28 en 34 ton. Ook drie 20”-containers die volgeladen zijn tot het maximaal toegelaten gewicht van 28 ton kunnen niet samen op een LZV geladen worden. Hier zal het voor- en natransport per reguliere vrachtwagen moeten blijven gebeuren.
Uitgebreide proeven
België kan ook beslissen meteen een uitgebreide proef te organiseren (tabel 5). Deze proef zou direct een beter inzicht verschaffen in een eventuele modale verschuiving, in de gevolgen voor de mobiliteit en het milieu en in het effect op de verkeersveiligheid. Evenwel, deze piste wordt door diverse actoren als te ingrijpend ervaren.
Conclusies
In het hedendaagse Europese vervoerbeleid staat het begrip co-modality centraal. Het betekent in grote lijnen dat de verschillende transportmodaliteiten samen, maar ook elk individueel, zo goed mogelijk worden ingezet. De voorspelde groei in transportvolumes is zo groot (50% tussen 2000 en 2020) dat de alternatieve modi, zoals spoor en binnenvaart, deze niet alleen kunnen opvangen. Ook het wegvervoer zal haar aandeel in de transportgroei moeten opnemen. Supertrucks kunnen hierin bijdragen. Immers via LZV’s wordt de beschikbare weginfrastructuur efficiënter benut. Het is alvast één middel om de congestie te beheersen.
Complementariteit, veeleer dan rivaliteit, tussen de verschillende transportmodi moet nagestreefd worden. Dat betekent bijvoorbeeld dat supertrucks best niet worden ontwikkeld op trajecten waar er binnenvaart- of spooralternatieven zijn. Zo vermijdt men een reverse modal shift.
LZV’s worden rendabel als ze worden ingezet op relaties met voldoende volume. Dit hoeven evenwel niet noodzakelijk lange-afstandstrajecten te zijn. Het is evident dat supertrucks bedrijfseconomisch niet geschikt zijn voor fijndistributie of stadsbevoorrading. Door deze laatste transporten uit te sluiten, kan tevens de maatschappelijke, vaak eerder subjectieve, overlast beperkt blijven. De relaties die wel in aanmerking komen voor LZV’s zijn deze van gateway naar multimodaal platform of terminal, van productiesite naar distributiecentrum, tussen gateways, tussen terminals,… Indien er geen alternatieve
transportmodi
beschikbaar
zijn,
is
de
LZV
alvast
een
kostenefficiënter
en
milieuvriendelijker alternatief voor de klassieke vrachtwagencombinaties. De troef van het klassieke wegvervoer, namelijk een flexibele, site-tot-site transportoplossing kunnen bieden, blijft bij de LZV bestaan.
De overheid moet nauwgezet routes uittekenen waarlangs supertrucks toegelaten worden. In de eerste plaats komen snelwegen in aanmerking. Uiteraard moet er voldoende manoeuvreerruimte zijn op op- en afritten van snelwegen, kruispunten en rotondes en moeten bruggen de impact van de zwaardere combinaties kunnen dragen. Verkeersveiligheid is ook voor LZV’s een belangrijke voorwaarde. Naast een toereikende infrastructuur moet de technologie optimaal ingezet worden en moeten de chauffeurs adequaat opgeleid zijn.
Het Vlaams Instituut voor de Logistiek (VIL) pleit voor de piste van een beperkte praktijkproef. De Europese wetgeving laat dergelijke proeven toe in lidstaten op voorwaarde dat deze de commissie daarvan op de hoogte brengen. Voor België moet de federale minister van mobiliteit de toelating geven tot deze proeven. In de beperkte praktijkproef wordt een klein aantal LZV’s over een beperkt aantal trajecten toegelaten. Dit geeft ons land de mogelijkheid om de inzetbaarheid van supertrucks op het eigen wegennetwerk te testen. Bovendien kan aan de hand van metingen informatie rond kilometerbesparingen en emissies bekomen worden, waardoor de milieu- en mobiliteitseffecten beter kunnen worden ingeschat. Een extra pluspunt is dat het grote publiek geleidelijk kan wennen aan de grotere vrachtwagens.
Indien de resultaten positief zijn, kan wellicht relatief snel overgegaan worden tot een uitbreiding van de proef. Zo kan misschien het scenario van de introductie van supertrucks, zoals het in Nederland is verlopen, in België versneld worden ontplooid.
Vlaanderen heeft er alle belang bij dat haar multimodale netwerk optimaal wordt benut. Dit netwerk vormt immers de hoeksteen van de Extended Gateway® Vlaanderen. Dit geïntegreerd en wervend project voor logistiek Vlaanderen mobiliseert niet alleen alle logistieke actoren, maar vraagt bovenal een doeltreffende inzet van ruimte en (multimodale) infrastructuur. Er worden zowel in de gateways, als in het achterland, logistieke clusters ontwikkeld. Het streven naar een gedeconcentreerde
PROFIEL LOGISTEKE DIENSTVERLENER DRIJFVEREN EN DREMPELS VOOR INVESTERINGEN IN ICT
bundeling van stromen leidt tot meer kansen voor binnenvaart en spoor, maar laat óók toe wegvervoer efficiënter te organiseren in grotere ‘laadeenheden’. De LZV biedt hier het gepaste antwoord.
Referenties
Arcadis, “Monitoringsonderzoek vervolgproef LZV, Resultaten van de vervolgproef met langere of langere en zwaardere voertuigcombinaties op de Nederlandse wegen”, Ministerie van Verkeer & Waterstaat, directoraat en Generaal Rijkswaterstaat, adviesdienst verkeer en vervoer, 31 mei 2006, http://www.verkeerenwaterstaat.nl/Images/br.9071.bijlage%202_tcm195-164629.pdf, geraadpleegd op 2 februari 2007.
Backman, H., Nordström, R., “Improved Performance of European Long Haulage Transport”, TFK – Institutet för transportforskning, 2002, http://sn.svensktnaringsliv.se/sn/publi.nsf/Publikationerview/1B20A63C883A84 FDC1256C620039DB77/$File/PUB200210-008-1.pdf, geraadpleegd op 5 januari 2007.
Debauche W., Decock, D., “Werkgroep Langere en Zwaardere Voertuigen (LZV’s): multidisciplinaire benadering van de problematiek”, Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW), maart 2007.
European Union, “Richtlijn 96/53/EG houdende vaststelling, voor bepaalde aan het verkeer binnen de gemeenschap deelnemende wegvoertuigen, van het in het nationaal en internationaal verkeer maximaal toegestane afmetingen, en van de in het internationaal verkeer maximaal toegestane gewichten”, 25 juni 1996, http://www.eudor.net/~I2tjpNGy/GUICHET872504/, geraadpleegd op 5 januari 2007.
Glaeser K., e.a., “Auswirkungen von neuen Fahrzeugkonzepten auf die Infrastruktur des Bundesfernstraßennetzes,
Schlussbericht“,
november
2006,
http://www.bast.de/nn_42254/DE/Publikationen/icheinzelschriften/downloads/60-tonner-kurz,templ ateId=raw,property=publicationFile.pdf/60-tonner-kurz.pdf, geraadpleegd op 2 mei 2007.
Hedberg, S., “Swedish Road Administration”, http://www.tobb.org.tr/abm/haberler/taiex/09.ppt, geraadpleegd op 3 januari 2007.
K+P
Transport
Consultants,
Nutzfahrzugkonzepten”,
“Verkehrswirtschaftliche September
Auswirkungen 2006,
von
innovativen
http://www.bdi-
online.de/Dokumente/Verkehrspolitik/Kessel_und_Partner-Studie.pdf, geraadpleegd op 30 april 2007.
Mazor, L., e.a., “Reacties op Lange Zware Vrachtwagens (LZV’s) in het verkeer”, TNS-NIPO Consult, 11
november
2005,
http://www.verkeerenwaterstaat.nl/Images/br.9071.bijlage%201_tcm195-
164628.pdf, geraadpleegd op 2 februari 2007.
MUNICIPAL ROUTING PROBLEMS : A CHALLENGE FOR RESEARCHERS AND POLICY MAKERS?
W. Dullaert, University of Antwerp, ITMMA and Antwerp Maritime Academy (HZS) O. Bräysy, University of Jyväskylä P. Nakari, University of Jyväskylä
Abstract
In many European countries, municipalities offer their inhabitants a wide variety of social services. In this paper we will focus on efficiently scheduling home care, transportation of the elderly, and home meal delivery. These so-called municipal or communal routing problems can be modelled as different variants of the vehicle routing problem, a well-known optimization problem from the literature. We present a focussed literature review and report on case studies using Finnish data. The computational results show that there is a significant potential for cost savings for all applications considered. Keywords: Vehicle routing, city logistics, case study, optimization.
Introduction
The municipal sector offers a variety of services that are related to moving people or materials to the benefit of the community. Most of these problems can be modeled as variants of routing problems. Routing problems are amongst the most studied optimization problems in the operations research literature. In its most basic form, the Vehicle Routing Problem (VRP) consists of designing the cheapest distribution pattern to service a number of geographically scattered customers with known demand from a single depot, using identical, capacitated vehicles traveling at a constant speed (see e.g. Toth and Vigo, 2001). In this paper we focus on the organization of home care, transportation of the elderly, and home meal delivery in Finland. Other important areas of application are e.g. waste collection and school bus rouing. The rationale for using the Finnish situation as an example is that Finland, similar to other Nordic countries, has traditionally been a country where the public sector plays a significant role in society. As most OECD countries, Finland is facing the challenge of offering home (care) services an aging population with limited public budget. This paper aims at defining the underlying routing problems to explore the cost savings potential of routing optimization for improving the efficiency of municipal routing problems in the future. The following sections present a literature review, discuss model formulation and the results of real-life cases for routing home nurses (Section 2), transportation of the elderly (Section 3), and home meal delivery (Section 4). Section 5 presents conclusions and directions for further research.
Routing home care nurses
Cities offer different types of home care services and service housing to support higher quality living at home as long as possible and support social interaction of the elderly. Home care refers to home health care and home service, involving services such as making breakfast and helping with dressing. The pillars of these main services are the various support services such as catering, cleaning, transport, laundry, massage and sauna services, security services and library and shopping services. The large number of home care customers, nurses and daily visits creates large-scale logistical problems which must be solved on a day-to-day basis.
Literature review We start our review of recent literature on routing home care nurses with Begur et al. (1997) who develop software to minimize total travelling time, balance nurse workloads en visualize the patients’ locations. Cheng and Rich (1998) present the routing home care nurses problem as a vehicle routing problem with time windows and multiple depots. The problem is to determine optimal routes minimizing the total distance, the overtime worked by regular nurses, and the number of hours worked by part time nurses. Hindle et al. (2000) develop estimates for the travelling distances of health and social service professionals visiting homes in given areas. Results are demonstrated with real data from Northern Ireland. De Causmaecker et al. (2001) present an agent-system for mobile nursing with time windows. The presented method is quite comprehensive and can for example handle a number of immeasurable and incomparable preferences of
personnel. Eveborn and
Rönnqvist (2004) describe a general scheduling software called SCHEDULER for staff planning and give numerical results to illustrate its performance. The system is based on elastic set-partitioning models and uses a branch-and-price algorithm for the solution. Eveborn et al. (2004) present a decision support system called LAPS CARE, specifically designed for home care staff planning. Case study results from Sweden demonstrate 20% and 7% savings potential in transportation and total costs respectively. Bertels and Fahle (2006) present an approach (PARPAP) combining linear programming, constraint programming and meta-heuristics for the optimization of home health care routes. The model is solved by a construction heuristic that generates an initial solution and two improvement heuristics. Melachrinoudis et al. (to appear) propose a double request dial-a-ride (DARP) model with soft time windows and demonstrate the results with a case from Boston Metropolitan area. The solution methods are Branch & Bound and the Tabu Search Heuristic. Campbell and Savelsbergh (2006) examine the use of incentives to influence consumer behavior to reduce delivery costs in delivery services. Haughton (2007) studies a routing problem consisting of random day-to-day customer demands to develop assignment rules to achieve maximum customer-driver familiarity. Although the research is not aimed at routing home nurses to maximize patient-nurse familiarity,
retaining continuity in terms of having the same nurse visit a specific customer is an important aspect of customer service in home care. The suggested strategies are simulated by varying the number of customers, customer demands and truck capacities according to a known probability distribution and using real customer addresses from Ontario, Canada. Moreover, the different scenarios were evaluated over a period of 250 simulated days, each day presenting a separate set of customer demands.
Problem description Currently in Finland, each home care nurse makes typically 4-10 customer visits per day. Visits range from a few times per week to up to 6 times per day. The visiting order to the customers varies depending on the schedules of the patients (e.g. visits to day hospitals or doctors may affect the schedule). One visit can last from 10 minutes to 3 hours and sometimes two nurses are needed to treat one patient. The nurses operate in groups (each group taking care of a specific part of the city) and some planning can be done in advance, e.g for customers having personal treatment plans. However, not all tasks are known beforehand due to the fact that new customer requests are received on a daily basis. Home care and home health care services are currently separate. Home care is often organized in two-shifts, home health care is limited to day work. Currently, there is a single base or depot within each service area where personnel can for example have lunch breaks and pick up different equipment according to the service required by a particular customer. Currently customers in a given service area are allocated to a given team and workers typically only work in their team only.
Personnel have a maximum number of working hours per day and different levels of education and different skills (such as nurses and practical nurses), often aimed at performing specific tasks. The service requirement by the customer (patient) and the skill level of the nurse should also be taken into account.
Typically, each customer requires several visits within given intervals that can vary from a few hours to days or even weeks. A personal plan is made for each customer, based on his/her needs. The customers specify a time interval in which they want to receive service. These time windows are not absolutely restrictive as a certain amount of flexibility is allowed. Time window violations are actually quite common, but customers are informed by phone.
Work schedules are typically planned three weeks ahead and customer visits are scheduled one week ahead, requiring a periodic optimization model. Regulations for breaks and maximum working hours must be taken into account, and if possible workers’ preferences should also be taken into account.
Case study The city of Jyväskylä provided data on home nursing services for one week in March 2006. During that week 38 full time nurses made 765 home visits. The average length of a visit was about half an hour. Working shifts were divided into two periods with a lunch break in between, and thus in practice there were 76 work periods in one day. Given the limited size of the sample and the fact that not all of the nurses’ tasks were monitored by the current management system, only preliminary conclusions can be drawn on the redesign on the Jyväskylä home care nursing services.
Four different scenarios are tested for optimization. The optimization is done using the SPIDER commercial VRP optimization solver (see www.spidersolutions.no). In each scenario, the typical duration of customer visits is based on real-life data. The speed for the vehicles is set to 20 km/h because different nurses use different means of transportation (walking, personal cars, bicycles and buses). Nurses start and end their shifts at their own team headquarters, except in the fourth scenario. In the first scenario the visiting dates and times are taken from the real life data and adjusting them is not allowed. In addition, there is a constraint that each customer can only be served by nurses from the customer's local team headquarters. The results from Table 1 show that in this scenario the nursing work requires 48 work shifts (with an average length of 2.3 hours) and 36 nurses, implying that the majority of the nurses work partial days. It should be noted that the study deals with home visits and lunch break only, whereas in real life the nurses perform other tasks as well (such as escorting patients to the doctor, planning, ordering materials, distributing medication etc.) The other three scenarios, however, clearly show that there is optimization potential from the point view of the actual nursing as well. Also, the preliminary results from Table 1 show that the nurses in Scenario 1 travel in total 277.2 km per day. The structure of the routes is illustrated by Figures 1 and 2.
Table 1 : Scenarios for Jyväskylä home nurse services
Current
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 3
Scenario 4
Travel distance/ km
—
277.2
238.8
123.6
60.3
Shifts per day
76
48
32
23
22
—
36.8%
57.9%
69.7%
71.1%
Savings in number of shifts
Fig. 1 : Considering the geographical team boundaries
Fig. 2 : Optimization without geographical team boundaries
In the second scenario the team headquarter constraint is removed and nurses are allowed to serve any customer regardless of the customer's address. Otherwise the constraints are the same as in the first scenario. It should be noted that although at the moment customers have their own "personal nurses" and it is not recommended that nurses should constantly change, the optimization does not significantly affect the assignment of nurses to customers. Firstly the personal nursed assigned in the optimization can be targeted to correspond reasonably well to the current situation and secondly, if a change is required after all, this should be carried out once, and only once. After the change, the allocation of nurses to customers will again prove stable. The results from the second scenario show that 27 nurses and 32 work shifts (with a mean length of 3.4 hours) will be sufficient to service all customers, thus reducing the number of work shifts by almost 58% compared to the current situation. Also distance travelled is to reduced to 238.8 km despite the fact that the nurses now travel across the geographical team boundaries. Although based on a limited data set, the results show that the traditional geographic team boundaries defined for the headquarters are not optimal and the impact of an optimization is significant.
In the third scenario the time windows for the home visits are also optimized to replace the current fixed dates and times for customer visits. In addition the team boundary constraint is removed as in
the second scenario. The time windows are optimized so that each customer is visited as many times as in the real life data and the visits were evenly spaced (e.g. not on consecutive days if the customer requires visiting two or three times a week). The duration of the visits was based on the collected data and the visiting times were defined to correspond to the work shifts of the nurses. The computational results are quite significant: only 23 work shifts (with a mean length of 3.8 hours) and 12 nurses were needed. Compared to the first scenario the distance travelled is by 55% to only 123.6 km. To make the most of the optimization of the service time windows, the procedure should be repeated on a regular basis taking into account the effect of additions or removals of customers over time.
The fourth and last scenario has the same constraints as the third scenario, except that nurses are allowed to start their shifts at the first customer's home instead of at team headquarters. The test results indicate that this would save one nurse and reduce the distance travelled by another by 52.2% compared to the third scenario.
Transportation of the elderly
In most Western countries, governments, either local or national, offer different kinds of transportation services to the elderly. Typical transportation service types include transportation of the elderly to health care and other services (scheduled service bus lines and taxis) and transportation to day care. Transportation of the elderly is an important application type with significant and constantly increasing need as cities have a significant share of elderly citizens. In Finland these services are organized at municipal level.
Literature review Previous research on the topic can be found e.g. in Horn (2002) who describes a software system designed for managing the deployment of a fleet of demand-responsive passenger vehicles such as variably routed buses and taxis. Fu and Ishkhanov (2004) address the fleet size and mix problems related to paratransit services whilst presenting a practical heuristic procedure for determining the optimal fleet mix and
a real-life example. Renard et al. (2004) present a pick-up and delivery
transportation problem with time windows and heterogenous vehicles for an on-request urban transport system. The suggested solution method combines an agent-based parallel computing with a cheapest insertion heuristic and constraint programming. Crainic et al. (2005) present a meta-heuristic for demand-responsive transit systems in which active transportation induce detours in the given sequence of compulsory stops always to be serviced. Various solution approaches based on memoryenhanced greedy randomized multi-trial constructive heuristics and a tabu search heuristic are
presented. Potvin et al. (2006) describe a model for the dynamic vehicle routing and scheduling problem with time windows and define different dispatching strategies based on an insertion heuristic used to dispatch requests to vehicle routes, followed by a local improvement procedure and solution update mechanism discrete-event simulation scheme used to handle dynamic events. Rekiek et al. (2006) implement a Grouping Genetic Algorithm to find high quality routing solutions for handicapped people in terms of service quality and number of vehicles required.
Problem description In general, basically two different models exist for transporting the elderly. The most typical model (model 1) is to have fixed routes through stop points located near customers’ homes to service locations (such as the hospital, shop, pharmacy or local administration offices). In this case the same route is often driven several times per day. In practice about half of the customers request detours and, where possible, they are picked up from and delivered back to their home address. The customers can call in beforehand and request transport, or they can negotiate the next day's transport with the driver during a trip. The other model (model 2) is to operate in accordance with dynamic customers’ requests only. The main task is to pick up the elderly and transport them to specific services (e.g. hospitals) and back home. In model 2 the vehicles are divided according to service areas. Each service area has one vehicle, and one checkpoint that all routes include and where the vehicle can wait should it be idle.
In both cases, the time needed to drop off a customer may also vary significantly as customers are sometimes accompanied to their destination by the driver and/or the assistant. In addition it may become necessary to define priorities to customers in order to ensure that the oldest or most disabled have a shorter waiting time.
Case study Customers are transported from their home to the City of Jyväskylä's day hospital at Kyllö health centre and back home after the visit. The day hospital can handle up to 12 patients at a time. The visiting times and dates vary depending on the nature of the customer care (e.g. physical, activity or speech therapy). Each customer typically visits the day hospital 1-5 times a week and the care period can last from 1 week to several months or in some cases even up to one year for rehabilitation patients. Usually the visiting days for each customer are fixed but these can be adjusted as and when required.
The day hospital has about 50-60 active customers every month. During year 2006 there were a total of 241 customers who made 1264 visits to the day hospital. Transportation of the customers is outsourced to a local company operating a fleet of small buses. The transportation should not last
longer than half an hour and in an ideal case, about five patients can (?) be transported in one vehicle. Equipment such as wheel chairs requires extra space so in some cases the number of passengers is lower. The driver picks up each customer at home. Helping a passenger from the house to the bus can take up to 15 minutes. Disembarking the passengers at the day hospital takes about 510 minutes. Not all customers use the transportation service since some are driven to the hospital and back by family members.
The budget for day hospital transportation was 23,759 euros in 2006. The schedules of the customers cannot be changed without changing hospital schedules since out-patients share a number of resources with in-patients (e.g. catering, laboratory services, x-rays, doctors and nurses and different kinds of therapy). At present only one vehicle has been handling transportation and making at least two pick-up trips every morning. This has caused customers to arrive late thus missing scheduled treatment, laboratory tests and therapy at the day hospital. A two vehicle approach was tested during spring 2007 and this has helped to get all the customers to the day hospital before 9.00 in the morning.
The optimization was done using the SPIDER commercial solver. Based on the obtained results, the daily kilometres dropped from 316 to 181, i.e., a 42.7% savings in distance traveled. We consider this to be very significant, considering the small-scale of the operation which favours manual route design. It appears that optimization is necessary and helpful in this kind of small scale transportation as well.
Home meal delivery routing
In catering operations the problem is to divide the customers to routes and then order the customers in each route so that all meals are delivered within a given time span (i.e. by lunch time, currently restricted to a 3.5 hour period). There is also a government recommendation that a meal should spend at most two hours in the vehicle (to guarantee a warm meal), though the trend in is towards distributing meals cold and warming them up afterwards. Due to the time limit, vehicles sometimes have to make several visits to kitchen to service their customers. The meals are delivered directly to customers' home addresses. When making the delivery, the driver may also assist the customer in starting the meal, possibly helping in taking medication etc which may significantly increase customer service time.
All routes start, staggered, from the same central kitchen, and sometimes (depending on the packaging used) vehicles need to return there at the end of the route to return the empty meal packages. Generally speaking, the duration constraint is more limiting than vehicle capacity (a vehicle
can carry more meals than it can deliver in the given time limit), so often there is no need to consider the vehicle capacity constraint in the model. In conclusion, the catering problem can be modelled as open or closed vehicle routing problem without capacity constraints and with maximum route duration constraint.
To the best of our knowledge, there is no dedicated literature on home meal delivery routing except for Bräysy et al. (2007a) from which we derive the following case study.
Jyväskylä is a medium-sized city in Central Finland, having about 85,000 inhabitants. In 2005 the meal service had 827 customers and a total number of 95,625 meals were delivered. On average, 262 meals were delivered per day and 7,900 per month. In 2006 the total transportation costs for the city to provide the service, organised in nine separate lines, was about 174,000 euros. For the casein question, nine vehicles are used. The SPIDER software and Navteq digital maps are used to build a realistic model of the meal service, taking into account speed and distance information and driving directions.
Seven different optimization scenarios are tested. The scenarios vary according to the maximum duration of delivery tours, the allowed delivery time window per customer, the number of tours per vehicle, the loading time window at the depot (central kitchen), possible return to the depot at the end of the day, and whether only the given tour sequences or the whole VRP is optimized. The objective function was to minimize the number of vehicles and total distance. Six different closed tour scenarios are considered with varying maximum tour duration and time window specifications. Because the current practice (best approximated by scenario 3) is to have the vehicles return to the depot to return the reusable food containers, only a single open routing scenario is considered. Given that current practice only allows for loading one single vehicle at a time, only a single scenario for loading two vehicles simultaneously is considered (Scenario 5). The scenarios summarized in Table 2 were executed on an AMD Athlon 64 X2 3800+ computer with 1 GB memory.
Table 2 : The tested scenarios
Scen.
TSP/
Open/Closed
Max tour
Time
Number
Simultaneous
VRP
VRP
Duration
windows
Tours
Loading
1
TSP
Closed
–
10-13.30
1-2
No
2
VRP
Closed
2h
10-13.30
2
No
3
VRP
Closed
3.5 h
10-13.30
1
No
4
VRP
Closed
2.5 h
10-13.30
2
No
5
VRP
Closed
3.5 h
10-13.30
1
Yes
6
VRP
Closed
5h
8.30-13.30
1
No
7
VRP
Open
3.5 h
10-13.30
1
No
The savings obtained through optimizing each scenario are presented in Table 3. The optimization was stopped after 5 seconds in Scenario 1 and after 20 seconds in other scenarios as little additional improvement (0.5-1%) was found for longer computation times (up to 500 seconds) and different available search diversifiers. We believe this is mainly because the solutions obtained with the standard setting are already of very good quality.
Table 3 : The savings obtained compared to the current situation
Savings
Scen. 1
Scen. 2
Scen. 3
Scen. 4
Scen. 5
Scen. 6
Scen. 7
Distance
22.68 %
12.41 %
33.35%
20.50%
33.52%
36.67%
51.24%
Vehicles
0%
26.98 %
30.16%
26.98%
34.92%
50.79%
30.16%
Just by optimizing the order in which the deliveries are made in the existing routes (i.e., a TSP optimization), total distance travelled can be reduced by 22.68%. By allowing also the optimization of the allocation of customers to tours, (i.e., a regular VRP optimization), the savings can only be larger.
Probably the best benchmark for current practice is scenario 3 where one has a 3.5 h time window available to make deliveries. According to Table 3, the use of routing software would generate 33.35% savings in distance and a 30.16% saving in the number of vehicles needed compared to the current practice, while keeping all service conditions the same.
Scenario 2 best matches the current recommendations on route length with its 2-hour time limit for routes. Scenario 2 and Scenario 4 (having a 2.5h time limit on route duration) are more constrained than the current routes, nevertheless they would both generate 10 to 20% savings in both distance and number of vehicles.
Currently only one vehicle can be loaded at a time, causing most vehicles to depart from the central kitchen between 10 and 11 when deliveries are already allowed, thus reducing the possible delivery time window. This could be improved by constructing a larger loading platform that allows loading of multiple vehicles at the same time. Results of scenario 5 report on small additional savings (about 4 percentage points) compared to Scenario 3 when two vehicles can be loaded simultaneously. For this particular case, it is unlikely to be worthwhile making the investment.
Scenario 6, on the other hand, demonstrates the results of a 5-hour time window for the distribution of cooled meals to be heated at destination. As one can see, this new distribution approach provides substantial savings, up to 50.79% in the number of vehicles and 36.67% in total distance, compared to current practice and involves little to no additional investments.
Currently the meals are packed in special containers that need to be returned to the central kitchen at the end of the day. There the packages are cleaned ready for use the next day. In many cases, returning to the central kitchen at the end of the day requires substantial input in terms of driving and time, compared to a situation where there is no need to return. The latter would be possible by either using disposable containers, or by having a greater number of containers thus allowing these to be returned to the kitchen the next morning after delivery the next day’s meal. As can be seen from Table 3, Scenario 7 would generate 51% savings compared to the current practice. For this particular scenario, one could balance the environmental impact of the additional mileage required to collect and clean the packaging versus the social cost of having the packaging collected and recycled by regular waste collection services.
Conclusions
Many of the services that municipalities offer to citizens involve the routing and scheduling of scarce resources. Although experienced manual planners can often manage to satisfy all constraints involved, the complexity of the routing problems makes it difficult to (efficiently) meet increased demands within limited budgets.
The case studies presented in this paper illustrate the potential of applying optimization software for home care, transportation of the elderly, and home meal delivery. Even when off-the-shelf professional routing software is used with little to no adaptation to the problem in question, savings of tens of percents appear to be within reach for policy makers willing to take on the challenge of having them implemented.
Communal or municipal routing problems, however, also merit increased academic interest. The sheer size and complexity of these routing problems (e.g. 20,000 customers in the waste collection problem in Kytöjoki et al. 2007) could make them a preferred area of application for developing novel heuristics for large scale vehicle routing problems involving complex side constraints. Hopefully the focussed literature reviews and problem descriptions presented in this paper can contribute to the development of this line of research.
Acknowledgements
This work was partially supported by the KAKS-Foundation, The middle Finland Cultural Foundation and TEKES (Finnish Funding Agency for Technology and Innovation). This support is gratefully acknowledged.
References
Alabas-Uslu, C., 2005. A self-tuning heuristic for the multi-objective vehicle routing problem. Working paper, Maltepe University, Turkey. Apte, U. M., Mason, F. M., 2006. Analysis and improvement of delivery operations at the San Francisco Public Library. Journal of Operations Management 24, 325-346. Bautista, J., Pereira J., 2006. Modeling the problem of locating collection areas for urban waste management. An application to the metropolitan area of Barcelona. Omega 34, 617-629. Begur, S.V., Miller, D.M., Weaver, J.R., 1997. An Integrated Spatial DSS for Scheduling and Routing Home Health Care Nurses, Interfaces 27, 35-48. Bertels, S., Fahle, T. 2006. A hybrid setup for a hybrid scenario: Combining heuristics for the home health care problem. Computers & Operations Research 33, 2866-2890. Bräysy, O., Gendreau, M. 2005a. Vehicle routing problem with time windows, part I: route construction and local search algorithms. Transportation Science 39, 104−118. Bräysy, O., Gendreau, M., 2005b. Vehicle routing problem with time windows, part II: metaheuristics.
Transportation Science 39, 119−139. Bräysy, O., Dullaert, W., Hasle, G. ,Gendreau, M., 2006. An Effective Multi-restart Deterministic Annealing Metaheuristic for the Fleet Size and Mix Vehicle Routing Problem with Time Windows, Working Paper, University of Jyväskylä, Finland. To be published in Transportation Science. Bräysy, O., Nakari, P., Dullaert, W., Neittaanmäki P., 2007a. An Optimization Approach for Communal Home Meal Delivery Service: A Case Study. Working Paper, University of Jyväskylä, Finland. Submitted to Journal of Computational and Applied Mathematics.
Bräysy, O., Gendreau, M., Hasle, G., Løkketangen, A., 2007b. A survey of heuristics for the vehicle routing problem, part I: basic problems and supply side extensions. Working paper, University of Jyväskylä, Finland. Bräysy O., Gendreau, M., Hasle, G., Løkketangen, A., 2007c. A survey of heuristics for the vehicle routing problem, part II: demand side extensions. Working paper, University of Jyväskylä, Finland. Campbell, A. M., Savelsbergh, M.,2006. Incentive Schemes for Attended Home Delivery Services.
Transportation Science 40, 327-341. Chao, I.-M., Golden, B.L., Wasil, E.A., 1995. An improved heuristic for the period vehicle routing problem. Networks 26, 25−44. Cheng, E., Rich, J.L., 1998. A Home Health Care Routing and Scheduling Problem. Technical Report, CAAM TR98-04, Rice University. Cordeau, J.-F., Gendreau, M., Laporte, G., 1997. A tabu search heuristic for periodic and multi-depot vehicle routing problems. Networks 30, 105−119. Cordeau, J.-F., Laporte, G., 2003. The Dial-a-Ride Problem (DARP): Variants, modeling issues and algorithms. 4OR 1, 89-101. Crainic, T. G., Malucelli, F., Nonato, M., 2005. Meta-Heuristics for a Class of Demand-Responsive Transit Systems. INFORMS Journal on Computing 17, 10-24. Crevier, B., Cordeau, J.-F., Taillard, E., 2007. The multi-depot vehicle routing problem with inter-depot routes. European Journal of Operational Research 176, 756-773. Dantzig, G.B, Ramser, J.H., 1959. The truck dispatching problem. Management Science 6, 80-91. De Causmaecker, P., Demeester, P., De Pauw-Waterschoot, P., Vanden Berghe, G., 2001. Symphatetic Agents Assist in Route Planning. In Proceedings of AGENTS'01 Conference, May 28-June 1, 2001 Montreal, Canada. Diana, M, Dessouky, M.M., Xia, N., 2006. A model for the fleet sizing of demand responsive transportation services with time windows. Transportation Research, Part B 40, 651-666. Dror, M., Laporte, G., Trudeau, P., 1989. Vehicle routing with stochastic demands: properties and solution frameworks. Transportation Science 23, 166−176. Dror, M., 2000 (ed.). Arc routing: theory, solutions and applications. Boston: Kluwer. Dullaert, W., Janssens, G.K., Sörensen, K, Vernimmen, B. 2002. New heuristics for the fleet size and mix vehicle routing problem with time windows. Journal of the Operational Research Society 53, 1232−1238. Eveborn, P., Flisberg, P., Rönnqvist, M. 2006. Laps Care – an operational system for staff planning of home care. European Journal of Operational Research 171, 962-976. Eveborn, P., Rönnqvist, M. 2004. Scheduler – A System for Staff Planning. Annals of Operations
Research 128, 21-45. Frizzell, P.W., Giffin, J.W., 1995. The split delivery vehicle scheduling problem with time windows and grid network distances. Computers & Operations Research 6, 655−667.
Fu, L.P., Ishkhanov, G., 2004. Fleet size and mix optimization for paratransit services. Transportation
Research Record 1884, 39-46. Gendreau, M., Laporte, G., Sèguin, R. 1996. Stochastic vehicle routing. European Journal of
Operational Research 88, 3−12. Haghani, A., Tian, Q., Hu, H.K., 2004. Simulation model for real-time emergency vehicle dispatching and routing. Transportation Research Record 1882, 176-183. Haghani, A., Jung, S., 2005. A dynamic vehicle routing problem with time-dependent travel times. Computers & Operations Research 32, 2959−2986. Haughton, M.A., 2007. Assigning delivery routed to drivers under variable customer demands.
Transportation Research Part E 43, 157-172. Hvattum, L.M., Løkketangen, A., Laporte, G. Solving a stochastic and dynamic vehicle routing problem with a sample scenario hedging heuristic. Forthcoming in Transportation Science. Hertz, A., 2005. Recent trends in arc routing. In Hartman, I., Golumbic, M. (Eds.) Graph Theory, Combinatorics and Algorithmics: Interdisciplinary Applications. Boston: Kluwer, 215−236. Hindle, T., Hindle, A., Spollent, M., 2000. Resource allocation modelling for home-based health and social care services in areas having differential population density levels: a case study in Northern Ireland. Health Services Management Research 13, 164-169. Horn, M.E.T., 2002. Fleet scheduling and dispatching for demand-responsive passenger services.
Transportation Research, Part C 10, 35-63. Jozefowiez, N., Semet, F., Talbi, E.-G., 2005. An evolutionary algorithm for a bi-objective vehicle routing problem. Working paper, University of Lille, France. Kara, I., Bektas, T., 2006. Integer linear programming formulations of multiple salesman problems and its variations. European Journal of Operational Research 174, 1449-1458. Kytöjoki, J., Nuortio, T., Bräysy, O. , Gendreau, M., 2007. An Efficient Variable Neighbourhood Search Heuristic for Very Large Scale Vehicle Routing Problems. Computers & Operations Research 34, 27432757. Laporte, G., Gendreau, M., Potvin, J-Y, Semet, F., 2000. Classical and modern heuristics for the vehicle routing problem. International Transactions in Operations Research 7, 285-300. Lau, H.C., Sim, M., Teo, K.M., 2003. Vehicle routing problem with time windows and a limited number of vehicles. European Journal of Operational Research 148, 559−569. Lawler, E.L., Lenstra, J.K., Rinnooy Kan, A.H.G., Shmoys, D.B., 1985. The Traveling Salesman Problem: A Guided Tour of Combinatorial Optimization. Chichester: John Wiley & Sons. Lenstra J.K., Rinnooy Kan, A.H.G., 1981. Complexity of vehicle routing and scheduling problems.
Networks 11, 221−227. Melachrinoudis, E., Ilhan, A.B., Min, H., To Appear. A dial-a-ride problem for client transportation in a health-care organization. Computers & Operations Research 34, 742-759.
Negreiros M., Palhano, A., 2006. The capacitated centred clustering problem. Computers & Operations
Research 33, 1639-1663. Nuortio, T., Niska, H., Hiltunen, T., Kolehmainen, M., 2004. Using operational data and neural networks to predict waste formation and collection travel times. Working paper, Environmental Informatics, University of Kuopio, Finland. Olivera, A, Viera, O., 2007. Adaptive memory programming for the vehicle routing problem with multiple trips. To appear in Computers & Operations Research 34, 28-47. Perrier, N., Langevin, A., Campbell, J. F., 2006. A survey of models and algoririthms for winter road maintenance. Part 1: system design for spreading and plowing. Computers & Operations Research 33, 209-238. Perrier, N., Langevin, A., Campbell, J. F., 2006. A survey models and algorithms for winter road maintenance. Part II: system design for snow disposal. Computers & Operations Research 33, 239262. Perrier, N., Langevin, A., Campbell, J.F., 2007. A survey models and algorithms for winter road maintenance: Part III: Vehicle routing and depot location for spreading. Computers & Operations
Research 34, 211-257. Perrier, N., Langevin, A., Campbell, J. F., 2007. A survey models and algorithms for winter road maintenance. Part IV: Vehicle routing and fleet sizing for prowing and snow disposal. Computers &
Operations Research 34, 258-294. Petch, R.J., Salhi, S., 2004. A multi-phase constructive heuristic for the vehicle routing problem with multiple trips. Discrete Applied Mathematics 133, 69−92. Polacek, M., Hartl, R.F., Doerner , K., Reimann, M., 2004. A variable neighborhood search for the multi depot vehicle routing problem with time windows. Working paper, Institute of Management Science, University of Vienna, Austria. Potvin, J.-Y., Xu, Y., Benyahia, I., 2006. Vehicle Routing and scheduling with dynamic travel times.
Computers & Operations Research 33, 1129-1137. Psaraftis, H.N., 1995. Dynamic vehicle routing: status and prospects. Annals of Operations Research, 61, 143−164. Rekiek, B., Delchambre, A., Saleh, H.A., 2006. Handicapped Person Transportation: An application of the Grouping Genetic Algorithms. Engineering Applications of Artificial Intelligence 19, 511-520. Renard, A., Krajecki, M., Bui, A., 2004. On-Request Urban Transport Parallel Optimization. Lecture
Notes in Computer Science 3473, 266-275. Savelsbergh MWP, Sol M. (1995). The general pickup and delivery problem. Transportation Science 29: 17−29. Sheng, H.-M., Wang, J.-C., Huang, H.-H., Yen, D. C., 2006. Fuzzy measure on vehicle routing problem of hospital materials. Expert Systems with Applications 30, 367-377.
Svestka, J.A., Huckfeldt VE., 1973. Computational experience with an m-salesman travelling salesman algorithm. Management Science 19, 790-799. Tatomir, B., Rothkrantz, L., 2006. Ant Based Mechanism for Crisis Response Coordination. Lecture
Notes in Computer Science 4150, 380-387. Toth, P., Vigo, D. (Eds.), 2001. The vehicle routing problem, SIAM monographs on discrete mathematics and applications. Philadelphia: SIAM. Yang, S.N., Hamedi, M., Haghani, A., 2005. Online dispatching and routing model for emergency vehicles with area coverage constraints. Transportation Research Record 1923,1-8. Yi, W., Özdamar, L., 2007. A dynamic logistics coordination model for evacuation and support in disaster response activities. European Journal of Operational Research 179, 1177-1193.
DEPOTALLOCATIE STUDIE : AVEVE CASE IN RETROPERSPECTIEF
P. Schittekat, ORTEC – Universiteit Antwerpen J. Maenhout, ORTEC
Samenvatting
Het doel van dit artikel bestaat er voornamelijk in om door middel van een reële case aan te tonen dat onderzoek naar rich vehicle routing problems verder moet gaan dan het uitbreiden van eenvoudige problemen met één enkele extra feature, beperking, etc. In de praktijk worden geconfronteerd
met
een
complexe
combinatie
van
beperkingen,
bedrijven
doelfuncties
en
beslissingsmogelijkheden. Deze case behelst een depotallocatie studie in opdracht van AVEVE voor de distributie in bulk van veevoerders.
Inleiding
Academisch onderzoek rond rittenplanning focust zich voornamelijk op problemen die de realiteit in belangrijke mate vereenvoudigen. Dit onderzoek bouwt verder op enkele zeer eenvoudige modellen (zoals het capacitated vehicle routing problem), en voegt geleidelijk aan complexiteit toe. Typische academisch rittenplanningsproblemen kunnen bijvoorbeeld gevonden worden in de categorieën
vehicle routing problem with time windows (problemen met tijdsvensters) of pick-up and delivery vehicle routing problems (problemen die ophaling en aflevering combineren). Academische problemen zijn meestal eerder klein, maximaal een paar honderd klantenorders, en lange rekentijden zijn geen uitzondering. Het doel van dit artikel bestaat er voornamelijk in door middel van een reële case om aan te tonen dat onderzoek naar rich vehicle routing problems verder moet gaan dan het uitbreiden van eenvoudige problemen met één enkele extra feature, beperking, etc. In de praktijk worden geconfronteerd
met
een
complexe
combinatie
van
beperkingen,
bedrijven
doelfuncties
en
beslissingsmogelijkheden. Deze case behelst een depotallocatie studie in opdracht van AVEVE voor de distributie in bulk van veevoerders.
Kenmerken van het AVEVE-distributienetwerk
AVEVE is een producent van veevoeders. Het transport in bulk vindt plaats vanuit één van de twee depots: Merksem en Aalter. Voor dit transport doet AVEVE beroep op onderaannemers, die autonoom het transport plannen en uitvoeren. Per dag worden in totaal zo’n 600 klanten beleverd. Deze
bevinden zich in hoofdzaak in België. Bestellingen van klanten bestaan meestal uit meer dan één te leveren product. Deze producten moeten steeds samen geleverd worden van 06:00 tot 23:00. Alle bulkwagens zijn eigendom van externe firma’s, die elk over 2 tot 8 wagens beschikken, met uitzondering van een aantal wagens die instaan voor het rechtstreekse privé transport naar één bepaalde klant. Per wagen is het maximale laadvermogen gekend. Dit varieert van 19 ton tot bijna 37 ton. De chauffeurs kunnen ingezet worden tussen 04:00 en 23:00. Lange werkdagen worden enkel ingepland indien dit strikt noodzakelijk is. De totale lostijd van elke klant wordt opgesplitst in een vaste lostijd en een variabele lostijd per ton. De soortelijke gewichten van elk van de producten is geweten. Dit is van belang bij het bepalen van het gewicht van elk van de orders. Het distributienetwerk, zoals hierboven beschreven, lijkt bijna perfect te passen in het (relatief) eenvoudig Capacitated VRP with Time Windows model waar de meeste academici die onderzoek doen in Vehicle Routing Problems sterk vertrouwd mee zijn.
De transportplanners van AVEVE moeten
echter in de praktijk rekening houden met een drietal extra features, zoals laadstraten op de depots, compartimentering van de wagens en de mogelijkheid tot bijladen op een ander depot om een goede transportplanning af te kunnen leveren:
Laadstraten Ieder depot heeft een aantal laadstraten beschikbaar (12 in Aalter en 13 in Merksem). Het depot in Aalter is geopend van 05:30 tot 20:30 en het depot in Merksem van 05:30 tot 22:00. Voor elk van de producten is geweten aan welke laadstraat ze beschikbaar zijn. We veronderstellen een onbeperkte voorraad van elk van deze producten. De laadsnelheid is enkel afhankelijk van de laadstraat en niet van het te laden product. Van elk van de laadstraten weten we hoeveel ton er per uur geladen kan worden. Per laadstraat kan enkel maar één bulkwagen per keer geladen worden. Dus de aankomsten vertrektijden van de bulkwagens op het depot moet enigszins verspreid verlopen zodanig dat er geen opstopping en bijhorende wachttijden worden veroorzaakt.
Compartimenten Elke bulkwagen heeft maximaal 10 compartimenten ter beschikking. Van iedere wagen is daarnaast ook de capaciteit, uitgedrukt in volume-eenheden, van elk van de compartimenten gegeven. Alle producten mogen in elk van de compartimenten geladen worden, maar een product voor één bepaalde klant mag niet in hetzelfde compartiment met een ander product of hetzelfde product voor een andere klant. Bovendien moet bij de verdeling van de producten over de compartimenten heen rekening gehouden worden met de volgorde binnen de rit. Het gewicht op de voor– en achteras van de bulkwagen moet vrijwel altijd gelijkmatig verdeeld zijn om ongevallen te vermijden. Als bijvoorbeeld enkel het laatste compartiment gevuld is op het einde van de rit, dan hebben de wielen
op de vooras te weinig contact met de rijbaan, waardoor de vrachtwagen onbestuurbaar wordt. Na het vervoer van gemedicineerde producten moeten ook de compartimenten gereinigd worden.
Bijladen op een ander depot dan het vertrekdepot In de huidige situatie is dit nog geen mogelijkheid, maar AVEVE wil in de studie nagaan wat het effect zou zijn van de mogelijkheid om bij te laden op een ander depot dan het vertrekdepot tijdens de rit. Dit heeft o.a. als logische voordeel dat een klant die producten bestelt die eigenlijk op twee verschillende depots klaarliggen, toch kan bediend worden in dezelfde rit. Een ander voordeel is dat de chauffeur onderweg naar zijn eindlocatie nog kan bijladen op een depot en zodoende nog een klant kan beleveren op zijn terugweg.
Bijna vanzelfsprekend heeft AVEVE enkel vertrouwen in de resultaten als deze bijkomende features in het model kunnen opgenomen worden, want zij oefenen daadwerkelijk veel invloed uit op de uiteindelijke transportplanning. Voor zover de auteurs weten, bestaat er over de bovenste drie kenmerken in de academische literatuur rond Vehicle Routing Problems weinig of geen literatuur. Een artikel over compartimentering met betrekking tot Vehicle Routing Problems zoals dat van El Fallahi en andere (2008) is een zeldzaamheid. Het is buiten de scope van de paper om verder in te gaan op de manier waarop deze problematiek beter opgelost kan worden. In de doorgerekende scenario’s moest er wel met deze features rekening gehouden worden. Dit is naar tevredenheid van AVEVE gebeurd, maar mits verder onderzoek kunnen de aangeboden oplossingen zeker verbeterd worden.
Scenario’s
In de huidige situatie beslist de chauffeur zelf wanneer hij zich op het depot aanmeldt en wat er in elk van de compartimenten geladen wordt. Aan elk van de klanten is een vaste transportfirma toegewezen. Aangezien aan elke transportfirma ook een vast depot is toegewezen, wordt elke klant telkens vanuit hetzelfde depot beleverd. De regio ten westen van de Schelde wordt beleverd vanuit Aalter, de regio ten oosten vanuit Merksem. Deze regel wordt enkel overschreden indien het gevraagde product niet in het depot voorradig is.
Om meer inzicht te krijgen in hun distributienetwerk en om de kosten/baten van bepaalde investeringsmogelijkheden met betrekking tot de laadstraten af te toetsen, liet AVEVE een aantal
scenario’s doorrekenen door ORTEC (www.ortec.nl) met behulp van hun rittenplanningsoftware SHORTREC. Deze simulaties zijn gebaseerd op een representatieve werkweek van 5 werkdagen.
Scenario 1 In dit eerste scenario bepaalt ORTEC naast de optimale routes ook het depot waaruit optimaal geleverd wordt. De keuze wordt enigszins beperkt aangezien niet alle producten op de beide depots beschikbaar zijn. De binding tussen transportfirma en klant wordt hier vrijgelaten, aangezien via deze koppeling de klant vast zit aan een bepaald depot. We behouden hier wel de koppeling tussen de transportfirma en het depot van levering. Eenzelfde vrachtwagen mag dus niet gaan laden in Aalter én Merksem.
Over de 5 dagen gezien ligt de gemiddelde kost per ton in dit eerste scenario 3,5% lager dan in de huidige situatie. We zien ook dat er nu minder ritten plaatsvinden. Gemiddeld 3 wagens worden uitgespaard in vergelijking met de huidige situatie.
Scenario 2 Hier wordt nagegaan wat de invloed is indien de wagens tijdens de dag mogen bijladen in een ander depot, dan het depot van vertrek. Dit is een uitbreiding van het eerste scenario, aangezien dit scenario opnieuw impliceert dat er geen binding is tussen de klant en de transportfirma. Daarnaast wordt nu ook de binding tussen de transportfirma en het depot losgelaten. Dit tweede te simuleren scenario maakt het dus mogelijk bv. na vertrek op thuislocatie in Roeselare te gaan laden in Aalter voor de levering van een klant in de streek van Lokeren, om vervolgens door de rijden naar Merksem. Van daaruit kan dan een levering verzorgd worden bij een klant in de Kempen om vervolgens een laatste keer bij te laden in Merksem om tijdens de terugweg naar de thuislocatie nog een levering in Wingene uit te voeren. De enige beperking in dit scenario wordt gevormd door de vaste thuislocatie, waar elke werkdag begint en eindigt.
In dit tweede scenario ligt de gemiddelde kost 0,7 % lager dan in het eerste scenario en 4 % lager t.o.v. de huidige situatie. Er wordt over de ganse week slechts één wagen minder ingezet in vergelijking met het eerste scenario. In dit scenario wordt er nog eens een tiental ritten uitgespaard in vergelijking met scenario 1.
Scenario 3 Op basis van de resultaten van de eerste twee scenario’s en het huidige scenario, heeft ORTEC vier
simulaties uitgevoerd met andere laadsnelheden van de verschillende laadpunten. De andere gegevens komen overeen met deze van de huidige situatie. In samenspraak met AVEVE is er besloten om in het derde scenario de volgende simulaties voor de 5 werkdagen uit te voeren: •
Scenario 3.1.: We verhogen de laadsnelheid van laadstraten 8, 9 en 10 te Merksem tot 80 ton per uur.
•
Scenario 3.2.: We verhogen de laadsnelheid van laadstraten 8, 9 en 10 te Merksem tot 125 ton per uur.
•
Scenario 3.3.: We verhogen de laadsnelheid van laadstraat 13 te Merksem tot 80 ton per uur.
•
Scenario 3.4.: We verhogen de laadsnelheid van laadstraat 8 te Aalter tot 125 ton per uur.
Bij het bekijken van de resultaten merken we dat de kost per ton bij scenario 3.1 gemiddeld bijna 3,5% lager ligt dan in de huidige situatie. Indien er nog verder wordt geïnvesteerd in de snelheid van laadstraten M8, M9 en M10, dan bedraagt de daling van de kost 3,8%. We zien dus meteen dat de marginale opbrengsten van een extra investering bij scenario 3.2 zeer beperkt uitvallen. Zoals te verwachten was, is tussen scenario 3.1 en de huidige situatie vooral de reductie in werktijd de kostenreducerende factor, met een daling van bijna 6%. Aangezien de wagens minder moeten wachten, kunnen alle orders met gemiddeld bijna 1 wagen minder uitgevoerd worden, zodat ook de totale af te leggen afstand en het aantal ritten afnemen. Indien AVEVE ervoor zou kiezen te investeren in laadstraat M13, dan merken we dat de kost per ton t.o.v. de huidige situatie daalt met minder dan 1%. In een laatste scenario werd onderzocht welke invloed een investering in laadstraat 8 in Aalter zou hebben. We merken hier dat de kost per ton zelfs nog iets hoger uitvalt dan bij scenario 3.3. Als reden hiervoor kunnen we wijzen op de geringere bezetting van deze laadstraat (31,7% versus 46,4%).
Conclusie
In deze studieopdracht voor AVEVE hebben we een optimale rittenplanning voor de verschillende wagens, die instaan voor het vervoer van veevoeder vanuit de depots in Aalter en Merksem, uitgerekend. Hierbij hebben we expliciet rekening gehouden met de meest optimale bezetting van de verschillende laadstraten op beide depots om de wachttijden te kunnen reduceren. Dit is te wijten aan de grote complexiteit van de problematiek van de belading van de wagens (compartimenten). Vooraleer een wagen naar de klanten kan vertrekken, kan het zijn dat hij op meerdere laadstraten
moet laden. De beladingen van de verschillende wagens kunnen met elkaar in conflict komen: er kan immers slechts één wagen tegelijk op dezelfde laadstraat laden. Bovendien moet het product over de verschillende compartimenten zo verdeeld dat de balans van de bulkwagen altijd gewaarborgd blijft. Ondanks dat deze problematiek naar tevredenheid van AVEVE opgelost werd, blijven hier veel opportuniteiten om verbeteringen aan te brengen. Niet alleen in deze specifieke case van compartimentering en planning van laadstraten valt nog veel te exploreren, maar ook in het algemeen naar zogenaamde Rich Vehicle Routing Problems. In de praktijk roepen bedrijven meer en meer de academische wereld op naar afdoende oplossingen te zoeken voor hun complexer wordende (geïntegreerde) problemen.
Ter afronding van deze studie opdracht menen we te mogen besluiten dat het voor AVEVE interessant kan zijn om de company familiarity los te laten en bovendien de orders te leveren vanuit het dichtst bijzijnde depot. Uit de simulaties blijkt verder dat er slechts een eerder beperkte verbetering te verwachten valt indien men beslist om de vaste koppeling tussen de transportfirma en het depot vrij te laten. Indien AVEVE er naast bovengenoemde organisatorische ingrepen voor opteert te investeren in een verhoging van de laadsnelheid, dan is er een opmerkelijke daling in de kostprijs per ton te verwachten indien men opteert de snelheid van laadstraten M8, M9 en M10 op te drijven tot 80 ton per uur. Een verdere stijging van de laadsnelheid op deze plaatsen tot 125 ton per uur levert geen noemenswaardige daling van de kosten meer op. Tenslotte werd ook aangetoond dat bij een investering in laadstraten M13 of A8 eerder een beperkte daling in de kostprijs verwacht mag worden.
Bibliografie
A. El Fallahi, C. Prins, and R. W. Calvo, A memetic algorithm and a tabu search for the multicompartment vehicle routing problem, Computers and Operations Research, 5: 1725-1741, 2008.
GOEDERENVERVOER PER VRACHTTRAM EEN UNIEK EN INNOVATIEF STADSVERVOERSSYSTEEM
J. Haffmans, CityCargo BV
Goederenvervoer per vrachttram een uniek en innovatief stadsvervoerssysteem
De meest schone, veilige en duurzame oplossing voor de distributie van goederen in Amsterdam, tegen concurrerend tarief.
Waar steden over de hele wereld proberen uit naam van bewoners en bezoekers van hun stad de luchtkwaliteit verbeteren, de verstopping op de wegen en de onveiligheid tegengaan, biedt CityCargo dé oplossing vanuit de markt.
City Cargo heeft een duurzaam concept ontwikkeld voor vrachtdistributie in Amsterdam op basis van de bestaande tramrailinfrastructuur om inefficiënte en milieuonvriendelijke vrachtwagens te vervangen door elektrische trams en elektrische voertuigen. Dit concept adresseert de huidige behoefte om de leefbaarheid van binnensteden te verbeteren, zoals bijvoorbeeld in Amsterdam. CityCargo zet haar eerste vrachttram-logistiek op in deze stad.
Aanvankelijk was er veel scepsis over het inzetten van een vrachttram voor goederenvervoer in de stad. Vragen werden gesteld over de capaciteit van het tramnet, de hinder voor de personentram, de kosten van het extra overladen en de bereidheid van de markt. Inmiddels is CityCargo al vele stappen verder.
Hoe werkt het concept?
CityCargo bouwt vier distributiecentra (cross-docks) aan de rand van de stad. Daar kunnen grotere (en dus minder) vrachtwagens hun goederen voor de stad dag en nacht lossen. In het cross-dock worden de goederen in stadscontainers op de vrachttram geladen. Dat kost tijd en geld, maar dat wordt ruimschoots goedgemaakt doordat de tram snel op vrijliggend spoor de binnenstad kan bereiken. Bovendien vervoert één tram de vracht van vier gemiddelde stadsvrachtwagens. Met deze besparing kunnen de kosten van een extra overslag betaald worden. Op vrije stukken spoor in de stad worden de containers op elektrische wagens (e-cars) geladen. Deze e-cars
zorgen voor de
uiteindelijke levering aan de winkels en café ’s. Doordat dit systeem veel efficiënter is dan eenvoudig met een vrachtwagen in de stadsfile staan, kan CityCargo haar diensten tegen concurrerend tarief aanbieden.
Afbeelding 1 : Het concept
Door efficiëntere belading kan CityCargo binnen vier jaar de vracht vervoeren van 2.500 vrachtwagens per dag. Dit zal een voor iedereen merkbaar verschil opleveren; in de stad, maar ook op de ring en zelfs daarbuiten op de aanvoerwegen naar Amsterdam. Minder vrachtverkeer leidt tot een betere doorstroming van de uitvalswegen, minder wegonderhoud, een toename van de verkeersveiligheid en een reductie van het aantal verkeersslachtoffers. Verder kan veel kostbare openbare ruimte anders ingezet worden dan ten behoeve van de vele vrachtwagens in de stad. Daarnaast zal door inzet van vrachttrams de luchtkwaliteit verbeterd worden met 16%. Bovendien wordt de gehele operatie met behulp van windenergie CO2 neutraal uitgevoerd.
Er is in maart van dit jaar een pilot uitgevoerd. In vier weken werden in totaal 150 ritten gereden met twee vrachttrams. Een team van observanten van de gemeente Amsterdam, de politie AmsterdamAmstelland en de Stadsregio Amsterdam heeft observaties uitgevoerd.
Voornaamste criteria voor de pilot was de interactie met het overige verkeer, vooral de personentrams en de veiligheid. Het evaluatierapport dat naar aanleiding van de observateis is opgesteld is opsitief. Er is geen hinder geweest voor het overige verkeer. Dat, samen met het veilige maar geïmproviseerde laden en lossen van de stadscontainers, maakte de pilot zeer geslaagd. Ook de gemeente heeft dit in haar evaluatierapportage onderstreept.
Afbeelding 2 : Laden en Lossen tijdens de pilot op het Frederiksplein
Op 9 juli is door de gemeente een tienjarige exclusieve concessie afgegeven. Met deze overeenkomst is CityCargo in staat om kapitaal aan te trekken en het systeem verder te ontwikkelen. Trams worden gebouwd met een laad- en lossysteem voor speciaal ontworpen containers. Deze containers kunnen precies geladen worden met 6 standaard rolcontainers of 3 europallets. De e-cars komen van de firma Modec uit Engeland en dienen niet meer getest of uitvoerig gemodificeerd te worden. In Engeland zijn deze reeds beproefd.
Het tramnet in Amsterdam is zoals in veel steden nooit belast tot aan haar topcapaciteit. Dat is het alleen bij calamiteiten. Bovendien waren er in het jaar 1990 149 trams op het drukste moment op het net, in 2006 waren dat er nog maar 122. Bovendien komt in 2012 de NoordZuidmetrolijn gereed, met als gevolg dat bovengrondse tramlijnen met hetzelfde parcours zullen worden opgeheven. Belangrijkste is echter de afwijkende aard van een vrachttram. Deze stopt niet op de haltes en is niet afhankelijk van een bepaalde route. Hierdoor rijdt de vrachttram doorgaans achter een personentram aan en kan deze bij calamiteiten eenvoudig uitwijken zonder de bedrijfsvoering in gevaar te brengen. Kort gezegd is er, door de bijzondere karakteristiek van de vrachttram, altijd voldoende capaciteit, ook al wordt de volledige capaciteit van de personentram gebruikt.
Ook het laden en lossen geschied zonder hinder. Buiten de stad, in de cross-docks, gebeurt dat indoors op eigen terrein. In de stad wordt een aantal loslocaties, zogenaamde cityhubs, ingericht. Dit zijn stukken van minimaal 30 meter spoor die niet in gebruik zijn door de personentram. Naast dat spoor moet nog een strook asfalt van dezelfde lengte bestemd zijn voor de e-cars die daar een container kunnen ontvangen van een vrachttram. Op deze manier kan de personentram altijd doorrijden, of wordt in ieder geval niet door de vrachttram gehinderd.
De tijd is rijp voor de vrachttram. De tram bestaat al decennia, maar het innovatieve systeem van CityCargo bestaat uit de combinatie van vrachttram én e-cars. En juist die laatste zijn de afgelopen jaren uitontwikkeld. Bovendien is gewaarwording van de ernst van de luchtverontreiniging in steden de laatste jaren aanzienlijk geworden. Dat maakt het draagvlak voor een dergelijk initiatief groter.
Inmiddels wordt het systeem van de vrachttram genoemd door de burgemeester van Amsterdam genoemd als een belangrijk middel voor schone lucht en een beter bereikbare stad. In 2008 zullen de eerste tien trams rijden in combinatie met de eerste 90 e-cars. Er zijn contracten getekend met de eerste twee klanten en berekeningen worden gemaakt voor tientallen andere bedrijven.
Vanaf 2008 zullen er telkens per maand één tram toegevoegd worden tot er 53 trams en 900 e-cars in Amsterdam rijden. Dan heeft CityCargo 2.500 vrachtwagens uit de stad geweerd. Dat zal het straatbeeld voorgoed veranderden: van vies, lawaaiig en ouderwets, naar schoon, stil en veilig.
Als aangetoond is dat goederenvervoer per vrachttram in de stad Amsterdam een succes is, zal het ook in andere steden ingevoerd worden. Inmiddels is niet alleen interesse getoond in het project van CityCargo door steden in Nederland, maar ook door andere steden binnen en buiten Europa. Amsterdam dient voor
die steden als voorbeeld. CityCargo heeft de mogelijkheden om
goederenvervoer per vrachttram ook in die steden mogelijk te maken.
Afbeelding 3 : Vrachttram en e-car van CityCargo
HORECA SMART CHAIN : GECOMBINEERD INKOOP- EN DISTRIBUTIE PROBLEEM VAN HSC LOGISTIEK DIENSTVERLENER
H.J. van Rijswijck, TNO Mobiliteit en Logistiek M. Jordans, TNO Mobiliteit en Logistiek
Abstract De oprichting van de Horeca Smart ChainTM (HSC) is een ambitieus plan dat binnen enkele jaren moet leiden tot een geavanceerd inkoopproces met minder kosten voor ondernemers, producenten en leveranciers. Doel is het ontwikkelen van een gecoördineerde inkoop en logistiek in de keten tussen leveranciers en de horeca. Daarnaast wordt een kennis- en ervaringsplatform opgericht dat de ondernemers ondersteunt in het inkoopproces. De Horeca Smart ChainTM wordt eigendom van de horecaleveranciers, ondernemers en Koninklijke Horeca Nederland. Het plan is ontwikkeld in samenwerking met bureau Foodstep, TNO en KPN.
Deze paper geeft een indruk van de opzet van HSC. De nadruk ligt hierbij op de besturing van de logistieke keten. Deze keten gaat van producent, importeur of leverancier tot horecabedrijven zoals cafés, restaurants, hotels, snackbars, partycentrums, discotheken, tankstations, sportverenigingen enzovoorts. Allereerst wordt in grote lijn de belevering van de horeca in Nederland beschreven. Daarbij is met enkele kengetallen een indruk geschetst van deze markt. Dan is uiteengezet hoe de verschillende marktpartijen in de HSC te werk gaan. Vervolgens is een logistiek model beschreven, waarmee het proces van inkoop, bundeling en distributie optimaal gepland kan worden. De paper sluit af met conclusies en uitdagingen voor het opzetten van de HSC.
Logistiek in de horecasector
De horeca in Nederland is zeer divers qua bedrijfstypes en de verschillende werkwijzen daarbinnen. Er is een enorme keuze aan producten die enerzijds in smaak en anderzijds in portionering verschillen. Voor ondernemers in de horeca is onderscheidend vermogen belangrijk. Ondanks deze diversiteit aan bedrijven en producten komt het bestelproces vrijwel altijd op hetzelfde neer. In dit proces liggen grote kansen om het rendement voor ondernemers én leveranciers te verbeteren.
Nederland telt ongeveer 40 duizend horecaondernemers met een totale omzet van 13,6 miljard euro en een inkoopwaarde van 3,2 miljard euro op jaarbasis. Vaak is een horecabedrijf gekoppeld aan een brouwerij die rechtstreeks het (kelder)bier distribueert en soms ook samenwerkt met een (dochter)onderneming om andere (fris)dranken te leveren. Daarnaast heeft een horecaondernemer leveranciers voor food-, drank- en overige horecaproducten (non-food). Het food assortiment is doorgaans ingedeeld in droge kruidenierswaren (DKW), vers en diepvries. De producten worden door horecabedrijven grotendeels ingekocht bij gespecialiseerde horeca- of drankgroothandels. De inkopen worden gedaan bij cash & carry (bijvoorbeeld Sligro, Makro) of door de leverancier afgeleverd bij het horecabedrijf (bijvoorbeeld door Deli XL). Daarnaast wordt een klein deel bij de retail of detailhandel
ingekocht (supermarkten of speciaalzaken). De doorlooptijd (lead-time) voor levering van producten aan de horeca is standaard 48 uur, daarnaast worden ook relatief veel spoedorders geleverd. De omvang van bestellingen wordt voornamelijk afgeleid van de marktvraag, de keten is dus overwegend pull. Daarnaast worden nieuwe- of actieproducten de keten ingestuurd (push). De sector kent geen vaste ketenregisseur die veel macht uitoefent. Soms stelt de brouwerij zich dominant op, maar ook kunnen grote horecaketens veel invloed uitoefenen. Ongeveer de helft van alle ondernemers in Nederland is aangesloten bij een inkoopcombinatie.
Zowel kosten als service zijn belangrijk in de toelevering van horeca, met als gevolg vaak sterke relaties en vaste levercontracten tussen leveranciers en afnemers. Toch is de markt van leveranciers naar de horeca sterk gefragmenteerd. Uit onderzoek van TNO onder verschillende typen horecabedrijven blijkt een gemiddelde van twaalf bestellingen per week bij acht verschillende leveranciers gangbaar. De ondernemers gaven aan zich flexibeler op te willen stellen wat betreft beleveringsmoment indien het besparen van inkoopkosten hier tegenover staat en leverinformatie betrouwbaar is. De logistieke keten van de horeca kent verschillende knelpunten. Een eerste knelpunt is het feit dat elke schakel in de keten voorraden aanhoudt. De optimale omvang van deze voorraden is lastig te bepalen. Dit komt voornamelijk door de onvoorspelbaarheid van het consumptiegedrag van de eindklant door bijvoorbeeld grilligheid van het weer. Ook het bederfelijke karakter van de meeste producten speelt hierbij een rol. Bij de horecaondernemer ontbreekt soms de ruimte om voorraad te houden, een extra tafeltje is belangrijker. Ketentransparantie, door informatie te delen of communicatie en samenwerking te verbeteren, kan oplossingen bieden voor een effectief voorraadbeheer. Een ander knelpunt is het feit dat de meeste bestellingen per fax en telefoon plaatsvinden, waardoor het proces foutgevoelig en tijdrovend is. Ook ontstaan knelpunten in de distributie door verslechterde bereikbaarheid van horeca in steden. HSC biedt ondersteuning om dergelijke knelpunten aan te pakken.
Kenschets Horeca Smart Chain Het plan Horeca Smart ChainTM bevat de volgende uitgangspunten: Ondernemers bestellen via een geautomatiseerd systeem. Prijs en condities voor product en belevering staan vooraf vast. Ondernemers worden beloond voor goed bestelgedrag. Goed betekent: minder frequent, voor sommige producten flexibel qua leverancier en op aantrekkelijke aflevermomenten.
Figuur 1 : Logistieke grondvorm HSC
Het hart van de HSC bestaat uit een portal als interface naar de horecasector. Figuur 2 is een screenshot van een demo-versie van de HSC portal. De portal biedt alle functionaliteit om informatie tussen ketenpartijen uit te wisselen. Bestellingen kunnen gebruiksvriendelijk ingevoerd worden. Daarnaast biedt de portal functionaliteiten om het bedrijfsproces van de horecaondernemer te ondersteunen. Voorbeelden zijn het beheer van voorraadniveaus en waarschuwingen wanneer deze laag zijn. Verder zijn overzichten opvraagbaar van de agenda met reserveringen en het werkrooster in het bedrijf. De menukaart met achterliggende recepten kan gekoppeld worden aan de voorraad producten (bill of material). Informatie over bestelstatus en facturering wordt inzichtelijk gepresenteerd en er is mogelijkheid om management rapportages op te stellen.
Figuur 2 : Demo van de Horeca Smart Chain portal
Ondernemers bestellen elektronisch in de HSC portal. Twee bestelmethoden zijn mogelijk: ‘traditional’ of volgens de HSC spelregels: ‘smart’. Bij smart bestellen ontvangt de ondernemer korting op inkoop. Vrijheid van ondernemerschap blijft op deze manier bestaan door keuzevrijheid. Producenten krijgen een direct marketing kanaal op de HSC portal. Voorbeeld is het informeren over nieuwe recepten en nieuwe producten.
SMART
TRADITIONAL
Geen leveranciersvoorkeur
Leveranciersvoorkeur
Elektronisch bestellen en factureren
Elektronisch bestellen en factureren
Eerder bestellen
Bestelmoment vrij
Belevering in (breder) tijdvenster
Belevering met vast levermoment
Automatische incasso
Geen automatische incasso
AANZIENLIJKE KORTING
HUIDIGE PRIJSSTELLING
De prijsstelling van leveranciers naar klanten is niet direct gekoppeld aan de distributiekosten. Er zijn vaste prijsstellingen voor distributie om de klant in de richting van gunstig planbare tijdvensters te motiveren. Historische informatie uit het planningsysteem ondersteunt periodiek het opstellen van de prijsstructuur.
In de huidige praktijk zijn deze prijsstellingen onderwerp van onderhandeling tussen ketenpartijen en een belangrijk instrument om winst te maken. In de HSC als logistieke dienstverlener worden leveranciers gemotiveerd om producten (ex-works) aantrekkelijk te prijzen om de afzet te vergroten. Daarnaast worden leveranciers door het lage debiteurenrisico gemotiveerd om via HSC te verkopen.
Voor verdere optimalisatie van de bedrijfsvoering en logistiek, door HSC ondersteund, bestaan nog de volgende ideeën: grondstoffen leveren in op maat gemaakte verpakkingen; geleverde producten niet meer controleren op kwaliteitsaspecten, omdat per product controleerbare specificaties zijn ontwikkeld en vastgesteld (bijvoorbeeld eisen wat betreft THT datums); kassagestuurde inkoop, gecorrigeerd voor de verwachte drukte en seizoensinvloeden; elektronische betaling aan de leverancier vooraf.
Horeca Smart ChainTM als Logistiek Dienstverlener
Vier businessmodellen zijn opgesteld voor HSC,
namelijk
‘de
inkoopcombinatie’,
‘de
marktplaats’, ‘de logistiek dienstverlener’ en ‘de virtuele grossier’ (zie figuur 3). De modellen
verschillen vooral in de mate waarin aangestuurd wordt op inkoop of logistiek. Idee is om HSC op te zetten in een groeipad. De aanpak start met het mobiliseren van ondernemers die de slag van bestellen naar inkopen willen maken. HSC ontwikkelt dan van een inkoopcombinatie, via een marktplaats concept naar de HSC als logistiek dienstverlener. Verdere uitbouw naar een HSC als virtuele grossier, waarbij ook de inkoop- en voorraadfunctie van grossiers wordt overgenomen, zou kunnen op lange termijn.
Figuur 3 : Business modellen voor HSC
Het model van HSC als logistiek dienstverlener is het meest innovatief en onderscheidend. Dit business model stuurt op het optimaliseren van het logistieke proces. De logistieke diensten worden losgekoppeld van het product. Grossiers en producenten presenteren ex-works hun producten en diensten in de HSC. HSC voegt de logistieke kosten toe. (ex-works is af-fabriek, de producent, leverancier of importeur levert de goederen door ze in zijn bedrijfspand ter beschikking te stellen van de koper).
Figuur 4 : Leveranciers en grossiers plaatsen producten ex-works in HSC portal
Horeca ondernemers bestellen via de HSC portal. Zij worden beloond voor goed bestelgedrag, wanneer zij HSC keuzevrijheid geven in het selecteren van een leverancier of wanneer de ondernemer ruime levertijden en aflevertijdsvensters kiest. Transporteurs en logistiek dienstverleners bieden transport- en crossdock capaciteit aan in de HSC. Producenten en grossiers verzorgen niet meer hun eigen transport, maar besteden dit uit aan HSC. HSC geeft op basis van het bestelgedrag van de ondernemer en het aanbod van producenten, grossiers en transporteurs order advies, waarop de ondernemer de bestelling definitief maakt.
HSC bundelt de bestellingen van de horeca ondernemers en geeft deze door aan de producenten en grossiers. HSC geeft de transportorders en de route aan de transporteurs door. De transporteurs halen de producten bij de producenten en grossiers op, en distribueren via een cross-dock gebundeld naar ondernemers. Hierdoor worden de laagst mogelijke integrale kosten voor belevering van de bestellingen verkregen. Integraal betekent dat soms bewust een duurder alternatief wordt ingekocht, omdat lagere logistieke kosten compenseren in de totaalkosten. HSC faciliteert en vereenvoudigt de administratieve verwerking door verzamelorders, verzamelfacturen en een afname van het debiteurenrisico voor leveranciers.
Figuur 5 : LDVs plaatsen transport en crossdock capaciteit
HSC geeft alle partijen continue feedback op hun bedrijfsvoering. Ondernemers worden geadviseerd over hun bestelstrategie. Grossiers en producenten krijgen advies over het optimaliseren van hun aanbod en transporteurs worden geadviseerd over het optimaliseren van de logistiek. De logistieke keten wordt efficiënter ingericht door bundeling van goederenstromen en afname van het aantal gespreide leveringen aan de horecaondernemer. Schaalgrootte in het aantal orders in één platform maakt vergaande optimalisatie mogelijk. Door het (optioneel bij bestelling per product) vrijlaten van de leveranciers van producten, kan naast inkoopvoordeel ook logistieke kostenbesparing gerealiseerd worden. Het verruimen van leverdag en tijdvensters ondersteunt optimale bundeling en reduceert zo logistieke kosten.
Samengevat garandeert HSC de laagste integrale (logistiek en inkoop) kosten door : - het bundelen van vraag van ondernemers - het bundelen van aanbod van leveranciers - het efficiënt regisseren van vracht- en overslagcapaciteit van transporteurs.
Besturing logistieke keten van HSC
Het vervolg van deze paper zoomt verder in op de technische aspecten met betrekking tot het matchen van vraag en aanbod en logistieke planning in de HSC. Uitgangspunt is het businessmodel van de HSC als logistiek dienstverlener (LDV).
Figuur 6 : Huidige situatie
Figuur 7 : HSC optimaliseert inkoop en en distributie
De huidige situatie in figuur 6 illustreert een horeca keten met veel voertuigbewegingen, veel benodigde tijd voor inkoop, meerdere verschillende leveringen per dag, vaak voorkomende neeverkoop en fouten. Hierdoor zijn kosten van logistiek en inkoop niet optimaal. In figuur 7 is inkoop en distributie door HSC weergegeven waar zowel inkoop als distributie gebundeld zijn, de integrale inkoop en logistieke kosten laag zijn en de productkwaliteit gegarandeerd en constant is.
Mogelijkheden om de logistiek in HSC aan te sturen zijn onderzocht. Een model is opgesteld waarmee een planning voor inkoop, bundeling en distributie opgesteld kan worden. Innovatief in dit model is de integratie van het optimaliseren van inkoop en distributie. Het minimaliseren van een combinatie van sourcingkosten met routing- en cross-dock kosten, ondersteunt een meer ketenbrede optimalisatie. De invulling van ophaal- en leveropdrachten wordt hierdoor gebaseerd op integrale supply chain kosten. Andere voordelen van een integrale planning in HSC: Minder vaak bestellen en betere bundeling hebben een ‘onthaastende’ werking op de logistieke keten. Door de schaalgrootte van het platform kunnen transportmiddelen gedeeld worden over territoria en functionele grenzen.
Model
Doelfunctie Na het definiëren van het logistieke concept van de HSC kan het concept in een wiskundig model gevangen worden. De doelstelling van het model is het minimaliseren van de totale kosten, bestaande uit:
transportkosten voor distributie (CTD) en voor ophaal(CTP),
inkoopkosten (CI),
en overslagkosten (CO).
Min {CTD + CTP + CI + CO} Waarbij de transportkosten (CT) zijn opgebouwd uit de kosten van de collectieritten vanaf de verschillende leveranciers, de distributierondritten langs de horecabedrijven, en de wachttijden en laad- en lostijden die onderweg optreden. Wanneer er een rit plaats vindt tussen locatie l1 en locatie l2 in voertuig v heeft de variabele V(v,l1,l2) waarde 1, in alle andere gevallen heeft hij waarde 0. De distributiekosten bestaan uit verschillende kostencomponenten: afstandskosten (CKM), tijdskosten (CUur), handelingkosten (CH), en wachtkosten (CW) . De afstand tussen locaties l1 en l2 wordt weergegeven in de matrix Dist(l1,l2) en de reistijd tussen de locaties wordt gegeven in de matrix
Time(l1,l2). De wachttijd (TW) en de handelingtijd (TH) worden berekend in de routeringsoplossing.
C TD =
∑V (v, l , l ) ⋅ {Dist (l , l
∀v ,l1 ,l 2
1
2
1
2
) ⋅ C KM + Time(l1 , l 2 ) ⋅ C Uur + T H (l1 ) ⋅ C H + ∑ T W (v, c) ⋅ C W
}
v ,c
Voor de berekening van de ophaalkosten wordt aangenomen dat er geen rondritten gereden worden, maar dat volle trucks van leverancier s naar overslagpunt x vertrekken. Het aantal trucks dat benodigd is voor iedere leverancier naar de verschillende overslagpunten en de kosten per km, de kosten per uur en de vaste kosten voor het inzetten van een wagen, bepalen de totale ophaal kosten
C TP = ∑ NofVehicles ( x) ⋅ C KM ⋅ Dist ( s, x) + C Uur ⋅ Time( s, x) +C F s,x
(
)
De inkoopkosten zijn afhankelijk van de gevraagde producten en door welke leverancier deze geleverd worden. Wanneer de order o het product p bevat (OP(o,p) = 1), en deze order gekoppeld is aan leverancier s (OS(o,s) = 1) wordt de prijs van product p bij leverancier s (Cp(s,p)) toegevoegd aan de inkoopkosten. Dit geldt voor iedere o, p, s.
CI =
∑ OP(o, p) ⋅ OS (o, s) ⋅ C
p
( s, p )
∀o , s , p
De overslagkosten zijn afhankelijk van de overslagsnelheid bij de logistieke dienstverlener en de uurkosten die voorkomen. Wanneer een voertuig v vertrekt bij overslagpunt x
richting klant c
(V(v,x,c) = 1) wordt aan de totale overslagkosten toegevoegd: de tijd voor het overslaan op het overslagpunt x (TX(x)) vermenigvuldigd met de uurprijs voor de overslag (CX(x)) .
CO =
∑ V ( v, x, c ) ⋅ T
X
( x) ⋅ C X ( x )
∀v , x ,c
De oplossing wordt beperkt door een aantal constraints.
Routering - distributie Om te zorgen dat de distributierondritten ingepland worden zijn de volgende constraints nodig. Als eerste is het nodig dat alle klanten minimaal eenmaal bezocht worden. Dit betekent dat ze minimaal één aankomst en één vertrek moeten hebben. Bovendien moeten er evenveel wagens aankomen als weer vertrekken. Dus voor iedere klant c moet gelden:
∑ V (v, l , c ) ≥ 1 ∀v ,l
∑ V (v, c, l ) ≥ 1 ∀v ,l
∑ V ( v, c, l ) = ∑ V ( v, l , c ) ∀v ,l
∀v ,l
Voor ieder van de producten p, leveranciers s en overslagpunten x moet gelden dat alle producten die op het overslagpunt verzameld zijn (Stock(x,s,p)) in de vrachtwagen geladen wordt die op weg zal gaan naar de bijbehorende klant.
∑V (v, o) ⋅ OP(o, p) ⋅ OS (o, s) ⋅ OQ(o) = ST ( x, s, p) o ,v| XDv ( x ,v )
Voor iedere klant c moet gelden dat de vrachtwagen v die zijn order o bevat (VL(v,o) = 1) langs de locatie van de klant rijdt. Een order o zit in één wagen v en er is maar één wagen v die order o bevat.
∑VL(v, o) = 1 ∀v
VL(v, o) ⋅ OC (o, l 2 ) = ∑V (v, l1 , l 2 ) l1
De positie van een klant in een route wordt weergegeven door de index pos(v,c). Wanneer een klant c niet in een bepaalde route opgenomen is zal pos(v,c) gelijk zijn aan 0. Iedere route begint en eindigt
bij een overslagpunt. Bovendien niet een willekeurig overslagpunt, maar hetzelfde punt en gekoppeld aan de wagen. Wanneer
∑V (v, x, c) = 1 dan pos(v,c) = 1 , anders pos(v,c) ≠ 1 x
∑V (v, x, c) = ∑V (v, c, x) voor iedere x c
c
Wanneer van klant c1 naar klant c2 verplaatst wordt, moet de positie van klant c2 1 hoger zijn dan de positie van klant c1.
Pos(v,c1) = Pos(v,c2) + V(v,c1,c2) De capaciteit van een wagen is beperkt tot een maximum VCD(v). Dus de lading van de vrachtwagens vermenigvuldigd met de grote van de orders mag niet groter zijn dan dit maximum.
∑VL(v, o) ⋅ OQ(o) ≤ VC
D
(v)
o
Aankomst en vertrektijden De aankomsttijden bij klanten (AT(v,c)) en de vertrektijden vanaf het overslagpunt (DT(v)) moeten binnen bepaalde tijdsvensters plaatsvinden. Na de ondergrens (LB(o)) en voor de bovengrens (UB(o)) van een order.
AT(v,c) ≥ LB(o)·VL(v,o)·OC(o,c) AT(v,c) ≤ UB·VL(v,o)·OC(o,c) Om de aankomsttijd bij klant c2 te kunnen berekenen moeten we ook weten welke klant de vorige was in de route en hoe laat de wagen daar vertrokken is. De aankomsttijd is afhankelijk van de positie in de route en de laadtijd op het overslagpunt (TL(v)) en de lostijd bij klanten (TU(v)).
Als V(v,x,c) = 1
AT(v,c) = DT(v) + TL(x) + Time(x,c) Als V(v,c1,c2) = 1
AT(v,c2) = AT(v,c1) + TU(c) + TW(c) Time(c1,c2)
Aanlevering De totale hoeveelheid product p van de leverancier s op de verschillende overslagpunten is gelijk aan de hoeveelheid van het product geleverd door de leverancier. Dit geldt voor alle leveranciers en alle producten. De variabele SupplyQ(s,p) geeft de hoeveelheid van product p geleverd door leverancier s.
∑ Stock (s, p, x) = SupplyQ(s, p) x
Het total aantal wagens dat vertrekt vanaf leverancier s naar overslagpunt x wordt gegeven door de variabele NofVehicles(s,x). Deze variabele moet altijd groter zijn dan het aantal laadeenheden van de leverancier bestemd voor het overslagpunt, gedeeld door de capaciteit van de ophaalwagen (VCP).
NofVehicles ( s, x) ≥ ∑ Stock ( s, p, x) / VC P p
Conclusies
Voordelen van HSC zijn tijdbesparing, inkoopmacht, controle over de distributiekosten en kwaliteitsverbetering (online orders, debiteurenrisico). Nadelen van HSC zijn het financiële risico doordat HSC de geldstromen faciliteert. Daarnaast zit HSC overal tussen, dus is een groot service apparaat vereist. Er zal veel inspanning geleverd moeten worden om de inkoop, prijsbepaling en afrekening te stroomlijnen. Kritische succesfactor is een voldoende groot assortiment. Daarnaast moet steeds voldoende voordeel in gemak en prijs aan de ondernemers aangeboden kunnen worden. Het servicelevel moet minimaal even hoog zijn als het servicelevel van concurrenten. Tenslotte mag HSC de mogelijkheid voor de horecaondernemer om zich van zijn concurrent te onderscheiden, niet tegenwerken.
Het businessmodel dient nog verder uitgewerkt te worden. HSC is budgetneutraal en heeft dus geen winstoogmerk. Hoe gaat beprijzing van producten en logistieke kosten en verdeling van kosten en opbrengsten in HSC ingericht worden? Welke afspraken tussen HSC en logistiek dienstverleners worden opgesteld: hoe wordt bijvoorbeeld afgerekend op beschikbare en daadwerkelijk gebruikte capaciteit? Hoe gaat de beloningsstructuur voor horecaondernemers eruit zien?
In de proof of concept van HSC is aangetoond dat een algoritme en oplossingsheuristiek voor de HSC als logistiek dienstverlener, maakbaar is. Dit algoritme matcht en plant dynamisch A) de variabele, niet gestuurde vraag met variabele logistieke vrijheidsgraden van horeca ondernemers met B) het
productaanbod van leveranciers C) het aanbod van transport- en cross dock capaciteit van logistieke dienstverleners.
Om de organisatie van inkoop en logistiek in HSC te onderzoeken is een ‘combined procurement, cross-dock and routing problem’ gemodelleerd. In de wiskundige formulering zijn optimalisatie algoritmes ontworpen en met behulp van AIMMS zijn testcases uitgevoerd. Te behalen voordelen, namelijk besparingen in ketenkosten door de integrale optimalisatie van inkoop en logistiek, kunnen met dit model inzichtelijk gemaakt worden.
De vele vrijheidsgraden (keuze leverancier, overslaglocatie, transporteur, routes, tijdstippen etcetera) maken het probleem zeer complex. Om een operationeel inzetbare planningsmodule te kunnen ontwerpen, wordt voortzetting van het onderzoek naar verbetering van het HSC model aangeraden. Hiermee kan de gestelde uitdaging in het businessmodel van HSC verwezenlijkt worden.
Uitdaging voor vervolg is de verfijning van het business model en de aansluiting van de planning algoritmes op het business model. Ook dienen de algoritmes geschikt gemaakt te worden voor de grootschaligheid van het HSC concept. Wanneer de algoritmes vertaald worden naar operationeel inzetbare software, is het uitdaging om het evenwicht tussen snelheid en kwaliteit van de oplossing te vinden en real-time optimalisatie mogelijk te maken. Daarnaast moet nog extra complexiteit van operationele randvoorwaarden (constraints) meegenomen worden.
Voor 2008 is een pilot voorzien waarin het HSC concept zichzelf kan bewijzen. Plan is om het concept gefaseerd te introduceren, waarbij eerst de nadruk ligt op samenwerking tussen bedrijven uit de sector, introductie van de portal en het aanpassen van bestelgedrag.
DE DERDE GOLF BINNEN DE BINNENVAART : PALLETVERVOER SUCCESVOL GETEST IN DE PRAKTIJK
F. Verbeke, NV De Scheepvaart / VOKA C. Macharis, Vrije Universiteit Brussel I. Cornillie, Vrije Universiteit Brussel
Inleiding
Na het bulktransport (eerste golf) en het containertransport (tweede golf) lijkt een nieuwe groeimogelijkheid voor de binnenvaart zich te bevinden in het palletvervoer (derde golf). Jaarlijks wordt binnen België 61,1 miljoen ton gepalletiseerde goederen vervoerd (NIS, 2003). Vorig jaar werd de mogelijkheid van het palletvervoer via de binnenvaart op theoretische wijze bestudeerd (Cornillie, Macharis en Van Nieuwenhuyse, 2006) in een haalbaarheidsstudie in opdracht van de waterwegbeheerder Waterwegen en Zeekanaal. Gedurende het afgelopen jaar werden deze theoretische concepten getoetst aan de praktijk en blijkt er grote belangstelling te bestaan bij de praktijkactoren. In deze paper rapporteren we over de testvaarten en vullen we de open vragen verder in. De testvaarten vonden plaats in de sector van de bouwmaterialen, een categorie die erg geschikt blijkt voor deze manier van transporteren. Vooreerst wordt kort het logistiek concept beschreven. Dit concept bestaat uit een netwerk van verschillende regionale watergebonden distributiecentra (RWDC’s). De aandachtspunten die in de haalbaarheidsstudie werden geïdentificeerd worden vervolgens kort weergegeven. In de volgende sectie worden de proefvaarten beschreven waarin gezocht wordt naar een competitieve prijs ten opzichte van de weg via optimalisatie van de overslagtechnieken. Aan de hand van deze vaarten wordt het logistiek concept verder geconcretiseerd.
RWDC als Logistiek Concept
Vandaag verloopt het palletvervoer in Vlaanderen quasi uitsluitend via de weg (unimodaal). Dit transport kan rechtstreeks verlopen tussen twee punten of via één of meerdere regionale distributiecentra (RDC) aan de kant van de verlader en/of bestemming. Om overvolle wegen richting stedelijke centra te vermijden kan de binnenvaart ingezet worden voor dergelijke palletstromen. Het logistieke concept, dat grotendeels kan voorzien in de distributie van ‘fast moving consumer goods’ (FMCG) en bouwmaterialen op pallets via de binnenvaart, bestaat uit een netwerk van Regionale Watergebonden Distributie Centra (RWDC’s) verspreid over Vlaanderen. Het RWDC werkt als een regionaal watergebonden logistiek centrum dat bediend kan worden van op het water en de weg en van waaruit uitgaande stromen eveneens mogelijk zijn per schip of per vrachtwagen (intermodaal). In Figuur 1 wordt de vervoersketen weergegeven rekening houdend met de verschillende overslagpunten. Afhankelijk van de ligging van het magazijn van de verlader en van de klant zal er voor- en natransport via de weg plaatsvinden.
Figuur 1 : Vervoersketen voor palletvervoer via de binnenvaart
Overslag pallets Voor/natransport
Magazijn verlader
RWDC
RWDC
Magazijn Klant
Binnenschip -----
Kaaimuur
Bron: Cornillie en Macharis (2006)
Om voldoende basisvolume aan te trekken is het belangrijk dat het RWDC-netwerk zo optimaal mogelijk wordt ingeplant in het Vlaamse landschap. Bij de selectie van de locaties werd rekening gehouden met voldoende geografische spreiding en de nabijheid van grote en middelgrote steden. Bij gevolg bestaat het volledige RWDC-netwerk uit acht mogelijke locaties voor de regionale distributiepunten in Vlaanderen: Leuven, Kortrijk, Zuid-Brussel, Antwerpen, Aalst, Gent, Genk en Hasselt. De nabijheid van de stadscentra bieden voor deze locaties uitzicht op het inrichten van een centrum voor stadsbevoorrading (VUB, Comisol,VIL, 2005).
Kritische succesfactoren voor het concept
Drie kritische succesfactoren werden naar voor geschoven voor de geanalyseerde goederenstromen in de haalbaarheidsstudie (Cornillie en Macharis, 2006): -
De prijs van het gecombineerde weg- en watertraject blijft aldus vandaag een kritisch beslissingselement. De verhouding van de totale transportkost (inclusief de volledige dienstverlening en behandelingskost van het RWDC) kan voor sommige trajecten resulteren in een meerprijs per pallet. Deze meerprijs zal betaald worden door de ontvanger en/of de producent indien er voldoende voordelen gerealiseerd kunnen worden. De keuze van inrichting van het overslagplatform, het type overslagtechniek en het type schip zijn allemaal elementen die nog concreet getest moeten worden om de prijs nauwkeuriger te bepalen.
-
De kritische drempelafstand is een element dat afhangt van het respectievelijke voor- en natransport en de overslagkosten.
-
De kritische massa: om het binnenvaarttraject competitief te maken ten opzichte van het wegtraject zijn voldoende volumineuze goederenstromen noodzakelijk op de
heen- en
terugvaarten. Onderstaande praktijktesten schenken vooral aandacht aan de optimalisatie van de prijs van het gecombineerde transporttraject (weg en water) ten opzichte van het enkelvoudig transporttrajcet uitsluitend bestaande uit de weg modus.
Praktijktesten
In de samenwerkingsovereenkomst tussen VOKA (Vlaams netwerk van ondernemingen en de Kamers van Koophandel) en de waterwegbeheerders zijn drie onafhankelijke transportdeskundigen aangesteld om de modal shift van weg naar water te ondersteunen van analyse tot implementatie. Uit de verschillende praktijktesten werden leerpunten gehaald in verband met de totale kostprijs van het traject (noodzaak van voor- en natransport, overslagkosten bij oorsprong en/of bestemming en de vaarkost) alsook de mogelijkheid tot bundeling van de goederenstromen (groupage). De praktijktesten werden uitgevoerd in de sector van de bouwmaterialen tijdens de eerste helft van 2007. Vlaanderen beschikt over een 50-tal producenten die een 150-tal bouwhandelaren beleveren. Veel van deze producten zijn gepallettiseerd en stapelbaar wat hen ideaal maakt voor transport in binnenschip of op ponton. Het gaat onder andere om: gipsblokken, snelbouwstenen, gevelstenen, andere soorten binnenstenen, klinkers, enz. De transportkosten worden meestal rechtstreeks of onrechtstreeks gedragen door de bouwhandelaars. Een groot aantal van deze handelaars bevindt zich dicht bij een waterweg. Met een aantal producenten en handelaars zijn een reeks praktijktesten uitgevoerd in de loop van 2007. We bespreken de 4 praktijktesten aan de hand van 3 groepen: conventioneel schip met het gebruik van een werfkraan, duwboot met ponton en het gebruik van een vorklift, conventioneel ship op lange afstand met gebruik van een mobiele kraan.
Testvaart 1 : Lanklaar-Menen : Vandersanden NV - Conventioneel schip
Gezien Vandersanden in Menen een depotfunctie wenst te ontwikkelen voor de distributie van gevelstenen naar Noord-Frankrijk werd er geopteerd om dikke stromen vanuit de fabrieken van Lanklaar en Spouwen-Bilzen naar Menen te vervoeren. Een depot te Menen zou in de toekomst ook voor de omliggende provincies kunnen functioneren als regionaal distributiepunt. Hier was de opzet om een vracht van 1.100 ton te laden niet ver van de fabriek in Lanklaar (200m) met 2 werfkranen en te lossen in Menen op dezelfde wijze. De overslagkost was het belangrijkste evaluatiepunt
samen
met
kwaliteitsaspecten.
Het
voortransport
werd
georganiseerd
met
vrachtwagens voorzien van een volledig vlakke laadvloer die ongeveer 28 ton kunnen meenemen.
Foto 1 : Lading aan de Bekaert kade te lanklaar
Foto 2 : Lossen te Menen
Bron: F. Verbeke, 2007
Voornaamste vaststelling van dit proeftraject is dat het kwalitatief erg nadelig is voor gevelstenen om ze verticaal per pak te manipuleren. De ladingskosten bedragen ongeveer € 2.5 per ton aan een overslagritme van 70 ton per uur, het vaartraject (ongeveer 250 km) kostte € 4.7 per ton en de kosten van het lossen bedragen ongeveer € 4.5 per ton aan een overslagritme van 40 ton per uur. Als de totale kost (€ 11.7 per ton) van dit geval vergeleken wordt met de kost van het vrachtwagentransport van fabriek tot depot (ongeveer € 8 per ton) dan zien we een nadelig resultaat voor de binnenvaart. Er moet dus duidelijk werk worden gemaakt van een optimalisatie van de overslag om deze kosten te doen dalen vermits de zuivere transportkost van het binnenvaarttraject competitief is ten op zichte van de weg. Het is de overslagkost en eventueel voor- en natransport die de balans snel in het voordeel van het wegtransport laten overslaan. In termen van aantal pallets per overslagbeweging en veiligheid van de lading is de meest logische behandelingsmethode de vorklift. Dat bracht Vandersanden NV tot het opzetten van een serie proefvaarten met een ponton waarbij de pallets makkelijk kunnen behandeld worden met een vorklift.
Testvaart 2 : Vandersanden NV : Pontonvaart op de as Lanklaar-Menen
Samen met Wienerberger en Ploegsteert werd tijdens de tweede testvaart de overslag met vorklifts tussen ponton en de wal geëvalueerd. Het was ook de bedoeling na te gaan hoeveel potentieel er in de transportkost met het ponton zit, gezien het feit dat pontons heden ten dage niet voor ‘reguliere heen- en terugvaart’ gebruikt worden en dus een andere prijzenstructuur hebben. Het basisprincipe van de pontonvaart bestaat erin dat een duwboot een ponton voortduwt. Voor dit experiment was ervoor gezorgd dat het ponton langszij aanmeert
en dat er op het ponton een
vorklift tegelijk meevaart. Het voordeel van de vorklift is dat deze 3 pallets tegelijk kan heffen.
Er
werd een ponton gehuurd van 500 ton netto met als afmetingen 11.5m x 32m. Het voordeel van deze aanpak met een vorklift op het ponton is dat er op een eenvoudig manier deelladingen kunnen geladen en gelost worden. Het bundelen van goederenstromen van en naar verschillende locaties op één traject is hier dan ook een belangrijke opportuniteit (Pickup/Dropoff of groupage). Tijdens deze praktijktest werden andere producenten van bouwmaterialen (Ploegsteert en Wienerberger) bereid gevonden mee te werken om voor terugvracht te zorgen en te delen in de kosten. Deze terugvrachten werden geladen in Menen. Het voortransport dat hiervoor nodig was, wordt in deze bespreking niet in beschouwing genomen.
Foto 3 : Transport van gevelsteen en snelbouwstenen per ponton
Bron: F. Verbeke (2007)
De voornaamste vaststellingen van dit proeftraject is dat er gezien de nog hoge kosten van de ponton/duwer-combinatie gezocht dient te worden naar een methode en techniek die een hoger volume aan tonnage kan vervoeren. Een capaciteit van tenminste 1.000 ton is aangewezen. Ten gevolge van een te beperkt tonnage en de relatief hoge kost van de combinatie duwer/ponton (€ 1.250 per werkdag voor maximum 550 ton) bedraagt de totale transportkost ongeveer € 10.50 per ton, exclusief de laad-en loskosten. Tegenover het wegtraject (€ 8 per ton) is dit voor de verladers economisch gezien geen haalbaar plaatje.
Het gebruik van de vorklift die 3 pallets per keer kan heffen is kwalitatief zeer goed bevonden. De vereisten voor de betreffende kaaimuur zijn ook zeer gering, recht en effen is voldoende. Een verharding is niet echt noodzakelijk, er kan met stalen rijplaten gewerkt worden; De overslagkosten (laden en lossen) zijn veel lager dan bij het conventionele schip waar met een werfkraan werd gewerkt. Met twee vorklifts (huurprijs € 50/uur) is het mogelijk om 150 ton per uur over te slaan wat leidt tot een kost per ton van € 0.66 in plaats van respectievelijk € 2.5 en € 4.5 per ton. Het is niet ondenkbaar dat er in de toekomst met eenvoudigere en lichtere vorkliften kan gewerkt worden, bedient door één werkkracht (matroos of werknemer van de desbetreffende bouwhandelaarproducent), zodanig dat zelfs een overslagkost van € 0.50 per ton in zicht komt.
.
Als men het varen met een ponton vergelijkt met een conventioneel schip, is het conventioneel schip momenteel niet te verslaan op het vlak van vrachtprijs. Echter, de overslagmethode dient verder geoptimaliseerd te worden.
Testvaart 3 & 4 : Wienerberger : Optimalisatie overslag met mobiele kraan
Tijdens een tweetal vrachten (gemiddeld 1.200 ton) over grote afstand (650 km) werd getracht om de overslag met mobiele kraan te optimaliseren naar overslagritme en kostprijs toe. Bij het laden van de eerste vracht was een kort voortransport noodzakelijk (€ 6 per ton). Er werd gebruik gemaakt van een kabelkraan met een pallethaak van 4 pinnen die twee pallets tegelijk kan heffen (Foto 4) Deze methode is zeer arbeidsintensief gezien de kraan zelf geen kracht op de pallethaak kan uitoefenen. Naast de kraanman zijn er twee mensen op de wal noodzakelijk om de haak onder de pallets te duwen en in het ruim van het schip moeten nog eens twee arbeiders de haak volledig manueel onder de pallets uittrekken. Er werd een overslagritme van maximaal 40 ton per uur behaald aan een laadkost van € 3.75 per ton. Het vaartraject kostte € 12.40 per ton.
Foto 4 : Laden met een 4-pinnen pallethaak aan een klassieke kabelkraan
Bron: F. Verbeke (2007)
Er werd vervolgens gelost met dezelfde pallethaak maar nu met een mobiele kraan (Foto 5). Er werd hier een rendementsverhoging gerealiseerd tot 80 ton per uur en een halvering gerealiseerd van het aantal in te zetten werkkrachten. Nog maar eén man in het ruim en één man op de kade waren hier nodig ter ondersteuning. Er werd hiermee een kost bereikt van € 2.2 per ton. De mobiele kraan kostte € 150 per uur. Dit brent de totale kost van dit vaartraject op € 25.4 per ton tegenover € 20.8 per ton voor het wegtraject.
Foto 5 : Lossen met een mobiele kraan mbv een 4-pinnen pallethaak
De bedoeling van de tweede vracht was om de overslag verder te optimaliseren. De 4-pinnen pallethaak werd uitgebreid naar 6-pinnen, zodat er drie palletten tegelijk of ongeveer 3 ton per beweging kan gemanipuleerd worden. Laad- en losomstandigheden bleven hetzelfde zoals hierboven beschreven, alsook de kosten van het vaartraject. Bij het laden verhoogde het overslagritme tot 50 ton per uur en de overslagkost daalde tot € 3.5 per ton. Het lossen gaf een rendementsverbetering tot 120 ton per uur en een kost van € 1.6 per ton. Dit brengt de totale kost van dit vaartraject op € 23.5 per ton tov € 20.8 voor het wegtraject. Na elke optimalisatie wordt het verschil met de weg duidelijk kleiner. Tijdens bovenstaande testvaarten werden overslag-technische bakens verzet. Er zit nog heel wat perspectief in de overslag met mobiele kraan. Als ook in dit geval, mits verdere optimalisaties, de overslagkost naar € 0.5 per ton zou kunnen evolueren, wordt de binnenvaart duidelijk competitief.. De volgende stap is het zoeken naar een kleinere, lichtere kraan. Het blijkt niet zinvol om meer dan drie pallets tegelijk te manipuleren naast elkaar, omwille van de beperkte ruimte in het scheepsruim. Ook twee pallets achter mekaar verzwaren de haak en maken de manipulatie moeilijk. Nadeel bij de inzet van een mobiele kraan is de organisatie om de kraan steeds op het juiste tijdstip op de afgesproken plaats. Gezien de hoge prijs om de mobiele kraan te verplaatsen zijn tussenstops langs de desbetreffende vaarroute (dropshipments) niet opportuun. Daarom leent deze vorm zich het best voor punt-tot-punt leveringen van volle schepen.
Wienerberger zal gedurende nog een aantal vaarten verder optimaliseren volgens dezelfde methode. Overslag met een bestuurbare pallethaak aan een mobiele kraan is momenteel in testfase. Mits nog enige technische verfijningen wordt het mogelijk om de kraanman alleen in te zetten om de volledige overslag te doen met grote precisie en snelheid. Dit betekent dat we de arbeidskost nog eens reduceren met twee mensen. Afhankelijk van de kost van de kraan en hydraulische aanpassingen, zit hier duidelijk perspectief richting € 0.50 per ton. Dit betekent dat bijna alle pallettransporten van punt tot punt (volle vrachten met conventionele binnenschepen) competitief kunnen worden ten opzichte van de weg.
Samenvatting van de testvaarten
Het vaartraject met de duwboot/ponton combinatie blijft voorlopig nog erg duur ten opzichte van het conventionele schip. Momenteel worden verschillende aanbieders gecontacteerd om goedkopere pontonvaart mogelijk te maken, met grotere tonnages. Om de gebruikskosten van het ponton competitief te maken met het wegvervoer, zal er zeker naar een tonnageverhoging moeten gezocht worden, tot een 1.000 ton waarschijnlijk. Het concept is zeer goed om een distributiesysteem op te zetten. Bovendien is het zeer toegankelijk en vraagt het weinig investeringen. De opstart van een systeem van ‘reguliere vaart’ met heen- en terugvracht met pontons riskeert moeilijk te verlopen. Het gaat om professionele bemanningen die een andere kostprijs hebben dan die van de familiale binnenschipper en de sector van de duwvaart met pontons is er nog niet helemaal klaar voor. Zij voeren meestal eenmalige opdrachten uit op een projectbasis.
Tabel 1 : Overzichtstabel van de praktijktesten Afsta Voortransport
€ 6.00/ton
€ 6.00/ton
Laden
Varen
Lossen
Totaal
Weg
nd
€
€
€
€ 11.70/ton
€ 8.00/ton
250
2.50/ton
4.70/ton
4.50/ton
€
€
€
0.66/ton
9.55/ton
0.66/ton
€
€
€
3.50/ton
12.40/ton
2.20/ton
€
€
€
3.50/ton
12.40/ton
1.60/ton
Water/weg
46%
Km € 10.87/ton
€ 8.00/ton
250
36%
Km € 24.10/ton
€ 20.80/ton
650
16%
Km € 23.50/ton
€ 20.80/ton
650
13%
Km
Bron: F. Verbeke (2007)
Wat betreft het conventionele schip stellen we vast dat op de langere afstand de overslagkost veel minder doorweegt dan op de korte afstand. Ook daar is er nog een goed perspectief in reductie van overslagkosten. Dankzij de optimalisatie kan de kost van het laden en lossen bij conventionele schepen dalen tot € 0.5 per ton. Op deze manier komt de overslagkost van het schip met mobiele kraan (vracht 2, Tabel 1) in de buurt van die van een ponton. Maar in dit geval bestaat er een nadeel op het vlak van deelladingen wegens complexe organisatie rond schip en kraan. Op deze manier kan het binnenschip competitief worden met het wegvervoer. Verdere mechanisering van de manipulatie bij de overslag dringt zich op. Uit bovenstaande kan geconcludeerd worden dat in het geval dikke stromen op punt-tot-punt trajecten georganiseerd worden, er best geopteerd wordt voor het inzetten van een conventioneel binnenvaartschip met gebruik van een bestuurbare pallethaak. In het geval dat er een werkelijk distributietraject kan opgezet worden, blijkt het inzetten van een conventioneel schip met een vorklift aan boord vandaag de meest economisch haalbare keuze ten opzichte van de weg. Onder voorwaarde dat goedkopere aanbiedingen gevonden worden met betrekking tot de pontonvaart biedt ook deze vaarmethode een hoogwaardig competitief alternatief omdat horizontale overslag mogelijk wordt met de vorklift en dus ideaal functioneert binnen een distributienetwerk. Een volgende stap bestaat erin om een nieuw alternatief op huidige overslagtechnieken uit tewerken. Het gaat om een conventioneel binnenschip met één ruim en één vorklift in het ruim. De vorklift brengt de pallets op een plateau op de gangboord, van waarop de vorklift aan de wal verder kan. Het
belangrijkste element om flexibel en ‘ongepland’ te werken, is de vorklift. Die is overal beschikbaar en bovendien niet duur.
Concretisering van het concept
Gedurende de experimenten en de briefings hieromtrent begint vanuit de praktijk het concept van regionale
depots
te
leven,
dit
sluit
aan
op
het
RWDC-concept
zoals
voorzien
in
de
haalbaarheidsstudie. Bovendien biedt het gebruik van het ponton duidelijke voordelen als men het bestaande netwerk van bouwhandelaars wil bevoorraden, zonder eventueel reeds te spreken van een uitgebreider RWDC netwerk. Naast het conceptuele kader is het opportuun om de praktische aspecten zoals de organisatorische en technische elementen van een RWDC-netwerk te concretiseren. In het RWDC-netwerk kan samen via Private Publieke Samenwerking (PPS) of individueel geïnvesteerd worden door publieke (gemeenten en andere overheidsinstellingen) en/of private partners (industriële partijen, logistieke spelers,...). Ook de federaties van bouwproducenten, Feproma, en van bouwhandelaars, Fema, tonen interesse in het concept en kunnen eventueel mee investeren in een aantal RWDC’s. De handelaars en producenten zijn te vinden voor onafhankelijke depots die door een consortium van producenten beheerd worden of door een onafhankelijke operator. De kostprijs van deze extra tussenstap in de logistieke keten is ongemeen belangrijk. Een openlucht opstelling met een éénvoudige omheining kan volstaan voor de bouwmaterialen. Uiteraard zijn een vorklift voor minstens twee pallets en een klein kantoor met telefoon, internet en fax minimale vereisten. Uiteindelijk zullen alle goederenbewegingen van de verschillende fabrikanten geregistreerd moeten worden. Ook opdrachten
moeten
kunnen
ontvangen
en
geregistreerd
worden.
Met
een
eenvoudige
internetaansluiting is het vandaag mogelijk om registraties rechtstreeks in de computersystemen van de producenten te verzorgen. Na de uitvoering van de praktijktesten zijn de transportdeskundigen nu goederenstromen in kaart aan het brengen en het blijkt dat op verschillende assen voldoende lading aanwezig is om een continu vaarschema op te zetten tussen producenten en handelaars en eventueel dikke stromen tussen RWDC’s die gemeenschappelijk beheerd worden voor verschillende producenten. Kostprijscalculaties voor de verschillende opties krijgen nu vorm. De bouwhandelaren en producenten van bouwmaterialen tonen een grote interesse in het concept en zijn steeds bereid gevonden om deel te nemen aan de verschillende praktijktesten.
Besluit
Uit het onderzoek en de verschillende praktijktesten blijkt er duidelijke interesse om palletstromen via de binnenvaart te transporteren. Mits verdere optimalisatie van de overslagtechnieken en keuzes op vlak van te gebruiken schepen biedt de binnenvaart een economisch haalbaar alternatief ten opzicht van de weg. De bouwsector is de pionier in de derde groeigolf van de binnenvaart en kan via succesvolle pilootprojecten andere goederencategorieën aantrekken. De intense wisselwerking tussen de theorie en de praktijk verhogen de kansen op succes van de implementatie van een werkelijk RWDC-netwerk in Vlaanderen. De verdere opvolging van de resultaten van praktijktesten helpen de mogelijkheden van palletdistributie via de binnenvaart verder te onderbouwen.
Bibliografie
Comisol (2002), i.o.v. NV Zeekanaal en Watergebonden Grondbeheer Vlaanderen, Het vervoer van
ondeelbare stukken via de waterweg.
Cornillie, I., Macharis, C., (2006) Palletvervoer via de binnenvaart, een haalbaar alternatief?, 27ste Vlaams Economisch Congres, Vrije Universiteit Brussel, 2006.
Cornillie, I., Macharis, C., Vannieuwenhuyse, B., (2006) Een verdere stap in de intermodaliteit: kunnen ook pallets vervoerd worden via watergebonden distributiecentra?, vervoerslogistieke werkdagen 2006.
Nationaal Instituut Voor De Statistiek (2003) Transportstatistieken 2003.
Nietvelt, J.
(2006) Haalbaarheidsstudie RWDC-concept, praktijkcase producenten bouwmaterialen,
COMiSOL in samenwerking met de Vrije Universiteit Brussel.
VUB, Comisol i.o.v. Waterwegen & Zeekanaal NV en Vlaams Instituut voor
Logistiek (VIL),
deelrapport 1, Haalbaarheidsstudie voor de concrete implementatie van de binnenvaart voor vervoer van pallets en de daarmee verbonden stadsdistributie, Rapport fase 1., november 2005.
VUB, Comisol i.o.v Waterwegen & Zeekanaal NV en Vlaams Instituut voor
Logistiek, (VIL),
deelrapport 2, Haalbaarheidsstudie voor de concrete implementatie van de binnenvaart voor vervoer van pallets en de daarmee verbonden stadsdistributie, Rapport fase 2., december 2005.
VUB, Comisol i.o.v Waterwegen & Zeekanaal NV en Vlaams Instituut voor
Logistiek, (VIL),
deelrapport 3, Haalbaarheidsstudie voor de concrete implementatie van de binnenvaart voor vervoer van pallets en de daarmee verbonden stadsdistributie, Rapport fase 3., februari 2006.
VUB, Comisol i.o.v Waterwegen & Zeekanaal NV en Vlaams Instituut voor Logistiek (VIL), deelrapport 4, Haalbaarheidsstudie voor de concrete implementatie van de binnenvaart voor vervoer van pallets en de daarmee verbonden stadsdistributie, Rapport fase 4., maart 2006.
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
A. Levinga, Rijkswaterstaat Dienst Verkeer en Scheepvaart
Discussiebijdrage bij: De derde golf binnen de binnenvaart : palletvervoer succesvol getest in de praktijk, door F. Verbeke, C. Macharis en I. Cornillie.
Bij het lezen van deze bijdrage en met de slotconclusie uit de bijdrage van Van Binsbergen (“Ieder innovatietraject behoort te starten met een gedegen internationale ‘state of the art’ onderzoek”) nog in mijn achterhoofd, werd bij mij de vraag opgeroepen in hoeverre men zich bij met opzetten van de Vlaamse praktijktesten met palletvervoer heeft verdiept in de resultaten van het Nederlandse Distrivaart-project. Hangt bijvoorbeeld de keuze voor het vervoer van bouwmaterialen in plaats van “fast moving consumer goods” (die nog wel worden genoemd in de beschrijving van het logistiek concept van regionale watergebonden distributiecentra) samen met de resultaten van Distrivaart?
ANALYSIS OF THE BELGIAN/REGIONAL INTERMODAL POLICY : THE BATTLE BETWEEN RAIL AND INLAND WATERWAYS
C. Macharis, Vrije Universiteit Brussel E. Pekin, Vrije Universiteit Brussel
Introduction
Intermodal transport is defined as the combination of at least two modes of transport in a single transport chain, without a change of the loading unit for the goods, with most of the route traveled by rail, inland waterways or an ocean-going vessel, and with the shortest possible final journey by road. The movement from one mode of transport to another usually takes place at an intermodal terminal. With its potential in using each mode for its best qualities, intermodal transport can create a cooperative vision among the different transport modes. Thus it will have a pivotal role in achieving co-modality.
A continuous growth is observed in the volume of container cargo handled in the port of Antwerp. Container transhipment tripled from 2.3 million TEU in 1995 to more than 7 million TEU in 2006. Due to globalization and the increase in international trade, more and more cargo is transported by sea. In this context, intermodal transport offers a sustainable solution to move this cargo towards the hinterland of the seaport.
The scope of this paper is to present the possibilities of a geographic information system (GIS)-based location analysis model for analyzing the development of the Belgian intermodal terminal landscape. The location analysis model for the inland waterways terminals is extended to include the railway network. The model compares the transport alternatives based on the current market prices for each transport mode. After depicting the current terminal landscape, the model analyzes various scenarios such as the introduction of new terminals and the effect of subsidies. The intermodal rail service, Narcon is discussed in Section 2. Section 3, presents the methodology behind the GIS based location analysis model. The results of the several scenarios are given in Section 4 while, the conclusions are drawn in Section 5.
Policy measures : Subsidies
This section introduces the various policy measures on promoting intermodal freight transport in Belgium, which will be analyzed with our GIS-based location analysis model in the next section.
Railway subsidies
In addition to the increasing trend of port traffic flows, the city of Antwerp has gone through major infrastructure works on the Ring of Antwerp in 2004, which is expected to place further pressures on the congested road network in and around Antwerp and Brussels. At that time, the railway company B-Cargo, decided to set up the Narcon (National Rail Container Network) concept in order to offer intermodal transport by establishing rail/road services between the port of Antwerp and the port of Zeebrugge and various inland terminals. Narcon is a hub and spoke system. The Main Hub, which is located in the port of Antwerp, serves as a transhipment point, where daily national A/B rail connections from the docks and the inland terminals meet. The containers that arrive at the Main Hub are moved from one wagon to another wagon by the gantry cranes.
Narcon has to compete with the lower tariffs of unimodal road transport in order to offer its alternative intermodal transport services to the hinterland of the port of Antwerp. This is an especially difficult task when considering the characteristics of the railways sector, including the higher fixed costs and the costs associated with the vertical shunting and the transhipments. Therefore an annual subsidy of 30 million Euros for the period 2006-2007 is granted by the Belgian Government to the intermodal operators, which offer transport services within Belgium of minimum 51 kilometers. The subsidy is composed of a fixed part (20 Euros) and a variable part (maximum 0.40 Euros per kilometer). At the moment Narcon is the major beneficiary of this aid scheme, which has been approved by the European Commission (N 249/2004).
Inland waterways subsidies
In order to promote inland navigation, the Flemish government developed a policy measure that stimulates the construction of new quay walls coupled with a reduction of canal-dues. The public private partnership program allows the co-financing of the construction of quay walls for 80 per cent by the Flemish government and 20 per cent by the private sector. The quays stay property of the Flemish government and the private investor guarantees that a fixed tonnage of freight will be transported by inland waterways in the ten years to come. The program, which established the support of the European Commission until 2010 (N 550/01 and N 344/04), realized a 66.5 percent growth in the inland waterways transport over the previous 5 years (Promotie binnenvaart, 2006). In May 2007, the EC authorized another Flemish measure to grant a subsidy of 20 Euros per each container transhipped to a Flemish inland container terminal from or to an inland waterway vessel (N 682/06).
Similar initiatives are also developed in Wallonia. In March 2005, the EC authorized a Walloon measure to grant a subsidy scheme to promote intermodal transport in the Walloon region (N 247/04). According to the government decision of December 2004, the Walloon government, with the objective of developing regular container services in Wallonia, started to subsidize investments in the terminals such as the transhipment infrastructure. The government decision also aims to modernize the fleet. In addition to the investment aid, a subsidy of 12 Euros is foreseen for the containers that are transhipped to a Walloon inland container terminal from or to an inland waterway vessel (OPVN, 2006).
To conclude, Belgium is one of the countries that show various policy measures on promoting intermodal freight transport. The question is of course if this measures stimulate the intermodal transport sector or does the combination of measures hampers the evolution of some types of intermodal transport.
Methodology
Our GIS-based location analysis model is built upon two pillars: setting up the network and including the cost function. The GIS network is composed of four different layers: the road network, the inland waterways network, the rail network and the final haulage network (the maps of ESRI and TELE ATLAS). The geographic locations of the intermodal terminals and the municipality centers are defined and connected to the network layers by their corresponding nodes (See Figure 1).
Figure 1 : The network in Arc/GIS
Source: Own setup
Once the network is set, the transport prices are calculated based on the real market price structures for each transport mode. The variable costs are uploaded to the network layers by applying a calculate function in ArcInfo and the fixed costs are saved in the stop-files, which also indicate the origin and destination of each path. Considering the transport prices for inland waterways and
unimodal road transport, average prices are calculated from the current market prices, which were obtained from the transport companies. On the other hand, Narcon prices are based on the market prices of IFB and they differ for each inland terminal.
Intermodal transport has a lower variable cost compared to unimodal road transport. On the other hand, the transhipments in the inland terminals negatively affect its fixed costs. Considering the total transport prices and the distance traveled, unimodal road transport is cheaper in the short distances but once the breakeven distance is achieved, intermodal transport offers a competitive alternative.
Using a shortest path algorithm (Dijkstra, 1959) in ArcInfo, various simulations are conducted in order to find the shortest path and the attached transport costs from the port of Antwerp to each Belgian municipality via intermodal terminals. All of the possible paths are collected in the stop-files for each municipality. Using the Microsoft Excel spreadsheets, the total prices for the unimodal road, the intermodal inland waterways and the intermodal rail transport are compared and the cheapest option is selected. When the data attributes are exported to the ArcInfo, the market areas of terminals are visualised by highlighting the municipalities for which a certain terminal provides an alternative for the unimodal road transport in terms of the total transport price.
In the next section, the results of different policy measures will be presented. After depicting the current terminal landscape, the future scenarios will be shown, where new intermodal terminals are added in to the network. Then, the subsidy scenarios will be discussed when the subsidy on the rail terminals is eliminated, or a similar subsidy is introduced on the inland waterways terminals.
Analysis Current situation
Figure 2 visualizes the current Belgian terminal landscape including nine inland waterways terminals and four Narcon rail terminals. At the moment thirteen inland waterways terminals exist in Belgium: AVCT in Avelgem (1991), WCT in Meerhout (1996), Haven Genk in Genk (1999), TCT in Willebroek (2000), CFNR in Brussels (2001), CCT in Grimbergen (2001), GCT in Deurne (2001), IPG in Gent (2002), TFC in Renory (2002), BATOP in Herent (2003), RTW in Wielsbeke (2004), Gheys in Mol (2005) and CDP Charleroi (2007).
The terminals in Herent, Mol Deurne are not included in our
analysis for the following reasons. The terminal in Herent (BATOP) serves only one customer, the terminal in Mol (Gheys) is also a small scale terminal focusing on providing logistics services to the chemical sector in the region. Although going through an extensive expansion since 2002, GCT in
Deurne offers scheduled sailing only to the port of Rotterdam. Finally the newest terminal in Charleroi is not offering regular container services. In its initial stage 5 rail terminals are included in the Narcon. Our model analyzes the inland terminals of Euroterminal DPMLI in Moeskroen, Lauwe LAR in Kortrijk, Dry Port Charleroi and Athus. The rail terminal in Zeebrugge is not an inland terminal, therefore not included in our analysis.
The highlighted municipalities, which show the market area of each terminal, have more attractive transport prices compared to unimodal road transport based on the current market prices.
Figure 2 : The current terminal landscape
Source: Own setup
The current terminal landscape shows that all of the terminals except Gent have a market area, which is located in relative proximity to the port of Antwerp. The inland waterways terminals in Renory, Brussels and Genk reach over 30 municipalities but the ones in Avelgem, Wielsbeke, Willebroek and Grimbergen reach less than 6 municipalities. These latter terminals can not offer attractive prices compared to unimodal road transport because of their proximity to the port of Antwerp, which limits them to profit more from the scale advantages of intermodal transport. The rail terminals of Narcon are able to grasp various municipalities. The terminal in Charleroi reaches over 90 municipalities as a result of the pricing policy (See Table 1).
Intermodal competition
It is possible to indicate the effect of the subsidized Narcon terminals on the inland waterways
terminals by comparing the current situation with a situation, which only includes the latter. In Figure 3, the intermodal terminal landscapes for both of the situations are given. When the Narcon terminals are introduced, a shift from the inland waterways terminals to the rail terminals is observed. The inland waterways terminals in Wielsbeke and Avelgem lose many municipalities to the rail terminals in Kortijk and Moeskroen.
Figure 3 : The effect of the Narcon terminals on inland waterways terminals
Source: Own setup
Future scenarios
Although Narcon did not aim in the beginning to offer services to the Albertkanaal, from mid-April 2007, it has started to conduct shuttles to the rail terminal in Genk. In the future, a similar development can also be seen in the Liège area, although a gentlemen’s agreement exists between the intermodal actors. In Figure 4, we analyze the effect of introducing the terminals of Genk and Bierset (Liège).
Figure 4 : The future terminal scenarios
Source: Own setup
The future rail terminals scenario indicates that the inland waterways terminals in Meerhout and Genk face a competition with the rail terminal in Genk. Overall, the rail transport is cheaper compared to the inland waterways transport, shifting all of the market area of the inland waterways terminal in Genk to the rail terminal. Furthermore a change in the market area of the terminal in Meerhout is observed as a result of the common market area. The terminal in Meerhout will be connected to the railway network in the near future, which can have further implications on the terminal landscape of the region. The rail terminal in Bierset is located in the same area of the inland waterways terminal of Renory and also it shares a common market area with the rail terminal in Genk. As a result all of the market area of the inland waterways terminal Renory is shifted to the rail terminal Bierset (See Table 1).
Subsidy scenarios
As discussed in Section 2, Narcon depends on a subsidy in order to compete with unimodal road transport. The location analysis model is capable of analyzing the effect of this subsidy. Three scenarios are developed in Figure 5, one without the rail subsidy (II) and another two with a subsidized inland waterways transport (III and IV). The current situation (I) is provided as a reference point for the comparisons.
In the second map, the market areas for the Narcon terminals shrink considerably, when the subsidy
on rail transport is eliminated. The subsidy for the transport of a container from the port of Antwerp to each rail terminal is based on a fixed part (20 Euros) and a variable part (maximum 0.40 Euros per kilometer). Without the subsidy, various municipalities around Charleroi are cheaper by the unimodal road transport and the rail terminals in Kortrijk and Moeskroen lose all of their market area to the inland waterways terminals in Avelgem and Wielsbeke.
The lower two maps depicts the two scenarios with a subsidized inland waterways transport. Both scenarios are compared to the current situation (subsidized rail transport). The regional governments in Belgium are granting subsidies of fixed amounts per container transportation in inland waterways. In accordance to the current situation, subsidies with a fixed amount of 20 Euros for the Flemish inland waterways terminals and of 12 Euros for the Walloon inland waterways terminals are introduced as seen in the third map. Furthermore, the identical rail subsidy is applied to the inland waterways network as seen in the fourth map. In this scenario, a variable amount of 0.40 Euros is combined with the fixed amount of 20 Euros for each inland waterways terminal.
In both of the scenarios, intermodal transport grows enormously despite a decrease in the market areas of the rail terminals compared to the current situation. The impetus of a subsidy on the inland waterways terminals results in a market area for the terminal in Gent. In the first scenario, the terminal in Brussels loses all of its market area as no subsidy is foreseen for this terminal. An interesting point from the latter scenario is that the rail terminals in Kortrijk and Moeskroen loose all of their market area to the inland waterways terminals as in the scenario of the elimination of the rail subsidy. In Table 1, the market areas for all of the subsidy scenarios are summarized.
Figure 4 : The subsidy scenarios
I
II
IV
III
Source: Own setup
Table 1 : The market areas of the terminals
Barge
Current
only
Future
No
Barge
Barge
Rail
subsidy
subsidy 1
subsidy 2
Road
389
263
239
382
154
34
Meerhout
22
22
13
22
42
49
Gent
0
0
0
0
21
41
Wielsbeke
25
4
4
25
20
64
Willebroek
2
2
2
2
21
32
Avelgem
11
2
2
11
11
38
Genk
32
32
0
32
39
28
Renory
63
63
0
63
0
126
Brussels
39
39
39
39
69
96
Grimbergen
6
6
6
6
75
17
Athus
18
18
2
18
13
Charleroi
91
87
5
87
51
Kortrijk
35
35
0
23
0
Moeskroen
12
12
0
9
0
589
589
589
Genk
31
Bierset
101
TOTAL
589
Source: Own setup
589
589
Conclusions
This paper aims to present the possibilities of a geographic information system (GIS)-based location analysis model for analyzing the development of the Belgian intermodal terminal landscape. The location analysis model for the inland waterways terminals (Macharis, 2000 and Macharis, 2004) is extended to include the railway network. The model compares transport alternatives based on the current market prices for each transport mode. After depicting the current terminal landscape, the model analyzes various scenarios such as the introduction of new terminals and the effect of subsidies.
The GIS based location analysis model, which is composed of an actual network, has to integrate accurate transport prices and reliable data. Our model is not yet a perfect one; thus has a room for improvement. First of all, the analyses are based on market prices. Although not many companies are willing to provide their costs, a cost based analysis would provide a better basis for an optimization of the co-modality as the market prices of the railway sector are not linked with the underlying costs. The model can be enhanced by considering other criteria apart from the transport costs in determining the transport mode choice, such as the speed. Furthermore, the model can be extended to the port of Rotterdam in order to have a broader picture especially for the inland waterways transport.
Bibliografie
Dijkstra, E. W., 1959, A note on two problems in connexion with graphs. Numerische Mathematik 1, 269-271.
Macharis, C., 2000. Strategische modellering voor intermodale terminals. Socio-economische evaluatie van de locatie van binnenvaart/weg terminals in Vlaanderen., Doctoraal proefschrift, Vrije Universiteit Brussel, Brussel.
Macharis, C. and A. Verbeke, 2004, Intermodaal binnenvaartvervoer. Economische en strategische aspecten van het intermodaal binnenvaartvervoer in Vlaanderen, Garant, Leuven.
Promotie Binnenvaart Vlaanderen, 2006. Hoe zwaar weegt het PPS-programma? Binnenvaart, 30: 810.
Office de promotion des voies navigables (OPVN). 2006. Le plan wallon d’aides au transport par voie navigable. Accessed on 31/07/2007.
KBA BINNENVAART : EEN POSITIEVE INSTEEK
M. van Veen, ECORYS Nederland BV J. Bozuwa, ECORYS Nederland BV E. Buckmann, ECORYS Nederland BV K. Vervoort, ECORYS Nederland BV
Inleiding
In deze paper wil ECORYS wijzen op de mogelijkheden die er zijn om voor een kosten-batenanalyse (KBA) voor binnenvaartprojecten slimme oplossingsrichtingen aan te dragen die zorgen voor een positievere uitkomst van de KBA. Een kosten-batenanalyse is voor bestuurders een geijkt instrument om rijksfinanciering te krijgen voor fysieke aanpassingen in de vaarweg of in kunstwerken in de vaarweg, zoals sluizen, bruggen en aquaducten. De noodzakelijke randvoorwaarde die hierbij gesteld wordt is dat een KBA positief moet uitpakken voor het project wil de regio of het Rijk over de brug komen met financiële middelen.
De
afgelopen
twee
jaar
heeft
ECORYS
meerdere
kosten-batenanalyses
uitgevoerd
voor
binnenvaartgerelateerde onderwerpen. Dit betroffen studies naar de ombouw of verbouw van een sluis (Julianasluis Gouda, Zeesluis Delfzijl, Sluis Spaarndam, Meppelerdiepkeersluis, sluizen kanaal Gent-Terneuzen), kanaalstudies (Van Harinxmakanaal, Vaargeul Boontjes, Julianakanaal, BovenIJssel, Maasroute, Grensoverschrijdende Vaarwegen) en havens (Harlingen, WCT, en Maasvlakte II). ECORYS is daarom met recht toonaangevend in economische effecten bij binnenvaart en havenstudies.
Ongeacht het precieze onderwerp viel voornamelijk op dat voor veel afgesloten studies een negatieve uitkomst van de kosten-batenanalyse gold, omdat bleek dat in veel gevallen de efficiencyeffecten niet opwegen tegen de investeringkosten om een sluis of vaarweg aan te passen. Toch hebben de verschillende studies positieve inzichten opgeleverd, namelijk lessen van vaak vergeten baten. Deze interessante inzichten die ECORYS heeft opgedaan willen wij met u in deze paper delen.
De belangrijkste inzichten zijn dat er genoeg mogelijkheden liggen binnen de normen voor een kosten-batenanalyse om slimme oplossingsrichtingen aan te dragen zodat een kosten-batenanalyse positiever (of minder negatief) uit zal komen. Per project moet er op basis van expertise van de opdrachtgever en opdrachtnemer bekeken worden waar de mogelijkheden liggen.
Kosten-batenanalyses in binnenvaart projecten
De overheid zet zich sinds een aantal jaren in om de discussies over infrastructuurprojecten te laten plaatsvinden op basis van een consistent en integraal overzicht van maatschappelijke effecten. Sinds 2000 is het voor infrastructuurprojecten van nationaal belang (de zogeheten speciale rijksprojecten) verplicht om een Overzicht Effecten Infrastructuur (OEI) op te stellen conform de Leidraad OEI. Deze Leidraad bevat, naast de kosten van aanleg en onderhoud van een infrastructureel project, een
overzicht van de maatschappelijke effecten van aanleg van het project. De effecten worden waar mogelijk gekwantificeerd en in geld uitgedrukt. Echter, ook kwalitatieve effecten kunnen worden opgenomen in het overzicht. Dit alles wordt gedaan met behulp van het instrument van de kostenbatenanalyse.
Een KBA voor binnenvaartstudies kent de volgende stappen die doorlopen moeten worden: 1. Probleemanalyse 2. Projectdefinities 3. Identificatie van projecteffecten 4. Opstellen verkeer- en vervoerprognoses 5. Raming en waardering van projecteffecten 6. Raming van investerings- en exploitatiekosten 7. Vervaardiging van kosten-batenopstelling 8. Varianten- en risicoanalyse
Probleemanalyse De kosten-batenanalyse helpt de bestuurder om verantwoorde keuzes te maken bij het aanwenden van publieke middelen, dan wel de beste aanwending van die middelen. De KBA is hiermee voor de overheid hetzelfde als wat de investeringsanalyse is voor het bedrijfsleven. Een kosten-batenanalyse beantwoordt echter naast financiële vragen ook de inhoudelijke vraag wat er moet gebeuren om een verkeer- en vervoerprobleem aan te pakken, en waar en hoe dat moet gebeuren. Daarom moet dit uitgeschreven worden met behulp van een gedetailleerde beschrijving van het probleem.
Projectdefinities Nadat het probleem in detail is beschreven kunnen mogelijke oplossingsrichtingen worden uitgewerkt in alternatieven. In de KBA worden vervolgens per alternatief de verwachte effecten in beeld gebracht en beoordeeld ten opzichte van de situatie dat er geen maatregelen getroffen worden. Dat laatste is het referentie alternatief: op basis van vaststaand beleid en autonome ontwikkelingen. Het is belangrijk de verschillende alternatieven zo af te bakenen, dat deze in de analyse onderling vergelijkbaar zijn en er een keuze gemaakt kan worden. Het gevolg is dat er uiteindelijk een objectief overzicht van positieve en negatieve effecten ontstaat. De opdrachtgever kan hiermee een afweging maken tussen de verschillende projectalternatieven.
Identificatie van projecteffecten De verwachte effecten in de KBA zijn meer dan alleen een overzicht van in geld uitgedrukte effecten. Naast de kosten van aanleg en onderhoud zijn er ook effecten op bereikbaarheid, veiligheid, natuur en milieu, zoals effecten op bijvoorbeeld natuurgebieden, de omvang van milieuvervuilende emissies
en voor de verkeersveiligheid. Voor het project wordt een nauwgezette afweging gemaakt van effecten die er optreden als gevolg van het project. In de meeste gevallen wordt het saldo van kosten en baten bepaald door de directe effecten, zoals reistijdwinsten en (investering)kosten. Het kan echter lonend zijn om scherp te kijken naar alternatieve (indirecte) effecten.
Opstellen verkeer- en vervoerprognoses Bij het opstellen van verkeer- en vervoerprognoses kan er gebruik gemaakt worden van de Binnenvaartmatrix voor het jaar 2004. Hierin zijn de goederenstromen op herkomst en bestemmingsniveau voor de verschillende verschijningsvormen (NSTR groepen) opgenomen. De containerstromen zijn hierbij apart opgenomen. Het beeld dat in de matrix wordt gepresenteerd wordt vervolgens als basisjaar gebruikt wanneer er naar de toekomst wordt gekeken. De toekomstige ontwikkeling van het goederenvervoer van, naar en door de regio kan met behulp van de lange termijn scenario’s van het Centraal Planbureau worden bekeken. Zo ontstaat er een helder beeld van het basisjaar en worden er betrouwbare autonome prognoses vastgesteld.
Vervolgens moeten specifieke nieuwe stromen in het projectgebied benoemd worden die niet voorzien zijn de in de lange termijn scenario’s van het CPB. Dit zijn stromen die gerelateerd zijn aan specifieke regionale ontwikkelingen, zoals de bouw van een nieuwe containerterminal, of van een nieuwe woonwijk.
Nu de huidige en de toekomstige situatie volledig in beeld is gebracht voor wat betreft de ontwikkeling van het goederenvervoer, moet er ook een analyse gemaakt worden voor de ontwikkelingen in de binnenvaart zelf. Hoeveel schepen zijn er in de toekomst nodig om de goederen te vervoeren? De schaalvergroting in de binnenvaart zorgt ervoor dat er in de toekomst minder schepen nodig zijn om dezelfde hoeveelheid goederen te vervoeren dan in de huidige situatie. Dit bepaalt daarom de uiteindelijke belasting van de vaarweg of het aantal sluispassages.
Raming en waardering van projecteffecten en investerings- en exploitatiekosten Nu alle mogelijke effecten zijn geïdentificeerd en de vervoerskundige ontwikkelingen in kaart zijn gebracht kunnen de effecten van de verschillende projectalternatieven gewaardeerd worden. Belangrijke effecten die er optreden zijn bijvoorbeeld: -
Efficiencybaten: Door het vergroten van de capaciteit van de vaarweg (of sluis) door een verdieping, verbreding of aanpassingen in de doorvaarhoogte, kan er een schaalvergroting optreden in de binnenvaart door inzet van grotere schepen. De efficiencyeffecten worden bepaald op basis van de veranderingen in de transportkosten per scheepvaartklasse.
-
Reistijdbaten: Door de aanpak van een knelpunt bij een sluis of vaarweg kan de gemiddelde reistijd voor een binnenvaartschip sterk afnemen.
In de kosten-batenanalyse worden de effecten bepaald voor het basisjaar en een specifiek zichtjaar (bij voorkeur 2020). De onderstaande tabel geeft een overzicht van de effecten die (standaard) kunnen optreden in een kosten-batenanalyse voor binnenvaartstudies. De batige effecten worden in de tabel gecategoriseerd naar bereikbaarheid, veiligheid en leefomgeving, terwijl de kosten de investeringen en de beheer- en onderhoudskosten betreffen.
Tabel 1: Effecten in KBA binnenvaartstudies (Bron: ECORYS (2007), Werkwijzer OEI bij MIT Planstudies)
Aspect
Meeteenh
Projecteffecten in
Netto contante
eid
zichtjaar
waarde levensduur project
Veranderingen ten
Veranderingen ten
opzichte van
opzichte van
nulalternatief
nulalternatief
Alternatief A Alternatief B Alternati ef A
Alternati ef B
Bereikbaarheid Reistijd beroeps- en
Uren (x 1
Absolute verandering van
recreatievaart
mln)
gemiddelde reistijden
Betrouwbaarheid beroeps-
Euro (x 1
Effecten op variaties in
en recreatie
mln)
reistijden (voorspelbaarheid)
Efficiency effecten
Euro (x 1
Verandering in kosten per
beroepsvaart
mln)
ton-km gerelateerd aan
Effecten monetariseren
Effecten kwalificeren
Effecten monetariseren
vergroten aflaaddiepte of schaalvergroting Effecten gegenereerd
Uren &
Toename verkeer via
verkeer en effecten op
Euro (x 1
binnenvaart (rule of half)
andere modaliteiten
mln)
Stremmingskosten
Uren &
Verandering in kosten per
Euro (x 1
tonkm tijdens de bouwfase
Effecten monetariseren
Effecten monetariseren
mln)
Veiligheid Verkeersveiligheid
Doden &
Veranderingen in
vaarwegen
Gewonden
verkeersslachtoffers
Verkeersveiligheid andere
Doden &
Veranderingen in
modaliteiten
Gewonden
verkeersslachtoffers
Externe veiligheid
Locaties
Verandering in individueel,
Effecten monetariseren
Effecten monetariseren
Effecten kwalitatief
groepsrisico
Leefomgeving Emissies beroeps- en
Veranderingen in
recreatievaart
vaartuigkilometers
Geluid beroeps- en
Veranderingen in
Effecten monetariseren
Effecten monetariseren
recreatievaart
vaartuigkilometers
Effecten op andere
Veranderingen in
modaliteiten
voertuigkilometers agv modal
Effecten monetariseren
shift Totaal baten
Kosten Investeringskosten,
Euro (x 1
Onderscheid in aanleg- en
herinvesteringen
mln)
inpassingskosten
Vermeden investeringen
Euro (x 1
Effecten monetariseren
Effecten monetariseren
mln) Beheer- en
Euro (x 1
Onderhoudskosten
mln)
Effecten monetariseren
Totaal kosten
Uitkomst KBA Netto contante waarde
Euro (x 1 mln)
Interne rentevoet
%
Baten-kostenverhouding
Zoals de vierde kolom reeds weergeeft zijn effecten in veel gevallen uit te drukken in gemonetariseerde kosten en baten. Wanneer dit niet lukt wordt een kwantitatieve of kwalitatieve beschrijving opgenomen.
Vervaardiging van kosten-batenopstelling De uitkomst wordt weergegeven in drie eenheden, namelijk de netto contante waarde, de interne rentevoet en de baten-kostenverhouding van het project.
De netto contante waarde is de optelsom van alle naar het basisjaar verdisconteerde kosten en effecten. Indien deze waarde positief is, is er sprake van een maatschappelijk economisch rendabel project. De interne rentevoet geeft het rendement van het project weer. Als deze hoger is dan de toegepaste discontovoet is er sprake van een maatschappelijk economisch rendabel project. Ook bij een baten/kostenverhouding hoger dan 1 is er sprake van een maatschappelijk economisch rendabel project
Varianten- en risicoanalyse Als laatste vindt als onderdeel van de kosten-batenanalyse de varianten- risicoanalyse plaats. Hierin kan voor alle effecten van de KBA de gevoeligheid worden bepaald. Wanneer bepaalde effecten erg gevoelig zijn voor bepaalde ontwikkelingen is dit belangrijke informatie voor de opdrachtgever en/of bestuurder. De robuustheid van de kosten-batenanalyse wordt daarom hiermee bepaald.
Handreikingen voor baten
Het
vorige
hoofdstuk
beschrijft
de
methodiek
waarmee
een
kosten-batenanalyse
voor
binnenvaartprojecten wordt uitgevoerd. Echter binnen deze vaste posten en handelingen bestaat vrijheid voor de opdrachtgever en opdrachtnemer om te zoeken naar andersoortige of vaak vergeten baten die het project positiever (of minder negatief) weten te krijgen. De samenwerking tussen opdrachtgever en opdrachtnemer (zoals ECORYS) moet erop gericht zijn om creatief te denken over het project: binnen de gestelde normen, maar buiten de geijkte denkkaders.
Dit hoofdstuk geeft op basis van verschillende projecten die ECORYS heeft uitgevoerd voorbeelden van slimme oplossingsrichtingen die hebben bijgedragen aan een positievere uitkomst van de KBA voor het project. Hiervoor worden vier verschillende handreikingen geboden: 1. Integrale gebiedsontwikkelingen 2. Effecten van andere modaliteiten 3. Alternatieve oplossingsrichtingen 4. Match tussen doel en inrichting project
Integrale gebiedsontwikkelingen Beleidsmakers hebben vaak de neiging om het project goed af te bakenen, zodat er op dit project besluiten kunnen worden genomen. Het loont echter sterk om projecten in een bredere context te benaderen en breder te definiëren. In weginfrastructuur projecten is dit al veel meer gemeengoed. Het combineren van verschillende functies (scheepvaart, afwatering, hoog water bescherming en ruimtelijke ordening) levert vaak extra baten op en verdeelt of beperkt de investeringskosten.
De vervanging of uitbreiding van een sluis wordt dan bezien in het kader van een gebiedsbrede ontwikkeling waarbij naast de aanpassing aan de sluis (of vaarweg) ook de directe omgeving in het projectplan wordt meegenomen. Zulke integrale gebiedsontwikkelingen kennen vaak veel gunstigere baten/kosten verhoudingen dan enkel de aanpassing van een kunstwerk of vaarweg. Bijvoorbeeld kan hierbij gedacht worden aan waterfront-ontwikkelingen als woningbouw, recreatie (jachthaven), en ontwikkelingen die bedrijvigheid stimuleren, zoals de aanleg van een nieuw (nat) bedrijventerrein.
De hoogwaardige ontwikkelingen in de directe omgeving moeten echter wel een afgeleide zijn van de bouw of aanpassing van het kunstwerk of de vaarweg, zodat het ook echt als één project te beschouwen is. Wanneer de aanpassing of bouw niet doorgaat moet van de integrale gebiedsontwikkelingen om deze reden ook worden afgezien.
Effecten van andere modaliteiten Wanneer een vaarweg wordt aangepast is vaak ook onderdeel van het project dat oudere bruggen worden vervangen door nieuwere die geen belemmering meer vormen voor de scheepvaart. Dit is een belangrijk direct effect van deze nieuwe bruggen. Echter een belangrijk indirect effect is dat andere modaliteiten die gebruik maken van de brug om de vaarweg te kruisen, ook geen belemmeringen meer hebben op hun weg doordat de brug open staat. Deze effecten kunnen, afhankelijk van het type weg (hoofdwegennet, onderliggend wegennet of stedelijk wegennet), sterk oplopen.
Alternatieve oplossingsrichtingen Buiten de geijkte denkkaders denken is een middel waarmee ECORYS, in samenspraak met de opdrachtgever, vaak interessante baten weet te bewerken. Zo kan een specifieke oplossingsrichting worden aangedragen worden die relatief weinig kost, maar wel grote baten tot gevolg heeft. Hier volgen, zover mogelijk, geanonimiseerde voorbeelden van projecten waar ECORYS dit onlangs heeft toegepast.
ECORYS kreeg de opdracht de economische baten en kosten door te rekenen voor de aanpassing van een sluis. De scheepvaart groeide sterk in omvang en de afmetingen van de sluis vormden hiervoor een steeds grotere belemmering. Met name een scheepsbouwer achter de sluis kreeg problemen, omdat hij niet meer kon voldoen aan de schaalvergroting die de markt van hem vroeg. Zijn grotere schepen dreigden niet meer te kunnen passeren. Er werden verschillende sluisvarianten doorgerekend die allen een uitbreiding van de sluis inhielden door hetzij het ombouwen van de huidige sluis, of het bouwen van een nieuwe sluis naast de bestaande sluis. De kosten hiervan waren sterk dominant ten opzichte van de baten. Uiteindelijk is er nog een laatste alternatieve variant doorgerekend: de groene kolk variant. Deze variant betrof geen nieuwe dure sluis, maar een simpele kolk in het naastliggende weiland waarbij uitneembare schotten voor de sluisconstructie zorgden. De kosten van deze variant waren een derde tot de helft van de oorspronkelijke varianten terwijl de baten hetzelfde bleven. Dit is een eerste voorbeeld van een specifieke oplossingsrichting die minder kost, maar wel de baten oplevert die zijn voorzien.
Een ander voorbeeld betrof ook de aanpassing van een sluis. Naast capaciteitsproblemen was er hier ook sprake van een congestieprobleem. Schepen wachtten voor de sluis op een gunstig tij bij het vervolg van hun vaarroute. De schepen wilden na het laagtij geschut worden zodat ze met het hoogtij
zover mogelijk op de vaarweg konden komen. Het gevolg was een lange rij wachtende schepen voor de sluis, terwijl de sluis leeg was. ECORYS suggereerde naast de gewenste aanpassingen ook een aparte aanlegsteiger aan te leggen achter de sluis, zodat de congestieproblemen zich zouden verplaatsen naar een punt waar vandaan een ongehinderde doorgang was op de vaarweg naar het achterland. Deze oplossing leverde hoge baten op voor wat betreft vermeden congestie, terwijl de kosten minimaal waren.
Een laatste voorbeeld is een belangrijke vaarroute die aangepast diende te worden. De oorspronkelijke plannen spraken over het verleggen van de vaarweg. Uit de KBA bleek echter al snel dat de kosten in geen verhouding tot de baten stonden. ECORYS adviseerde een low-cost maatregel waarbij de vaarweg zal worden uitgebaggerd en ontheffingen konden worden verstrekt voor grotere schepen. Deze maatregel rekte de capaciteit van de vaarweg sterk kan op en zo kon dus met slechts weinig kosten, grote baten gecreëerd worden.
Deze voorbeelden presenteren dat er veel mogelijk is om slimme oplossingsrichtingen aan te dragen voor een project, terwijl de oorspronkelijke doelstelling haalbaar blijft. De expertise en meedenkendheid van een opdrachtnemer is hierbij van groot belang. Het oorspronkelijke doel van de opdrachtgever moet gediend zijn met de creatieve oplossingsvarianten.
Matching tussen doel en inrichting project De opdrachtnemer heeft niet alleen de taak om de opdracht van de opdrachtgever uit te voeren, maar heeft ook een taak in het adviseren van de projectdefinitie of de projectambities, zoals voor de KBA door de opdrachtgever zijn geformuleerd. De kosten-batenanalyse geeft naast de uitkomsten van de gevraagde varianten, ook vaak een inzicht in slimme oplossingsrichtingen die kansrijk zijn en positiever uitpakken. Belangrijk blijft om scherp te houden wat het eigenlijke probleem is en of het project dit dient. Hier volgen enkele voorbeelden.
De opdrachtgever wil een vaarweg laten aanpassen omdat de containervaart problemen krijgt in de hoogte van de kunstwerken op de vaarweg. Hiervoor droeg de opdrachtgever diverse varianten aan die doorgerekend moesten worden. Het bleek echter snel dat de efficiencyvoordelen van de containervaart niet opwogen tegen de meerkosten van de extra vaartijd wanneer een andere route werd gekozen. Hierom besloot de opdrachtgever uiteindelijk om het project te herdefiniëren volgens het advies van ECORYS.
De opdracht om de economische baten en kosten van een ombouw van een sluis door te rekenen geeft naast de investeringskosten en efficiencybaten ook hoge stremmingskosten. In plaats van het project te definiëren als een ombouw van de oude sluis adviseerde ECORYS dat het economische
verstandiger was om naast de oude sluis een nieuwe sluis te bouwen. De stremmingskosten worden dan geminimaliseerd en dit effect overtrof de eventuele hogere kosten van de nieuwe sluis ten opzichte van de aanpassing van de oude sluis.
KOSTEN-BATENANALYSE TOEGEPAST BIJ VAARWEGEN : DE DELFTSE SCHIE
B. Ubbels, NEA Transportonderzoek en -opleiding M. Quispel, NEA Transportonderzoek en -opleiding
Inleiding
Besluitvorming over transportinfrastructuur zoals wegen en spoorlijnen is complex en moeilijk. De diversiteit van effecten is groot, en ook de risico’s, mede veroorzaakt door de lange looptijd van dergelijke investeringen, zijn aanzienlijk. Gezien het publieke karakter van deze investeringen is de overheid in de regel verantwoordelijk voor aanleg en dus ook besluitvorming. Overheden
zoeken
dan
ook
ondersteuning
bij
de
besluitvorming
en
de
afweging
van
investeringsalternatieven. Een van de mogelijkheden die tegenwoordig bijna gemeengoed is bij investeringen in de infrastructuur is de kosten-batenanalyse. Bij deze analyse, afkomstig uit de economische wetenschap, worden alle effecten van een project in kaart gebracht en zoveel mogelijk in monetaire eenheden uitgedrukt om een afweging mogelijk te maken. In Nederland is hier inmiddels een leidraad voor ontwikkeld die toegepast kan, of zelfs moet, worden (OEEI leidraad, verplicht bij grotere projecten). Deze leidraad is opgesteld voor infrastructuurprojecten in het algemeen. De typologie van de effecten mag dan overeenkomen, de omvang en de aard van de effecten verschillen natuurlijk en zijn afhankelijk van het type project. Het zal duidelijk zijn dat de aanleg van een nieuwe weg verschilt van de aanleg van een nieuwe luchthaven. De algehele methodiek blijft hetzelfde (inschatting van directe en indirecte effecten), de uitwerking verschilt afhankelijk van het type infrastructuurproject. Recentelijk is de OEEI methodiek toegepast voor diverse evaluaties van beleidsmaatregelen (niet noodzakelijkerwijs
investeringsprojecten).
De
kilometerheffing
is
een
voorbeeld,
maar
ook
wegenprojecten (verlenging A6) en spoorlijnen (Zuiderzeelijn, goederenspoorlijn RoosendaalAntwerpen) zijn beoordeeld op de maatschappelijke welvaartsbijdrage. Echter voor vaarwegen is dit in de praktijk minder het geval geweest. Dit betekent niet dat de kosten-batenanalyse niet geschikt is voor toepassing voor natte projecten. Wel vereist het een iets andere analyse omdat sprake is van andere effecten. Om toch op een eenduidige wijze een kosten-batenanalyse uit te voeren van vaarwegprojecten is een leidraad geschreven (AVV, 2002), gebaseerd op de OEEI methodiek. Dit paper gaat in op de achtergronden van een kosten-batenanalyse, met specifieke aandacht voor de toepassing op vaarwegen. Naast de theoretische uitgangspunten bespreken we ook de resultaten van een praktische toepassing: de Delftse Schie. De Provincie Zuid Holland heeft aan NEA transportonderzoek en –opleiding (NEA) gevraagd om een verkennende maatschappelijke kostenbatenanalyse uit te voeren voor een investering in de vaarweg tussen Den Haag en Rotterdam. Het betreft hier het verwijderen van een hinderlijke bocht die de scheepvaart hindert in de doorvaart. Grote vraag is of deze investering in de vaarweg maatschappelijk gezien te verantwoorden is in vergelijking met een scenario waarbij niet wordt ingegrepen. We bespreken de effecten die zijn meegenomen in de analyse en geven aan hoe deze gewaardeerd zijn (indien mogelijk). De opbouw van dit paper is als volgt. Ten eerste wordt ingegaan op de achtergronden van een kosten-batenanalyse. Vervolgens wordt dit doorvertaald en de betekenis voor een vaarweg
beschreven. Sectie
4 beschrijft
de
toepassing
voor
een concreet
investeringsproject: de
Bochtafsnijding Delftse Schie. Na een korte beschrijving van de huidige situatie zullen de mogelijke effecten in kaart worden gebracht. Hierna volgt de methodologische aanpak om kosten en baten voor de gehele looptijd van het project in te schatten. Vervolgens vindt de vergelijking plaats van de baten (monetaire waardering van de positieve effecten) en de kosten. Tenslotte worden enkele concluderende opmerkingen gemaakt.
Investeringsbeslissingen : kosten-batenanalyse
Transportinfrastructuur heeft bepaalde kenmerken waardoor de overheid vaak betrokken is. Dit kan bij de investering en de aanleg van bijvoorbeeld wegen zijn, maar ook bij het dagelijks gebruik na aanleg van de infrastructuur is er vaak sprake van overheidsinvloed. Infrastructuur heeft hierdoor een sterk publiek karakter. Besluitvorming over de nieuwe aanleg van infrastructuur is in de regel dan ook een overheidstaak. Dit is geen gemakkelijke taak. Infrastructuurprojecten zijn vaak complex van aard waarbij verschillende belangen een rol spelen. Daarnaast zijn de directe financiële opbrengsten in veel gevallen ontoereikend om de investeringskosten terug te verdienen, maar gunstige gevolgen voor bijvoorbeeld het vestigingsklimaat of het milieu kunnen de investering vanuit een maatschappelijk perspectief toch rechtvaardigen. Aangezien dergelijke effecten moeilijk in monetaire eenheden zijn uit te drukken, maakt dit de projectbeoordeling lastig. Dit is in het verleden dan ook gebleken. De overheid heeft grote moeite met de besluitvorming over grote infrastructuurprojecten zoals de Betuwelijn en de Hogesnelheidslijnen. Er was duidelijk behoefte aan een eenduidig instrument om de verschillende investeringsmogelijkheden te vergelijken en tegen elkaar af te wegen. Economische projectevaluatie voorziet in deze behoefte. Het gaat hierbij om een systematische en rationele onderbouwing van de maatschappelijke keuze tussen relevante alternatieven. Verschillende instrumenten zijn tegenwoordig beschikbaar om projecten te evalueren en beslissingen te onderbouwen. De meest gebruikte methodes om projecten te evalueren in EU-lidstaten zijn de kosten-batenanalyse
(KBA)
en
de
multicriteria
analyse
(MCA).
Kosten-batenanalyse
maakt
verschillende effecten onderling vergelijkbaar door ze te kwantificeren in monetaire eenheden. Multicriteria analyse geeft de mogelijkheid om zowel kwantitatieve als kwalitatieve informatie mee te nemen en eventueel gewichten aan effecten te hangen waardoor (politieke) voorkeuren onderdeel van de evaluatie kunnen uitmaken. In Nederland is gekozen voor een standaard KBA methode, hiervoor is een leidraad geschreven: de OEEI leidraad. Deze leidraad maakt een onderscheid tussen verschillende effecten, die onderdeel uit maken van de analyse en dus meegenomen dienen te worden in de afweging. We zullen hierna kort
ingaan op de gehanteerde typologie en enkele belangrijke aandachtspunten bij de KBA. Vervolgens wordt dit doorvertaald naar de betekenis voor een vaarweg, omdat de analyse daar toch iets anders is.
Kosten-batenanalyse
Om inzicht te krijgen in de monetaire effecten die een bepaalde interventie of maatregel tot gevolg heeft, wordt regelmatig gebruikt gemaakt van de KBA. Onder een KBA wordt een economische methode van ex ante evaluatie verstaan die een heldere structuur biedt voor het inventariseren van alle verwachte kosten en baten. Het basisidee bij een KBA is dat consumentenvoorkeuren de leidraad moeten zijn voor afwegingen van de overheid. Doorgaans worden de kosten en baten van alternatieve projecten of beleidsmaatregelen tegenover elkaar gezet. De baten worden hierbij ook zoveel mogelijk in geld uitgedrukt. Een standaard aanpak ziet er ongeveer als volgt uit: 1. het bepalen van de effect, zowel nu als in toekomstige perioden van de maatregel/project en alternatieven; 2. het monetariseren van deze effecten; 3. verdisconteren van kosten en baten, en bepalen van de netto contante waarde.
Deze aanpak kan uitgebreid worden door bijvoorbeeld een gevoeligheidsanalyse uit te voeren en bepaalde (belangrijke en onzekere) parameters te veranderen en te analyseren wat het effect daarvan is. Afhankelijk van het type en de omvang van het project kan een KBA behoorlijk complex zijn. Dit is doorgaans van toepassing op infrastructurele projecten omdat deze een grote verscheidenheid aan effecten veroorzaken, die soms ook nog eens moeilijk in geld uit te drukken zijn. Het is zaak om deze effecten zo goed mogelijk te bepalen. Het is daarbij ook van belang om na te gaan waar de effecten neerslaan (in Nederland of daarbuiten?) en wat de aard van de effecten is (gaat het om een extra effect of betreft het slechts een herverdeling?). Op deze manier kan een bepaalde typologie van projecteffecten worden bepaald. Onderstaande tabel geeft een overzicht die wordt aangehouden bij de Nederlandse OEEI methodiek voor transportinfrastructurele werken.
Tabel 1 : Typologie van projecteffecten (bron: Eijgenraam, et al, 2000)
Welvaartsbenadering
Nationale effecten
Buitenland
Geprijsde effecten
Ongeprijsde effecten
Herverdeling/
Herverdeling/
Causale benadering
efficientie
efficientie
Direct
- exploitanten
Winsten
Onverzekerde risico’s
effecten
- gebruikers
Goedkoper transport
Reistijdwinsten, veiligheid
reistijdwinsten
Luchtvervuiling, geluid - derden
luchtvervuiling
Indirecte
Effect
op
effecten
modaliteiten
andere Congestie
Congestie
Regionale ongelijkheden
Strategische effecten
ruilvoeteffect
Tabel 1 geeft aan dat er dus een grote verscheidenheid aan effecten onderscheiden kan worden die idealiter allemaal meegenomen worden in de analyse. Een belangrijk onderscheid is die van geprijsde en niet geprijsde effecten. De aanleg van bijvoorbeeld een nieuwe snelweg leidt in de regel tot goedkoper transport voor bedrijven die er gebruik van maken, dit komt tot uitdrukking in de prijzen. Maar de aanleg heeft ook gevolgen voor automobilisten die nu sneller van de ene plaats naar de andere kunnen. Dit zou nog weleens een groter effect kunnen zijn. Alleen is dit effect moeilijk in geld uit te drukken omdat er geen markt voor bestaat. Hetzelfde geldt voor de milieueffecten, en effecten in termen van veiligheid en de vermindering van files. Inmiddels zijn verschillende methoden ontwikkeld om een waarde te bepalen voor dergelijke effecten waardoor in veel gevallen een schatting wordt meegenomen. De monetaire waardering blijft een belangrijk aandachtspunt, net zoals de keuze voor de disconteringsvoet. Toch lijkt de KBA een bruikbaar evaluatie-instrument, wat ook wel blijkt uit de brede internationale inzet door beleidsmakers.
KBA vaarwegen
Binnen het Ministerie van Verkeer en Waterstaat is behoefte ontstaan om een eenduidige methode te beschrijven voor kosten-batenanalyse van vaarwegprojecten. Startpunt hierbij was de OEEI leidraad voor infrastructurele projecten in het algemeen. Deze vormt de basis voor de leidraad voor vaarwegprojecten zoals deze is opgesteld door AVV (2002).
In grote lijnen verschilt de kern van de aanpak, zoals eerder beschreven, voor een vaarweg niet zoveel van de algemene KBA methodiek. Ook hier is sprake van verschillende alternatieven, het bepalen van de effecten (op basis van vervoersprognoses), de monetarisering van deze effecten en de verdiscontering en eindevaluatie hiervan. Echter, de aard van de projecten zorgt ervoor dat het type effecten afwijken van die van een weg of spoorlijn. Vaarwegprojecten zijn divers van aard en betreffen veelal een verandering in de bestaande infrastructuur, en niet zozeer de aanleg
van
een
nieuwe
vaarweg.
Grofweg
wordt
onderscheid
gemaakt
tussen
vaarwegverbeteringen met een efficiencydoelstelling (bijvoorbeeld een benuttingsmaatregel) en een veiligheidsdoelstelling (bijvoorbeeld verkeersmanagement). Wanneer naar de economische effecten van vaarwegen wordt gekeken, dan staat het goederenvervoer centraal ondanks het feit dat ook het recreatieverkeer gebruik maakt van het water. De
leidraad
KBA
vaarwegprojecten
benoemt
effecten
die
relevant
kunnen
zijn
voor
vaarwegprojecten (zie Tabel 2). Als directe economische effecten zijn met name de efficiency effecten en reistijdwinsten van belang. Vervoer wordt efficiënter wanneer meer lading vervoerd kan worden door de inzet van grotere schepen. Reistijdwinsten ontstaan door een kortere route of een snellere doorvaart. Ook het effect op kruisende modaliteiten moet hierbij worden meegenomen. Zo leiden hogere bruggen bijvoorbeeld tot minder oponthoud voor weg- en spoorverkeer. Andere directe effecten zijn extern van aard en veelal moeilijk monetair te waarderen omdat er geen markt voor bestaat. Voorbeelden zijn veiligheidseffecten (zowel voor de schepen onderling, als voor de omgeving (denk aan vervoer gevaarlijke stoffen en de risico’s voor omwonenden), geluidshinder en de gevolgen voor de luchtkwaliteit. Tenslotte worden nog de indirecte effecten onderscheiden. Deze effecten ontstaan als gevolg van een doorwerking van de directe effecten van een vaarweg. De verbetering van een vaarweg kan dusdanig zijn dat vervoerders besluiten om goederen van bijvoorbeeld de weg naar het water over te hevelen. Ook kunnen buitenlandse bedrijven besluiten zich te vestigen aan een Nederlandse rivier ten gevolge van een grote opwaardering van een bepaald project.
Tabel 2 : Relevante kosten en effecten voor vaarwegprojecten (AVV, 2002)
Kosten Aanlegkosten
Bouwkosten projectvariant Stremmingen tijdens bouw
Beheerkosten
Onderhoudskosten na aanleg Exploitatiekosten na aanleg
Directe effecten (intern) Economisch
Reistijdwinst scheepvaart Efficiencywinst
Directe effecten (extern) Veiligheid
Veiligheid op vaarweg, externe veiligheid rondom vaarweg, hoogwaterbescherming
Ruimtegebruik
Verlies areaal wonen, werken, landbouw, recreatie
Woon- en leefmilieu
Geluidshinder, luchtkwaliteit
Flora en fauna
Vernietiging leefgebieden, versnippering
Landschap
Aantasting cultuurhistorische waarden
Bodem en water
Vernatting/verdroging, bodemkwaliteit
Indirecte effecten Macro-economisch
Stimulerende
werking
regio/strategische
versterking Nederland Modal shift
Concluderend kunnen we stellen dat de kern van de analyse gelijk blijft aan de algehele KBA systematiek. De scope is iets kleiner in vergelijking met een wegenproject omdat de focus veelal op het goederenvervoer ligt. Reistijdwinsten en efficiencywinsten zijn de meest relevante effecten die de baten van een vaarwegproject grotendeels zullen bepalen. Kwantificering en geldelijke waardering van effecten, en dan met name de externe en indirecte effecten, ligt ook hier
moeilijk.
Een
vlootverwachtingen,
groot
aantal
gegevens
vervoersprognoses
en
is
vereist,
aflaadgedrag.
zoals
reiskosten,
Overigens
kan
reistijden,
hiervoor
wel
aansluiting worden gezocht bij bestaande uitgangspunten (zoals goederenvervoerprognoses (relevant voor vergelijkbaarheid) en waarde van de disconteringsvoet).
De Delftse Schie : huidige situatie De Delftse Schie wordt gebruikt door zowel het goederenvervoer als de recreatievaart. Recreatief verkeer betreft met name gebruik door motor- en zeilboten, en roeiverenigingen. Het gebruik door deze groepen van de vaarwegen is in de provincie Zuid Holland de laatste decennia fors gegroeid (Provincie Zuid Holland, 2006). Het is een groep waar rekening mee moet worden gehouden, zeker wanneer het de veiligheid op de vaarwegen en de interactie met het scheepvaartverkeer betreft. Voor de onderhavige analyse (Bochtafsnijding in Delftse Schie) is de recreatievaart niet direct relevant (er worden geen belangrijke effecten verwacht van de investering voor deze groep), de focus ligt op de beroepsvaart. De Schie kent bepaalde beperkingen die gevolgen hebben voor de scheepsgrootte. Er kunnen schepen van maximaal 70 meter lengte, 2,30 diep en 7,20 meter breed gebruik maken van de vaarweg. Dit betekent dat maximaal 750 ton vervoerd kan worden per schip. Uit telgegevens van de Provincie Zuid Holland blijkt dat het gemiddelde laadvermogen van schepen op de Delftse Schie zo rond de 692 ton ligt. Schepen gaan veelal vol richting Den Haag, en leeg richting Rotterdam. Wanneer we het scheepvaartverkeer op de Delftse Schie verder analyseren blijkt dat zowel in het aantal passages als de hoeveelheid vervoerde lading een licht dalende trend te noteren is. De belangrijkste bestemmingen voor het vervoer over de Schie zijn Delft en Den Haag; 75% van de totale overslag vindt daar plaats. De structuur van de stromen is niet veel veranderd ten opzichte van de jaren ’90. Het grootste gedeelte betreft nog steeds bouwmaterialen (zand en grind). Dit wordt gebruikt voor de aanleg van nieuwe woningen, bedrijfsterreinen en wegen, en is grondstof voor de betonindustrie. Deze goederen worden voornamelijk van de Parksluizen in de richting van Den Haag vervoerd. In de andere richting (Den Haag – Rotterdam) is sprake van vervoer van afval. Geconcludeerd kan worden dat de Schie een belangrijk functie heeft in het vervoer in deze stedelijke regio. Zonder de Schie zou het vervoer vooral over de weg plaatsvinden. De Provincie Zuid Holland (in navolging van de nationale overheid) streeft ernaar om dit gebruik te consolideren en waar mogelijk verder te intensiveren. Dit kan door de nautische situatie verder te verbeteren en knelpunten op te lossen. Een van dergelijke knelpunten in de Delftse Schie is de Bocht bij Overschie. De wens om een afsnijding te realiseren waardoor het scheepvaartverkeer rechtdoor zou kunnen varen staat al sinds de jaren 50 op de politieke agenda. Deze bocht levert thans een lengte-beperking op voor schepen in verband met de scherpe draai die gemaakt moet worden. Daarnaast wordt de situatie ter plekke als onveilig beschouwd. Een ander knelpunt is de Hoge Brug, deze zorgt voor een breedte beperking van het scheepvaartverkeer. De analyse richt zich hier op het project Bochtafsnijding, waarbij verondersteld wordt dat de Hoge Brug voorlopig niet aangepakt gaat worden (de analyse verandert wanneer ook bredere schepen gebruik kunnen maken van de Schie). De Provincie Zuid Holland heeft NEA gevraagd om de kosten en baten van een eventuele Bochtafsnijding in kaart te brengen. Het gaat hierbij om een verkennende analyse waarbij alleen de
belangrijkste effecten worden gekwantificeerd en zo mogelijk gemonetariseerd. Het volgende hoofdstuk beschrijft de gehanteerde methodologie en de belangrijkste resultaten van de KBA.
De Bochtafsnijding : een kosten batenanalyse Dit hoofdstuk gaat in op de uitgevoerde KBA voor het project Bochtafsnijding Schie. Ten eerste benoemen we de effecten die kunnen ontstaan en welke meegenomen dienen te worden in de analyse. Vervolgens beschrijven we de kwantificering en monetarisering van deze effecten, voor zover van toepassing. Tenslotte bespreken we de gevonden resultaten en vergelijken de kosten met de baten.
Effecten Veel van de effecten zoals benoemd in Sectie 2.2 zijn in deze analyse van toepassing. We maken hier ook een onderscheid tussen directe, indirecte en externe effecten. Ten eerste de directe effecten. Verwacht mag worden dat door de Bochtafsnijding schepen sneller door kunnen varen, er ontstaat reistijdwinst. Dit wordt niet zozeer veroorzaakt door een korter traject, maar is meer een gevolg van het feit dat niet gewacht hoeft te worden wanneer sprake is van tegemoet komend verkeer. Hier hangt ook een stukje betrouwbaarheid aan vast. Daarnaast wordt het mogelijk om met langere schepen te varen: er ontstaat een efficiencywinst. In de nieuwe situatie kunnen schepen met een lengte van 75 meter passeren (tegenover 70 meter momenteel). Externe effecten zijn relevant bij dit project aangezien de Bocht bij Overschie aan een kant bewoond wordt en draaiende schepen ter plekke voor overlast (kunnen) zorgen waarvan in de situatie zonder Bocht minder sprake is. Milieueffecten (emissies, geluid en licht) en veiligheidseffecten zijn de twee belangrijkste groepen van effecten die in dit verband kunnen worden benoemd. De laatste categorie kan onderverdeeld worden in externe veiligheid (gevaar voor omwonenden door vervoer van gevaarlijke stoffen) en interne veiligheid op de vaarweg zelf (interactie tussen schepen en andere vaartuigen onderling). Tenslotte zou de Bochtafsnijding mogelijkerwijs tot een modal shift kunnen leiden waarbij bijvoorbeeld goederen van de weg naar de binnenvaart verschuiven. Dit kan in baten resulteren voor het wegvervoer (minder congestie) en de samenleving als geheel (de binnenvaart is milieuvriendelijker dan het wegvervoer). Het is echter maar de vraag of de Bochtafsnijding dusdanig grote effecten veroorzaakt. Daarnaast zal een eiland ontstaan door de afsnijding waardoor ruimtelijke ontwikkeling in de toekomst mogelijk wordt.
Methodologie De statische analyse van het scheepvaartverkeer gaf inzicht in belangrijke stromen en bedrijven die gebruik maken van de Schie. Deze informatie was leidend voor een marktconsultatie onder stakeholders om een inschatting te krijgen van de relevantie en omvang van de verschillende effecten naar
aanleiding
van
de
Bochtafsnijding.
We
hebben
gesproken
met
enkele
logistiek
verantwoordelijken van bedrijven die gebruik maken van de Schie (zand- en grindhandel, en afval), schippers en vervoerders en de vaarwegbeheerder. Daarnaast is een bedrijf benaderd die wel gebruik heeft gemaakt van de Schie maar dit inmiddels niet meer doet. Dit heeft inzichten opgeleverd voor het modal shift effect. De reistijdwinst wordt op basis van de gesprekken geschat op 5 minuten. In het geval van tegemoet komend verkeer kan de totale tijdwinst oplopen tot 10 tot 15 minuten. De marktconsultatie wees tevens uit dat inderdaad met langere schepen gevaren gaat worden wanneer dit mogelijk is. De concurrentie zal toenemen waardoor de positie van de schippers met kleinere schepen verslechtert. De Bochtafsnijding wordt erkend als probleem en verwacht wordt dat de situatie zal verbeteren. Echter het effect is gericht en zal niet leiden tot een sterke groei van het vervoer via de Schie. Ook wordt geen verschuiving tussen modaliteiten verwacht als direct gevolg van de eventuele realisatie van de Bochtafsnijding. Wel is modal shift nog een punt van verder onderzoek, waarbij een grote groep bedrijven benaderd kan worden die gevestigd zijn in de buurt van de Delftse Schie maar nu geen gebruik maken van deze vaarweg. Het verhogen van de nautische veiligheid is volgens KSV Schuttevaer het meest belangrijke argument voor aanleg van de Bochtafsnijding. Het aantal schadegevallen is echter onbekend. Schippers geven aan dat in de Bocht redelijk voorzichtig wordt gevaren en dat weinig aanvaringen plaatsvinden. Vooral de onervaren gebruikers van de vaarweg lopen een risico. Momenteel worden er geen gevaarlijke stoffen vervoerd en is het externe risico gering ondanks dat de bebouwing zeer dicht aan de Bocht ligt. Aangezien verwacht wordt dat het vaarverkeer niet zal toenemen door de Bochtafsnijding, en er ook geen verschuiving tussen modaliteiten zal plaatsvinden, zijn geen additionele milieueffecten te verwachten. Alleen de directe effecten voor omwonenden zal vanwege de nieuwe vaarroute zullen gunstig zijn. Echter, de effecten voor omwonenden zijn niet meegenomen in de analyse vanwege het verkennende karakter. Het is dus onduidelijk in welke mate zij thans last hebben van geluid, licht en stank. Aanbeveling is dit punt nader te onderzoeken. Aangezien een investering in de infrastructuur voor langere tijd effecten sorteert dienen voor het inschatten van toekomstig gebruik prognoses worden gemaakt. Deze studie gaat uit van een zichtjaar van 2040 (basisscenario). De toekomstige goederenstromen voor verschillende ladingsoorten zijn bepaald op basis van WLO scenario’s (algemeen geldende scenario’s voor vervoer in Nederland). De groeifactoren zijn gebaseerd op de meest recente prognoses gedaan voor de beleidsstrategie binnenvaart. Bij de gevoeligheidsanalyse is gekeken naar de effecten van andere scenario’s.
Daarnaast moeten we veronderstellingen doen ten aanzien van de scheepsgrootte. We hebben gezien dat het gemiddelde laadvermogen nu op 692 ton ligt, terwijl gezien de huidige beperkingen dit tot maximaal 750 ton kan groeien. We gaan ervan uit dat dit ook gebeurd is in 2040 (uitgaande van een lineaire groei waarbij 1992 op 650 ton zat). In de situatie met Bochtafsnijding (en dus schepen met een lengte van 75 meter) verwachten we dat schepen 810 ton zullen vervoeren. Dit levert enkele belangrijke uitgangspunten voor de analyse op. Vanwege het verkennende karakter van de analyse worden de milieu- en veiligheidseffecten niet verder uitgewerkt. De omvang van het veiligheidseffect van het project is hierbij niet eenduidig in monetaire zin uit te drukken. Gezien de bescheiden verlaging van de logistieke kosten, wordt aangenomen dat er geen aantrekkende werking optreedt van nieuw vervoer en is eventuele modal shift niet verder uitgewerkt.
Kosten Voor het bepalen van de financiële kosten (externe kosten en baten worden niet gemonetariseerd in deze analyse) is het allereerst noodzakelijk om de te vergelijken alternatieven nauwkeurig te bepalen. Het gaat hierbij om het nulalternatief en het projectalternatief. Het nulalternatief is gelijk aan de huidige situatie zonder investering, maar waar wel sprake is van groot onderhoud. Dit wordt noodzakelijk geacht wanneer het project niet gerealiseerd wordt. Het projectalternatief betreft de investering in de Bochtafsnijding. In de analyse nemen we twee kostensoorten mee: de (eenmalige) investeringskosten en de onderhoudskosten. In de nuloptie is sprake van groot onderhoud dat noodzakelijk is om de huidige bocht in de Delftsche Schie bevaarbaar te houden. Dit brengt een aanzienlijke eenmalige investering met zich mee. Daarnaast zal in de toekomst sprake zijn van jaarlijkse onderhoudskosten. De situatie ligt anders voor het projectalternatief. In de situatie dat de Bocht wordt afgesneden wordt er wel vanuit gegaan dat de huidige bocht blijft bestaan, alleen wordt deze niet meer gebruikt door de binnenvaart (wel door recreatief verkeer). Dit betekent dat nog wel jaarlijks onderhoud nodig is van de bocht, echter de kosten voor dat deel zijn geringer in vergelijking met het nul alternatief omdat de binnenvaart geen gebruik meer maakt van dat traject. Het projectalternatief krijgt ook een nieuw stuk kade erbij dat onderhouden moet worden (wat de hogere onderhoudskosten verklaart), bovendien moet de aanleg gefinancierd worden (eenmalige investering). Onderstaande tabel geeft de omvang van de geschatte kosten weer. Opgemerkt dient te worden dat de bedragen zijn aangeleverd door de opdrachtgever. Het verschil tussen de alternatieven is meegenomen in de KBA.
Tabel 3 : Overzicht van de kosten voor de verschillende alternatieven
Nulaternatief (handhaving
Projectalternatief
Bocht en groot onderhoud)
(Bochtafsnijding)
Eenmalige investering
Ongeveer € 2 mln
Ongeveer € 6.2 mln
Jaarlijkse
Ongeveer € 6000
Ongeveer € 6500
onderhoudskosten
Monetarisering baten De omvang van de directe baten (tijdwinst en efficiencywinst) kunnen worden berekend en vervolgens in geld worden uitgedrukt. Hier wordt uitgelegd hoe dit gedaan is, te beginnen bij de tijdwinst. Uit de gesprekken met stakeholders is gebleken dat de tijdwinst van het door kunnen varen (geen gemanoeuvreer in de Bocht) op ongeveer 5 minuten kan worden geschat per passage per schip. Een additioneel effect betreft de wachttijd in geval van tegemoet komend verkeer. Hier is niet altijd sprake van maar beïnvloedt wel de betrouwbaarheid van de totale trip tussen Den Haag en Rotterdam, hier wordt dus rekening mee gehouden in de planning. Ook deze component wordt op 5 minuten geschat waardoor we uitgaan van een gemiddelde tijdwinst van 10 minuten. Uit NEA onderzoek weten we de kostprijs van een schip met een laadvermogen van 690 ton (€ 44,70 prijspeil 2004) waardoor 10 minuten tijdwinst eenvoudig is te waarderen. Totale baten zijn dan afhankelijk van het aantal jaarlijkse passages. Deze zijn eerder bepaald door gebruik te maken van scenario’s. De efficiencywinst is beperkt omdat schepen maximaal 5 meter aan lengte kunnen winnen in de nieuwe situatie (van 70 naar 75 meter). Eerder is reeds aangegeven wat dit voor het tonnage van de schepen gaat betekenen. Daarnaast betekent grotere lengte niet alleen een baat. De kosten nemen ook toe (arbeid, brandstof en kapitaal), ook neemt het laden en lossen iets meer tijd (al vaart een langer schip weer iets sneller). Wanneer we dit meenemen in de analyse blijkt dat op de korte afstanden (tot 125 kilometer) geen kostenvoordeel optreedt. Voor langere afstanden geldt dit wel. Dit betekent ook dat we de afstanden van de transporten over de Schie moeten weten en voor de toekomst in dienen te schatten. Op basis van gegevens uit het basisjaar Goederen 2004 (NEA, 2006) is afgeleid dat 49% van het vervoerde gewicht op de Schie betrekking heeft op afstanden kleiner dan 125 kilometer. Voor de transporten die over grotere afstand worden vervoerd is een diepgaande analyse verricht om de besparing te bepalen (op basis van hoeveelheid vervoerd gewicht en afstand). Hieruit bleek dat voor 2004 een besparing valt te realiseren van € 16.600; voor de toekomst verandert dit maar weinig. Opgemerkt dient te worden dat niet ieder schip direct verlengd zal worden in het jaar nadat de Bochtafsnijding gerealiseerd is; hier is rekening gehouden met een bepaald ingroei scenario.
Kosten en baten Om de kosten met de baten te vergelijken en de netto contante waarde vast te stellen moeten eerst enkele uitgangspunten duidelijk worden gemaakt. De discontovoet is vastgesteld op 5,5%, in navolging van het recente besluit van de Nederlandse overheid om de risicovrije rentevoet te verlagen. Zichtjaar is 2040 (termijn van 30 jaar) zoals in de OEEI leidraad wordt gehanteerd. In de gevoeligheidsanalyse wordt ook voor langere termijnen bekeken wat de gevolgen zijn omdat 30 relatief kort is voor een investering in een vaarweg. Tenslotte wordt uitgegaan van prijspeil 2007 en realisatie project in 2011 bij de calculaties. Uiteindelijk is de netto contante waarde van de financiële koste en baten negatief, en wel € 3 miljoen. Dit betekent dat de reistijdwinsten en de efficiencywinsten niet opwegen tegen de kosten voor aanleg en onderhoud. De baten voor de scheepvaart komen vooral voort uit de reistijdwinst. Door een vlottere doorvaart bij Overschie kan het traject tussen Parksluizen en Delft sneller kan worden afgelegd. De reductie van de reistijd bepaalt ruim 80% van de totale transportbaten. De beperkte transportbaten zijn met name een gevolg van de beperkte groei van het vervoer over de Schie. Wel dient opgemerkt te worden dat bepaalde effecten niet zijn meegenomen in deze monetaire evaluatie! Baten die wel degelijk bij de overweging mee moeten worden genomen zijn bijvoorbeeld: •
minder emissies, geluidsoverlast en stank in de Bocht omdat manoeuvreren wordt vermeden (overlast voor omwonenden);
•
minder kans op ongevallen door een overzichtelijkere situatie;
Gevoeligheidsanalyse De gepresenteerde uitkomsten voor de netto contante waarde zijn gebaseerd op enkele veronderstellingen. Hierbij is uitgegaan van de meest realistische veronderstellingen. Deze uitkomsten zijn gevoelig en veranderen wanneer bepaalde uitgangspunten veranderen. We hebben gekeken naar de consequenties voor de kosten en baten wanneer de volgende aspecten veranderen: •
discontovoet;
•
tijdhorizon;
•
investeringskosten;
•
reistijdwinsten;
•
toekomstbeeld.
De resultaten van de basisuitgangspunten blijken redelijk robuust te zijn. Veranderingen in bovengenoemde uitgangspunten (geen extreme veranderingen uiteraard) maken de netto contante waarde niet positief. De kosten zijn simpelweg te hoog. Een langere leeftijd van het object (meer dan 30 jaar) levert wel hogere baten op, maar niet genoeg voor een positief beeld. Een reistijdwinst van 15 minuten (ten opzichte van het uitgangspunt van 10 minuten) zorgt ook slechts voor een marginale toename van de baten. Ook het meest gunstige economische scenario (en toename van scheepspassages) zal niet leiden tot een rendabel project.
We kunnen hieruit concluderen dat de voordelen voor de scheepvaart en industrie onvoldoende zijn om aanleg te rechtvaardigen. Er moeten nader onderzoek plaatsvinden, waarbij de vraag is of de overige voordelen dermate groot zijn zodat een positief besluit genomen kan worden over de aanleg van de Bochtafsnijding.
Concluderende opmerkingen
Dit paper heeft de toepassing van een instrument besproken dat beleidsmakers kan helpen bij investeringsafwegingen: de kosten-batenanalyse. In Nederland is hiervoor een leidraad opgesteld die voorschrijft hoe een dergelijke analyse uitgevoerd moet worden. Deze is geschreven voor toepassing bij infrastructuurprojecten. Echter de nadruk ligt hierbij veelal op wegen en spoorlijnen. Ondanks het feit dat de uitgangspunten hetzelfde zijn voor vaarwegen, is toch sprake van iets andere effecten waardoor de aanpak afwijkt. We hebben het verschil beschreven aan de hand van een concrete toepassing voor een verbetering in een vaarwegproject: de Bochtafsnijding in de Delftsche Schie, een vaarweg tussen Den Haag en Rotterdam. De analyse resulteert in een negatieve uitkomst van de KBA wanneer het projectalternatief (Bochtafsnijding) wordt vergeleken met het nulalternatief (dat is niet niets doen, groot onderhoud is noodzakelijk). Echter, duidelijk is dat niet alle effecten zijn meegenomen in de financiële KBA. De milieu- en veiligheidseffecten zijn niet meegenomen in de waardering maar moeten wel meegenomen worden in de integrale afweging. Gezien de onzekerheid in de uitkomsten is het aanbevelenswaardig om: •
nader onderzoek uit te voeren naar de kwantificering en monetarisering van de veiligheidsen milieueffecten, waarbij het vooral gaat om de omwonenden (milieu) en recreatievaart (veiligheid);
•
de
investeringskosten
beter
in
te
schatten
(op
basis
van
resultaten
uit
de
gevoeligheidsanalyse); •
het kan tenslotte interessant zijn om de toegevoegde waarde van aanpak van het andere knelpunt (de Hoge Brug) mee te nemen, misschien dat dit bepaalde synergie-effecten teweeg brengt.
Referenties
AVV (adviesdienst verkeer en vervoer), 2002, Leidraad Kosten-batenanalyse Vaarwegen, Rotterdam.
Eijgenraam, C.J.J., C.C. Koopmans, P.J.G. Tang, en A.C.P. Verster, 2000, Leidraad Kostenbatenanalyse, Den Haag/Rotterdam.
NEA, 2006, Basisjaar goederen 2004, rapport uitgebracht in opdracht van AVV), Rijswijk.
Provincie Zuid Holland, 2006, Beleidsnota Provinciale vaarwegen en scheepvaart, Den Haag.
DISCUSSIEBIJDRAGEN 2007
M. Kraan, Policy Research Corporation
Discussiebijdrage bij: Kosten-batenanalyse toegepast bij vaarwegen : De Delftsche Schie, door B. Ubbels en M. Quispel
Motivatie voor deze bijdrage De rol van kosten-batenanalyses in de beleidsvorming intrigeert mij mateloos. Infrastructuur en dan met name infrastructuur ten behoeve van de binnenvaart heeft sinds jaar en dag mijn belangstelling. Voor de Delftse Schie heb ik een aantal malen voor verschillende opdrachtgevers naar kosten en baten mogen kijken. Totnogtoe altijd met een positieve balans tussen kosten en baten. Dus : wat een mooie paper!!!!! Hulde aan de schrijvers om dit onderwerp aan de orde te brengen, en ook voor de uitermate duidelijke uiteenzetting en uitwerking in de paper.
Bijdrage aan discussie Mijn bijdrage is gecentreerd rond de volgende thema’s/stellingen:
1) KBA’s voor Vaarwegen zijn niet anders dan andere infra-KBA’s: ze verschillen allemaal!!! 2) De Bochtafsnijding in de Deltsche Schie niet maatschappelijk rendabel: hoe ken dat nu?? 3) Specifieke effecten in de KBA: de bochtbewoners en scheepswerven!!!
Ad 1) KBA Vaarwegen anders dan andere? Er is een aparte richtlijn voor KBA’s voor vaarwegen. Veel kosten-batenanalyses voor vaarwegen richtten zich op slechts enkele aspecten. Reden om vaarwegen als aparte categorie infrastructuur neer te zetten? Geenszins!! Er is voor het gebruik van de kosten-batenanalyse (ook conform OEI) echt geen enkel verschil tussen de aanpassing of aanleg van een vaarweg ten opzichte van andere infrastructuur. De indeling van effecten is hetzelfde en ook de belangrijkste effecten kunnen op een zelfde manier beschreven te worden. Er is hier in mijn optiek iets anders aan de hand. Alle KBA’s zijn namelijk nog op één ander punt allemaal gelijk: namelijk dat de situatie altijd specifiek is, en een specifieke analyse vergt. Dit geldt uiteraard voor vaarwegen ten opzichte van spoorwegen en snelwegen. Maar ook voor de ene vaarweg ten opzichte van de andere. Zo is een verbreding van de (vaargeul van de) IJssel voor tweebaksduwvaart een ander project dan de verbreding/verdieping van de Maas. De kern van de zaak is en blijft dat een KBA-richtlijn de kaders omschrijft die voor elk project hetzelfde zou moeten zijn. Mijn stelling is derhalve dat ook de uitgewerkte KBA voor de Delftsche Schie gewoon een OEI-KBA kan zijn of zelfs is. Ik ben het voorts eens met alle opmerkingen die geplaatst zijn over het specifieke karakter van projecten en de baten die daarmee verband
houden, dat dan ook!!! Zo is het in het geval van de Delftsche Schie bijvoorbeeld van belang om in te schatten welke schepen daadwerkelijk verlengd worden na afsnijding van de bocht. En is het project rond verdieping Maas na 1 natte zomer beroofd van zijn belangrijkste baten (transportbaten bij verdieping werd: veiligheid bij verbreding!!) Dus: elke infra-KBA kan gewoon in OEI-termen en ja: vaarwegen zijn specifiek, net als alle andere projecten.
Ad 2) Bochtafsnijding niet rendabel? Maar hoe kan het nu dat deze investering niet maatschappelijk rendabel is?? Ik heb het volste vertrouwen in de schrijvers van het rapport dat de KBA-berekeningen volgens het boekje (dat boekje dat per project wordt herschreven) zijn uitgevoerd. Toch druist het gewoon in tegen mijn eigen gevoel dat ik ten tijde van mijn analyses van de Schie gecreëerd heb. Tegen gevoel valt niet te analyseren en ik kan het dan ook slechts mezelf kwalijk nemen dat ik me er niet bij neerleg. Wat voedt mijn gevoel? Welnu, het volgende:
•
Tijdens de uitvoering van de KBA voor de bochtafsnijding (tijd geleden, dat zeker) was het zo dat de belanghebbende schippers (rederijen) zaten te popelen om hun schepen te verlengen. Ik was er destijds van overtuigd dat de verlengingen plaats zouden vinden en ook aanzienlijke bedrijfseconomische baten hadden (die zich net zo keihard in Euro’s laten vertalen in een KBA).
•
Tevens kwam ik tijdens die KBA in contact met een van de belanghebbende partijen die meteen aanbood om de bochtafsnijding ook fysiek te realiseren, en dan tegen een aanzienlijk lagere prijs.
De huidige KBA is gebaseerd op meer detail ten aanzien van de resulterende transportkosten, met als uitkomst nauwelijks efficiencybaten. Waarschijnlijk terug te voeren op hoe om te gaan met bemanningsvoorschriften in het kader van de bepaling van de kosten van het varen? Of andere kostenposten die ik gemist heb? Met zo ongeveer dezelfde kostenmodellen is destijds bepaald dat er toch wel wat winst zit in zo’n verlengd schip!!
Overigens wel grappig detail dat de kosten van het project niet veranderd zijn sinds de uitvoering van de door mij bedoelde KBA in 1991, wel de valuta!! Oftewel meer dan een verdubbeling van de kosten, maargoed dat zullen we maar als zodanig accepteren. Dus: er is nog lang geen sprake van robuustheid in de analyses rond infrastructuur in het algemeen en voor vaarwegen in het bijzonder. Het is te hopen dat dat er komt de komende vijf jaar, want dan moet de bocht opnieuw bekeken worden.
Ad 3) Specifieke effecten!! Ter onderstreping van de specificiteit van de effecten wil ik toch graag de bewoners in de Bocht onder de aandacht brengen. Dit zijn inderdaad de mensen die boven op de materie zitten. Er is zelfs een verhaal bekend van een mevrouw die de was deed in de schuur die pal aan de vaarweg was gebouwd, en dat er een schip de kant ramde en zo het schuurtje beschadigde. Overigens zonder letsel, gelukkig. Mijn veronderstelling was dan ook dat de bewoners van de Bocht niets liever zouden willen dat die schepen niet meer zo dicht achter hun huis en tuin zouden varen. Een van mijn favoriet projectactiviteiten ooit is geweest dat ik op een zomerse dag me fiets gepakt heb en een dag lang langs de Schie gefietst heb, om daar alle bedrijven te ontdekken en op te schrijven, en ook om zo eens wat mensen te spreken. Ik heb toen een aantal “bewoners van de bocht”gesproken en hun mening was eenduidig: laten liggen zo die Bocht: hartstikke gezellig met de schepen en de schippers (de meesten varen er dagelijks en er wordt gezwaaid naar elkaar). Nou, daar zit je dan met je mooie theorie!! En wat dacht je dan van de werkgelegenheid op de werven waar de schepen gerepareerd worden die beschadigd raken door het varen door deze krappe bocht!! Dus: er zijn inderdaad in ieder project zeer specifieke effecten (die allen overigens weer prima passen in het algemene kader dat er voor dit soort projecten geschapen is).
