1 / 55

UPRAVLJANJE PUTNOM MREOM 2 DEO 2012/2013: (materijal za pripremu kolokvijuma 2)

Pitanja za kolokvijum 2:

1. Ekonomska procena putnih projekata (cilj, komponente transportnih trokova)

2. Metode ekonomske procene putnih projekata (alternative projekata,

diskontovanje, neto sadanja vrednost, interna stopa rentabiliteta, odnos trokova i dobiti, dobiti u prvoj godini, primena metoda ekonomske procene projekata)

3. Modeli za predvianje promene stanja kolovoza (opte o medlima za

predvianje promene stanja kolovoza, deterministiki i probabilistiki modeli)

4. Opis i karakteristike modela HDM-4 (funkcije modela, ciklus upravljanja, struktura modela, ulazni podaci, izlazni rezultati)

5. Dobiti i trokovi obuhvaeni HDM-4 modelom (pregled dobiti i trokova u

modelu HDM-4)

6. Vrsta analiza i konfiguracija modela HDM-4 (vrste analiza, analiza ivotnog veka projekta, optimizacija, model EBM, konfiguracija modela HDM-4: putne

mree, vozni park, tehnike mere/radovi)

7. Osetljivost HDM-4 modela na ulazne podatke (uticajna elastinost, klase osetljivosti modela, podmodel uticaja na korisnike puta, propadanje puta i efekti

izvrenih radova)

8. Kalibracija modela HDM-4 za primenu u lokalnim uslovima (opte o kalibraciji modela, nivo 1,2 i 3 kalibracije modela)

9. Modeli propadanja kolovoza u modelu HDM-4 (model nastanka i razvoja

pukotina, upanja, udarnih rupa, oteenja ivica kolovoza, kolotraga i neravnosti povrine kolovoza)

10. Strateka, programska i projektna analiza u modelu HDM-4 (koncept

stratekog planiranja, primeri programske i projektne analize pomou modela HDM-4)

2 / 55

1. Ekonomska procena putnih projekata (cilj, komponente transportnih trokova)

Cilj Cilj procene investiranja u puteve je odabir projekata sa visokim ekonomskim dobitima. Predmet procene investiranja u puteve nije odluka da li da se ulae u puteve ili u razvoj neke druge infrastrukture, ve da se odredi kolike treba da budu investicije i koji ekonomski prihodi (dobiti) mogu da se oekuju. Veliina ulaganja je odreena trokovima izgradnje i godinjeg odravanja puteva. Ekonomski prihodi (dobiti) su uglavnom u obliku smanjenja trokova korisnika puteva usled oekivanog poboljanja kapaciteta puta. Navedeni trokovi odreuju koja je zajednika referenca za ukupne (putne) transportne trokove, koje jo nazivamo i ''trokovi celog ciklusa''. Tri osnovna cilja procene investiranja su:

Da odrede pogodnu veliinu ulaganja i oekivane dobiti od ove investicije; Da odrede pogodne geometrijske i strukturne projektne standarde za veliinu

ulaganja da bi se dobile oekivane koristi; Da odrede prednosti kod investiranja u konkurentne putne projekte kada postoje

ogranienja budeta; Da oceni ekonomske i socio-ekonomske uticaje ulaganja u puteve na zajednicu kao

to su razvoj industrijskih, poljoprivrednih, obrazovnih i zdravstvenih usluga. Ocena socio-ekonomskih koristi od ulaganja u puteve se teko moe izraziti u novcu. Obino se izvri odvojeno, posle ekonomske procene, korienjem modela procene investiranja u puteve. Primarna uloga modela procene investiranja u puteve je da izrauna trokove izgradnje puta, njegovog odravanja i trokove korisnika puta za odreeni period. To se postie usklaivanjem meusobnih odnosa izmeu okoline, standarda izgradnje i odravanja, geometrijskih standarda i trokova korisnika puta. Procena investiranja u puteve moe da poslui kod odabira odgovarajueg projekta puta i standarda odravanja koji minimalizuju ukupne transportne trokove. Uticaj obezbeivanja viih putnih standarda na komponente ukupnih transportnih trokova je prikazan na slici 1. U sluaju da je izgraen put nieg standarda, mogu se oekivati visoki trokovi odravanja i korisnika puta i visoki ukupni trokovi transporta uprkos malim trokovima izgradnje. Nasuprot tome, ako je izgraen put visokog standarda, visoki trokovi izgradnje bie vaniji od niskih trokova odravanja i korienja. Model procene putnog investiranja moe da se koristi za nalaenje projekata puteva i standarda odravanja za koje su ukupni transportni trokovi minimalni. Ova mogunost je prikazana isprekidanom vertikalnom linijom na dijagramu 1. Interakcija izmeu komponenti transportnih trokova je komplikovanija nego to je prikazano u dijagramu 1. Na primer visoki trokovi izgradnje ne moraju obavezno da smanje trokove korisnika puteva, na primer, konstrukcija vrlo irokog ali strukturno siromanog puta. Kod planiranja investiranja u putni sektor neophodno je proceniti sve trokove u vezi sa predloenim projektom. To su trokovi izgradnje, odravanja i obnavljanja, trokovi korisnika puteva i svi ostali vanredni trokovi ili prednosti koje se mogu direktno pripisati projektu puta.

3 / 55

Slika 1: Ukupni trokovi korisnika puteva

Normalno je da se razmatraju trokovi ili dobiti posmatrane u analiziranom periodu i due od oekivanog ivotnog veka puta, stoga nastaje termin analize trokova ivotnog ciklusa. Trokovi izgradnje, redovnog i periodinog odravanja obino padaju na teret agencije ili uprave koja je odgovorna za putnu mreu. Trokovi korisnika puta najee padaju na teret graana i oni su u obliku trokova korienja vozila (VOC vehicle operating costs), trokova vremena putovanja, trokova nezgoda i drugih indirektnih trokova. Model putnog investiranja simulira interakcije izmeu standarda kolovoza, standarda odravanja, uticaja na sredinu i saobraajnog optereenja u cilju predvianja godinjeg trenda saobraajnih uslova. Sve ovo, zajedno sa geometrijskim standardima puta, ima direktan uticaj na brzinu vozila, pogonske trokove vozila i broj nezgoda na putu. Komponente transportnih trokova Ekonomska ocena modela investiranja u puteve je zasnovana na celokupnoj proceni tokova trokova izgradnje puta, putnog odravanja i trokova korisnika puta. Tok trokova obino zapoinje u posmatranoj polaznoj godini koja moe biti prva godina izgradnje, prva godina putanja u saobraaj ili jednostavno tekua kalendarska godina. Broj godina za koje se raunaju trokovi zavisi od posmatranog perioda analiziranja koji je najee izabran da bude jednak vremenu projektovanja novih puteva. Trokovi izgradnje puta Trokovi izgradnje novog puta se sastoje od sume trokova pripreme, zemljanih radova, kolovozne konstrukcije, izgradnje mostova, drenae i nadvonjaka. U pripremu spada uklanjanje vegetacije sa trase, uklanjanja i odbacivanja gornjeg sloja zamljita. Trokovi zemljanih radova zavise od reljefa terena i geometriskih veliina puta i sadre trokove iskopavanja, prevoza materijala i ravnanja. Trokovi kolovozne konstrukcije zavise od broja,

4 / 55

debljine i tipa slojeva kolovozne konstrukcije, a sadre i trokove izgradnje bankina i ivinjaka. Trokovi izgradnje mostova i odgovarajuih drenanih sistema mogu da imaju veliki udeo u trokovima izgradnje puta. Izgradnja puta se obino sastoji i od postavljanja privremenih kampova i transporta opreme, materijala i ljudstva do gradilita. Trokovi ovih aktivnosti zajedno sa zaradama izvoaa radova i konsultantskim honorarima su obino grupisani u ostale trokove, koji se mogu predstaviti kao fiksni trokovi po kilometru ili kao procenat od ukupnih trokova izgradnje. Na kraju analiziranog perioda moe da se odredi stepen iskorienja, koji pokazuje procenat ukupnih trokova utroenih na trajnu strukturu kao to su nasipi, useci, mostovi i drenae. Oteenja puta Oteenja povrine puta ine brojni poremeaji kao to su neravnine, pukotine, kolotrazi, ulegnua, rupe, gubitak ljunka na neasfaltiranim putevima, lo spoj i pucanje kod betonskih povrina. Stopa oteenja zavisi od poetnog standarda projektovanja povrine puta, saobraajnog optereenja, standarda odravanja puta i uticaja okoline. Obim neophodnog odravanja puta u posmatranoj godini zavisi od usvojenog standarda odravanja puta i predpostavljenog stanja puta. Performanse povrine puta u velikoj meri zavise od vie faktora, a dva najvanija su:

Nosivost kolovoza Neravnost puta

Nosivost kolovozne konstrukcije puta se predstavlja strukturnim brojem (SNP Structural Number). To je indeks koji pokazuje izdrljivost povrine puta, tako da je predpostavljeno da sve povrine sa istim SNP imaju iste performanse. Strukturni broj kolovozne konstrukcije je odreen empirijskim odnosom u kojem se debljina i kvalitet kolovozne konstrukcije (izraen faktorom ekvivalencije), za svaki sloj mnoe, a sabiranjem dobijenih umnoaka za sve slojeve sraunava se SNP. Nosivost kolovozne konstrukcije uglavnom zavisi od tipa i kvaliteta materijala od kojeg je napravljena. U osnovi, kolovozi sa visokim strukturnim brojem e imati nisku stopu oteenja pod istim reimom saobraaja i optereenjem. Neravnost puta je drugi znaajan parametar koji se koristi kod modelovanja performansi povrine puta. Ovo je najznaajniji parametar povrine puta koji se koristi kod prorauna trokova korisnika puta, a naroito u VOC. Neravnost puta predstavlja neravnine na povrini puta i osnovni uzrok troenja i kvarenja vozila. Za merenje neravnosti puta se po pravilu koristi jedan od sledea tri sistema:

Vua petog toka integratora izboina (bump integrator BI) u mm/km, PCA indeks Asocijacije portland cementa (Portland Cement Association PCA) je

mera ravnosti puta koja pokazuje vertikalno pomeranje modela ''etvrtine vozila'' (Quarter-car Index QI), meren u broju po kilometru,

Suma vertikalnih pomeranja du podunog (vertikalnog) profila, predstavljena je meunarodnim indeksom ravnosti (International Roughness Index IRI) meren u m/km.

5 / 55

Sledei odnosi, odreeni od strane Svetske Banke, se koriste za pretvaranje ocene hrapavosti izmeu tri jedinice: BI = 55 x QI (1.1) BI = 630 x IRI (1.2) BI = 900IRI 1000 (linearna vrednost) (1.3) Kod novog puta je potrebno da su odreeni strukturni broj i poetna neravnost. Visoka zavisnost trokova korisnika puta od neravnosti puta i progresija neravnosti puta u odnosu na strukturni broj kolovozne konstrukcije, ukazuju da e na rezultate ekonomskih analiza uticati veliine ove dve variable odreene na poetku analize. Trokovi radova na putu Godinji trokovi radova na putu predstavljaju vrednost redovnog i periodinog odravanja i svako obnavljanje puta koje je uraeno u posmatranoj godini. Oni zavise od predvienog stanja povrine puta i projektovanog standarda odravanja i obnavljanja koji mogu biti kombinacija jednog ili vie razliitih tipova radova na putu. Periodini radovi na redovnom odravanju koji ukljuuju aktivnosti koje se zahtevaju bez obzira na stanje puta ili nivoa saobraaja, kao na primer, koenje trave, izvlaenje linija, ienje odvoda i dr. predstavljaju stalne godinje trokove po kilometru puta. Hitni radovi na odravanju kao to su popravke oteenja od poplave, uklanjanje odrona itd., predstavljaju dodatne trokove bez obzira na stanje povrine puta. Trokovi korisnika puta Trokovi korisnika puta se mogu definisati kao trokovi nastali od korienja vozila i od javnog prevoza. Postoji etiri tipa trokova korisnika puta i povezani su sa korienjem vozila, vremenom putovanja, nezgodama i neudobnou putovanja. Poslednja dva troka je teko novano odrediti, iako se trokovi nezgoda mogu oceniti na nekoliko naina pod uslovom da su odreeni iznosi (na primer, cenu delova za vozilo i popravke) i za poginula i povreena lica. Nedostatak prihvatljivih metoda za odreivanje trokova nezgoda i neudobnosti u zemljama u razvoju je glavni razlog to ove dve komopnente trokova korisnika puta nisu ukljuene u postojee modele procene investiranja u puteve u zemljama u razvoju. Operativni trokovi vozila (Vehicle Operating Costs) Oni su raunaju na osnovu vaeih cena i ukljuuju:

Potronju goriva i ulja, Pneumatike i rezervne delove, Cenu rada na odravanju vozila, Platu posade vozila, Amortizacija vozila i interes ulaganja

Koriste se posebne jednaine za razliite tipove vozila odreenih od strane korisnika. Za svaki tip vozila, modeli procenjuju prosenu brzinu putovanja u funkciji geometrije i uslova puta. VOC komponente, izuzimajui amortizaciju i interes, najvie zavise od neravnosti i geometriskih karakteristika puta. Utroak od navedenih VOC komponenti je predvien u okviru resursa. Na primer, potronja goriva se rauna kao koliina utroenog goriva kroz preeni put. Jedinini trokovi za razliite resurse su odreeni od strane korisnika u cilju

6 / 55

izraunavanja ukupnih godinjih operativnih trokova vozila. Amortizacija vozila je u funkciji planiranog vremena putovanja i nivoa korienja vozila. Trokovi trajanja putovanja Trokovi trajanja putovanja se obraunavaju na osnovu prosene brzine vozila, rastojanja i jedinice trokova po asu vremena korisnika puta. Prosena brzina vozila je u funkciji neravnosti puta, irine puta, vertikalne i horizontalne projekcije puta (usponi, padovi, krivine). Vrednost jedinice vremenskih trokova za korisnike puta u zemljama u razvoju nije lako odrediti. Mnogi autori predlau da projekte u zemljama u razvoju treba planirati bez dobiti od utede vremena. Dobit korisnika puta izvedena od uteda u trokovima trajanja putovanja, u ovom sluaju moe se smatrati suvina potronja u zbiru uteda u VOC. Ostali spoljni trokovi i dobiti U ekonomske analize mogu biti ukljueni i ostali trokovi i dobiti koje su direktno povezane sa projektovanjem puta. One obino obuhvataju nezavisnu procenu dobiti od socio-ekonomskog razvoja kao to su poveanje poljoprivredne proizvodnje, industrijske proizvodnje, pristupanosti dobiti itd. Spoljani trokovi mogu da sadre trokove obezbeivanja ruta, zvunih barjera i drugih tekoa u izgradnji. Ovakvi trokovi i utede nisu uraunati u modele investiranja u puteve i zato njihovo uee u ekonomskim analizama mora biti tano odreeno jer mogu lako uticati na rangiranje alternativa projekata.

7 / 55

2. Metode ekonomske procene putnih projekata (alternative projekata, diskontovanje, neto sadanja vrednost, interna stopa rentabiliteta, odnos trokova i

dobiti, dobiti u prvoj godini, primena metoda ekonomske procene projekata)

Alternative projekata Putevi se obino konstruiu da bi smanjili trokove, da bi poveali dobit preko smanjenja trokova korisnika i da bi unapredili socio-ekonomske usluge. Ekonomska procena putnih projekata je u sutini poreenje komponenti transportnih trokova kalkulisanih za najmanje dve alterantive konstrukcije puta, koje obino nazivamo uraditi minimum ili alternative bez projekta i za jednu ili vie uraditi neto ili alternative sa projektom. Alternativa bez projekta Uraditi minimum ili alternative bez projekata u veini sluajeva predstavljaju trenutnu situaciju u kojoj se nastoje smanjiti transportni trokovi. Ovo je obino alternativa koja ukuljuuje minimalni ulazni kapital. Matrica godinjih trokova za uraditi minimum alternativu obino ima malu ili uopte nema komponentu trokova graenja, ali zato ima generalno visoke trokove odravanja i trokove korisnika puta. Alternative sa projektom Selekcija alternativa projekata zavisi od nekoliko faktora, a posebno od nacionalnih putnih standarda, prethodnih putnih projekata, nivoa saobraaja, raspoloivost materijala kao i od politikog i socio-ekonomskog razmiljanja. Projektne alternative obino utiu na podizanje standarda puta. Ovo se moe postii novom izgradnjom, rekonstrukcijom, poboljanjem ili obnavaljanjem povrine puta i svega to moe biti analizirano kao nezavisna alternativa projekata. Matrice trokova ovih alternativa projekata e imati razliite nivoe glavnih i povratnih trokova ali obino ima nie trokove korisnika puta. Umanjenje (diskontovanje) Neophodno je diskontovati transportne trokove u svakoj godini analiziranog perioda, na njihov adekvatan nivo u poetnoj godini. Ovo se radi da bi se uraunale promene vrednosti novca tokom vremena predstavljene moguim trokovima kapitala investiranog u projekat puta. Umanjenje se ostvaruje mnoenjem trokova u posmatranoj godini sa faktorom umanjenja za tu godinu. Faktori umanjenja se dobijaju iz jednaine:

Nr

FD+= )

1001(..

gde su: r stopa umanjenja (diskontna stopa) u procentima (%) N broj godina proteklih od polazne godine

8 / 55

Tabela A1.1 prikazuje princip anlize diskontovanja uloenih sredstava (discounted cash flow DCF) primenjen za ljunkoviti put koji e biti asfaltiran nakon jedne godine. Asfaltiran put ima projektovan ivotni vek 10 godina nakon izgradnje. Ekonomska analiza je zasnovana na ukupnim umanjenim (diskontovanim) trokovima. Predstavlja se kao sadanja vrednost (Present Value PV) trokova. Na primer, u tabeli A1.1, PV alternative bez projekta je 23,8 miliona dolara, a PV alternative sa projektom je 20,2 miliona dolara, a obe su sa diskontnom stopom od 12 %. Ukoliko primer iz tabele A1.1 predstavlja realan projekat puta, izbor alternative e zavisiti od ekonomskog kriterijuma koji se koristi kod poreenja alternativa. Najee korieni kriterijumi za izbor projekta su sadanja neto vrednost (net present value NPV), interna stopa povraaja (internal rate return IRR) i odnos dobiti i trokova (Benefit Cost Ratio BCR). Sadanja neto vrednost (NPV) NPV predstavlja razliku izmeu diskontovanih dobiti i trokova projekta. Neto sadanja vrednost (NPV) invesicione opcije m u odnosu na baznu opciju n je suma diskontovanih godinjih neto dobiti ili trokova, dobijena iz relacije:

( )( )

[ ]( )=

+

=Y

yy

nmy

nmr

NBNPV

11

01.01 ...(5.24)

gde je:

( )nmyNB neto ekonomske dobiti investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n u

godini y r diskontna stopa (%) y analizirana godina (y = 1,2,..., Y) Vea NPV, oznaava vee dobiti investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n. Ako ne postoje ogranienja budeta, izbor izmeu dve investicione alternative moe da se ostvari na osnovu NPV. Vee investicije tee veoj NPV. U ekonomskim procenama putnih projekata, dobit je izvedena uglavnom od uteda u trokovima korisnika i u trokovima odravanja (gde je mogue). Prema tome dobit od asfaltiranja ljunanog puta dobija se oduzimanjem ukupnih transportnih trokova za asfaltirani put od ukupnih transportnih trokova za put koji bi ostao sa ljunanim zastorom. Proraun NPV-a je pojednostavljen korienjem razlike izmeu sadanjeg nivoa trokova alternativa koje se porede. Prema tome iz tabele A1.1, NPV alternative sa projektom u poreenju sa alternativom bez projekta e biti 3,6 miliona dolara sa stopom umanjenja od 12 %.

9 / 55

Interna stopa povraaja (IRR) Interna stopa rentabiliteta (IRR) je diskontna stopa za koju je NPV nula. Rauna se reavanjem relacije za r0:

( )

[ ]( )=

=+

Y

yy

nmy

r

NB

110

001.01

...(5.25)

Ova jednaina se reava za r0 procenjivanjem NPV za diskontne stope u 5 %-nim intervalima za opseg vrednosti od 95 do +900 procenata i odreivanjem nule jednaine lineranom interpolacijom graninih diskontnih stopa sa NPV sa suprotnim predznakom. U zavisnosti od prirode toka neto dobiti (NBy(m-n),), mogue je pronai jedno reenje, vie reenja ili nijedno. IRR ne daje indikaciju veliine trokova ili dobiti investicije; ona deluje kao vodi ka profitabilnosti investicije- to vie to bolje. Ukoliko je obraunati IRR vei od planirane diskontne stope, tada je investiranje ekonomski opravdano. NPV zavisi od diskontne stope koriene kod raunanja sadanje vrednosti. Kada se koristi visoka stopa umanjenja, nii NPV dostie negativne vrednosti. IRR projekta je definisan kao stopa umanjenja kod koje se sadanji nivo trokova izjednaava sa sadanjim nivoom dobiti, a to je kada je NPV nula. U primeru datom u tabeli A1.1, IRR e biti diskontna stopa, pri kojoj e se dve sadanje vrednosti trokova izjednaiti; a to e biti priblino 15,2%. Projekti sa visokom vrednou IRR-a su generalno poeljni jer daju pozitivnu NPV kod visoke diskontne stope. Generalno, sraunata IRR bi trebala da bude vea od uslovne diskontne stope (test discount rate) koriene za ocenu projekata koje finansira vlada. Odnos dobiti i trokova (BCR) Odnos dobiti i trokova (BCR) investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n je odnos koji se rauna na sledei nain:

( )( )

1+=

m

nm

nmC

NPVBCR ...(5.26)

gde je: BCR(m-n) odnos dobiti i trokova investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n NPV(m-n) diskontovane ukupne neto dobiti investicione opcije m u odnosu na baznu

opciju n. Ovo je neto sadanja vrednost pri stopi umanjenja r Cm diskontovani ukupni trokovi agencije za realizaciju investicione opcije m Ako je NPV(m-n) nula, tada je i (NPV/C)(m-n) nula. Ovaj odnos daje indikacije profitabilnosti investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n pri datoj stopi umanjenja. Ovaj pokazatelj eliminie odstupanja NPV prema veim projektim opcijama, ali kao i IRR ne daje indikacije veliine dobiti ili trokova. BCR predstavlja meru profitabilnosti projekta (to je vrednost dobiti ostvarene po svakom uloenom dolaru). On predstavlja bezdimenzionalni indeks dobijen deljenjem kalkulisane

10 / 55

dobiti projekta sa diskontovanim trokovima investiranog kapitala. Moe da se izrauna pomou NPV-a na sledei nain:

1+=C

NPVBCR

Iz primera datog u tabeli A1.1, procenjen BCR bi bio 1.55. Uporeenje sa i bez projektnih alternativa

Dobiti u prvoj godini Dobiti u prvoj godini (FYB) su definisane kao odnos, u procentima, neto dobiti realizovane u prvoj godini nakon zavretka izgradnje (ili rekonstrukcije) prema poveanjim ukupnim trokovima kapitala:

( )( )

( )nm

nmy

nmTCC

NBFYB

=

0100 ...(5.27)

gde je: FYB(m-n) dobiti u prvoj godini investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n (%)

( )nmyNB

0 neto ekonomska dobit investicione opcije m u odnosu na baznu opciju n u

godini y0, gde je: y0 godina odmah nakon poslednje godine u kojoj su nastali trokovi kapitala za rehabilitaciju ili izgradnju kod opcije m

( )nmTCC razlika u ukupnim trokovima kapitala (nediskontovanih) investicione opcije m

u odnosu na baznu opciju n FYB predstavlja grubu vodilju za vremensko planiranje projekta: ukoliko je vee od diskontne stope,, tada projekat ide dalje; u suprotnom ga treba odloiti, dok ne zadovolji ovaj kriterijum.

11 / 55

PRIMENA EKONOMSKE PROCENE Finansijski i ekonomski trokovi Finansijski troak projekta je suma trinih cena materijala, radne snage, opreme i ostalih trokova nastalih tokom izgradnje projekta. Kod ekonomske procene projekata puta koriste se ekonomski trokovi koji predstavljaju stvarne trokove projekta za ekonomiju drave. Na primer, prodajna cena goriva u mnogim dravama sadri i dravne takse. Ekonomska cena goriva bi prema tome trebala pedstavljati prodajnu cenu umanjenu za takse. U mnogim sluajevima ekonomski trokovi goriva bie manji od finansijskih trokova. Ova veza se reflektuje u VOC-u jer su mnoge komponente oporezovane od strane drave, kao na primer, taksa na vozila. Takoe je mogue da ekonomski trokovi premae finansijske trokove ukoliko vlada daje subvencije, umesto da oporezuje razliite komponente trokova. Vrste projekata Modeli procene investiranja mogu se koristiti za brojne ekonomske analize. Vaan deo analize je da se izabere vrsta kolovoznog zastora u toku projektovanja kolovozne konstrukcije. Jednostavan primer je izbor izmeu povrinske obrade ili konkretnog asfaltnog zastora za kolovoz koji se gradi u zemljama u razvoju. U ovom sluaju povrinska obrada je pogodna za dobijanje visokog stepena poetne hrapavosti, a poveanje nivoa hrapavosti rezultira visokim VOC komponentama, pri niim trokovima izgradnje. Izbor izmeu dva tipa kolovoznog zastora e zbog toga biti diktiran ukupnim VOC kalkulisanim za obe alternative. Kod projektovanja geometrije (trasiranja) novih puteva, modeli investiranja mogu jedino da se koriste za odbacivanje ekstravagantnih planova, na primer, kada se odredi dvostruki kolovoz, a jedan bi bio dovoljan. Geometrijsko projektovanje puteva treba da zadovolji zahtevane kapacitete i da obezbedi bezbednost svim korisnicima puta. Iako modeli procene investiranja ne ostvaruju matematiku optimizaciju za, na primer, opcije odravanja puta ili proraun vremena izgradnje ili odravanja, oni mogu da se koriste za upravljanje analizom osetljivosti s ciljem prouavanja efekata promena u trokovima izgradnje, trokovima odravanja, VOC, porasta saobraaja, diskontnih stopa i vremenskog trajanja. Analiza osetljivosti i rizika Svi projekti puteva sadre u sebi stepen neizvesnosti u pogledu ishoda projekta. Odluka da se postupa po projektu sadri elemente rizika od strane nadlenih organa za puteve. Mnogi projekti puteva e sadrati znaajne elemente rizika. To su u globalu razliiti faktori meu kojima su sledei najznaajniji:

Nepredvieni dogaaji van kontrole inenjera, na primer, unapreenje tehnologije, politike promene.

Promene u nacionalnoj ekonomiji; na primer, ekonomski rast, porast nivoa saobraaja.

Nepredvidivost performansi kolovoza u zavisnosti od okoline, saobraaja, graenja. Uticaj socio-ekonomskih faktora koji ne mogu biti vrednovani.

Neophodno je proceniti uticaj neizvesnosti na projekte puteva zbog sledeih razloga:

Putne investicije esto sadre visok procenat nacionalnog dohotka zbog ega bi svaki neuspeh bio veoma skup.

12 / 55

Izmene za vreme graenja mogu biti veoma skupe i preterano visoke zbog ega bi trebalo da su varijante razmotrene na poetku, sa odabirom najpogodnije alternative.

Odreivanje uticaja moguih promena (na primer, ivotne sredine, socio-ekonomske promene) na celokupnu opravdanost putnih projekata i prema njima vriti planiranje.

Metoda ekonomske procene opravdanosti je jedan formalan korak u procesu kvantifikovanja rizika. Neki uzroci neizvesnosti mogu biti procenjeni naknadnim analizama kao to su: Analiza osetljivosti

Primenjuje se za analizu efekata jednog parametra (na primer, trokova izgradnje ili poveanja nivoa saobraaja) na celokupnu valjanost projekta puta.

Analiza scenarija

Koristi se da odredi jasan nivo parametara koji bi zajedno uticali na valjanost projekta puta. Na primer, revizija dugorone vladine politike moe prouzrokovati razliite stope ekonomskog rasta, to moe uticati i na poveanje nivoa saobraaja i na trokove izgradnje puta.

Analiza rizika

Najee se vri dodeljivanjem verovatnoe pojedinim parametrima projekta i prouavanjem kombinovanih efekata promena tih parametara. Ona moe da se primeni ocenjivanjem prethodnih trendova projektnih parametara (na primer stope rasta saobraaja, konani trokovi izgradnje) i na druge projekte da bi se dostigle pogodne raspodele verovatnoa.

Analiza osetljivosti je jednostavnija od analize rizika. U sutini, ona predstavlja ponovnu ekonomsku procenu sa sistemskim izmenama jednog parametra svaki put. Procedura se moe prikazati na sledei nain: Identifikacija parametara koji utiu na odrivost projekta, na primer, koriena

diskontna stopa, trokovi izgradnje, nivo porasta saobraaja, standardi odravanja puta i dr.

Sistemske promene vrednosti ovih parametara i ponavljanje ekonomske procene. Generalno, promene parametara bi trebalo da su vezane za baznu vrednost, na primer +/-25%, 50%, 100%.

Analiza i izvetaj o efektima promena koje najvie utiu na projekat; Odreivanje prioriteta este su situacije da budet, koji je predvien za puteve, nije dovoljan da obuhvati sve predstavljene projekte koji imaju pozitivni povraaj sredstava (to su projekti sa pozitivnim NPV). U ovakvim situacijama, moe se primenitie formalna metoda selekcije projekata koji mogu da se uklope u okvire budeta. Proraun kapitala ili racionalizacija moe da se primeni na grupu projekata koji mogu da sadre bilo koje od sledeih uslova: Projekti koji su meusobno nezavisni (na primer, lista projekata puteva iz razliitih

krajeva drave), Izbor jednog od alternativnih - meusobno zavisnih projekata (to su projekti koji su

jedno drugom alternative) kada izbor jedne alternative iskljuuje druge. Pravila za proraun NPV kapitala mogu da se primene u obe situacije: i kada je raspoloivo dovoljno novanih sredstava i kada postoje ogranienja budeta. Pravila su sledea:

13 / 55

Kada je raspoloivo dovoljno novanih sredstava za preduzimanje svih projekata:

Izabrati sve nezavisne projekte sa NPV>0. Od meusobno zavisnih projektnih alternativa izabrati onu sa najviim NPV

Kada se usled nedostatka novanih sredstava mora izvriti racionalizacija

investiranja; Izabrati nezavisne projekte sa najviim odnosom NPV/nivo trokova Izabrati meusobno zavisne projekte korienjem metode inkrementalnog

poveanja NPV/trokovi, koja je opisana u tekstu koji sledi. Metod inkrementalne analize se koristi za proveru da li je odnos poveanja NPV-a i uveanja trokova, izmeu alternativa meusobno zavisnih projekata, vii od specifikovanog graninog nivoa. Definie se formulom:

( )( )12

12

CC

NPVNPVIBCR

=

gde je: IBCR inkrementalno uveanje odnosa koristi/trokova NPV2,1 neto sadanje vrednosti dve meusobno zavisne (iskljuujue) projektne alternative C2,1 trokovi investiranja dve meusobno zavisne projektne alternative Ako je gornji nivo vei od odreene granine vrednosti, tada e projektna alternativa biti ukljuena u spisak za finansiranje. Granina vrednost se obino odreuje iz BCR-a putnog projekta u granicama budeta.

14 / 55

3. Modeli za predvianje promene stanja kolovoza (opte o medlima za predvianje promene stanja kolovoza, deterministiki i probabilistiki modeli)

Predvianje promena stanja globalnih ili pojedinanih indikatora stanja kolovoza, predstavlja kljuni problem pri donoenju odluka na odgovarajuim nivoima upravljanja. Kljuna komponenta za uspostavljanje sistema za upravljanje kolovozima je predvianje promene stanja kolovoza i prognoza pojave i razvoja oteenja u toku vremena. Karakteristina kriva promene stanja kolovoza u toku vremena je prikazana na grafiku 1: Model mora biti u stanju da predvidi tip i stepen oteenja koji e se pojaviti u toku vremena u funkciji od saobraaja, klimatskih uslova i starosti kolovoza.

Grafik 1: Kriva promene stanja kolovoza u toku vremena

Model mora takoe omoguiti predvianje interakcije bilo kog tipa oteenja sa efektima drugih oteenja kolovoza. Takoe je neophodno znati kakve efekte e ostvariti primena razliitih strategija odravanja u toku ivotnog veka kolovoza.

15 / 55

Grafik 2: Primer primene dve razliite strategije odravanja kolovoza

Postoje znaajne razlike u pristupu meu ekspertima u pogledu pouzdanog predvianja stanja i razvoja oteenja kolovoza. U principu, do sada je svaka zemlja razvijala svoj sopstveni program i svoj sopstveni model, reavajui ovaj problem u razliitom opsegu. Modeli za predvianje promena pojedinih indikatora stanja kolovoznih konstrukcija koriste se u sistemima za upravljanje na razliite naine, zavisno od toga da li je njihova uloga namenjena donoenju odluka na nivou deonice ili putne mree. Mehanizmi oteenja kolovoza se mogu generalno posmatrati izolovano i nezavisno po svakom tipu oteenja ili na kompleksan nain, za sve tipove oteenja istovremeno, u zajednikoj interakciji. Sa dananjim saznanjima u svetu mogue je predvideti svaki oblik oteenja kolovoza posebno, nezavisno jedan od drugih. Bilo koja matematika relacija koja izraava neki poseban tip oteenja kolovoza u funkciji od direktno merenih fizikih kvantiteta ili u obliku indeksa izvedenog na bazi fizikih merenja na terenu (kao npr. indeks pukotina na povrini kolovoza), se naziva "MODEL PROPADANjA KOLOVOZA". Model propadanja kolovoza izraava funkciju koja predstavlja meru oteenja kolovoza usled dejstva saobraaja i faktora ivotne sredine u smislu strukturnog odgovora (napona ili deformacije) kolovozne konstrukcije, saobraajnog optereenja i njegovog ponavljanja, sastava i geometrije kolovozne konstrukcije, temperature i vlanosti posteljice.

16 / 55

Modeli propadanja kolovoza se mogu generalno klasifikovati kao deterministiki i probabilistiki. Deterministiki modeli predviaju pojedinanu vrednost indikatora oteenosti

kolovoza ili nivo oteenja u toku vremena (kao npr. AASHTO1 modeli), dok probabilistiki modeli predviaju verovatnou pojave i/ili progresiju nekog tipa oteenja u nekom vremenskom trenutku (npr. VESYS Model). Postoji takoe i podela modela propadanja na mehanike modele koji su bazirani na teoretskim analizama u sprezi sa eksperimentalnim podacima (npr. VESYS Model) i empirijske modele - koji se razvijaju na osnovu regresione analize istorijskih podataka (AASHTO Modeli). U nekim istraivanjima ponaanja kolovoza u toku vremena napravljeni su pokuaji da se stanje kolovoza (strukturno i funkcionalno) izrazi u vidu globalnog indeksa koji obuhvata razliite tipove oteenja, kao to je na primer Indeks Upotrebljivosti Kolovoza (PSI - Pavement Serviceability Index) koji je funkcija dubine kolotraga, povrine kolovoza zahvaene pukotinama i popravkama i srednje vrednosti promene podunih nagiba kolovoza. Prema dr W. Patersonu iz Svetske Banke najpogodniji je model koji predvia promenu svakog tipa oteenja pojedinano u toku vremena [91]. Mnoge putne uprave su razvile jedan ili vie modela za razliite potrebe u upravljanju kolovozima. Neki od ovih modela su veoma jednostavni i ogranieni u svojoj primeni. Drugi modeli su veoma komleksni i dobro prilagoeni za upotrebu u veem broju aplikacija. Modeli promene stanja kolovoza koji se odnose na nivo projekta se razlikuju od modela koji se upotrebljavaju na nivou mree i oni se upotrebljavaju u analizama i dimenzionisanju kolovoza, u analizama ivotnog ciklusa trokova alternativnih projekata i za sline svrhe. Modeli promene stanja kolovoza na nivou mree su manje detaljni, ali se upotrebljavaju u izboru optimalne strategije odravanja i rehabilitacije, kao i u studijama procene veliine i raspodele trokova. Dobro razvijen model promene stanja kolovoza, oslanjajui se na dva oslonca, statistici i mehanici kolovoza, e zadovoljiti zajedno i tehnike i ekonomske zahteve sistema za upravljanje kolovozima. Razvoj modela promene stanja kolovoza bi trebao da bude kontinualan proces. Osmatranje promene stanja kolovoza u svom najirem smislu, ima jedan glavni zadatak: da odredi objektivno postojee stanje kolovoza i njegov trend razvoja u odreenom periodu vremena, kao i da iskoristi tu informaciju u formulisanju plana za upravljanje odravanjem i rehabilitacijom kolovoza. Modeliranje promene stanja kolovoza je apsolutno esencijalna aktivnost upravljanja kolovozima. Vei broj modela za promenu stanja kolovoza za upotrebu je razvijen u aktivnostima sistema za upravljanje kolovozima, koncentriui se ponekad pri tome samo na jedan tip promene stanja kolovoza ili jedan tip modela promene stanja kolovoza, iskljuujui ostale. Meutim, sve osobine kolovoza su vane i svi tipovi modela su korisni u prognozi najmanje jedne osobine kolovoza.

1 AASHTO - American Association of State Highway and Transportation Officials

17 / 55

4. Opis i karakteristike modela HDM-4 (funkcije modela, ciklus upravljanja, struktura modela, ulazni podaci, izlazni rezultati)

FUNKCIJE HDM-4 MODELA Model HDM-4, podrava proces upravljanja putevima obezbeujui sledee funkcije upravljanja:

Planiranje Priprema programa Priprema projekata Izvoenje radova

Svaka od ovih funkcija predstavlja aktivnosti ukupnog ciklusa upravljanja. Planiranje U procesu planiranja model obezbeuje predvianja koja se odnose na trokove po odabranim pozicijama radova, kao i na prognozu budueg stanja puteva, ocenjene po kljunim indikatorima stanja, pri razliitim nivoima finansiranja. Putni saobraajni sistem moe se, u fazi planiranja, u fizikom smislu, predstaviti na osnovu sledeih parametara: - duina puteva, - procentualna duina razliitih kategorija puteva u razmatranoj putnoj mrei. Parametri

kategorizacije mogu biti: rang puta, odnosno znaaj puta u putnoj mrei, saobraajno optereenje, vrsta kolovoza, itd

- fiziko stanje putne mree ocenjeno odgovarajuim indikatorima stanja. U principu, rezultati planiranja putne mree su od najveeg interesa za donosioce najznaajnih odluka, znai za najvie politike i upravljake organe u putnoj privredi. Model HDM-4 pretpostavlja da se ovim aktivnostima bave putne administracije koje upravljaju putevima, a da neposredni proces planiranja sprovode njihovi odgovarajui-planerski sektori. Priprema programa Priprema programa radova predstavlja pripremu i formulisanje viegodinjih programa radova i trokova, pod razliitim budetskim ogranienjima. Ova funkcija upravljanja putevima vri odabir i analizira deonice koje zahtevaju radove pojaanog odravanja, rekonstrukcije ili novogradnje. Promena fizikog stanja putne mree u etapi programiranja, zasniva se na stanju deonica (izmeu vorova), pri emu svaka deonica ima karakteristiku homogenih kolovoznih deonica. Stanje se prikazuje fizikim vrednostima indikatora stanja, za razliite vrste radova i za razliiti broj godina, za svaku deonicu putne mee. Budui da su finasijska sredstva (budeti) po pravilu restriktivni, kljuno obeleje programiranja jeste da se odredi takav prioritet radova kojim se obezbeuje najpovoljnije korienje tako ogranienog budeta. Tipine primene ovakvih analiza se ogledaju u pripremi budeta na godinjem nivou, ili za izvrenje neposrednih tekuih radova iz viegodinjeg programa za putnu mreu, ili deo mree. Ove programske aktivnosti normalno spadaju u nadlenost rukovodeeg nivoa sektora planiranja ili odravanja.

18 / 55

Priprema projekata Ovo je kratkorona etapa planiranja u kojoj se grupiu projekti za realizaciju. U ovoj fazi obavlja se temeljnije i detaljnije definisanje projekata, definie precizan predmer i predraun radova, formiraju specifikacije radova i preciziraju ugovorne obaveze. Na osnovu ovoga se moe obaviti i analiza trokova i dobiti u cilju potvrivanja izvodljivosti konano definisanog projektnog reenja. U osnovne aktivnosti pripreme spadaju: - projekti rehabilitacije kolovoza, - projekti znaajnijih radova (graenje na novoj trasi, proirenje postojeeg puta,

rekonstrukcija kolovoza, itd.). Po pravilu, za ovu vrstu radova budeti su ve, prethodno, usvojeni. Izvrenje ovih aktivnosti obavlja struni kadar i tehniko osoblje. Izvoenje radova Ovaj deo procesa upravljanja odnosi se na tekue poslove organizacije rada. Odluke u vezi sa upravljanjem radovima po pravilu se donose na dnevnoj ili sedminoj osnovi i ukljuuju planiranje radova koje treba obaviti, nadzor nad radovima, opremu i materijale, evidentiranje obavljenih radova i korienje svih ovih informacija u poslovima nadzora i kontrole kvaliteta. Ove aktivnosti su, po pravilu, usredsreene na pojedinane deonice ili poteze, i praene su relativno detaljnim merenjima. Pomenute aktivnosti, najee, obavlja struni inenjerski i tehniarski kadar. Kako se upravljaki proces pomera od etape planiranja do radova, uoava se i promena u detaljnosti podataka potrebnih za donoenje upravljakih odluka. Od grubih zbirnih podataka i pregleda najmanje detaljnosti, podaci se progresivno usmeravaju ka viem nivou detaljnosti. CIKLUS UPRAVLJANJA Uobiajena praksa u brojnim upravama za puteve irom sveta pokazala je autorima softverskog paketa HDM-4 da se predrauni i programi za radove na putnoj mrei pripremaju na osnovu istorijskih podataka, odnosno da se budet svake naredne godine zasniva najee na prethodnoj godini, uz korekciju zbog inflacije. Pod takvim reimom, teko je rei da li su nivoi finansiranja ili namenska usmerenja finansijskih sredstava u puteve, adekvatni i ispravni. Oigledna je potreba obezbeenja objektivnog pristupa koji bi se zasnivao na stvarnim potrebama putne mree, na temelju saznanja o sadraju, strukturi i stanju puteva kojima se upravlja. Jasno je da funkcije planiranja, programiranja, priprema i izvoenja radova pruaju primereni okvir u kome moe delovati pristup zasnovan na realnim potrebama. Da bi se preduzele ove etiri upravljake funkcije potrebno je koristiti opti sistem upravljanja. Sa druge strane, s obzirom da je upravljanje bilo kakvom aktivnou jedino mogue na osnovu odgovarajuih i aurnih informacija, informacije vezane za upravljanje putevima treba da budu u sreditu upravljakog ciklusa. Odluke koje se donose u svakom pojedinanom koraku ciklusa koriste takve informacije i zavise od njih. Upravo kombinacija odluka i informacija omoguuju postavljanje upravljake strategije na pravo mesto. Upravljaki ciklus u putevima je proces koji se ponavlja, jer se preteni broj upravljakih funkcija preduzima po jedanput za svaki pojedinani budetski period.

19 / 55

CIKLUSI UNUTAR UPRAVLJAKIH FUNKCIJA Proces upravljanja putevima kao celine, dakle, moe se smatrati kao ciklus aktivnosti koje se preduzimaju u okviru svake upravljake funkcije planiranja, programiranja, pripreme i radova. Tabela 1 iskazuje ovaj koncept i prua okvir unutar kojeg model HDM-4 zadovoljava potrebe uprave za puteve. Tabela 1: Funkcije upravljanja i odgovarajue aplikacije modela HDM-4

UPRAVLJAKA FUNKCIJA

OPIS

PRIMENA HDM-4

Planiranje

Strateke analize Planiranje putne mree Upravljanje kolovozima

Strateka analiza

Programiranje

Analize programa Upravljanje kolovozima

Budetski sistem

Programska analiza

Priprema

Analize projekata Upravljanje kolovozima Upravljanje mostovima

Projektovanja pojaanja i novih kolovoza

Ugovaranja

Analiza projekata

Izvrenje radova

Upravljanje projektom Upravljanje opremom

Finansijski menadment Raunovodstveni sistem

ne opsluuje

STRUKTURA MODELA HDM-4 Celovita struktura modela HDM-4 je prikazana na slici 1. Radi se o tri glavna podruja primene HDM-4 to je u potpunosti usaglaeno sa razmotrenim upravljakim funkcijama:

Analiza projekta Analiza programa Analiza strategije

MO

(HDM)

U L A Z

A

SAOBRAAJ podaci o saob . toku , , struktura

., . ,

STANJE PUTA IRI, udarne rupe ,

IRI, ,

TROKOVI , izgradnja

,

KARAKTERISTIKE PUTA , nagibi , krivinska karakt .

, , . .

ivotna sredina , socijalni aspekt

, .

PROPADANJE

EKONOMSKA ANALIZA

IMPLEMENTACIJA ALTERNATIVA

INVENTAR PUTNOG STANJA

I Z L A Z

A

Slika 1: Struktura HDM-4 modela

20 / 55

- Konfiguracija samog modela HDM-4 ve definie skup pretpostavljenih ''default''

podataka koji se mogu primenjivati. Taj skup podataka je dat kada se prvobitno instalira HDM-4. Korisnici modela bi trebalo da obave adaptaciju tih podataka na nain koji blie odraava lokalno okruenje i okolnosti.

- Putna mrea - Definie fizike karakteristike putnih deonica unutar mree koja se analizira.

- Vozni park - Definie karakteristike voznog parka koji se koristi na putnoj mrei. Te karakteristike treba podvri analizi i prilagoavanju.

- Tehnike mere (Radovi) - Definie standarde odravanja i rekonstrukcije, zajedno sa njihovim jedininim trokovima, koji e se primenjivati na razliitim deonicama putne mree.

Tehnika analiza obavlja se unutar sistema uz pomo 4 podmodela: - RD (Road Deterioration - Oteenja) Predvia oteenja kolovoza sa asfaltnim, sa

cement-betonskim i sa nevezanim kolovoznim zastorima - WE (Works Effects - Efekti primene razliitih tehnikih mera) Simulira efekte radova

na putu na stanje kolovoza i odreuje odgovarajue trokove. - RUE (Road User Effects - Efekti na korisnike) Odreuje eksplotacione trokove

vozila, nezgode na putu i vreme putovanja. - SEE (Social & Environmental Effects - Drutveni i ekoloki efekti) Odreuje efekte

emisija iz vozila i utroak energije.

21 / 55

5. Dobiti i trokovi obuhvaeni HDM-4 modelom (pregled dobiti i trokova u modelu HDM-4)

Pregled dobiti i trokova HDM-4 obuhvata kvantifikovane trokove i dobiti koje mogu biti izraene novanim iznosom, a donekle moe obuhvatiti i one koji ne mogu da se predstave novcem. Dobiti i trokovi koji su obuhvaeni su: Trokovi nastali od administracije za puteve Trokovi korisnika puta Uticaji na okolinu Ostali trokovi i dobiti Trokovi nastali od administracije za puteve Ovi trokovi se jo nazivaju i trokovi uprave za puteve i sadre sledee: Razvoj puteva Odravanje kolovoza Aktivnosti na putnom pojasu van kolovoza Trokovi radova su izvedeni iz proizvoda koliine rada neophodnog u aktivnostima i jedinice trokova. Oni se odreuju za svaku deonicu puta i investicionu opciju, za svaku godinu analiziranog perioda. Dobijeni trokovi su pridrueni budetskim kategorijama koje definie korisnik. U modelu HDM-4 su unapred definisane (default) sledee kategorije trokova: Kapitalni (ili periodini) Rekurentni (rutinski, stalni) Specijalni Budetska ogranienja mogu biti primenjivana posebno na svaku kategoriju, kada to zahteva ekonomska analiza i optimizacija. Trokovi korisnika puta Trokovi korisnika puta se sastoje od sledeih komponenti: Operativni trokovi motornih vozila

Ovi trokove obuhvataju: Potronju goriva i maziva Potronju pneumatika i delova vozila Rad Kapital Posadu Opte trokove (reijske)

22 / 55

Trokovi vremena putovanja

Ovi trokovi ukljuuju trokove vremena putovanja putnika i trokove zadravanja tereta.

Nemotorizovan transport (NMT)

Ove trokove ine vreme i operativni trokovi.

Trokovi nezgoda

Ovi trokovi se ocenjuju i novano i ne novanim vrednostima, a dele se na vie razliitih tipova (na primer, nezgode sa poginulim, nezgode sa povreenim, nezgode samo sa materijalnom tetom, sve nezgode). Trba znati da se korisniku HDM dozvoljava mogunost da u ekonomskoj analizi obuhvati ili iskljui trokove nezgoda.

Uticaji na okolinu Determinasini su sledei uticaji na okolinu: Zagaenje od vozila Troenje energije Saobraajna buka Ostali trokovi i dobiti Korisnici mogu specifikovati jo i druge trokove i dobiti koji nisu modelovani za svaku godinu analiziranog perioda. Ovi trokovi i dobiti su diskontovani i dodaju se onima koji se interno raunaju. Ovakvi trokovi i dobiti se ponekad nazivaju egzogeni. Jedinini trokovi Jedinini trokovi se primenjuju na sraunate fizike i operativne veliine za dobijanje procene trokova, koje se zatim koriste za investicione odluke i kod pripreme budeta. Jedinini trokovi bi trebalo da budu predstavljeni u ekonomskim veliinama kada se vre ekonomske analize, a u finasijskim veliinama za finansijske analize. Finansijski jedinini trokovi predstavljaju trinu cenu resursa. Ekonomski jedinini trokovi su realna vrednost ili mogui trokovi resursa, a dobijaju se uklanjanjem faktora kao to su takse, subvencije ili drugi razliiti trokovi, od trine cene. Jedinini trokovi su neophodni kod: Razvoja puteva, odravanja i aktivnosti na putnom zemljitu

Ovi jedinini trokovi se u HDM modelu specifikuju od strane korisnika.

Trokovi korisnika puta Ovi jedinini trokovi ukljuuju trokove vozila, trajanja putovanja i saobraajnih nezgoda.

23 / 55

U veini sluajeva jedinini trokovi su odreeni kao jedinica-po-koliini. Ipak neki trokovi su odreeni kao proporcionalni u odnosu na druge trokove ili kao paualna suma. Pored ekomskih trokova, sraunae se i finansijski, pod uslovom da je korisnik uneo neophodne podatke (na primer, jedinine trokove u finansijskoj vrednosti). Uporeujui ukupne trokove, za sluaj kada je izveden samo minimum radova odravanja i sluaj gdje je primijenjen odreeni oblik unapreenja putne mree, koji ukljuuje graenje novih puteva, rehabilitacije ili pojaano odravanje, mogue je odrediti neto ekonomske koristi od investiranja u razliite projekte odravanja puteva. Najznaajnije olakice dobijene od odravanja puteva i projekata rehabilitacije tiu se smanjenja trokova korisnika poboljanih puteva. Ovo su najdirektnije olakice koje je najlake izraziti u novcu. Novano merljivi elementi eksploatacionih trokova vozila ukljuuju:

gorivo mazivo pneumatike rezervne delove rad na odravanju trokove posade amortizaciju kamatu trokove uprave vreme putnika, i vreme zadravanja tereta

Model HDM-4 izraunava ekonomske trokove korisnika za svaku deonicu puta, za svaku godinu analize i za svaki period karakteristinog asovnog obima saobraaja u toku godine. Prvo se izraunavaju brzine vozila i obim korienih resursa, a onda se mnoe sa jedininim cenama resursa kako bi se dobili ukupni trokovi eksploatacije i trokovi vremena putovanja za svaku analiziranu godinu i svaki tip vozila. Utroeni resursi i brzine vozila zavise prvenstveno od obima, strukture i uslova odvijanja saobraaja, tipa i stanja povrine kolovoza i geometrijskih karakteristika puta.

24 / 55

6. Vrsta analiza i konfiguracija modela HDM-4 (strateka, priogramska, projektna analiza, analiza ivotnog veka projekta, optimizacija, model EBM, konfiguracija modela

HDM-4: putne mree, vozni park, tehnike mere/radovi)

VRSTE ANALIZA U MODELU HDM-4:

Analiza strategije Analiza programa Analiza projekta

Analiza strategija Moe se koristiti za analizu odabrane mree kao celine, za koju priprema srednjorone i dugorone planske procene potrebnih trokova za razvoj i ouvanje puteva u okviru razliitih budetskih scenarija. Putnu mreu karakteriu ukupne duine puteva dobijene po osnovu raznih kategorija. Kategorije mogu biti slobodno odabrane a definiu se parametrima kao to su rang puta, vrsta kolovoza, stanje puteva i obim saobraaja. Procene se dobijaju u vidu potrebnih finasijskih sredstava za srednjoroni i dugoroni period, po pravilu u rasponu od 5 do 40 godina. Osnovna razlika izmeu analize strategija i programa se ogleda u nainu fizikog prepoznavanja putnih veza izmeu vorova i deonica. Analiza programa sagledava pojedinane putne veze i deonice koje su predstavljene kao jedinstvene fizike jedinice. U analizi strategije, sistem u sutini zanemaruje pojedinane karakteristike putnih veza izmeu vorova i deonica. Putne veze i deonice su grupisane u logike celine predstavljajui na taj nain mreu koju treba analizirati. Za obe ove analize, problem se moe postaviti kao istraivanje kombinacija varijanti radova na izvesnom broju deonica unutar mree ime se optimizira objektivna funkcija pod uslovima budetskog ogranienja. Analiza programa Koristi se prilikom izrade viegodinjih razvojnih programa za putnu mreu kada se vri identifikacija i odabir investicionih opcija, zavisno od finansijskih ogranienja. Putne mree bivaju analizirane po deonicama, a zatim se vre procene radova na putu i definiu neophodni trokovi za svaku pojedinanu deonicu, za svaku godinu u okviru perioda finansiranja. Analiza projekta Ova aplikacija obuhvata vrednovanje jednog ili vie putnih projekata ili investicionih ulaganja. Analize projekta se odnose se na putnu vezu ili deonicu, uz pripadajue trokove i koristi, projektovane na nivou celokupnog perioda analize. Za razliite investicione opcije odreuju se ekonomski indikatori. Analiza projekta moe se koristiti za procenu ekonomske ili inenjerske izvodljivosti / opravdanosti investicionih putnih projekata uzimajui u obzir: - uinak strukturne nosivosti kolovoza, - predvianja promene stanje kolovoza i efekata radova tokom planskog perioda i

odgovarajuih trokova, - trokove i koristi korisnika puta, - ekonomska uporeenja varijanti projekata.

25 / 55

ANALIZA IVOTNOG VEKA PROJEKTA Ova operacija HDM-4 je slina u svakoj pojedinanoj aplikaciji. U svakom posebnom sluaju, HDM-4 simulira ukupni vek trajanja kolovoza i ekploatacione trokove za izabrani period analize na osnovu scenarija fizikog stanja puteva koje odreuje korisnik. Skup trokova za analizu veka trajanja obuhvata trokove poetnih investicija, trokove odravanje kolovoza i odgovarajue trokove eksploatacije vozila. Ovim trokovima se mogu pridodati trokovi vremena putovanja i saobraajnih nezgoda kao opcije. Trokovi ekolokog zagaenja nisu za sada obuhvaeni. Uzajamno delovanje skupova trokova koji su s jedne strane trokovi investitora i onih trokova koje su na sebe preuzeli korisnici puta sabiraju se tokom vremena u vidu diskontovanih sadanjih vrednosti. Proraun trokova vri se putem predvianja utroka fizikih koliina svih resursa, a zatim se ove koliine mnoe njihovim jedininim cenama. Tada se utvruju ekonomske koristi na osnovu uporeivanja tokova ukupnih trokova za razliite radove na putu i varijante prema osnovnoj varijanti (ne raditi nita ili sprovesti minimum), koja se, po pravilu, odnosi na minimalno redovno odravanje. Modeli simuliraju za svaku pojedinanu deonicu puta, za svaku godinu, stanje puta i resurse koje su upotrebljeni u pojedinim strategijama, uzimajui u obzir brzine vozila i fizike resurse utroene tokom eksploatacije vozila. Nakon procene fizikih koliina angaovanih za radove i ekploataciju vozila, cene i jedinini trokovi koje odreuje korisnik bivaju primenjivani za odreivanje finansijskih i ekonomskih trokova. Zatim se vri proraun relativnih koristi ispitivanih varijanti, iza ega slede prorauni sadanje vrednosti i stope rentabiliteta. Model HDM-4 je u stanju da obavlja komparativne procene trokova i ekonomske analize za razliite investicione opcije. Procenjuje trokove za ogroman broj varijanti po pojedinanim godinama za period analize koji odredi korisnik, diskontujui budue trokove na baznu godinu. Takoe se sraunavaju interne stope rentabiliteta, neto sadanje vrednosti i koristi za prvu godinu. Da bi se sprovela navedena uporeenja potrebne su detaljne specifikacije investicionih programa, standardi projektovanja i varijante odravanja, zajedno sa jedininim cenama i predvienim obimom saobraaja. Osnovni izlazni rezultati koji proistiu iz modula analize strategije jesu budue projekcije stanja mree i potrebnih finansijskih sredstava. Glavni izlazni podaci iz modula analize programa ogledaju se pregledu optimalnih radova na putu za pojedine putne deonice i isti su rasporeeni na razliite godine unutar budetskog perioda. OPTIMIZACIJA Model EBM Model EBM (Expenditure Budgeting Model) predstavlja poseban analitiki program pridodat modelu HDM-4, koji vri optimizaciju viegodinjih ulaganja u pojedine projekte izgradnje i odravanja puteva u uslovima razliitih budetskih ogranienja. Drugim reima, taj model je efikasno sredstvo za donoenje vanih stratekih odluka u procesu upravljanja putnom mreom: u koje puteve kada i koliko sredstava ulagati, i u koje alternative odravanja. Model EBM, udruen sa modelom HDM-4, projektovan je tako da bude od neposredne koristi odgovornima u putnim administracijama pri donoenju srednjoronih planova (5-10 godina) odravanja i rehabilitacije putne mree.

26 / 55

EBM model koristi formalne metode optimizacije. Za razliku od intuitivnih metoda, formalne metode se baziraju na matematikoj formulaciji problema optimizacije u okviru vie ogranienja. Matematika formulacija modela svodi se na problem programiranja za funkciju cilja koja se odnosi na maksimiziranje ukupne neto sadanje vrednosti. Prema tome, korienjem EBM modela, koji je integralni element modela HDM-4, moe se na izabranu strategiju primeniti uticaj bilo kojih ogranienja finansijskih sredstava. Tada bi moglo doi do izvesnih ustupaka meu pojedinim strategijama, na pojedinim delovima putne mree i to opet sa ciljem da se na nivou celokupne putne mree obezbedi maksimiziranje dobiti koju izabrana strategija omoguava. Na taj nain, a u skladu sa ovim odlukama, model bi mogao prikazati plan dugogodinje raspodele finansijskih sredstava. Na temelju ovako izabrane strategije, koja onda predstavlja i izabranu putnu politiku koja se sprovodi na putnoj mrei, mogue bi bilo odrediti efikasne standarde odravanja. Taj niz standarda bi se u buduim periodima mogao menjati, (kao i usvojene strategije), onako kako se celokupno stanje putne mree kree prema uravnoteenom, homogenom nivou, to e zavisiti od buduih raspoloivih finansijskih sredstava i saobraajnog optereenja. Tako postavljeni standardi odravanja (nivoi intervencija) postaju sredstvo kojim se ostvaruje i obezbeuje dinamina putna politika, u skladu sa pojavom odreenih ekonomskih i drutveno politikih okolnosti.

KONFIGURACIJA MODELA HDM-4 Imajui u vidu da e se HDM-4 koristiti u veoma razliitim okruenjima, konfiguracija modela HDM-4 prua mogunost uobliavanja operativnog sistema po meri korisnika kako bi model bio u stanju da odrazi uobiajene normative u razmatranom okruenju. Predefinisani (''default'') podaci i koeficijenti kalibracije mogu se odrediti fleksibilno tako da se minimizira koliina podataka koja se mora promeniti za svaku pojedinanu aplikaciju modela HDM-4. Predefinisane (''default'') vrednosti dobijaju se zajedno sa HDM-4, no njih treba da odredi sam korisnik a ostavljene su mogunosti da se ovi, predloeni, podaci i modifikuju. Model HDM-4, odnosno pojedini njegovi alati mogu se koristiti kao dodatni moduli postojeim sistemima upravljanja kolovozima. Funkcije unosa i iskaza rezultata, koje su ugraene u modulima, obezbeuju mehanizam za prenos podataka izmeu postojeih baza podataka i modula HDM-4. Format razmene podataka koristi standardne formate datoteka kako bi korisnici mogle da vre vlastita prilagoavanja i to u irokom zahvatu. Putne mree Putne mree pruaju osnovne mogunosti za memorisanje karakteristika jedne ili vie putnih deonica. To omoguuje korisniku da definie razliite mree i delove mree, kao i da definie putne deonice, koje su i osnovni oslonac analize. Osnovni podaci obuhvaeni unutar putne mree su: - Deonica. Duine puta ije su fizike karakteristike relativno postojane, - Link. Obuhvata jednu ili vie deonica relativno konstantnog obima saobraaja. Ovo je

obezbeeno u nameri postizanja usaglaenosti referentnog sistema putne mree sa postojeim sistemima upravljanja kolovozima.

- vorita. Raskrsnice koje povezuju linkove ili druge take na kojima dolazi do znaajnijih promena obima saobraaja, karakteristika kolovoza ili do promena administrativnih granica.

27 / 55

Svi podaci za mreu se unose preko Upravljaa putne mree sa lako dostupnim mogunostima za ureivanje, brisanje ili odravanje podataka. Vozni park Kod ove pozicije postoji mogunost da se unose i pretrauju karakteristike vozila koje su potrebne za proraun brzina vozila, eksploatacionih trokova, trokova vremena putovanja i ostalih efekata vezanih za vozila. Ukljueni su i motocikli, kao i nemotorizovana vozila. Mogu se ustanoviti viestruki skupovi podataka o voznom parku za potrebe raznovrsnih analiza uz ve prisutni iroki opseg predefinisanih (''default'') podataka. Tehnike mere/Radovi Standardi tehnikih mera ili pojedinih vrsta radova odnose se na ciljeve ili nivoe vrednosti pojedinih indikatora stanja kolovoza i namera koje se ele ostvariti. Ovo pretpostavlja mogunost analize razliitih standarda tehnikih mera ili pojedinih vrsta radova koje se mogu primenjivati u praksi radi postizanja konkretnih funkcionalnih karakteristika putne mree. Korisniku se omoguava vrlo fleksibilnan okvir za odreivanje specifikacija i standarda za odravanje i rekonstrukciju. Standarde koje je definisao, korisnik moe koristiti uz bilo koju od tri mogue analitike funkcije.

28 / 55

7. Osetljivost HDM-4 modela na ulazne podatke (uticajna elastinost, klase osetljivosti modela, podmodel uticaja na korisnike puta, propadanje puta i efekti izvrenih radova)

Veoma je vano za korisnike HDM-4 modela da poznaju nivo osetljivosti modela na promenu pojedinih parametara u samom modelu. Uticaj pojedinih parametara na rezultate primene modela se razlikuje u zavisnosti od uslova primene svakog pojedinanog parametra. Osetljivost rezultata u funkciji od promene vrednosti parametara ujedno zavisi i od razliih okolnosti pri kojima dolazi do promene vrednosti parametara. Autori softverskog paketa HDM-4 su sproveli analizu osetljivosti rezultata u okviru HDM-4 pod-modela za uticaje na korisnike puta (RUE - Road User Effects model, koji odreuje eksplotacione trokove vozila, nezgode na putu i vreme putovanja) i u okviru HDM-4 pod-modela za propadanje kolovoza i odreivanje efekata primene razliitih tehnikih mera (RD - Road Deterioration i WE-Works Effects model). Osetljivost je kvantifikovana kao uticajna elastinost ("impact elasticity") koja predstavlja odnos procentualne promene specifinog rezultata prema procentualnom odnosu promene ulaznog parametra, zadravajui pri tome ostale parametre pri konstantnim srednjim vrednostima. Tako na primer, ukoliko 10% poveanje u saobraajnom optereenju prouzrokuje 2.9% poveanje neravnosti povrine kolovoza u toku 15 godina, uticajna elastinost parametra saobraajnog optereenja na rezultat promene neravnosti povrine kolovoza je 0.29. U sluaju da je dolo do smanjenja neravnosti povrine kolovoza, uticajna elastinost parametra saobraajnog optereenja na rezultat promene neravnosti povrine kolovoza bi bila -0.29. Postoje razliiti pristupi u analizi osetljivosti rezultata u zavisnosti od promene vrednosti pojedinih parametara. U analizi osetljivosti HDM-4 modela, autori softvera su koristili tradicionalan ''ceteris paribus'' metod: promena vrednosti jednog faktora dok se ostali zadravaju na konstantnim vrednostima. Alternativni pristup korienjem faktorskih eksperimenata koji kombinuje sve nivoe jednog faktora sa svim nivoima ostalih faktora nije korien zbog velikog broja kombinacija koji treba razmotriti. Stoga, analiza ne razmatra meusobne uticaje pojedinih faktora. Na osnovu izvrene analize osetljivosti rezultata, autori softverskog paketa HDM-4 su definisali etiri klase osetljivosti modela HDM-4 modela kao funkciju od uticajne elastinosti. to je vea uticajna elastinost, model je vie osetljiv u prognozi. Klase osetljivosti modela su prikazane u tabeli 1. Tabela 1: Klase osetljivosti modela

Uticaj Klasa osetljivosti Uticajna elastinost

Veliki S-I > 0.50

Srednji S-II 0.20-0.50

Mali S-III 0.05 - 0.20

Neznatan S-IV < 0.05

29 / 55

Najveu panju treba posvetiti ulaznim podacima i/ili koeficijentima modela HDM-4 koji imaju veliki ili srednji uticaj (klasa osetljivosti S-I i S-II). Obino se smatra da ''default'' HDM vrednosti daju adekvatne rezultate za stavke koje imaju klasu osetljivosti S-III i S-IV. POD-MODEL ''UTICAJI NA KORISNIKE PUTEVA'' (RUE MODEL) RUE (Road User Effects) pod-model odreuje eksplotacione trokove vozila, vreme putovanja, emisije vozila (tetni gasovi i buka), nezgode na putu (bezbednost) i potronju energije sa razvojnim efektima. RUE pod-model predvia potronju resursa kao to su potronja goriva, ulja i pneumatika. Utroak resursa se mnoi sa jedininim cenama resursa u cilju dobijanja ukupnih trokova u eksploataciji puta. Postoji veliki broj razliitih komponenti modela na koje utiu razliiti faktori. Na osetljivost RUE pod-modela najvei uticaj imaju brzine vozila i neravnost povrine kolovoza. Uticaj ovih faktora varira u zavisnosti od komponenti RUE pod-modela. Na primer, potronja goriva je veoma osetljiva na brzinu vozila, ali je stoga vrlo malo osetljiva na neravnost povrine kolovoza. Poreenja radi, utroak rezervnih delova je neosetljiv na brzinu vozila ali je veoma osetljiv na neravnost povrine kolovoza. Analitiar mora biti svestan ovih razlika i logiki ih primenjivati u skladu sa zadatkom studije. Ako studija u principu razmatra poveanje kapaciteta saobraajnice na ta e dominantan uticaj u analizi imati brzina vozila, onda e faktor kao to je neravnost povrine kolovoza biti od manjeg uticaja. Meutim, studije odravanja puta e uslovljavati znaajne promene u neravnosti povrine kolovoza, to e zahtevati i kvalitetne podatke o neravnosti povrine kolovoza. U razmatranju RUE pod-modela, postoje dve situacije koje od interesa za analizu: - veliina ukupnih efekata korisnika puta - uticaji stanja puta na efekte korisnika puta. Predhodno navedeno je veoma vano u situacijama gde su razliite duine puta u razmatranju. Uticaji stanja puta na efekte korisnika puta su veoma bitni kada se vre poreenja na osnovu promena stanja puta u toku vremena. Autori softverskog paketa HDM-4 su sproveli analizu osetljivosti rezultata razmatrajui obe predhodno pomenute situacije. Prvi skup analiza je razmatrao osetljivost ukupnih eksploatacionih trokova po km puta na promenu ulaznih podatka. Drugi skup analiza je razmatrao efekte koji se ostvaruju promenom neravnosti povrine kolovoza. Na osnovu rezultata ovih analiza definisane su klase osetljivosti za pojedine parametre (koeficijente) u okviru RUE pod-modela (tabela 2). Veliki uticaj, klasa osetljivosti S-I (>0.5) Za oba skupa analiza, rezultati ukazuju da najvee uticajni parametre predstavljaju cena vozila i eksponent kp modela potronje rezervnih delova. Prvi parametar se koristi za proraun trokova delova, amortizaciju delova i trokova kamate. Drugi parametar upravlja veliinom potronje rezervih delova i uticaj starosti vozila na potronju rezervnih delova.

30 / 55

Srednji uticaj, klasa osetljivosti S-II (0.2-0.5) Srednje uticajni parametri su neravnost povrine kolovoza i parametar a1 modela potronje rezervnih delova koji upravlja efektima od neravnosti povrine kolovoza. Mali uticaj, klasa osetljivosti S-III (0.05-0.2) Veliki broj parametara ulazi u ovu uticajnu klasu. Ovde opseg atributa koji opisuje parametre obuhvata veinu jedininih trokova. Jedina vea razlika izmeu dva skupa analiza (ukupni trokovi nasuprot efektima neravnosti povrine kolovoza) se ogleda u vanosti faktora bonog trenja (XFRI) i faktora nemotorizovanih vozila (XNMT) u ukupnim trokovima analize. Neznatan uticaj, klasa osetljivosti S-IV (

31 / 55

Tabela 2: Klase osetljivosti za pojedine parametre (koeficijente) u okviru RUE pod-

modela

Klasa Osetlji-vosti2

Elastinost uticaja

Varijable ili podaci znaajni za ukupne trokove vozila VOC3

Varijable ili podaci znaajni za utede u trokovima vozila (VOC4)

Cena novog vozila Cena novog vozila S-I > 0.50

Eksponent modela delova kp Eksponent modela delova kp

Ravnost izraena u IRI Ravnost izraena u IRI S-II 0.20 - 0.50

Model delova a1 Model delova a1

Koeficijent aerodinamikog otpora Koeficijent aerodinamikog otpora

Aerodinamiki koeficijent Cdmult Aerodinamiki koeficijent Cdmult Godinje iskorienje (amortizacija) Godinje iskorienje (amortizacija) Osnovni faktor gorivo-snaga b Osnovni faktor gorivo-snaga b Cena goriva Cena goriva Cena rada na odravanju Cena rada na odravanju Cena radnog vremena putnika Cena radnog vremena putnika eljena brzina Cena pneumatika Driveline efficiency faktor

iskorienja vune sile Driveline efficiency faktor iskorienja vune sile

Snaga motora Snaga motora Faktor snage motora (uticaj ureaja) Faktor snage motora (uticaj ureaja) Gorivo Gorivo Kamatna stopa Kamatna stopa Kalibracioni faktor za radne sate Kalibracioni faktor za radne sate Gustina vazduha Gustina vazduha

S-III 0.05 - 0.20 Maksimalna prosena eksploataciona brzina NMT faktor trenja XNMT

Maksimalna prosena eksploataciona brzina

Broj putnika Broj putnika Broj tokova Broj tokova Model delova a0 Model delova a0 Ogranienje brzine Ogranienje brzine Projektovana eona povrina Projektovana eona povrina Otpor kotrljanja CR1 Otpor kotrljanja CR1 Otpor kotrljanja CR2 a0 Otpor kotrljanja CR2 a0 Otpor kotrljanja faktor CR2 Otpor kotrljanja faktor CR2 Neravnost-brzina a0 Neravnost-brzina a0 Faktor bonog trenja XFRI Brzina Korekcioni faktor za srednju vrednost

brzine Faktor potovanja ogranienja brzine

Faktor potovanja ogranienja brzine Masa vozila Masa vozila Eksploatacioni vek vozila Eksploatacioni vek vozila Zapremina habajue gume Prenik toka Prenik toka

S-IV

32 / 55

PROPADANJE PUTA I EFEKTI IZVRENIH RADOVA (RDWE MODEL) Pod-model propadanja puta i efekti izvrenih radova (RDWE model) prognozira propadanje kolovoza u toku vremena pod uticajem saobraajnog optereenja. Kada se primene odgovarajui standardi odravanja, poboljava se stanje kolovoza i pomou koliina radova i jedininih cena sraunavaju se trokovi izvrenih radova. Slino kao i RUE pod-model, postoji niz meusobnih zavisnosti u formiranju pod-modela RDWE. Meusobne veze izmeu pojedinih tipova oteenja su vrlo bitne za razumevanje RUE pod-modela. Treba napomenuti da oteenja povrine kolovoza imaju posebne modele za nastanak i razvoj oteenja. Osetljivost prognoze propadanja i odraavanja puta na varijacije pojedinanih ulaznih parametara je predstavljena u tabeli 3 (desna kolona predstavlja karakteristike na koje parametri imaju najvie uticaja). Rang -lista uticaja je predstavljena na isti nain kao i u sluaju RUE pod-modela. Veliki uticaj, klasa osetljivosti S-I (>0.5) Najosteljiviji ulazni podaci obuhvataju strukturne varijable, saobraaj i neravnost povrine kolovoza, to u principu predstavlja podatke prikupljene na terenu. Modifikovani strukturni broj ili defleksija kolovoza kao i godinje osovinsko optereenje (u milionima ekvivalentnih standardnih osovina - ESO), utiu na veinu izlaznih rezultata ukljuujui pri tome varijante periodinog odravanje i rehabilitacije kolovoza kao i ekonomsku opravdanost. Varijacije u neravnosti povrine kolovoza imaju jak uticaj na ekonomsku opravdanost ali stoga ima mali uticaj na oteenja povrine kolovoza (S-III). Srednji uticaj, klasa osetljivosti S-II (0.2-0.5) Varijacije u starosti kolozne konstrukcije i kolovoznog zastora imaju srednji uticaj na potrebe i primenu periodinog odravanja, ali stoga imaju mali uticaj na ekonsomsku opravdanost. Kalibracioni faktori za modeliranje efekata neravnost povrine kolovoza - okolina, razvoja neravnosti povrine kolovoza, nastanak i razvoj pukotina imaju uglavnom srednji uticaj na potrebe odravanja i rehabilitacije kolovoza kao i na ekonomsku opravdanost ulaganja u te radove. Varijacije u debljinama pojaanja kolovoza i u jedininim trokovima svih radova imaju srednji uticaj na ekonomsku opravdanost. Mali uticaj, klasa osetljivosti S-III (0.05-0.2) Varijacije u povrini zahvaenom udarnim rupama i broju tekih teretnih vozila (za razliku od osovinskog optereenja) imaju direktan veliki uticaj na broj udarnih rupa i ekonomsku opravdanosti krpljenja udarnih rupa, ali generalni imaju mali uticaj na potrebe odravanja i rehabilitacije kolovoza. Neznatan uticaj, klasa osetljivosti S-IV (

33 / 55

Tabela 3: Klase osetljivosti za RDWE varijable

Najvie uticaja na Klasa

osetljivosti Uticajna

elast. Parametar

Stanje kolovoza

Oteenja povrine kolovoza

Ekonomska opravdanost odravanja

Strukturni broj (SN)

Modifikovani strukturni broj Veliina saobraaja Defleksija

S-I > 0.50

Neravnost kolovoza Godinje saob.optereenje Starost Povrina zahvaena svim pukotinama Povrina zahvaena irokim pukotinama Faktor neravnost - okolina Faktor nastanka pukotina

S-II 0.20-0.50

Faktor razvoja pukotina

CBR posteljice

Debljina kolovoznog zastora

Osovinsko optereenje Povrina zahvaena udarnim rupama Srednja dubina kolotraga Standardna devijacija kolotraga

Faktor razvoja kolotraga

S-III 0.05-0.20

Opti faktor neravnosti kolovoza Defleksija sa SN Zbijenost posteljice Padavine (Kge) Povrina zahvaena upanjem

S-IV < 0.05

Faktor upanja

34 / 55

8. Kalibracija modela HDM-4 za primenu u lokalnim uslovima (opte o kalibraciji modela, nivo 1,2 i 3 kalibracije modela)

OPTE O KALIBRACIJI HDM-4 MODELA S obzirom da HDM-4 model simulira budue promene u putnom sistemu u odnosu na postojee stanje, pouzdanost izlaznih rezultata i analiza zavisi primarno od sledeih razmatranja: - koliko su dobro i kvalitetno u HDM-4 modelu prikupljeni i uneeni ulazni podaci o

postojeem stanju, da bi on mogao realno da predstavi postojee stanje, i - koliko dobro HDM-4 model vri prognozu promene postojeeg stanja. Primena HDM-4 modela stoga obuhvata dva veoma bitna koraka: - Unos podataka: korektna interpretacija zahtevanih ulaznih podataka - Kalibracija izlaznih rezultata: podeavanje parametara modela u cilju poboljanja

simulacije budueg stanja i primene razliitih intervencija Koraci u modeliranju od ulaznih podataka do rezultata analize su prikazani na slici 1.

Slika 1: Postupak modeliranja u HDM-4 modelu

Kalibracija HDM-4 modela se stoga koncentrie na kalibraciju dva primarna pod-modela koji odreuju fizike koliine, trokove i koristi u analizi: - Uticaj na korisnike puta (Road User Effects - RUE pod-model), koji obuhvata

eksploatacione trokove vozila, vreme putovanja, bezbednost i emisije vozila i - Propadanje puta i efekti izvrenih radova (Road Deterioration and Works effects -

RDWE pod-model) Pri tome treba naglasiti znaaj i ulogu prikupljenih podataka u odnosu na sam postupak kalibracije modela. Prikupljeni podaci imaju neuporedivo vei znaaj u odnosu na kalibraciju modela to je ilustrativno prikazano na slici 2.

35 / 55

'' ''

Slika 2: Znaaj podataka u odnosu na kalibraciju modela

Prema ''A Guide to Calibration and Adaptation'', (Christoppher R. Bennet and William D.O. Paterson), postoje 3 nivoa kalibracije HDM-4 modela: Nivo 1: Osnovna primena (Basic Application)

Odreuje vrednosti osnovnih ulaznih parametara i vri kalibraciju najosetljivijih parametara na osnovu minimalnih istraivanja

Nivo 2: Kalibracija (Calibration) Zahteva merenje dodatnih ulaznih parametara i terenska ispitivanja radi kalibracije ulaznih parametara u odnosu na lokalne uslove. U manjoj meri se vre izmene izvornog koda HDM-4 modela

Nivo 3: Prilagoavanje modela (Adaptation) Obuhvata opsena dugogodinja terenska ispitivanja i kontrolisane eksperimente da bi se unapredili postojei prognozni modeli ili razvili novi, specifini lokalni modeli i izvrila zamena u izvornom kodu HDM-4 modela.

Na slici 3 su prikazani zahtevani resursi i vreme za svaki nivo kalibracije HDM-4 modela. Svaka analiza pomou modela HDM-4 zahteva najmanje Nivo 1 kalibracije modela. U Prilogu ''A'' knjige ''A Guide to Calibration and Adaptation'', (Christoppher R. Bennet and William D.O. Paterson), su prikazani kalibracioni faktori za pojedine stavke podataka HDM-4 modela. U Prilogu ''B'' knjige ''A Guide to Calibration and Adaptation'', (Christoppher R. Bennet and William D.O. Paterson), su prikazani kalibracioni faktori za pojedine stavke podataka HDM-4 modela korienih u pojedinim zemljama.

36 / 55

Slika 3: Zahtevani resursi i vreme za svaki nivo kalibracije

HDM-4 modela NIVO 1 KALIBRACIJE HDM-4 MODELA, OSNOVNA PRIMENA Nivo 1 kalibracije HDM-4 modela predstavlja analize postojee dokumentacije i postojeih istraivanja (''Desk Studies''). Kada se jedanput sprovedu, generalno se mogu upotrebiti u svim buduim primenama HDM-4 modela. Za pod-model efekata na korisnike puta (Road User Effects - RUE pod-model) mogu se koristiti podaci iz postojee literature, javnih publikacija i predhodno izvrenih istraivanja. Za podmodel propadanja puta i efekata izvrenih radova (Road Deterioration and Works effects - RDWE pod-model) koriste se podaci iz geografskih atlasa, podaci iz meteorolokih zavoda, javnih publikacija, godinjaka i izvetaja pojedinih uprava za puteve. Kao to je prikazano u Prilogu ''A'' knjige ''A Guide to Calibration and Adaptation'', (Christoppher R. Bennet and William D.O. Paterson) [33], sledei ulazni podaci u HDM-4 modelu moraju biti podvrgnuti nivou 1 kalibracije: - jedinine cene (RUE i RDWE pod-model), - osnovne karakteristike reprezentativnih vozila, - podaci neophodni za ekonomsku analizu (diskontna stopa i period analize), - karakteristike kolovoza (RDWE studije), - struktura voznog parka i stope rasta, - regionalne klimatske karakteristike. U veini sluajeva, koriste se ''default'' vrednosti HDM-4 modela, ali se uvek mora kritiki osvrnuti na njih.

37 / 55

NIVO 2 KALIBRACIJE HDM-4 MODELA, KALIBRACIJA Nivo 2 kalibracije HDM-4 modela koristi direktna merenja lokalnih uslova da bi se proverila i verifikovala pouzdanost prognoznih pod-modela unutar HDM-4 modela. To zahteva znaajno vei nivo prikupljanja podataka kako u kvalitetu tako i u obimu prikupljanja. Za RUE pod-model to se odnosi na merenje brzina vozila, potronje goriva, ulja i pneumatika i fiksne trokove koji se odnose na amortizaciju i vek trajanja vozila. Za RWDE pod-model se odnosi na posmatranje pojave pojedinih tipova povrinskih oteenja kolovoza, razvoj kolotraga u toku vremena kao i osmatranje efekata odravanja kolovoza kao i preciznije procene klimatskih karakteristika. Za ekonomske analize prikupljaju se detaljniji i precizniji podaci o svim trokovima. NIVO 3 KALIBRACIJE HDM-4 MODELA, PRILAGOAVANJE Nivo 3 kalibracije se generalno sastoji od dve komponente: - Unapreeno prikupljanje podataka - Eksperimentalna istraivanja Unapreeno prikupljanje podataka podrazumeva da je pojedine stavke podataka odreene preciznosti razumno prikupljati korienjem automatskih ureaja, kao to su na primer, automatski brojai saobraaja (satna distribucija saobraajnog toka), u duim vremenskim periodima. Eksperimentalna istraivanja razmatraju relacije uspostavljene u HDM-4 modelu. Ona se sastoje od koncipiranih terenskih ispitivanja i eksperime-ntalnih studija koje se sprovede u lokalnim uslovima i koje dovode do uspostavljanja alternativnih relacija u HDM-4 modelu. Tako na primer, alternativne funkcije mogu biti uspostavljene za prognozne modele potronje goriva ili za prognozne modele za propadanje kolovoza i efekata primenjenih mera odravanja na razliitim kolovoznim konstrukcijama. Takav zadatak zahteva kvalitetna, dobro

osmiljena terenska ispitivanja i statistike analize tokom viegodinjeg perioda2. Istraivanje modela propadanja naroito zahteva dugorona ispitivanja i analize i obino zahtevaju period od minimum 5 godina.

2 '' '', .

, ..., , , 1999. .

38 / 55

9. Modeli propadanja kolovoza u modelu HDM-4 (model nastanka i razvoja pukotina, upanja, udarnih rupa, oteenja ivica kolovoza, kolotraga i neravnosti povrine kolovoza)

Propadanje kolovoza u toku vremena je po svojoj prirodi eksponencijalna funkcija. Prirast oteenja kolovoza u toku vremena varira u zavisnosti od lokalnih uslova. Prirataj oteenja kolovoza je spor u poetnoj fazi ekploatacije kolovoza i poveava se tokom vremena. Propadanje kolovoza je u najirem smislu u funkciji od projektovanog reenja kolovozne konstrukcije, primenjenih materijala, obima saobraaja i osovinskog optereenja, geometrije puta, klimatskih karakteristika, starosti kolovoza i primenjenih standarda odravanja u eksplotacionom periodu. Model HDM-4 u sebi sadri relacije za modeliranje propadanja kolovoza (RD - Road Deterioration) i ostvarenih efekata primenjenih radova na odravanju kolovoza (WE - Road Works Effects). U prethodnoj verziji, u modelu HDM-III su ove relacije bile kombinovane u jedinstven modul nazvan ''propadanje kolovoza i efekti odravanja'' (RDME - Road Deterioration and

Maintenance Effects)3. U modelu HDM-4, ovaj modul je razdvojen u cilju korektnijeg modeliranja propadanja kolovoza i ostvarenih efekata posle primene odreenih standarda odravanja kolovoza. U modelu HDM-4 propadanje kolovoza se prognozira kroz osam razliitih tipova oteenja

kolovoza4:

- Pukotine - Odnoenje zrna sa povrine kolovoza (upanje) - Udarne rupe - Oteenja ivica kolovoza - Kolotrazi - Neravnost povrine kolovoza - Dubina teksture - Otpor klizanju povrine kolovoza Navedena oteenja kolovoza su analizirana kroz sledee kategorije: Oteenja povrine kolovoza Ova kategorija obuhvata:

- Pukotine - upanje - Udarne rupe - Oteenja ivica kolovoza Za prva tri tipa oteenja su karakteristine dve faze definisane kao nastanak i razvoj oteenja, dok su oteenja ivica kolovoza modelirana samo kroz kontinualan razvoj oteenja. 3 Watanatada et al. (1987) 4 ISOHDM TECHNICAL SECRETARIAT THE UNIVERSITY OF BIRMINGAM, Highway Development &

Management HDM-4, Volume 4, "Analytical Framework and Model Descriptions", J.B. Odoki, Henry G. R.

Keralli, ISBN: 2-84060-062-5

39 / 55

Strukturna oteenja Ova kategorija obuhvata sledea oteenja:

- Kolotrazi - Neravnost povrine kolovoza Strukturna oteenja su definisana samo kroz jednaine razvoja oteenja. Ovaj tip oteenja kolovoza je delimino zavisan od oteenja povrine kolovoza. Oteenja teksture povrine kolovoza Ova kategorija oteenja obuhvata:

- Dubinu teksture - Otpor klizanju povrine kolovoza Oteenja teksture povrine kolovoza su kontinualna i isto kao strukturna oteenja su modelirana samo kroz jednaine razvoja oteenja. Svako od prethodno navedenih oteenja kolovoza je modelirano u modelu HDM-4 i prikazano odreenim jednainama sa tzv. kalibracionim faktorima koji omoguavaju prilagoavanje i kalibraciju modela propadanja kolovoza lokalnim uslovima. Model nastanka i razvoja pukotina Pukotine na bitumenskim kolovoznim zastorima poinju da se pojavljuju usled kombinovanog uticaja saobraajnog optereenja i klimatskih karakteristika podruja kroz koji prolazi put. Pukotine na povrini kolovoza su oteenja ozbiljne prirode, koja slabe strukturu kolovoza omoguavajui prodiranje vode sa povrine kolovoza i tetno dejstvo mraza u zimskim uslovima. Posle pojave pukotina u poetnoj fazi, proces oteivanja se nastavlja u vidu pojave sekundarnih pukotina i zatim pojave irokih pukotina koje u kasnijoj fazi dovode do pojave udarnih rupa. Prirataj oteenja kolovoza ovoga tipa obino se nakon pojave ubrzava tokom vremena i znaajno utie na poveanje neravnosti povrine kolovoza. Pukotine se stoga posmatraju kroz dve razliite faze:

- nastanak pukotina, i - razvoj pukotina Nastanak pukotina je uglavnom prouzrokovan ponavljanjem optereenja u bitumenskim slojevima-meavinama odreenih karakteristika. Dolazi do pojave velikih napona u bitumenskim slojevima-meavinama usled dejstva ponavljenog optereenja koji rezultiraju u nastanku pukotina usled zamora materijala.

40 / 55

Model nastanka svih pukotina je predstavljen sledeom jednainom u modelu HDM-4:

ICA=Kcia{CDS2 a0 exp[a1SNP+a2(YE4/SN

2)] + CRT}

gde je :

ICA - vreme do pojave pukotina, (u godinama), CDS - indikator greaka prilikom graenja za bitumenske kolovoze SNP - modifikovani strukturni broj kolovozne konstrukcije, ukljuujui nosivost posteljice SN - strukturni broj kolovozne konstrukcije YE4 - ukupan godinji broj ESO (ekvivalentna standardna osovina od 82t) izraen u

milionima ESO/saob. traci Kcia - kalibracioni faktor za nastanak pukotina CRT - vreme usporenja pojave pukotina usled odravanja kolovoza Na grafiku broj 1 je prikazan model nastanka svih pukotina u zavisnosti od primenjenih vrednosti kalibracionog faktora Kci. Razvoj pukotina u toku vremena zavisi od veliine i broja ponavljanja osovinskog optereenja, otpornosti kolovoza izraene preko modifikovanog strukturnog broja i vremena koje je potrebno za nastanak pukotina.

Grafik 1: Nastanak pukotina u zavisnosti od primenjenih vrednosti kalibracionog faktora Kci5

5 Paterson,1987.

41 / 55

Model razvoja pukotina je predstavljen sledeom jednainom u modelu HDM-4:

gde je :

dACA - razvoj pukotina, (u godinama),

CDS - indikator greaka prilikom graenja za bitumenske kolovoze

SNP - modifikovani strukturni broj kolovozne konstrukcije

YE4 - ukupan godinji broj ESO izraen u milionima ESO/saob. traci

Kcpa - kalibracioni faktor za razvoj pukotina

CRP - vreme usporenja pukotina usled preventivnog odravanja kolovoza

SCA = f (ACA)

Model nastanka i razvoja upanja agregata iz zastora Ovaj tip oteenja kolovoza se tretira jo kao i dezintegracija kolovoznog zastora. upanje povrine kolovoza se pojavljuje usled odnoenja zrna sitnog agregata iz kolovoznog zastora i gubitka adhezije t.j. neobavijenosti zrna agregata sa bitumenskim vezivom. Ovaj tip oteenja kolovoza podjednako utie na strukturne i funkcionalne performanse kolovozne konstrukcije. U kasnijoj fazi razvoja ovog tipa oteenja dolazi do pojave udarnih rupa. Modeliranje ovog tipa oteenja je veoma teko, imajui u vidu znaajne razlike u performansama kolovoza usled varijacija u specifikacijama materijala, prakse i kvaliteta u graenju kolovoznih konstrukcija. Kada bitumensko vezivo postane suvie krto ili bitumenski film koji obavija zrno agregata postane suvie tanak da bi se izdrali naponi koji nastaju usled dejstva pneumatika, dolazi do mehanikog loma bitumenskog filma oko zrna agregata, to dovodi do odvajanja zrna agregata iz povrinskog sloja kolovoznog zastora. Neadekvatan viskozitet filma bitumenskog veziva je uzrok loma bitumenskog filma. Starenje bitumenskog veziva je takoe znaajan faktor koji dovodi do odnoenja zrna agregata sa povrine kolovoza. Tanak film veziva tei ka brzoj oksidaciji i stoga je uticaj starenja na pojavu upanja mnogo vei kod meavina sa tankim nego sa debljim slojevima bitumenskog filma. Na model nastanka upanja veliki uticaj ima faktor kvaliteta graenja. U okviru HDM-4 modela, jednaina nastanka upanja je predstavljena u sledeem obliku:

IRV = Kvi CDS2 a0 RRF exp(a1 YAX)

gde je : IRV - prognozirana starost kolovoza u trenutku nastanka upanja Kvi - kalibracioni faktor nastanka upanja YAX - ukupan godinji broj ESO izraen u milionima ESO/saob. traci RRF - faktor usporenja upanja usled odravanja kolovoza

42 / 55

Model razvoja upanja u modelu HDM-4 je predstavljen sledeom jednainom:

gde je : ARV - godinja promena u % povrine zahvaene upanjem Kvp - kalibracioni faktor razvoja upanja SRV - min (ARV, 100 - ARV) Uticaj faktora razvoja upanja je predstavljen na grafiku 2:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6

()

(%

)

Kvp = 0.8

Kvp = 1.0

Kvp = 1.25

Kvp = 1.5

Kvp = 2.0

Grafik 2: Uticaj faktora razvoja upanja Kvp

6

Model nastanka i razvoja udarnih rupa Udarne rupe se definiu kao udubljenja na povrini puta. Ova udubljenja su obino okruglog oblika sa prenikom od najmanje 150mm i bilo koje dubine. Udarne rupe nastaju usled raspadanja irokih pukotina i dezintegracije povrine kolovoza koja rezultira u odnoenju zrna agregata sa povrine kolovoza i posledino odnoenju materijala u gornjim noseim slojevima kolovozne konstrukcije. Faktori koji dovode do razvoja udarnih rupa su veoma zavisni od karakteristika ugraenih materijala, graevinske prakse i kvaliteta graenja kolovoznih konstrukcija. Debljina slojeva asfaltne meavine i veliina saobraajnog optereenja u znaajnoj meri utiu na nastanak udarnih rupa.

6 Paterson,1987.

43 / 55

Nastanak udarnih rupa generalno poinje posle pojave pukotina na povrini kolovoza. Model nastanka udarnih rupa je predstavljen sledeom jednainom u modelu HDM-4:

gde je : IPT - vreme izmeu nastanka pukotina ili upanja i nastanka udarnih rupa u godinama HS - debljina asfaltnih slojeva u mm CDB - indikator kvaliteta graenja YAX - osovinsko optereenje (miliona ESO/saob.traci/god.) MMP - prosene mesene padavine (m/mes) Kpi - faktor nastanka udarnih rupa Model razvoja udarnih rupa u modelu HDM-4 je predstavljen u sledeem obliku:

gde je: NPTi - dodatni broj udarnih rupa po km na osnovu oteenja tipa i ADISi - % indeksovanih pukotina ili % povrine zahvaene upanjem ili broj postojeih

udarnih rupa po km CDB - indikator kvaliteta graenja za nosee slojeve Kpp - kalibracioni faktor razvoja udarnih rupa HS - ukupna debljina asfatnih slojeva (mm) TLF - faktor usporenja pojave udarnih rupa

Model nastanka oteenja ivica kolovoza Model HDM-4 proraunava povrinu kolovoza koja je zahvaena oteenjima ivica kolovoza. Model nastanka oteenja ivica kolovoza je veoma zavisan od irine kolovoza (nema oteenja ivica kolovoza koji su iri od 7.5 m) kao i od veliine saobraajnog optereenja. Maksimalna rasprostranjenost ovog tipa oteenja iznosi 18% od ukupne povrine kolovoza.

44 / 55

Model nastanka oteenja ivica kolovoza u modelu HDM-4 je predstavljen u sledeem obliku:

i

gde je:

dVEB - gubitak materijala sa povrine kolovoza na godinjem nivou, m3/km AADT - prosean godinji dnevni saobraaj PSH - proporcionalni deo vremena korienja bankine ESTEP - nadvienje kolovoza u odnosu na bankinu (mm) S - prosena brzina saobraajnog toka CW - irina kolovoza u m Keb - kalibracioni faktor nastanka oteenja ivica kolovoza

Model nastanka i raz