Examination of the effects of new transportation technologies and business models on urban structure

Abstract

We live in a new era in transportation with advancements in technology changing people’s lives in multiple ways. The problem researched in this project is the effect that these advancements could cause to land use. The first element here, as in any research, is to identify the research gap and formulate the aim and the objectives of the project. Subsequently, the thesis is separated into three main parts, namely the literature review, the methodology developed to address the research gap and scenario modelling to evaluate predictions of the effects. Following a detailed literature review of relevant topics was conducted and it was found that the land use effects of new technologies have received limited attention, which constitutes a gap in knowledge, for which this thesis aims to provide answers. Following, the principles of the methodology are described and it is also analysed how the application of these principals in the context of this thesis is feasible in order to produce valuable results. For the application of the principles, different key values such as generalised costs, car ownership costs, variables related to road capacity and trip rates were used for calibration and parts of the internal modelling structure of the selected LUTI model are changed. More specifically, a new car ownership model was calibrated and incorporated in the system. The selected case study for this analysis is the West Midlands region (UK) and as a result, test scenarios that incorporate new vehicles technologies and business models in the West Midlands region were designed. Based on the produced results, it is evident that the incorporation of new vehicle technologies and business models in the transportation system can increase total regional population and total regional employment. However, the urban areas with the highest financial power have decreasing trends in terms of population and employment and as a result a spatial redistribution of activities is evident in the test scenarios that incorporate the aforementioned transport innovations. Moreover, the zones that neighbour with the region have decreased population and employment, which indicates that due to increased accessibility from the transportation technologies and business models different form of economic activity is attracted to the region. Finally, the developed methodology and the produced results were validated by utilising a combination of the validation methods of sensitivity analysis and validations by experts.

Ζούμε σε μια νέα εποχή στις μεταφορές, με τις τεχνολογικές εξελίξεις να αλλάζουν τις ζωές των ανθρώπων με πολλούς τρόπους. Το πρόβλημα που εξετάζεται σε αυτή την εργασία είναι η επίδραση που θα μπορούσαν να έχουν αυτές οι εξελίξεις στις χρήσεις γης. Το πρώτο στοιχείο εδώ, όπως και σε κάθε έρευνα, είναι ο εντοπισμός του ερευνητικού κενού και η διαμόρφωση του στόχου και των επιμέρους αντικειμενικών στόχων του έργου. Στη συνέχεια, η διατριβή χωρίζεται σε τρία κύρια μέρη, τα οποία είναι η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε για την αντιμετώπιση του ερευνητικού κενού και η μοντελοποίηση σεναρίων για την αξιολόγηση των προβλέψεων των επιπτώσεων. Αρχικά, διεξήχθη λεπτομερής ανασκόπηση της σχετικής βιβλιογραφίας και διαπιστώθηκε ότι οι επιπτώσεις των νέων τεχνολογιών στις χρήσεις γης έχουν λάβει περιορισμένη προσοχή, γεγονός που αποτελεί ένα κενό στη γνώση. Η παρούσα διατριβή στοχεύει να παράσχει απαντήσεις σε αυτό το κενό. Στη συνέχεια, περιγράφονται οι αρχές της μεθοδολογίας και αναλύεται πώς η εφαρμογή αυτών των αρχών στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής είναι εφικτή, ώστε να παραχθούν πολύτιμα αποτελέσματα. Για την εφαρμογή των αρχών, χρησιμοποιήθηκαν διάφορες κρίσιμες τιμές όπως το γενικευμένο κόστος, το κόστος κατοχής αυτοκινήτου, μεταβλητές που σχετίζονται με την κυκλοφοριακή ικανότητα και τους ρυθμούς ταξιδιών για τη βαθμονόμηση του μοντέλου. Επιπλέον, τροποποιήθηκαν τμήματα της εσωτερικής δομής μοντελοποίησης του επιλεγμένου μοντέλου LUTI (Land Use Transport Interaction). Πιο συγκεκριμένα, ένα νέο μοντέλο κατοχής αυτοκινήτου βαθμονομήθηκε και ενσωματώθηκε στο σύστημα. Η επιλεγμένη μελέτη περίπτωσης για την ανάλυση αυτή είναι η περιοχή των West Midlands (Ηνωμένο Βασίλειο), και ως εκ τούτου σχεδιάστηκαν σενάρια δοκιμών που ενσωματώνουν νέες τεχνολογίες οχημάτων και επιχειρηματικά μοντέλα στην περιοχή αυτή. Με βάση τα παραγόμενα αποτελέσματα, είναι προφανές ότι η ενσωμάτωση των νέων τεχνολογιών οχημάτων και των επιχειρηματικών μοντέλων στο σύστημα μεταφορών μπορεί να αυξήσει τον συνολικό περιφερειακό πληθυσμό και την περιφερειακή απασχόληση. Ωστόσο, οι αστικές περιοχές με τη μεγαλύτερη οικονομική δύναμη εμφανίζουν φθίνουσες τάσεις ως προς τον πληθυσμό και την απασχόληση, γεγονός που υποδηλώνει έναν χωρικό ανακαταμερισμό των δραστηριοτήτων στα σενάρια δοκιμών που ενσωματώνουν τις προαναφερόμενες καινοτομίες στις μεταφορές. Επιπλέον, οι ζώνες που γειτνιάζουν με την περιοχή παρουσιάζουν μείωση του πληθυσμού και της απασχόλησης, κάτι που υποδηλώνει ότι λόγω της αυξημένης προσβασιμότητας από τις νέες τεχνολογίες μεταφορών και τα επιχειρηματικά μοντέλα, διαφορετικές μορφές οικονομικής δραστηριότητας έλκονται προς την περιοχή. Τέλος, η αναπτυγμένη μεθοδολογία και τα παραγόμενα αποτελέσματα επικυρώθηκαν με τη χρήση ενός συνδυασμού μεθόδων επικύρωσης, όπως η ανάλυση ευαισθησίας και η επικύρωση από ειδικούς.