For my English readers:
This is an interview with me in a Norwegian trade journal for Logistics Management.
View the article. (in Norwegian only)

Dette er den norske originalversjonen av Why reliability and vulnerability should be an issue in road development projects. Denne artikkelen stod på trykk i Samferdsel, nr. 4/2004 (pdf).

Innledning

Pålitelighet er et kjent begrep for de fleste ingeniører og transportplanleggere for øvrig. Pålitelighet i et transportnettverk kan defineres som sannsynligheten for at en eller flere lenker i nettverket enten fungerer eller ikke fungerer. En ikke-fungerende lenke, eller en i beste fall dårlig fungerende lenke, vil påføre transportbrukerne ekstra kostnader i form av tidstap, kjøretøyskostnader og driftskostnader som følge av forsinkelser eller omkjøringer. For næringstransport vil det i tillegg kunne oppstå verditap av gods som transporteres. Dette er samfunnsøkonomiske konsekvenser som bør tas med i nyttekostnadsanalyser, men verken Vegvesenet eller Jernbaneverket tar hensyn til pålitelighet og sårbarhet når de gjennomfører nyttekostnadsanalyser. Det betyr at lønnsomheten av enkelte samferdselsprosjekter kan være undervurdert.

Det som ofte mangler i dagens nyttekostnadsanalyser er en konkret vurdering av hvilke faktorer som kan føre til at lenken faller ut. For et vegnett kan dette være ytre påvirkninger som for eksempel ras eller flom, manglende brøyting, ulykker som krever større opprydding, stengte tunneler (jf. Oslofjordtunnelen) eller ferjer som ikke går, bare for å nevne noen faktorer som vil kunne opptre i ulik grad og ulik omfang. Spørsmålet om ferjer og ras vil kanskje være irrelevant på Østlandet, men er høyst aktuelt på Vestlandet. En analyse av i hvilken grad slike faktorer kan opptre i nettverket kalles pålitelighetsanalyse, eller sårbarhetsanalyse, alt etter hvilken innfallsvinkel som velges. Pålitelighet fokuserer på mulighetene for opprettholdelse av lenken. Sårbarhet fokuserer på muligheten for forstyrrelser, og i verste fall brudd på lenken.

Pålitelighet må være noe mer enn en ren kvantitativ sannsynlighetsberegning av om lenken fungerer eller ikke. At en lenke er til stede betyr ikke nødvendigvis at den kan operere med full kapasitet og pålitelighetsbegrepet eller sårbarhetsbegrepet må derfor inneholde et element av trafikkmessig brukbarhet eller kjørbarhet for å ha en hensikt. Hvis kjørbarhet defineres som en beskrivelse av hvorvidt (i hvilken grad) det er mulig å bruke en lenke, en veg, en rute, et nettverk til et gitt tidspunkt, vil sårbarhet kunne defineres som et mål på hvor utsatt eller hvor påvirkelig lenken er overfor en betydelig reduksjon i kjørbarheten. Pålitelighet kan da ses på som det motsatte av sårbarhet, nemlig evnen til å opprettholde tilstrekkelig kjørbarhet i henhold til bestemte operasjonsparametre. En last med fersk fisk på veg fra Ålesund til Oslo vil ha helt andre krav til pålitelighet enn et tilfeldig lass med sand på veg til en tilfeldig byggeplass. Begrepet tilstrekkelig kjørbarhet vil måtte defineres ulikt for ulike typer veger, føreforhold, kjøretøy, og type transport.Kjørbarhet om vinteren er ikke det samme som kjørbarhet om sommeren. Dagens nyttekostnadsanalyser tar ikke høyde for dette i tilstrekkelig grad, om i det hele tatt.

Sårbarhet, representert ved følgekostnadene av manglende pålitelighet er et kvantitativt uttrykk som må tas med i nyttekostnadsanalysene. På samme måte er investeringstiltak for å øke påliteligheten, eller redusere sårbarheten, også et kvantitativt uttrykk som må tas med i nyttekostnadsanalysene.

Pålitelighet og sårbarhet i dagens analyser

Hensikten med en nyttekostnadsanalyse er som kjent å veie et prosjekts nytte mot prosjektets kostnader. Et prosjekt er samfunnsøkonomisk lønnsomt dersom samfunnets nytte av prosjektet er større enn de reelle kostnadene som prosjektet medfører. Tilsvarende argument kan gjøres gjeldende for pålitelighet og sårbarhet. Enhver sårbarhet som forårsaker avbrudd (som forårsaker kostnader som kan kvantifiseres) kan ses på som reelle kostnader som trafikantene påføres. Motsatt, dersom samfunnet gjør investeringer for å øke påliteligheten, og dette sparer samfunnet for utgifter, så representerer dette en nytteverdi. Jo mindre sannsynlighet for avbrudd (pålitelighet), dess høyere nytteverdi, og jo større konsekvenser av et avbrudd (sårbarhet), dess større er kostnadene for samfunnet.

Figur 1 illustrerer dette veldig forenklet. Fra venstre mot høyre øker påliteligheten og investeringskostnadene (stiplet line), fra høyre mot venstre øker sårbarheten og tapskostnadene (heltrukket linje). Fra et samfunnsøkonomisk perspektiv må kostnadene av å øke påliteligheten ikke overstige kostnadene ved avbrudd for at samfunnet skal oppleve en positiv økonomisk nettoverdi. Her må det bemerkes at det ofte kan være lett nok å kvantifisere investeringskostnadene for å øke påliteligheten, men det er kanskje ikke like lett å kvantifisere avbruddskostnadene. Investeringskostnadene inngår i dagens nyttekostnadsanalyser, avbruddskostnadene som spares er derimot ikke med. Dette kan i praksis innebære at investeringsaktiviteten vris bort fra prosjekter der slike ikke-kvantifiserte avbruddskostnader kan ha vesentlig betydning for prosjektets beregnede nytteverdi. Spørsmålet som reises er om reduserte avbruddskostnader skal tillegges en samfunnsøkonomisk nytte på samme måte som reisetidskostnader

Figur 1

Et eksempel: For å holde Hardangervidda åpen om vinteren kan en tenke seg valget mellom å bygge helårsveg med tunnel eller å investere i bedre brøytemateriell og samtidig øke brøytefrekvensen. Dagens situasjon er (A), med høye kostnader ved avbrudd. Helårsveg er kostnadskrevende (B), men sannsynligheten for avbrudd blir liten, og dermed vil samfunnets kostnader ved avbrudd bli tilsvarende små. Bedre brøytemateriell (C) reduserer sannsynligheten for avbrudd noe – vegen ligger fortsatt der den ligger, utsatt for vær og vind som før – men investeringskostnadene er langt lavere. Spørsmålet blir hvilket alternativ som samfunnet tjener mest på, når sparte avbruddskostnader tillegges en nytteverdi.

Økt pålitelighet eller mindre sårbarhet?

I beredskapsplanlegging og krisehåndtering snakkes det ofte om årsaksreduserende og skadebegrensende tiltak. Anvendt i forhold til pålitelighet og sårbarhet, der sårbarhet beskriver hvor utsatt vegnettet er for avbrudd, kan tiltak for å redusere sårbarheten leses som skadebegrensende tiltak. Motsatt kan tiltak for å øke påliteligheten leses som årsaksreduserende tiltak. Dette er selvsagt en sterk overforenkling, fordi investeringer i pålitelighetsøkende tiltak også har en sårbarhetsreduserende effekt i den forstand at ikke bare sannsynligheten for avbrudd blir redusert, men derigjennom også konsekvensene (kostnadene) ved avbrudd. På samme måte vil også sårbarhetsreduserende tiltak samtidig øke påliteligheten fordi sannsynligheten for omfattende avbrudd blir redusert.

Et eksempel: Midtdelere i betong på høyt trafikkerte tofelts veger er først og fremst sett på som et trafikksikkerhetstiltak. Samtidig er de også med på å øke påliteligheten, fordi sannsynligheten for avbrudd blir mindre. Bygging av bredere vegskulder på den samme vegstrekningen øker i utgangspunktet ikke påliteligheten (møteulykker kan fortsatt skje), men reduserer sårbarheten, dvs. følgene av en forstyrrelse (ulykke). Utrykningskjøretøy kan komme fortere frem, og det kan gå raskere å lede trafikken forbi ulykkesstedet, med mindre påførte tidskostnader enn uten bredere vegskulder.

Figur 2

Figur 2 illustrerer hvordan denne ikke-lineære sammenhengen mellom sårbarhet og pålitelighet kan virke. Ved å investere i de før omtalte skadereduserende tiltak som reduserer sårbarheten fra for eksempel V1 til V2, økes påliteligheten fra R1 til R2. Merk at sårbarheten reduseres betydelig mer enn påliteligheten økes. På samme måte, ved å investere i årsaksreduserende tiltak, økes påliteligheten fra R2 til R3, mens sårbarheteVn reduseres fra V2 til 3, men ikke like mye som påliteligheten økes. Som sagt, en sterk forenkling, men en illustrasjon på kompleksiteten i den forskningen som behøves.

Forskning kan bedre beslutningsgrunnlaget

Et pågående doktorgradsarbeid ved Høgskolen i Molde skal nå se nærmere på sammenhengen mellom pålitelighet og sårbarhet i vegnettet og de samfunnsøkonomiske sidene av pålitelighet og sårbarhet. Målet er å finne en metodikk som gjør det mulig å aggregere en pålitelighets- og sårbarhetsindeks for vegnettet, som da kan brukes i for eksempel lokalisering av bedrifter som er avhengige av et pålitelig og fungerende vegnett som sin transportarena. Ikke minst bør dette være interessant for sykehus, eller andre viktige eller offentlige institusjoner. Metodikken skal videre kunne brukes til å vurdere og sammenligne forskjellige tiltak for å øke påliteligheten eller redusere sårbarheten, slik at tiltak settes inn der nytte/kostnadsforholdet er best. En nærmere studie av pålitelighet og sårbarhet kan være med på å kaste nytt lys over så vel det eksisterende vegnettet som på den samfunnsøkonomiske siden av nye vegprosjekter. Dette kan og bør brukes i lokaliseringsspørsmål. Til nå har nok ofte reisetid eller omland som kan nås innen en gitt tidsramme vært beslutningsdrivende, men med utgangspunkt i pålitelighet og sårbarhet vil bildet kanskje måtte endres.

Et eksempel

I forbindelse med en vurdering av transporttid i forhold til sykehusstrukturen i Nordmøre og Romsdal, Molde kontra Kristiansund, ble det gjennomført en lokaliseringsanalyse som så på reisetid for ansatte og pasienter i forhold opprettholdelse av dagens to sykehus mot et eventuelt nytt sykehus. Analysen ble gjennomført på tradisjonelt vis, med reisetidsverdier, hastighet lik fartsgrense, maks 15 minutters ventetid på ferje og uten forbehold om vær og føre eller andre forhold som kan påvirke kjørbarheten. Utelatt er at en for å komme frem vil være avhengig av minst en, kanskje to ferjer (som ikke går på grunn av uvær eller maskinhavari), avhengig av reisens utgangspunkt, både en og to fjelloverganger (med is og snø og trailere på dårlige sommerdekk), tunneler (med løse takplater), rasutsatte strekninger eller andre muligheter for avbrudd uten omkjøringsveger. Det er selvfølgelig enklest og mest ”sammenlignbart” å gå ut fra ideelle forhold, men burde ikke differansesårbarhet og differansepålitelighet, sett i forhold til idealsituasjonen, tas med i betraktningen, spesielt når det gjelder sykehus eller andre lokaliseringer, der et oppegående vegnett er avgjørende, og der et worst-case (eller i det minste et bad-case) scenario er sannsynlig?

Referanser

Berdica, K. (2002) An introduction to road vulnerability: what has been done, is done and should be done. Transport Policy (9): 117-127

Hagen, J.M.; Rodal, G.H.; Hoff, E.; Lia, B.; Torp, J.E.; Gulichsen, S (2003) Beskyttelse av samfunnet med fokus på transportsektoren. FFI/Rapport 2003/00929.

Justisdepartementet (2001) Transportsikkerhet. I: NOU 2000:24 Et sårbart samfunn.

NTP (2003) Transportnettets sårbarhet. I: Strategiske utredninger. Nasjonal Transportplan 2006-2015. Sekretariatet for Nasjonal transportplan (NTP).

Linker

• NOU 2006:6 – Sårbarhet i kritisk infrastruktur

Relaterte innlegg

• husdal.com: Are roads more important than computers?
• husdal.com: Why reliability and vulnerability should be an issue in road development projects
• husdal.com: The reliability and vulnerability of transportation lifelines
• husdal.com: Pålitelighet og sårbarhet av transportsystemer

Innledning

NOU 2000:31 peker  på en rekke tiltak for å redusere sårbarheten i transportsystemer. Forut for ethvert tiltak bør det naturligvis innledes en analyse av kostnaden og effekten av dette tiltaket. Her kan det fort oppstå uenighet når ulike aktører, myndigheter og operatører skal definere hva som bidrar mest til sårbarheten og hvordan dette kan avhjelpes. Det som ofte mangler, er en helhetlig forståelse av hva sårbarhet og pålitelighet innebærer for de ulike aktørene. Hensikten med dette forskingsarbeidet er derfor å forsøke å finne frem til en helhetlig overbygning som kan fange opp de ulike innfallsvinklene som den enkelte måtte ha og utvikle en metodikk som tar høyde for dette.

Mål for sårbarhet og pålitelighet

Nedenfor er listet noen eksempler på parametre som kan tjene som mål på sårbarhet og pålitelighet og hvordan de kan anvendes.

Ikke-pålitelighet

Berdica (2000) påpeker at det mangler en vitenskaplig forankring for hva som menes med sårbarhet relatert til vegnett. Hun foreslår å snu pålitelighetsbegrepet slik at ikke-pålitelightet kan brukes som et mål på sårbarhet, noe hun med hell demonstrerer i et prosjekt omkring hovedfartsårer i Stockholm. Uansett om man er enig i en slik definisjon av sårbarhet eller ikke, så vil det alltid være rom for tolkninger.

Kritiske lenker

La os ta utgangspunkt i et vegnett bestående av lenker og noder. Dersom en av lenkene faller ut, så forstyrrer det selvfølgelig flyten i nettet. Hvis lenken er avgjørende for å kunne komme fra A til B, så kan denne delen av kanskje betgenes som sårbart. Her vil “minimal” cut og “critical path” betraktninger matte anvendes.

Risiko

Sannsynligheten for at dette skal inntreffe, er en annen måte å se sårbarhet på. Dette er en ren risikoanalyse, men betyr større risiko også større sårbarhet?

Motstand mot påkjenninger

Sett nå at den lenken som faller ut er ei bru som blir ødelagt. Ingeniøren er kanskje mest opptatt av selve konstruksjonen og må dimensjonere denne slik at den tåler en rekke påkjenninger. Sårbarheten er da utrykt i motstand mot påkjenninger.

Alternative ruter

Vegtrafikksentralen tenker kanskje mer på omkjøringsmuligheter; sålenge disse finnes og sålenge disse har kapasitet, så er vegnettet ikke sårbart overfor at denne lenken faller ut. Kapasitetsberegninger vil vise dette.

Reparasjonskostnader

Vegvesenet som skal bygge opp broen igjen må blant annet forholde seg til reparasjonskostnader. Jo større disse er, dess større kan man kanskje si at sårbarheten er. Dette er økonomiske forhold.

Nedetid

I tillegg kommer nedetid, dvs. tiden det tar før forbindelsen er gjenopprettet. Dette er kanskje det som betyr mest for publikum og for godstransporten. Igjen, dess lengre den forventede nedetiden er, dess sterkere merkes sårbarheten blant dem som bruker brua. Dette innebærer en tallfesting av de samfunnsmessige følgene av at veglenken brytes.

Vegklasse

Til slutt vil selvfølgelig også vegklassifiseringen spille en rolle, det er tross alt kanskje mer viktig å opprettholde en stamveg enn en fylkesveg, men hvis denne fylkesvegen er eneste framkomstmulighet for beboerene i den andre enden av vegen, så blir dette lille bygdesamfunnet ekstremt sårbart.

Transport av farlig gods

Like viktig som å undersøke hva som kan skje med vegen er å undersøke hva som kan skje på veien. Transport av farlig gods er et moment, like mye som tilstedeværelsen av ulike trafikksikkerhetstiltak som senket fartsgrense, forsterket midtrabatt, automatisk trafikkovervåking osv.

Dette lille eksemplet viser med all tydelighet at det kan være vanskelig, for ikke å si umulig, å komme frem til en felles verdi for hva som menes med sårbarhet og hva som menes med pålitelighet. Hensikten med denne forskningen er derfor å se nærmere på dette og hva som kan gjøres for å komme frem til en felles forståelse. Videre er det målsettingen at forskningen skal utvikle en metodikk som bidrar til at alle aspekter innen pålitelighet og sårbarhet av transportnett utredes, slik at den kan danne grunnlag for å avhjelpe dagens sårbarhet, samtidig som den skal danne modell for transport- og samfunnsplanlegging der sårbarhet og pålitelighet blir satt i fokus. Dette kan spare samfunnet for unødvendige utgifter i fremtiden. Enhvert spørsmål om sårbarhet som utelates er i praksis som en tidsinnstilt bombe.

Kommunikasjon av fakta og usikkerhet

Hvis det å måle sårbarhet og pålitelighet er vanskelig, da blir det å kommunisere og informere om dette ofte enda vanskeligere. Publikum og brukere av transportsystemet har kanskje helt andre forestillinger om sårbarheten enn det samfunnsplanleggere, ingeniører og beslutningstakere har. Her kan det bli spørsmål om ulik aksept av denne sårbarheten. God kommunikasjon er et resultat av god visualisering og fremstilling av både fakta og usikkerhet i beregningen av sårbarhet. Usikkerheten i beregningene blir dermed minst like viktig som selve tallverdien.

Forslag til konkrete forskningsmål

Med bakgrunn i ovennevnte kan følgende forskningsmål skisseres:

1. Utvide det tradisjonelle pålitelighetsbegrepet med tanke på særskilte forhold ved transportsystemer.
2. Utvikle angrepsretninger og metoder for en systematisk og overgripende analyse av pålitelighet og sårbarhet av transportsystemer.
3. Utvikle romlige og statistiske mål på pålitelighet og sårbarhet av transportsystemer.
4. Utvikle metoder for kommunikasjon og visualisering av pålitelighet og sårbarhet av transportsystemer.
5. Foreslå tiltak for å redusere sårbarheten av transportsystemer.
6. Foreslå tiltak for å øke påliteligheten av transportsystemer.

Konklusjon

Forskningen vil være sterkt tverrfaglig rettet og inneholde elementer av ingeniørvitenskap, fjernanalyse, statistikk, sannsynlighetsregning, pålitelighetsteori, operations research, optimalisering, romlig analyse, beredskapsplanlegging og trafikksikkerhet, bare for å nevne noen. Med en slik bredde som utgangspunkt er dette et forskningsarbeid som burde være interessant for mange, og som det er nesten umulig å avgrense, men det er kanskje nettopp det som kjennetegner pålitelighet og sårbarhet av transportsystemer: det er noe som angår oss alle.

Utvalgte Referanser

Aven, T., 1992, Reliability and Risk Analysis. Elsevier Publishing Company, London.

Aven, T., 2003, Foundations of Risk Analysis. JohnWiley & Sons.

Bell, M.G.H., Iida, Y., 1997, Network Reliability, in: Transportation Network Analysis, John Wiley & Sons, pp.179-192.

Berdica, K., 1998, Vulnerability in the Road Transportation System – Overview and Availability of Historical Data (in Swedish), Report TRITA-IP AR 98-70, KTH, Stockholm, Sweden.

Berdica, K., 2000, Analysing vulnerability in the road transportation system. Report TRITA-IP FR 00-76, Royal Institute of Technology, Division of Transport and Location Analysis, Stockholm, Sweden.

Berdica, K., 2000, Vulnerability in the Road Transportation System – Interruptions in the Road Traffic System – Signals for the Future (in Swedish), Report TRITA-IP AR 00-80, KTH, Stockholm, Sweden.

Berdica, K., 2001, Simulating Road Traffic Interruptions – Does It Matter What Model We Use? Report TRITA-INFRA 02-002, KTH, Stockholm, Sweden

Abrahamsson, T., 1997, Vulnerability in the Road Transportation System – A Conceptual Study (in Swedish), Report TRITA-IP AR 97-53, Intitutionen för Infrastruktur og Samhällsplanering, KTH, Stockholm, Sverige.

Dalziell, E.; Nicholson, A.J., 2001, Risk and impact of natural hazards on a road network. Journal of Transportation Engineering, 127, 2, 159-166.

Dalziell, A.; Wilkinson, D.L; Nicholson, A.J., 1999, Closure of the Desert Road due to snow and ice. IPENZ Transactions, 26, 1, 21-28

Direktoratet for sivil beredskap, Veileder forROSanalyser

Dragenes, K., Nikolaisen, P.-I., 2002, Advarer mot elektronisk 9.april, Aftenposten Nettugaven, 2.4.02

Husdal, J., 2001, Is it really that dangerous? Issues in visualization of risk and vulnerability. Unpublished coursework, University of Utah, Spring 2001.

Husdal, J., 2002, A spatial framework for modeling hazards to transportation lifelines, Unpublished, Presented at the AAG Annual Meeting 2002, Los Angeles, 19.-23.3.2002

Malczewski, J., 1999, GIS and Multicriteria Decision Analysis, John Wiley and Sons

Miller, H.J., Shaw, S.-L., 2001, Transportation, Environment and Hazards, in: Geographic Information Systems for Transportation, Oxford University Press, pp.341-379.

NOU 2001:31, Når ulykken er ute – Om organiseringen av operative rednings- og beredskapsressurser

NOU 2000:24, Et sårbart samfunn – Utfordringer for sikkerhets- og beredskapsarbeidet i samfunnet

Linker

NOU 2006:6 – Sårbarhet i kritisk infrastruktur

Relaterte innlegg

• husdal.com: Are roads more important than computers?
• husdal.com: Why reliability and vulnerability should be an issue in road development projects
• husdal.com: Pålitelighet og sårbarhet – et ikke-tema i nyttekostanalyser?
• husdal.com: The reliability and vulnerability of transportation lifelines