Global Trends in Transportation Dr. Kumares C. Sinha.ppt

46
San Juan, Puerto Rico September 9, 2008

Transcript of Global Trends in Transportation Dr. Kumares C. Sinha.ppt

San Juan, Puerto RicoSeptember 9, 2008

2000

2200

1600

1800

2000 Automobile Use

1200

1400

950=

100)

Motor vehicle fleet

600

800

1000

Inde

x (1

Urban population

200

400

600Total population

01960 1970 1980 1990 2000 2010

Year

900

USA

700

800

e

USA

Japan

500

600

r 1000 pe

ople

EU

Japan

300

400

Vehicles pe

100

200

ChinaHong Kong

Singapore

Indonesia

0

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Year Source: World Development Indicators (2008)

IndiaChina

3,500

2,500

3,000

illion)

USA (Annual growth of 1‐3%)

2,000

,

s travelle

d (bi

1,000

1,500

al veh

ile‐kms

Japan

500

Tot

France

China (Annual growth of 6‐10%)

MexicoUK Canada

0

Source: World Development Indicators and Transport Ministries (2008)

France

Consequences of Consequences of Motorization:Urban Sprawl

L  t i▪ Longer trips▪ Decreasing trips by foot, bicycle and public transportation

C tiCongestion▪ In 2005, congestion (based on wasted time and fuel) cost about $78 2 billion in the US  compared $78.2 billion in the US, compared to $73.1 billion in 2004

▪ Problem is more acute in developing countriesp g

1.4

1.6

1

1.2

ex

0.8

1

vel Tim

e Inde

1982

1995

0.4

0.6Trav 2004

2005

0

0.2

0

Very Large Urban Areas

Large Urban Areas

Medium Urban Areas

Small Urban Areas

All 437 Urban Areas

Source: TTI (2007)

Consequences of Consequences of Motorization:

Air Quality and Climate yChange▪ Motor vehicles account for as much as 70‐85% of airborne much as 70 85% of airborne pollutants in cities such as Mexico City and Sao Paulo

▪ OECD countries account for 70% OECD countries account for 70% of world driving and responsible for 50‐65% of CO, NOx and CO2emissions worldwide.

25

r)

USA

20

apita pe

r year

Canada

Australia

15

tric ton pe

r ca

UK10

mission

s (me

Japan

UK

5

CO2 e

China

India

World

0

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Source: World Development Indicators (2008)

350

400

ubic

met

er)

Suspended ParticulateMatters

c m

eter

)

250

300

gram

per

cu

SOx

NOx

ms

per c

ubic

150

200

ion

(mic

rog

(mic

rogr

am

50

100

conc

entra

tion

cent

ratio

n

0

50

jing

ghai

ang

mbai

kata elh

i

eles

sco

YorkPollu

tant

cPo

lluta

nt c

o

Beijin

Shangh

Shenya

n

Mumb

Kolka Del

Los Angele

San Fran

cisc

New Yo

160

180

1999

2000

2001

120

140

ity Inde

x > 100

2002

2003

2004

2005

80

100

ys with Air Qua

l 2005

40

60

Num

ber o

f Day

0

20

Riverside‐San Bernardino, CA

Pittsburgh, PA Los Angeles‐Long Beach, CA

Sacramento, CA St. Louis, MO‐IL Houston, TX Baltimore, MD Philadelphia, PA‐NJ

Source: Environmental Protection Agency (2008)

Air pollution can make asthma symptoms worse Air pollution can make asthma symptoms worse and trigger attacksKey pollutants: Ground‐level ozone from smog and 

i l    f  h   k   d dparticulate matters from haze, smoke and dustCarbon monoxide poisoningChronic obstructive pulmonary disease (COPD)p yGroup of diseases that can cause airflow blockage and breathing related problemsIncludes chronic bronchitis and in some cases  asthmaIncludes chronic bronchitis and in some cases, asthmaLeading cause of death, illness, and disability in the United States. In 2000, 119,000 deaths, 726,000 hospitalizations  and 1 5 million hospital emergency hospitalizations, and 1.5 million hospital emergency departments visits were caused by COPD.

Petroleum95.9%

N lNatural gas2.2%

Renewable

Electricity0.3%

1.6%

Source: US Department of Energy (2007)

Transportation accounts for 69% of total Transportation accounts for 69% of total domestic petroleum demand in 2006Highway transportation accounts for 92% of Highway transportation accounts for 92% of domestic petroleum demand for transportation in 2006transportation in 2006

The world burns 85 million barrels of 

l d lpetroleum dailyThe US burns about one‐

t   f th   ld’   ilquarter of the world’s oilAbout one of every nine barrels of the world oil barrels of the world oil goes into American gasoline tanksgasoline tanks

Source: New York Times (April 22, 2008)

US cars, SUVs, vans and pickup trucks get poor gas mileage. Fleet‐wide standards for new vehicles (mpg)

d h h hAmericans drive much more than othersEstimated miles per vehicle driven annually:

United States, 12427

European Union, 7829

Japan, 7097

In the US, daily t   hi h   commutes, which are 

longer, are overwhelmingly in cars.g y

1541 For every American 

who bikes to work:

drive to work alone.1545 commuters walk to 

work.

219

ride in car pools.

9 take public transit

Source: New York Times (April 22, 2008)

Reduction in Fleet SizeStep 1: Get rid of one in four light trucks

Replace 25% of SUVs, vans and pickups with cars

Annual Savings: gUS gasoline consumption cut by just 2.5% (based on 2005 data). The reduction is small because US car fleet gets such gpoor average mileage.

Equivalent: Slightly less than the oil US imported g y pfrom Kuwait in 2005.

Fuel Type SwitchStep 2: Switch one in four vehicles to diesel

Fuel Type Switch

dieselDiesel engines are at least 25% more efficient than gasoline engines.I  E   b t  %  f       In Europe, about 45% of new cars are diesel.

Annual Savings:Gasoline use cut 5%.

Equivalent:Slightly less than the oil the US imported Slightly less than the oil the US imported from Russia and Libya in 2005.

Reduction in TravelStep 3: Reduce distance driven by 25%

Reduction in Travel

25%If everyone did this, it would return American driving distances to where they were in the early 80sthey were in the early 80s.

Annual Savings:Gasoline use cut 25%.

E i lEquivalent:Slightly less than the oil the US imported from Saudi Arabia, Angola or p , gEcuador in 2005.

Combined EffectStep 4: Do all of aboveFewer SUVs, more diesel, less driving., , g

Annual Savings:Gasoline use cut 30.5%.But there is still room for improvement. US will still exceed Japan and Europe in miles driven and lag in fuel efficiency even with reduced consumptionfuel efficiency even with reduced consumption.

Comparison:Yearly savings of 42 billion gallons – significantly more than the biofuels production goal of 36 billion gallons in 2022 enacted by Congress.

Reliance on automobiles Causes lack of physical activity▪ About 3% of work trips and less than 10% of all trips in USA are by walking and bicyclingy g y g

▪ More than 40% of all trips in Sweden, Italy, Denmark, Netherlands and Austria are by walking and bicycling

Lack of non‐motorized and public transportationp pRestricts mobility▪ Especially for poor, young, elderly and physically disadvantagedg

Lack of consideration of bicycles and pedestrians in transportation system design 

▪ Results in injuries and fatalities for pedestrians and bicyclists ▪ Results in injuries and fatalities for pedestrians and bicyclists (15% of all fatalities)

b l d d hAbout 900,000 people die and more than 10 million injured each year as a result of 

d  h   ld idroad crashes worldwide

120 000

100,000

120,000

China

80,000

dents

India

60,000

Traffic

 Accid

USA40,000

Fatalities in  USA

0

20,000

JapanUK Australia0

Source: United Nations (2007)

R d  h   t f   %  f  ll d th  i  Road crashes account for 2% of overall deaths in 2005 in USA (National Center for Health Statistics)However, it accounted for:14% of deaths from age 1‐423% of deaths from age 5 14 23% of deaths from age 5‐14 33% of deaths from age 15‐2418% of deaths from age 25‐34g 5 348% of deaths from age 35‐44

Road crashes constitute a critical public health hazard for children and young adultshazard for children and young adults

Decennial data from 46 cities in the US, Australia, Canada, Western Europe and Asia 1960‐1990 (Kenworthy and Laube)Indicators of transport efficiency in 37 global cities (The World Bank)

Variables 1960 1970 1980 1990 1960-1990

Transit boardings /capita 0 76 0 66 0 66 0 69 0 67Transit boardings /capita 0.76 0.66 0.66 0.69 0.67

Total energy consumption /capita -0.51 -0.54 -0.64 -0.69 -0.58

Car kms of travel/ car -0 43 -0 64 -0 64 -0 38 -0 51Car kms of travel/ car 0.43 0.64 0.64 0.38 0.51

Cars/1000 people -0.78 -0.79 -0.80 -0.82 -0.71

Parking spaces in CBD/1000 -0.55 -0.62 -0.47 -0.49 -0.46g pemployees

Road length/ capita -0.70 -0.60 -0.65 -0.67 -0.61

Energy consumption by private modes /capita

-0.63 -0.56 -0.65 -0.69 -0.60

Car kms of travel/ capita -0 76 -0 70 -0 72 -0 71 -0 64Car kms of travel/ capita -0.76 -0.70 -0.72 -0.71 -0.64

Boardings per transit km of travel 0.76 0.77 0.43 0.45 0.48

80000

90000n

60000

70000

onsu

mpt

ion

r)

40000

50000

Ener

gy C

oca

pita

/yea

r

l

20000

30000

40000

spor

tatio

n (M

J/c y = ‐17130 ln x + 122749

r2 = 0.731

0

10000

20000

Tran

00 100 200 300 400 500 600 700

Transit Boardings (per capita/year)

450

500r)

350

400

capi

ta/y

ear

200

250

300

ding

s (p

er c

100

150

200

ansi

t Boa

rd

y = 474.5e‐0.0036x

r2 = 0 6622

0

50

100

Tra r = 0.6622

00 200 400 600 800 1000

Parking Spaces per 1000 Employees

4500

5000

3000

3500

4000

apita

/yea

r)

2000

2500

3000

ions

(kg/

ca

l

1000

1500

2000

CO

2 em

iss y = ‐1291.8 ln x + 6505.6

r2 = 0.6367

0

500

1000C

00 20 40 60 80 100

JTW by Transit (%)

1.2

1.4

1

ry F

acto

r

y = 0.2696 ln x – 0.3511

0.6

0.8

ost R

ecov

e y 9 35

r2 = 0.6219

0.4

Tran

sit C

o

0

0.2

T

00 100 200 300 400

Urban Population Density (persons/hectare)

Individual’s desire for freedom of travelIndividual s desire for freedom of travelIncreasing demand for more mobility, accessibility and personal space

Need for planners and policy makers to render demand compatible with sustainable developmentMinimi e the need for tra elMinimize the need for travelPublic transportation system to complement automobiles

Facilitate non‐motorized travelFacilitate non motorized travelEncourage use of energy efficient vehiclesFacilitate HOV use

Current pricing mechanisms do not Current pricing mechanisms do not consider the full cost of automotive transportationRoad safety and environmental Road safety and environmental impacts should be internalized and translated into user charges to slow down demand for road traffic  Electronic Road Pricing in Singaporeslow down demand for road traffic Additional revenues collected can be used:

Improving road safety

g g p

Improving road safetyDeveloping vehicle and fuel technologiesImproving public transportationImproving public transportation

Congestion pricing in London

Role of technologygyDynamic analysis of traffic information and signals real‐timeDissemination of real‐ Wi‐Fi on the move

time information via ATIS▪ Internet and wireless communications

▪ Dynamic variable Dynamic variable message signs

VMS for congestion pricing

Minimize dispersal and travelL  l d  t t ti   li iLong‐range land use‐transportation policiesSmart growth in central cities and suburbs

d d lTransit‐oriented developmentsUrban design to improve quality of life

M k  P bli  T i    A i  M k  P bli  T i    A i  Make Public Transportation an Attractive Make Public Transportation an Attractive AlternativeAlternativeIncrease level of service and quality of public q y ptransportationSeamless travel through regional integration of servicesservicesMarket segmentationNew suburban rail and bus rapid transit systemsP bli P i t  P t hi  (PPP) Public‐Private Partnerships (PPP) Use of cleaner technologiesInfrastructure for non‐motorized transportationp

Role of technology:Alternative fuels and energy▪ Biofuels▪ Hydrogen fuel cell▪ Solar power

Enhanced vehicle technology:technology:▪ Hybrid vehicle▪ Battery technology▪ Hydrogen or electric‐powered vehicle

▪ Vehicles with lower emissions

Cooperation between public and private sectorsCollaboration with universitiesProacti e p blic o treach programsProactive public outreach programsRegional effortsCommunity based enterprisesCommunity based enterprises