Alexandr ŠTEFEK,
Katedra technické kybernetiky a technické robotiky,
VA Brno, PS 13
612 00 Brno
E-mail: alex@mrkev.vabo.cz
Abstract
This paper presents the results of research in simulation models of public transport. The simulations model collaborates with GIS. The properties of public transport system are stored in GIS. The simulation model describes peoples and vehicles moving and can manage time variability. The main advance in using GIS is ability to create the public transportation network structure graphically in a map and to show the results of simulation in a map.
Abstrakt
Tento příspěvek prezentuje výsledky výzkumu v oblasti simulačních modelů městské hromadné dopravy (MHD) a jejich začlenění v rámci geografických informačních systémů (GIS). Parametry přepravního systému MHD jsou uloženy v GIS. Simulační model začleněný do GIS umožňuje uvažovat časovou proměnlivost parametrů přepravního systému MHD.
Úvod
Po několikaletém výzkumu v oblasti simulace a optimalizace MHD jsem vytvořil systém pro řešení některých úloh z uvedené oblasti. Tento systém úzce spolupracuje s GIS. Na základě této spolupráce může operátor definovat v rámci GIS strukturu a parametry přepravního systému MHD. Tato struktura spolu s parametry je využita v rámci simulace přepravního systému. Výsledkem prováděné simulace jsou charakteristiky, které lze v rámci GIS analyzovat a na základě provedených analýz přijmout jistá opatření. Mezi tato opatření může patřit změna jízdních řádů či změna vedení jednotlivých linek.
Popis přepravního systému
Přepravní systém se skládá z následujících prvků: Požadavek na přepravu, dopravní prostředek, linka, zastávka, úsek, uzel. Struktura přepravního systému je určena prvky uzel, zastávka, úsek. Lze určit parametry každého úseku. Mezi tyto parametry patří:
Topologická charakteristika úseku:
dij
délka úseku i,j
Provozní charakteristiky úseku:
fij
požadovaná intenzita toku požadavků na úseku
gij
poskytovaná kapacita pro realizaci toků fij na úseku
Tij
čas nutný k překonání úseku
Uvedené parametry mohou být uvažovány jako časově konstantní. Pro skutečný přepravní systém ovšem obecně platí, že jsou časově variabilní.
Simulační model MHD
Na základě popisu přepravního systému MHD byl navržen simulační model. Jednotlivé prvky, ze kterých se simulační model skládá lze rozdělit do následujících skupin:
1. Systémové prvky
2. Řídící prvky
3. Objekty
Mezi systémové prvky patří organizátor, generátor a statistik. Organizátor spravuje časovou posloupnost událostí v procesu simulace. Generátory zabezpečují generování náhodných procesů během simulace. Statistici slouží ke sběru statistických informací v průběhu simulace.
Uzly a úseky jsou řídící prvky. Zabezpečují manipulaci s objekty a generují události.
Mezi objekty řadíme požadavky na přepravu a dopravní prostředky.
Struktura programu realizující simulaci je ukázána na obrázku 1.
Obr.1 Struktura programu
Organizátor vybere nejstarší událost ze seznamu událostí. Vybranou událost zpracuje prostřednictvím odpovídajícího prvku. Tato skutečnost vede ke generování další události. Nová událost je zařazena do seznamu událostí. Tento cyklus se opakuje. Vazba GIS - simulační model
Obrázek 2 ukazuje návaznost simulačního modelu na GIS. Vzájemná provázanost umožňuje využít analytické funkce GIS pro analýzu zpracovávaných dat a jejich opětovné využití. Data o přepravním systému mohou být uložena v GIS a odtud je simulační model čerpá v procesu simulace.
Obr. 2 Simulační model v GIS
Navržený simulační model umožňuje postihnou časovou variabilitu parametrů přepravního systému MHD. Bohužel nepostihuje časovou variabilitu struktury přepravního systému MHD.
Vzhledem ke skutečnosti, že simulační model byl implementován v rámci GIS, existuje zde jistá možnost využití dat z existujících GIS v rámci analýzy a návrhu parametrů přepravního systému MHD.
Závěr
Byl navržen a prakticky vyzkoušen systém pro simulaci přepravního systému MHD. Parametry přepravního systému MHD jsou uloženy v GIS. Uložené parametry využívá simulační model v procesu simulace. Získané charakteristiky je možné analyzovat prostředky GIS a na základě provedených analýz přijmout opatření, která povedou k optimalizaci přepravního systému MHD. Lze konstatovat, že vytvořený systém je využitelný v rámci expertní optimalizace přepravního systému MHD.
Literatura
[1] Cenek P., Klima V., Janáček J.: Optimalizace dopravních a spojových procesů, Vysoká škola dopravy a spojov, Žilina 1994
[2] Demel J.: Grafy. SNTL, Praha 1988
[3] Dvořáček I.: Ekonomika, organizace a řízení městské dopravy, NADAS, Praha 1981
[4] Kansky K. J.: Structure of transportation network, research paper, Department of Geographics, Chicago 1963
[5] Štefek A.: Optimalizace MHD v prostředí GIS, Disertační práce, Vojenská akademie, Brno 1998
