Diplomová práce

Návrh a implementace algoritmů pro údržbu,

Vysoká škola báňská - Technická univerzita OstravaHornická-geologická fakulta

Institut ekonomiky a systémů řízení

správu a využívání prostorových dat - linekměstské hromadné dopravy

Jiří Uchytil

vedoucí diplomové práce:

Ing. Tomáš Peňáz

Diplomová práce

pro vyhledávání spojení s využitím

Vysoká škola báňská - Technická univerzita OstravaHornická-geologická fakulta

Institut ekonomiky a systémů řízení

Petr Vinkler

vedoucí diplomové práce:

Ing. Tomáš Peňáz

existujících tras linek MHD

Návrh a implementace algoritmů

Zadané úkoly

analýza současného stavu

návrh datového modelu (správa, údržba a využívání tématických dat v prostředí GIS)

návrh algoritmů na základě vytvořeného datového modelu

implementace těchto algoritmů ve vhodném vývojovém prostředí

ověření funkčnosti programové aplikace při práci s reálnými daty

Úkoly práce

Současný stav

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Výsledná aplikace

Navržený datový model

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

Základní objekty datového modelu

ZASTAVKA (id, nazev)

LINKA (id, cislo)

Entity realizující vazby

USEK (id, zastavka.id, zastavka.id)

LINKA_ZASTAVKA (linka.id, zastavka.id)

LINKA ZASTAVKA

ZASTAVKA ZASTAVKA

1 N

1 1

LINKA_ZASTAVKA

USEK

Použité datové zdroje

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

liniová vrstva uliční a silniční sítě města Ostravy v měřítku 1:50 000

katastrální mapa v digitální podobě (1:1000)

jízdní řád ODIS 98/99

analogová mapa města Ostravy v měřítku 1:18000

Návaznost na ročníkový projekt

Příprava datových podkladů

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

aktualizace vrstvy ulic a doplnění kolejišť (podle mapy katastrální)

určení příslušnosti liniových elementů vrstvy ulic k jednotlivým linkám

vygenerování tras jednotlivých linek MHD (ARC/INFO) a převod do formátu ESRI Shapefile

lokalizace zastávek MHD (vznik vrstvy zastávek)

Výběr vývojového prostředí

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

rychlá a snadná tvorba přenositelné aplikace

podpora formátu dat s jednoduchou strukturou

Současné řešení

správa dat v prostředí systému ARC/INFOÚkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

0 12,52,1 4,3

7,810,1

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

Základní schéma aplikace

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

STARTKONEC

KONFIGURAČNÍ SOUBOR

ZÁKLADNÍ NABÍDKA

APLIKACE PRO SPRÁVU DAT MHD

PROHLÍŽEČKA DAT FORMÁTU

SHAPE

ÚPRAVA SCHÉMATUČTENÍ

ZÁPIS

KONFIGURAČNÍ SOUBOR

ČTENÍ

Úvodní formulář

Úkoly práce

Datový model

Datové zdroje

Úprava dat

Vývojové prostředí

Současný stav

Výsledná aplikace

Závěr

• odpadá nutnost hlubokých znalostí GIS aplikací

• jednoduchý a přehledný datový model

• malé nároky na diskovou paměť počítače

• nízké pořizovací náklady

• úspory z nákladů na zaškolení obsluhy

Úkoly práce

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Současný stav

Algoritmus

Výsledná aplikace

Analýza současného stavu

Vlakový jízdní řád Idos, autobusový jízdní řád

vyhledávací aplikace MHD (Ostrava, Olomouc, Praha, Brno, Liberec, Pardubice, Hradec Králové a jiné).

Úkoly práce

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Současný stav

Algoritmus

Výsledná aplikace

Analýza současného stavu

MHD Ostrava

Prohledávání do hloubky

Úkoly práce

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Současný stav

Algoritmus

Výsledná aplikace

Charakteristika: průzkum grafu cestovatelem, který cestuje po hranách grafu a vrací se cestou, kterou přišel.

Prohledávání do šířky

Úkoly práce

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Současný stav

Algoritmus

Výsledná aplikace

Charakteristika: hledání a označení všech sousedů aktuálních bodů, nalezení nejkratší trasy

Charakteristika algoritmu

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

Vyhledání spojení

Zohlednění časových intervalů mezi sousedními zastávkami

Nezávislost na jízdním řádu

Grafická prezentace výsledků

Rozdělení algoritmu

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

Vyhledání zastávek mezi počáteční a koncovou zastávkou

Vyhledání linek, potřebných k přesunu po nalezených zastávkách

Vykreslení spojení

Vyhledání zastávek

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

1 2 3 4

10 11 12

56 7 8 9

Linka Zastávky 1 1, 2, 3, 4, 8, 12 2 11, 7, 8, 9 3 1, 2, 6, 10 4 2, 5, 6, 7, 8, 12 5 2, 6, 7, 8, 12

Linka Zastávky 1 1, 2, 3, 4, 8, 12 2 11, 7, 8, 9 3 1, 2, 6, 10 4 2, 5, 6, 7, 8, 12 5 2, 6, 7, 8, 12

Nalezená trasa:

1, 2, 6, 7, 8, 9

Počáteční zastávka: 1Koncová zastávka : 9

1

9

Vlastnosti zastávek:• jednoznačný identifikátor• jméno• seznam úseků• seznam zastávek• čas

Vyhledání linek

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

Výsledná kombinace linek: linka 3: zast. 1 – 6 linka 4: zast. 6 – 7 linka 2: zast. 7 – 9

1 2 6 7 8 9 Nalezená trasa: 1, 2, 6, 7, 8, 9

243

Linka Zastávky 1 1, 2, 3, 4, 8, 12 2 11, 7, 8, 9 3 1, 2, 6, 10 4 2, 5, 6, 7, 8, 12 5 2, 6, 7, 8, 12

Linka Počet

1 1 3 2

Zastávka č.1:Linka Počet

4 1 5 1

Zastávka č.6:

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

Vykreslení trasy

Vykreslení pomocí vrstvy ulic: Vyběr arků z podkladní vrstvy ulic Označení počátečního a koncového arku, na

kterých leží počáteční, resp. koncová zastávka Nalezení arků, ležících mezi počátečním a

koncovým Nalezení části počátečního a koncového arku,

která se bude vykreslovat (od začátku po zastávku, nebo od zastávky do konce)

Detailní vykreslení

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

Vykreslení trasy

Schématické vykreslení Přímé propojení vybraných zastávek

Popis aplikace

Úkoly práce

Současný stav

Datové zdroje

Datový model

Vývojové prostředí

Algoritmus

Výsledná aplikace

Vznik aplikace za účelem otestování navrženého algoritmu

na cvičných datech na reálné síti MHD

Závěr

• původní záměr: nejkratší trasa => použití prohledávání do šířky

• nalezená trasa je kompromisem mezi nejkratší trasou a trasou s nejmenším počtem přestupů

• vzhledem k časové náročnosti upuštěno od původního záměru