LOGISTIKA SVOZU ODPADŮ · Univerzita Palackého v Olomouci Přírodov ědecká fakulta Katedra geoinformatiky Roman ZBRANEK LOGISTIKA SVOZU ODPADŮ V OLOMOUCI Bakalá řská práce

Univerzita Palackého v Olomouci

Přírodovědecká fakulta

Katedra geoinformatiky

Roman ZBRANEK

LOGISTIKA SVOZU ODPAD Ů

V OLOMOUCI

Bakalářská práce

Vedoucí práce: Mgr. Jan Heisig

Olomouc 2011

Čestné prohlášení

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci bakalářského studia oboru Geoinformatika a geografie vypracoval samostatně pod vedením Mgr. Jana Heisiga.

Všechny použité materiály a zdroje jsou citovány s ohledem na vědeckou etiku, autorská práva a zákony na ochranu duševního vlastnictví.

Všechna poskytnutá i vytvořená digitální data nebudu bez souhlasu školy poskytovat.

V Olomouci 1. srpna 2011

Děkuji vedoucímu bakalářské práce Mgr. Janu Heisigovi za pomoc, poskytnuté

materiály a konzultace při zpracování mé bakalářské práce.

Dále bych chtěl poděkovat vedoucímu provozovny odpadového hospodářství TS

města Olomouce Pavlu Musilovi, vrchnímu mistrovi Josefu Moničovi a řidičům

svozových vozidel za odbornou pomoc při tvorbě svozových tras.

Vložený originál zadání bakalářské/magisterské práce (s podpisy vedoucího katedry, vedoucího práce a razítkem katedry). Ve druhém výtisku práce je vevázána fotokopie zadání.

5

OBSAH

ÚVOD .......…………………………………………..………….…………………...7

1 CÍLE PRÁCE ............................................................................................................... 8

2 POUŽITÉ METODY A POSTUPY ZPRACOVÁNÍ .............................................. 9

2.1 Použitá data .......................................................................................................... 9

2.1.1 Prostorová data ......................................................................................... 9

2.1.2 Neprostorová (tematická) data .................................................................. 9

2.2 Použité programy ............................................................................................... 10

2.3 Postup zpracování .............................................................................................. 10

2.3.1 Address Locator a Geokódování adres ................................................... 10

2.3.2 Network Dataset ..................................................................................... 11

2.3.3 Topologie (Topology) ............................................................................. 11

3 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY ................................................ 13

3.1 Odpadové hospodářství ...................................................................................... 13

3.2 Logistika ............................................................................................................. 15

3.3 Společnost Technické služby města Olomouce, a.s. .......................................... 17

3.4 Technika svozu odpadů ...................................................................................... 19

3.5 Data a software ................................................................................................... 20

3.5.1 Síť komunikací ....................................................................................... 20

3.5.2 Adresní body ........................................................................................... 22

3.5.3 Svozová stanoviště a trasy ...................................................................... 22

3.5.4 Software .................................................................................................. 23

4 PŘÍPRAVA DAT ....................................................................................................... 26

4.1 Úprava dat .......................................................................................................... 26

4.1.1 Vytvoření referenčních dat pomocí Address locator .............................. 27

4.1.2 Spojení dat pomocí geokódování adres .................................................. 28

4.1.3 Kontrola topologie .................................................................................. 28

4.1.4 Tvorba síťového datasetu (Network Dataset) ......................................... 28

4.2 Zmapování stávajících svozových nádob a tras ................................................. 29

4.2.1 Úprava GPS záznamů ............................................................................. 30

5 ANALYTICKÁ ČÁST .............................................................................................. 31

5.1 Prvotní optimalizace (optická) ........................................................................... 31

5.2 Optimalizace pomocí Nejkratší trasy (New Route) ........................................... 31

5.2.1 Optimalizace trasy rajonu R1 dne pondělí .............................................. 33

5.2.2 Optimalizace trasy rajonu R2 dne pátek ................................................. 33

5.2.3 Optimalizace trasy rajonu R3 dne čtvrtek .............................................. 34

6

5.2.4 Optimalizace trasy rajonu R7 dne pondělí .............................................. 35

5.2.5 Optimalizace trasy rajonu R10 dne úterý ............................................... 35

6 VÝSLEDKY ............................................................................................................... 36

7 DISKUZE ................................................................................................................... 38

8 ZÁVĚR ....................................................................................................................... 40

POUŽITÁ LITERATURA A INFORMA ČNÍ ZDROJE

SUMMARY

PŘÍLOHY

7

ÚVOD

V 21. století lidská společnost pokračuje ve velmi rychlém rozvoji jak vědy

a techniky, tak i způsobu života. Člověk je stále více uspěchaný a jedním z důsledků

tohoto způsobu života je i velká produkce odpadů. Jen v České republice je více než

třetina vyprodukovaného odpadu domácnostmi odpadem nerecyklovatelným [3].

V dnešní době se problém odpadu začíná dostávat stále více na povrch a snaha

o ekonomické a ekologické zpracování je předmětem diskusí na všech úrovních (jak

regionální, tak celorepublikové, ale samozřejmě také celosvětové).

Mnohá města a instituce zabývající se svozem odpadů si dnes nechávají

zpracovávat studie, jak logisticky co nejlépe vyřešit svoz a následné uložení odpadu.

V systémech GIS se dají analyzovat právě metody svozu odpadu a je zde možnost

optimalizovat svoz tak, aby byl ekonomičtější. A to zejména v dnešní době, kdy stále

ještě na svět doléhají následky ekonomické krize.

8

1 CÍLE PRÁCE

Cílem bakalářské práce je zpracování dopravních aspektů městské logistiky se

zaměřením na svoz odpadů. V rámci práce je zjištěna dostupnost jak geografických, tak

atributových dat. Dále jsou zhodnoceny možnosti nasazení v GIS prostředí (použitelnost

jednotlivých GIS softwarů), zejména v oblasti prostorových analýz.

V praktické části jsou aplikovány logistické GIS analýzy na příkladu svozu

odpadů v Olomouci. V práci je zachycen současný stav svozových tras i nádob a je

provedena optimalizace svozových tras. Je také vytvořeno prostorové rozdělení

stávajícího umístění sběrných nádob.

Na závěr je vytvořena databáze geografických dat s výsledky práce. Veškerá

vstupní a výstupní data jsou také odevzdána na DVD a základní informace o bakalářské

práci jsou publikovány na webových stránkách, kde je rovněž jednostránkové shrnutí

v anglickém jazyce. Vytvořené datové sady jsou vyplněny do metainformačního systému

MICKA.

9

2 POUŽITÉ METODY A POSTUPY ZPRACOVÁNÍ

2.1 Použitá data

Pro potřeby tvorby síťových analýz v bakalářské práci bylo potřeba mít dostatečně

přesná a topologicky správná data, aby bylo možné analýzy provádět. Jednalo se tedy o

podkladová data pro vytvoření sítě (síť komunikací) a data adresních bodů, která budou

použitelná pro přiřazení k síti. Neméně důležitou součástí byla také tematická data.

Jednalo se o data, ze kterých byly zjištěny svozové způsoby a metody před optimalizací.

2.1.1 Prostorová data

Jako podkladová vrstva pro vizualizaci adresních bodů byla vybrána bodová

vrstva "Adresni_body", jejíž atributová tabulka obsahuje adresy i s číslem popisným

a orientačním jednotlivých domů v Olomouci a v okolních obcích. Navíc tato vrstva

obsahuje počty obyvatel bydlících v jednotlivých adresách.

Z rešerše vybraných dat vyplynulo, že nejvhodnější sítí cest je síť s názvem "road"

od společnosti CEDA, a. s. Jednak je ze všech vrstev nejpřesnější (dokonce bylo třeba pro

potřeby bakalářské práce z této vrstvy vybrat pouze některé silnice). Navíc má oproti

některým jiným vrstvám naprosto korektní topologií. Atributová tabulka této liniové

vrstvy také obsahuje jednosměrnosti a zákazy vjezdů. I přes tuto skutečnost bylo potřeba

v některých místech doplnit jednosměrnosti. Naopak některé zákazy vjezdů zrušit, a to na

základě zjištění šířky některých silnic pomocí ortofotomapy z webové stránky

http://maps.google.com [4], případně z virtuálního pohledu na město Olomouc (tzv.

Street view) skrze Google Street view, kde je však pouze omezená část Olomouce. A tak

byl použit server www.norc.cz [5]. Byla využita i varianta terénního průzkumu.

Dále byla použita liniová vrstva záznamů z GPS přístrojů umístěných do

svozových vozidel. Tyto záznamy jsou zobrazeny pouze jako jediná linie a dá se z nich

zjistit, kudy postupně jela svozová auta. GPS však nezaznamenávají časový atribut,

a tudíž se ze záznamů nedá zjistit, v kolik hodin kde vozidla projížděla.

2.1.2 Neprostorová (tematická) data

Mezi základní atributová data patřila tabulka ve formátu .xls, kde jsou vymezeny

svozové rajony, ze kterých jsou vyváženy svozové nádoby v určitý den. Každý záznam

obsahuje následující atributy - adresu, počet vyvezených popelnic, četnost vývozů a typ

10

popelnic, které jsou umístěné na dané adrese. V Olomouci se nacházejí plechové

popelnice s objemem 110 litrů, plastové popelnice s objemy 120 a 240 litrů. Dále

kontejnery s objemem 1100 litrů a velké kontejnery velikosti 2500 a 5000 litrů.

Za účelem vytvoření prostorové složky stávajících svozových tras je využita sada

souborů formátu .xls, ve kterých se nacházejí informace o rozdělení svozových oblastí na

jednotlivé dny.

2.2 Použité programy

Na základě rešerše byl jako nejvhodnější zvolen software ArcGIS 10 s licencí

ArcInfo, což je nejvyšší licence tohoto programu. V této licenci se dá bez problémů

pracovat jak s geodatabází, tak v ArcMapu s Network Analystem (nadstavbou - extenzí

pro síťové analýzy).

2.3 Postup zpracování

Při tvorbě stávajících svozových tras byly použity tyto nástroje:

• Address Locator

• Geokódování adres

• Network Dataset

• Topologie

Výše uvedené nástroje jsou rozepsány v následujících podkapitolách.

2.3.1 Address Locator a Geokódování adres

Address Locator je nástroj pro práci v geodatabázi (viz obr. 1). V kombinaci s

geokódováním adres (Geocode address) slouží ke spojení geografických a atributových

dat při vazbě 1:N. Oproti jiným způsobům připojení tabulky do třídy prvků je pak možno

použít data z atributových tabulek nejen pro identifikaci prvků, ale taky pro vizualizaci a

hlavně také pro možnost dalších analýz. Dá se zde nastavit, za jakých podmínek se spojí

atributová a geografická data. Adress Locator oproti ostatním nástrojům (jako Network

Dataset) nevytváříme pro třídu relací, ale naopak přímo pro celou geodatabázi. V

geodatabázi může být více těchto Adress Locatorů.

11

Obr. 1 Vlastnosti Address Locatoru

2.3.2 Network Dataset

Sítě cest používané v softwaru ArcGIS se ukládají do tzv. Network Datasetu.

Network Dataset je skupina topologicky spojených síťových elementů (okraje,

křižovatky, točny), které jsou odvozeny z jednoho či více síťových zdrojů (tříd prvků),

obvykle používané k vytvoření lineární sítě, jako je síť cest nebo síť metra. Každý síťový

prvek je spojen se sérií síťových atributů. Network Dataset se obvykle používá

k modelování síti, které nemají směr toku (vozidla se po síti mohou pohybovat oběma

směry).

V práci byl Network Dataset použit pro tvorbu sítě komunikací. Při tvorbě této

sítě budou do pravidel vloženy jednosměrné ulice a ulice s omezenou průjezdností (ulice

se zákazem vjezdu). Naopak do této sítě nebudou zahrnuty komunikace vedoucí parkem

či chodníky, případně komunikace, které nejsou vhodné pro průjezd svozového vozidla.

2.3.3 Topologie (Topology)

Topologie je definice prostorových vazeb mezi objekty. Prostorová topologie

zajišťuje integritu prostorové lokalizace objektů, které spolu prostorově souvisejí.

Zachycuje prostorové vazby mezi objekty a pomáhá udržovat správnou prostorovou

lokalizaci těchto objektů. Dále umožňuje provádět prostorové analýzy.

12

V ESRI produktech ArcGIS 10 je topologie řešena v rámci ArcCatalogu.

Topologii lze tvořit pouze pro třídy prvků v geodatabázích. Každá třída prvků může být

součástí pouze jedné topologie, ale tato topologie může obsahovat neomezený počet

topologických pravidel [6].

13

3 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY

3.1 Odpadové hospodářství

V dnešní době je odpadové hospodářství jedno ze zásadních témat, které je

potřeba stále řešit při rozvoji společnosti. S neustále se rozvíjejícím světem (zejména pak

průmyslem) roste množství vyprodukovaného odpadu, které je nutno uložit, vytřídit či

zrecyklovat. Obzvláště ve vyspělých státech se díky masivně konzumnímu způsobu

života vyprodukuje velké množství odpadu, který je potřeba odvézt a zpracovat.

Zpravidla je ve vyspělých zemích zavedeno základní třídění odpadu.

V České republice není legislativně řešeno třídění komunálního odpadu. Dle

zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech je pouze vyřešeno třídění nebezpečného odpadu.

Třídění odpadu mohou upravovat obecní vyhlášky. Ty ale zpravidla pouze určují cenu

poplatku "za provoz systému shromažďování, sběru, přepravy, třídění, využívání

a odstraňování komunálního odpadu". Jedná se tedy o poplatek za komplexní služby,

které zahrnují jak vývoz popelnic se směsným odpadem, tak vývoz kontejnerů na tříděný

odpad. V Olomouci tento poplatek činí 492 Kč za rok. Třídění odpadu tedy záleží na

ekologickém myšlení obyvatelstva. V České republice je zavedeno třídění čtyř druhů

odpadu (papír, plasty, sklo a kartony) [7]. Pro tyto komponenty jsou v obcích rozmístěny

kontejnery, do kterých se odpad vkládá. Dále jsou dnes zřízeny sběrné dvory, kam se vozí

ostatní druhy separovaného odpadu, jako například kovy, objemné odpady,

elektrotechnika, stavební suť a nebezpečné odpady. U elektroniky, konkrétně například u

baterií, je možnost také tzv. zpětného odběru, tj. vracení nepoužitelné elektroniky

(baterií) zpět do prodejen. Navíc se dnes zavádí třídění tzv. bioodpadu, Dle § 33a zákona

č. 185/2001 Sb., je bioodpad biologicky rozložitelný odpad tj. jakýkoliv odpad, který

podléhá aerobnímu nebo anaerobnímu rozkladu (větve, listí, tráva, zbytky jídel, čajové

sáčky, zbytky ovoce a zeleniny, slupky).

Zbývající odpad, který se již nedá vytřídit, se nazývá odpad komunální. Ten není

možno třídit ani kompostovat, a tudíž je potřeba jej vyvážet na skládku. Konkrétně pro

Olomoucko (Olomouc a okolní obce) byla zřízena skládka tuhého komunálního odpadu

v Mrsklesích (10 km východně od Olomouce) [8]. Tato skládka funguje již od roku 1992.

Dělí se celkem na 8 částí (viz obr. 2, 3). První a druhá část se používala do roku 1996.

Dnes je již rekultivovaná a uvažuje se o jejím znovuobnovení, jelikož se dříve na tuto

skládku neukládalo moc ekonomicky a celé tělo skládky je více propadlé, než se

14

očekávalo. A tak bude možno znovu skládku zvyšovat až na úroveň předpokládané

výšky. Další části 3 - 5 jsou plně zaskládány a v současné době se provádí rekultivace

těchto částí. Aktuálně je tedy v provozu šestá část skládky. Tato část vzhledem ke své

kapacitě vydrží ještě maximálně rok. Pak se začnou zaskládávat části 7 a 8, které se

připravují. Nachází se ve volném prostoru mezi částmi 1 a 4.

Obr. 2 Vymezení částí skládky odpadu v Mrsklesích (zdroj: http://maps.google.com)

Na základě ústních informací ředitele skládky LO Haná s.r.o. pana Radomíra

Černíka bylo zjištěno, že celková rozloha skládky včetně dvou připravovaných částí je

něco přes 24 ha. Objemová kapacita skládky (části 3 - 8) je zhruba 1 410 000 m3, což

odpovídá úložným prostorům 1 903 500 tun odpadu. Každoročně se na skládku

v Mrsklesích vyveze mezi 90 000 - 100 000 tun odpadu. Z toho plyne, že skládka má

zajištěnou kapacitu minimálně do roku 2030.

V Olomouci se o svoz tuhého komunálního odpadu starají Technické služby

města Olomouce (TS). Sváží odpad všech fyzických subjektů a také většiny

olomouckých firem. Kromě Technických služeb jsou v Olomouci i další firmy, které

svážejí komunální odpad. Na rozdíl od TS však nesvážejí odpad od občanů, ale pouze od

firem. Bakalářská práce se zabývá pouze optimalizací svozu odpadu zajišťovanou

společností Technické služby města Olomouce.

15

Obr. 3 Letecký pohled na skládku v Mrsklesích (zdroj: www.lohana.cz)

3.2 Logistika

Na úvod je třeba si vyjasnit, co znamená slovo logistika. Následující tři definice

můžeme najít v knize V. Svobody Doprava jako součást logistických systémů [1]:

Logistika je organizace, plánování, řízení a výkon toků zboží vývojem a nákupem

počínaje, výrobou a distribucí podle objednávky finálního zákazníka konče tak, aby byly

splněny všechny požadavky trhu při minimálních nákladech a minimálních kapitálových

výdajích. European Logistics Association - ELA 1991 (Evropské logistické asociace)

Logistika je soubor všech činností sloužících k poskytování potřebného množství

prostředků s nejmenšími náklady tam a tehdy, kde a kdy je po nich poptávka. Zabývá se

všemi operacemi, určujícími pohyb zboží (alokace výroby a skladů, zásob, řízení pohybu

zboží ve výrobě, balení, skladování, dodávání odběratelům). International Institut

Applied Systems Analyses - IIASA 1986

Logistika uvádí do vztahu zboží, lidi, výrobní kapacity a informace, aby byly na

správném místě ve správném čase, ve správném množství, ve správné kvalitě, za

správnou cenu. Institute of Logistics, Cambridge 1995

Z hlediska svozu odpadů je logistika v prostředí GIS chápána hlavně jako snaha

zajistit nejkratší (v poměru délky a času) a tedy i ekonomicky nejvýhodnější trasy pro

svoz. Především jde tedy o optimalizaci časové náročnosti jednotlivých svozových tras,

což je úzce spjato se zkrácením délky svozových tras.

Pro účely bakalářské práce bylo plánováno využít hlavně aspekty městské

logistiky. Ta se oproti meziměstské výrazně liší v některých částech. Hlavním aspektem

městské logistiky tedy není kvalita silnice (její třída), ale hlavně část města a typ zástavby

(šířka ulic, dopravní špička, přeplněnost centra).

16

Dalším z aspektů jsou i jednosměrnosti ulic. Ač je v těchto ulicích jízda

v protisměru zakázána, řidiči svozových aut tento zákaz často nerespektují. Mnohdy do

ulic couvají a tak se i zásadně zkracuje čas, za který dokážou svézt nádoby z ulice.

V bakalářské práci jsou však vždy jednosměrnosti respektovány. Stává se tak tedy, že se

délka optimalizované trasy oproti neoptimalizované může prodloužit. Obzvláště, pokud

svozové auto v původní trase couvalo pouze krátký úsek, který je však v optimalizované

trase nutno objet výrazně delší trasou.

V následující části práce je popsána ukázka jednotlivých typů zástavby města a

její vliv na svoz odpadu:

• Sídlištní zástavba - hlavním problémem na sídlištích je jejich přeplněnost auty.

Sídliště jsou totiž stará a byla navržena pro mnohem menší počet aut, resp. tedy

parkovacích ploch. Dnes jsou tedy tato sídliště přeplněna natolik, že auta parkují

na všech volných místech, a to i na místech, na kterých je to zakázané - a tedy i na

místech před kontejnery. Z tohoto důvodu je zde pro svozová vozidla velké

časové zdržení.

Obr. 4 Ukázka sídlištní zástavby Olomouce – Kischova ulice [5]

• Zástavba rodinných domů - průjezdnost bez problémů, jelikož většina těchto

domů má garáže. I přes to, že tyto silnice jsou většinou užší, než ulice v sídlištní

zástavbě, jsou tyto ulice většinou sjízdné bez komplikací.

17

Obr. 5 Ukázka zástavby rodinných domů – Rybízová ulice [5]

• Dalším typem komunikací jsou hlavní městské silnice. Zde se jedná o zdržení

hlavně při najíždění na tyto silnice. Zpravidla jsou řízeny světelnou signalizací.

Obr. 6 Ukázka hlavní městské silnice – Velkomoravská ulice [5]

3.3 Společnost Technické služby města Olomouce, a.s.

Na základě komunikace s mistrem Josefem Moničem bylo zjištěno, že v současné

době mají Technické služby města Olomouce vytvořeno pro území města Olomouce 11

svozových rajonů – tras (viz obr. 8). Ke každé z těchto tras je přiděleno jedno ze

svozových aut. TS mají k dispozici tři tříosá svozová auta, která jsou schopná uvézt

maximálně 20 m3, současně jsou však omezena i maximální hmotností 11 - 14 tun

odpadu. TS dále disponují jedním menším autem, tzv. Preskem, jež má nižší kapacitu

18

svezeného odpadu, ale může díky své velikosti provádět svoz i v místech se sníženou

průjezdností (např. úzké ulice jako je východní část Hraniční ulice či Hakenova ulice).

Toto auto má přiděleno svůj vlastní rajon, který je ale časově méně náročný než ostatní, a

operativně spíše vypomáhá v místech s aktuálními problémy s průjezdností.

Obr. 7 Svozové auto TS města Olomouce (zdroj: www.tsmo.cz)

Dnešní svozové trasy, resp. rajony, jsou staré několik let a pocházejí z dob, kdy

svozová auta dokázala svážet buď pouze popelnice, nebo pouze kontejnery. Tento fakt je

se projevuje zejména ve stávajících svozových trasách. A to obzvláště na místech, kde je

kombinovaná zástavba panelových domů (kontejnery) a rodinných domů (popelnice).

V těchto místech dnes dochází k duplicitě svozu odpadů. Existují tedy ulice, kterými

projíždí dvě vozová vozidla v jeden den a každé sveze pouze část odpadu.

Obr. 8 Tabule ukazující rozdělení svozových aut do rajonů v centrále TSMO

V dnešní době by měla zvládat všechna svozová vozidla svážet jak popelnice, tak

kontejnery. Do tříosých svozových vozidel ale občas zapadají popelnice, takže jsou tato

19

auta používána hlavně na svoz kontejnerů a dále také velkých kontejnerů, které

technologicky mohou vyvážet pouze tato tříosá vozidla.

3.4 Technika svozu odpadů

Jelikož se svoz odpadů neprovádí pouze v Olomouci, ale po celém světě, je

možno vyzkoumat, jakým způsobem se svoz provádí v jiných městech ČR či ve světě.

V roce 2003 vytvořil Jiří Tomášek diplomovou práci [2], která se zabývala technikou

svozu odpadu v Ostravě. Tomášek rozdělil Ostravu na několik částí, aby každá část

pokryla týdenní kapacitu svozového vozidla. V této metodě je potřeba využívat jako

hranic tzv. bariér, tedy míst, která výrazně zpomalují průjezd vozidla (hlavní silnice,

železnice atp.).

Podobná metoda svozu je často využívaná i ve světě. Například v Austrálii

v Melbournské části Banyule [9] mají svoz rozdělený do jednotlivých oblastí podle dnů

v týdnu (viz obr. 9).

Obr. 9 Rozdělení svozových oblastí v oblasti Banyule [9]

Podobné téma řešil i Tomaš Kupča ve své diplomové práci Optimalizace

odpadového hospodářství města Frýdek-Místek metodami GIS [10], která byla vytvořena

v roce 2008 na Katedře geoinformatiky na Univerzitě Palackého v Olomouci. Avšak

tvorba optimalizovaných svozových tras byla pouze jako dílčí cíl práce. Navíc

optimalizace byla vytvořena pro jedno katastrální území, a to z důvodu nedostatku

podkladových dat pro silniční vrstvu. I přesto byly analýzou vytvořeny 3, resp. 4 trasy.

Jenže v této práci byly již původní trasy rozděleny podle jednotlivých území, a tak se tyto

20

části daly rozdělit i pro optimalizaci. V Olomouci není ve stávajících trasách žádné

rozdělení podle městských částí či katastrálních území, a tak není možná optimalizace

právě pro určité území.

3.5 Data a software

Pro vytváření kvalitních síťových analýz je potřeba mít kvalitní data. Tzn. kvalitní

mapový podklad - síť komunikací a také přesné adresní body v Olomouci.

3.5.1 Síť komunikací

• shapefile "road" od společnosti CEDA (Central European Data Agency, a. s.)

[11]. Shapefile je součástí datové sady StreetNet_CZE_CITY. Tato datová sada

zahrnuje přesně zmapované mapové podklady pro GPS autonavigace (přesnost

pod 5 metrů). Vrstva obsahuje důležité atributy (viz obr. 10) pro tvorbu síťových

analýz (jednosměrnost, zákaz vjezdu, rozdělení silnic podle kvality, pěší zóny...).

Topologicky je tento shapefile naprosto přesný, ze všech uvedených nejvíce

odpovídá realitě. Pro síťové analýzy je použitelný bez problémů. Je použita verze

0910 z října 2009.

Obr. 10 Výpis atributů shapefilu „road“

21

• shapefile "silnice" z datasetu ArcČR 2.0 je vrstva digitalizovaná v měřítku

1:500 000. Toto měřítko není vhodné pro řešení logistiky svozu odpadů

v podrobnosti, jakou je logistika řešena. V Olomouci obsahuje pouze hlavní

silnice (průtah Olomoucí, obchvat Olomouce a další hlavní tahy), tudíž není moc

přesná a k práci se síťovými analýzami se absolutně nehodí.

• shapefile "komunikace" získaný z Magistrátu města Olomouce. Je zde zobrazena

většina olomouckých ulic. Ale tento shapefile není v žádném souřadnicovém

systému a není správně topologicky ošetřen. Také zde některé ulice chybí a

neobsahuje vůbec přilehlé obce (např. Topolany, Sv. Kopeček). Tato data jsou

také nevhodná.

• shapefile "nazvy-ulic" je rovněž získaný od Magistrátu města Olomouce. Jedná se

o topologicky správnou vrstvu Olomouce. Ale obsahuje pouze Olomouc bez

přilehlých obcí a navíc nemá důležité atributy, jako je jednosměrnost. Pro práci

tedy opět nevhodná.

• shapefile "roads" z datasetu Open Street Maps Czech republic. Tato vrstva

podrobně pokrývá celou Českou republiku. Atributová tabulka obsahuje

jednosměrné ulice (ale nejde z něj poznat strana jednosměrnosti). Oproti ostatním

shapefileům má u některých silnic atribut "maximální rychlost", který by byl

použitelný na silnicích mimo obce. Topologicky je poměrně správný. Tento

shapefile by mohl být pro síťové analýzy použitelný.

Obr. 11 Ukázka rozdílnosti jednotlivých datových sad komunikací (modrá – roads.shp, zelená –

komunikace.shp, žlutá – nazvy_ulic.shp a červená – silnice.shp)

22

3.5.2 Adresní body

• shapefile "adresni_body" - vrstva adresních bodů města Olomouce a okolních

obcí, které poskytl Magistrát města Olomouce. Obsahuje nejdůležitější atributy,

jako je název ulice a číslo popisné. Ukázka této vrstvy je na obr. 12.

• shapefile z UIR-ADR - obsahuje rovněž kvalitní atributy. Na rozdíl od dat

z Magistrátu města Olomouce jsou tato data placená.

Obr. 12 Bodová vrstva adresni_body

3.5.3 Svozová stanoviště a trasy

• 11 tabulek ve formátu .xls (R1 - R11.xls) obsahujících adresní body nádob na sběr

odpadu. Data poskytly Technické služby města Olomouce.

• 7 tabulek ve formátu .xls (obce září 2009 - obce březen 2010.xls) - v souborech

jsou vypsány po dnech jednotlivé části Olomouce, jak jsou sváženy. Data

poskytly TS města Olomouce.

• záznamy pořízené z GPS přístrojů zaznamenávající skutečné svozové trasy

jednotlivých svozových vozů (viz obr. 13). Tato data byla pořízena terénním

sběrem během 8. - 20. března 2010. Vzhledem k nepřesnosti GPS dat byla data

ručně zdigitalizována nad vrstvou silnic, která byla následně použita pro

optimalizaci.

23

Obr. 13 Ukázka GPS záznamu (zelené linie – záznam z GPS, růžové body – umístění svozových

nádob) z lokality Chomoutov

3.5.4 Software

Pro tvorbu síťových analýz je potřeba software, který umí tyto analýzy provádět.

Existuje několik vhodných programů, které přicházejí v úvahu:

• ArcView 3.3 - starší program od společnosti ESRI. V dnešní době se již

neaktualizuje. Nabízí základní síťové analýzy.

• Geomedia - GIS od společnosti Intergraph. Pro síťové analýzy nabízí nástroj

Geomedia Network, který umí stejně jako předchozí dva softwary nalézat ideální

trasy a také zjišťovat docházkovou vzdálenost.

• Wastedge – program komplexně zajišťující agendu kolem svozu odpadu. Krom

možností vytváření tras je zde i možnost správy jednotlivých zákazníků či

možnost správy vozidel. Další výhodou softwaru je možnost ovládání jak skrze

internetový prohlížeč, tak i skrze klienta v počítači. Vzhledem k tomu, že se jedná

o placený software, je nevhodný k tvorbě bakalářské práce [12].

• Bartec Systems – další program zaměřující se speciálně na svoz odpadů. Stejně

jako Wastedge nabízí veškeré služby týkající se svozu odpadů. Na rozdíl od

předchozího softwaru však jednotlivé části (správa tras, správa svozových nádob)

prodává jako zvláštní balíček softwaru. Je také placený a tudíž pro bakalářskou

práci nevhodný [13].

• ArcLogistics – software od společnosti ESRI. Využitelnost tohoto softwaru je

podobná jako u ArcGIS, pouze má lepší uživatelské prostředí.

• ArcGIS 10 - nový a stále vyvíjející se software od společnosti ESRI. Ze všech

možných softwarů, které zvládají síťové analýzy, je tento asi nejlepší. Je to

vlastně soubor programů - ArcMap, ArcCatalog, ArcScene a ArcGlobe.

24

o ArcMap - program na vytváření map (tvorba, editace, analýzy, výstupy).

o ArcCatalog - program na správu geografických dat. Dají se zde vytvářet

geodatabáze, importovat prvky do geodatabází. Dále se zde dá vytvářet

tzv. Network Dataset či vytvářet Adress locator (tyto nástroje jsou

podrobněji rozepsány v kapitole 2.3 Postupy zpracování).

o ArcScene - program vhodný pro vizualizaci vytvořených digitálních

modelů reliéfu. Jeho největší předností je možnost prohlížení dat se třetím

rozměrem.

o ArcGlobe - program vhodný pro vizualizaci dat velmi malých měřítek.

Tento program funguje podobně jako software Google Earth. Jeho

výhodou je možnost přidat do náhledu třidy prvků. Naopak nevýhodou je,

že automaticky nahrává ortofoto snímky ze serverů ESRI. Tyto snímky

nejsou po celém světě moc přesné. Tento software se dnes již moc

nerozvíjí.

Sada programů od ESRI nabízí extenzi Network Analyst, ve kterém se dá

zpracovávat 5 různých druhů analýz:

• New Route (nejkratší trasa)

• New Service Area (analýza obsluhovaných oblastí)

• New Closest Facility (analýza nejbližšího obslužného místa)

• New OD Cost Matrix (matice nákladů – náklady pro přesun zboží mezi

dvojicí bodů v síti)

• New Vehicle Routing Problem (obslužnost bodů více auty)

• New Location Allocation (analýza správného umístění)

Pro vytváření optimalizace svozu odpadů jsou vhodné dvě z výše

uvedených analýz – Vehicle Routing Problem (schéma viz obr. 14) a New Route.

A právě pomocí analýzy New Route jsou vytvořeny všechny optimalizace

v bakalářské práci.

Navíc se v ArcGISu dá pracovat s tzv. geodatabázemi, což je soubor

geografických datasetů různých typů. Do databází se dá naimportovat mnoho

různých typů dat a také se zde dá používat velké množství funkcí. Například

tvorba Network Datasetu (síť s dalšími přidanými vlastnostmi) nebo tvorba

25

Topologie (pro topologickou korektnost dat) pomocí různých topologických

pravidel.

Databáze se dělí na osobní a souborové:

o Osobní geodatabáze (Personal Geodatabase) - Jedná se o databázi

uloženou jako soubor programu Microsoft Acces, který obsahuje

i geografické atributy. Není v ní možno používat tolik nástrojů jako

v souborové geodatabázi.

o Souborová geodatabáze (File Geodatabase) - V počítači je databáze

uložena jako složka s mnoha soubory. Oproti osobní geodatabázi je do ní

možné vložit více druhů dat a také používat pokročilejší nástroje

a provádět složitější analýzy.

Obr. 14 Schéma Vehicle Routing Problem (zdroj: http://www.idsia.ch/~monaldo/vrp.html)

26

4 PŘÍPRAVA DAT

4.1 Úprava dat

Na úvod tvorby práce bylo potřeba založit novou souborovou geodatabázi, do

které byly naimportovány vstupní shapefily.

Primárním zdrojem dat pro zpracování práce bylo 11 tabulek ve formátu .xls.

Každá tabulka obsahovala data o jednom svozovém rajonu, resp. informace

o jednotlivých svozových místech (popelnicích, kontejnerech), které určitý rajon

obsluhuje. Pro tvorbu bakalářské práce bylo použito pouze 10 tabulek. Poslední tabulka

obsahuje seznam svozových nádob auta PRESKO. Jedná se o malé auto a zpravidla sváží

nádoby z míst, kam se aktuální den velká svozová auta nedostala. Díky tomu nemá

pravidelnou trasu, a tudíž ji nelze optimalizovat. Tabulky byly dodány ve formátu .xls.

ArcGIS již umí pracovat i s tímto typem tabulek, ale pouze za předpokladu úprav. Jedná

se tedy hlavně o zrušení formátování, odstranění všech ohraničení a vymazání

nepotřebných atributů.

Obr. 15 Srovnání struktury původní a upravené tabulky adres svozových nádob

Data obsahovala názvy ulic, které bylo později potřeba importovat do ArcGISu.

Bylo je tedy potřeba upravit. Aby byla importovatelná bez problémů, musel atribut

"nazev" obsahovat název ulice a číslo popisné. Vzhledem k tomu, že je ArcGIS citlivý na

velká a malá písmena, musela být veškerá písmena změněna tak, aby byla malá. Celkově

27

se jednalo zhruba o 12 000 záznamů, a tak zde byla snaha o automatizaci celé úpravy.

Ovšem vzhledem k velké časové náročnosti psaní programu pro úpravu adres, bylo

přikročeno k variantě pouze částečné automatické úpravy s manuální přípravou. Také

bylo potřeba upravit adresy, které měly špatný tvar, a nebylo je díky tomu možné

automatizovaně upravit. Všechny takové adresy byly uloženy do chybového souboru a

manuálně upraveny do potřebné podoby. Ze všech vstupních adres nebylo z důvodu

chyby v zápise (chybějící číslo popisné či jiná chyba) možno jednoznačně určit 17 adres.

Vzhledem k takto malému množství chyb je tato odchylka zanedbatelná. Srovnání

původní tabulky a upravené tabulky je uvedeno na obrázku č. 15.

Do stejného formátu atributu názvu adres ulic bylo potřeba upravit i adresy v třídě

prvků "adresni_body_relace", tzn. všechna písmena upravit na malá a odstranit diakritiku.

Data tak byla připravena na spojení. Software ArcGIS nabízí více druhů propojení

dvou tabulek. Jednak je možnost použití funkce "join", jež je nejjednodušším způsobem

spojení. Její nevýhodou je, že potřebuje naprosto stejné názvy polí. Navíc funkce "join"

dokáže správně spojovat pouze tabulky se stupni vztahu 1:1. Dokáže také spojit tabulky

ve vztahu 1:N, ale spojí pouze první odpovídající záznam. Pro naše spojení dat není

metoda vhodná.

Další metodou spojení jsou tzv. relace. Oproti funkci "join" (spojení) už umí bez

problémů spojit tabulky ve vztahu 1:N, avšak zásadní nevýhodou této relace je

nemožnost provádění analýz na připojené tabulce. Opět tedy nevhodné.

Tudíž bylo zapotřebí najít jinou metodu, jak tyto tabulky spojit. Nabízí se zde

funkce Adress locator ve spojení s nástrojem geokódování adres.

4.1.1 Vytvoření referenčních dat pomocí Address locator

Address locator se vytvoří v geodatabázi po kliknutí na pravé tlačítko myši

a zvolením New → Address Locator...

Objeví se dialogové okno, ve kterém je možno vybrat mnoho variant. Pro spojení

našich atributových tabulek bude plně vystačovat varianta "Single Field". Nyní se otevře

další okno. Je zde potřeba vyplnit název. Pole "description" a "Config Keyword" není

potřeba měnit. Naopak v dalším poli "Reference data" je potřeba vybrat cestu

k referenčním datům (v našem případě k tabulce všech adresních bodů - třídě prvků

"adresni_body_relace"). Pro případ přenesení dat na jiný počítač je dobré zaškrtnout

variantu "Store relative paths name". Poté je potřeba vybrat v poli "Key field" správný

atribut, podle kterého se budou adresy spojovat. V našem případě je to atribut

28

ulice_relation, který již obsahuje upravené adresy pro spojení dat. Nyní již stačí klepnout

na tlačítko OK a Address locator bude vytvořen.

4.1.2 Spojení dat pomocí geokódování adres

Nástroj geokódování adres se nachází v ArcGIS Toolboxu. Naleznete jej

v Geocoding Tools → Geocode Adresses. V následujícím dialogovém okně je potřeba

vyplnit vstupní tabulku - Input table (upravené tabulky jednotlivých rajonů), dále vyplnit

název atributu z této vstupní tabulky (Alias Name) a také vyplnit vstupní lokátor adres

(Input Address Locator). Nakonec je vše potřeba potvrdit stisknutím OK a vytvoří se

nová třída prvků obsahující veškeré potřebné atributy.

Tímto byla ukončena úprava vstupních bodových dat. Dále je potřeba vytvořit ze

sítě silnic dataset, který je použitelný pro síťové analýzy. Nejdříve je potřeba z třídy

prvků "road" vybrat pouze ty záznamy, resp. komunikace, které jsou sjízdné autem, a ty

zbývající z této třídy prvků vyřadit (např. schodiště, chodník či pasáž).

4.1.3 Kontrola topologie

Před tvorbou síťového datasetu je vhodné zkontrolovat u třídy prvků správnost

topologie. Shapefile je sice od dodavatele, který by měl mít topologii v pořádku, ale pro

jistotu je vhodné tuto kontrolu provést. Kontrola topologie se provádí pro jednotlivé třídy

relací, a to v ArcCatalogu. Pro kontrolu topologie v bakalářské práci bylo vybráno

pravidlo Must Not Overlap, které zajistí, že se žádné dvě linie nebudou v jednom místě

duplikovat. Ukázka kontroly validity topologie je na obrázku č. 16.

Obr. 16 Kontrola validních dat pomocí topologie

4.1.4 Tvorba síťového datasetu (Network Dataset)

Nyní, po zvalidování topologie, je potřeba vytvořit Network Dataset. V prostředí

ArcGIS 10 je Network Dataset potřeba pro provádění veškerých síťových analýz.

29

Síťový dataset se vytváří, stejně jako kontrola topologie, v ArcCatalogu. Tvoří se

pro určitou třídu relací. Pro tvorbu síťového datasetu byla vybrána třída relací

"komuninace" ze které se jako podkladová silniční síť vybrala třída prvků „ceda_vyber“.

V síťovém datasetu se automaticky vytvoří tzv. jízdní příkazy, které definují jednosměrky

a ulice se zakázaným průjezdem. Tyto ulice jsou v atributové tabulce definovány

atributem "ONEWAY". Podle orientace záznamu třídy prvků jsou jednosměrky označeny

písmeny TF, příp. FT, podle toho, jakým směrem je možno jednosměrku projíždět.

4.2 Zmapování stávajících svozových nádob a tras

Dalším krokem tvorby bakalářské práce bylo zjištění stávajícího stavu svozových

tras a umístění svozových nádob. Na základě logů z GPS přístroje a konzultací s řidiči

svozových vozidel byly zrekonstruovány stávající svozové trasy. Tyto trasy se opakují v

pravidelných týdenních či dvoutýdenních cyklech. Ve většině rajonů se liché a sudé

týdny liší jen mírně a tyto odchylky jsou pro tvorbu síťových analýz zanedbatelné.

Daleko větším problémem je rozdílnost v jednotlivých dnech, které jsou způsobeny

různými faktory, které jsou v současných podmínkách nemodelovatelné, a přesto mohou

způsobovat výrazné změny ve svozových trasách.

Jedná se hlavně o následující faktory:

• Špatně parkující řidiči – zabírají velkou část vozovky, a tak svozové vozidlo

nedokáže projet ulici ke svozovým nádobám

• Nadměrné množství odpadu - umístění většího množství odpadu u popelnic

způsobí dřívější zaplněnost auta a řidič pak vymyslí jinou posloupnost svozu, aby

najel méně kilometrů.

• Výměny řidičů - pokud řidič onemocní, zastoupí ho náhradní řidič, který nemá

trasu dostatečně zažitou, a tak nejezdí ideální volbou. Navíc dnes řidiči mají

pouze vytištěný seznam adres, na kterých jsou nádoby, které mají vyvézt. Stává se

tak, že řidiči na nějakou zapomenou a musí se pro ni vracet.

• Různé roční období - tento problém se netýká pouze kvantity odpadu, ale také

sjízdností silnic. Silnice, které jsou v létě průjezdné, mohou být v zimě obsazené

parkujícími auty (z důvodu sněhu) a svozová auta těmi místy neprojedou. Musí

tedy měnit celou trasu svozu.

30

Všechny výše zmíněné faktory mohou zásadně negativně ovlivnit veškeré analýzy

svozových tras.

4.2.1 Úprava GPS záznamů

V rámci terénního sběru dat bylo celkem vytvořeno 30 logů. Ovšem ne všechny

byly použitelné. Během některých svozů došly v GPS přístroji baterie, a tak byl záznam

přerušen v průběhu sběru. Stejně tak se mnohdy stalo, že řidiči dělali v trasách

nepochopitelné zajížďky, které byly způsobeny např. změnou některých svozových

nádob příp. výsypu nádob, které nebylo možné vysypat předchozí den. A tak by nebylo

srovnání původních a optimalizovaných tras vypovídající. Během porovnávání logů a

svozových nádob přiřazeným k původním trasám bylo zhodnoceno, že 5 logů poměrně

přesně odpovídá umístění svozových nádob.

Některé ze svážených rajonů naplnili svozové vozidlo za celý den pouze jednou,

říká se jim tzv. jednovýsypy. Jiné trasy (často v sídlištní zástavbě) naplnily svozový vůz

dokonce dvakrát či třikrát za den, a tak se nazývají jako tzv. dvojvýsypy, resp.

trojvýsypy. Všechny trasy obsahující více výsypů za den byly koncipovány tak, že

v místě, kde bylo vozidlo zcela zaplněno, se také začalo znovu plnit odpadem po

vysypání vozidla na skládce. Proto nebyly tyto „mezivýsypy“ zahrnuty

v digitalizovaných trasách.

Těchto 5 záznamů bylo zdigitalizováno nad vrstvou „ceda_vyber“, ze které byl

vytvořen síťový dataset, který se používal v analýzách. Pro všech pět tras byla vytvořena

optimalizovaná trasa jako shapefile.

31

5 ANALYTICKÁ ČÁST

5.1 Prvotní optimalizace (optická)

Jedná se o optimalizaci umístění svážených nádob. V obrázku 17 lze vidět nádoby

jednoho rajonu, které jsou umístěny v lokalitě, kterou projíždí jiné svozové vozidlo

a naopak pro původní rajon je tato nádoba mimo aktuální svozovou trasu. Tyto nádoby

jsou přemístěny mezi rajony. Některé změny nádob mohou znamenat délkovou úsporu

pouze v řádu kilometrů, ale tím, že jsou umístěny napříč města, mohou znamenat časovou

úsporu i v řádu desítek minut. Kompletní seznam takto přesunutých svozových nádob je

uložen v příloze č. 1 - DVD.

Obr. 17 Ukázka prvotní optimalizace

5.2 Optimalizace pomocí Nejkratší trasy (New Route)

Optimalizace pomocí síťové analýzy New Route je analýza, která dokáže určit

nejkratší cestu mezi danými body po síti komunikací. Je zde možnost nastavit místa,

kudy auta na komunikacích nebudou jezdit, ale jedná se stále o poměrně jednoduchou

analýzu. Nejde zde totiž nastavit množství odpadu v jednotlivých popelnicích či kapacity

jednotlivých aut. Tato analýza se tedy hodí pro přepočítání aktuální svozové trasy na

nejkratší svozovou trasu v rámci stejných svozových bodů. Můžeme vypočítat i

nejrychlejší trasu, ale to pouze za předpokladu, že by v Network Datasetu byly

nadefinované rychlosti jednotlivých úseků silnic a zdržení na křižovatkách. Po

konzultacích s vedením TS města Olomouce však byly tyto faktory uznány za

nepodstatné, protože faktor rychlosti jízdy není tak podstatný oproti době vysypávání

32

sběrných nádob. Jenže modelování doby sběru nádob není možné, jelikož je každá

nádoba jinak plná a místy se musí vhazovat do auta i další odpady umístěné mimo tyto

nádoby.

Při tvorbě analýzy nejkratší cesty bylo pro všech 5 tras použito následující

nastavení:

• Počáteční bod – centrála TSMO. Pro zjednodušení nazvána Depo.

• Koncový bod – silnice směr Mrsklesy. Jedná se o zjednodušení výpočtu síťové

analýzy. Trasa svozového vozidla poté pokračuje jak v původní, tak

v optimalizované trase dál do Mrskles na skládku odpadů. Délka od koncového

bodu analýzy na skládku činí 6,2km. Tato délka není započtena do statistik.

• Bariéry – pro všechny analýzy byly nastavené stejné bariéry, přes které se

svozová vozidla nedostanou. Jednalo se o místa s omezeným výškovým profilem.

• Svozové nádoby – nádoby byly přidružené k nebližší komunikaci. Pokud nebyla

přidělena na správné místo (v porovnání s GPS logem), byla nádoba ručně

posunuta tak, aby nedocházelo k chybě.

• Odporový faktor – pro všechny analýzy byla jako hlavní odporový faktor

nastavena délka trasy. Z toho plyne, že analýza se opravdu zaměřila na vyhledání

nejkratší trasy.

• Přeřazení zastávek podle nejlepší cesty – analýza vytvořila pořadí sběru nádob

tak, aby trasa byla co nejkratší.

o Zachování první zastávky – nastavení, aby vždy vozy vyjížděly z Depa.

o Zachování poslední zastávky – nastavení, aby vozy končily na skládce

odpadů.

• Otáčení vozidel – vzhledem k možnosti couvání do ulic byla nastavena možnost

otáčení vozidla na jakémkoliv místě (vyjma jednosměrek).

• Příkazy a zákazy (Restrictions) – nastavení jednosměrek a zákazů vjezdů ze

síťového datasetu.

• Jednotky vzdálenosti – nastavení „metrů“ jako jednotek vzdálenosti. Metry byly

nastaveny hlavně z důvodu Navigace řidičů, jimž se zobrazí délky do jednotlivých

odboček v metrech (nikoliv v kilometrech či jiných délkových jednotkách).

• Atribut celkové akumulace trasy (Accumulation) – jako jednotky nastaveny

metry. Tato funkce automaticky vytvoří v optimalizované trase atribut délky trasy

a zapíše do něj délku trasy.

33

Po nastavení všech vlastností bylo možno již spustit samotnou analýzu.

5.2.1 Optimalizace trasy rajonu R1 dne pondělí

Tato svozová trasa sváží převážně popelnice z dvou městských oblastí. Jedná se o část Hodolan, kde jsou převážně plechové popelnice o objemu 110 litrů. Druhou výraznou svozovou oblastí je městská část Nedvězí, kde se taktéž vyvážejí převážně plechové popelnice. V původní trase byl tento rajon tvořen dvojvýsypem. Nejdříve byla vysypána část Hodolan a teprve poté část Nedvězí. Optimalizovaná trasa vede odlišně. Nejdříve se vysype zhruba 60 stanovišť svozových nádob v Hodolanech, ale trasa pak míří do Nedvězí, a teprve při cestě zpět je vysypána zbylá část Hodolan. Díky nízkému počtu jednosměrných ulic a nevýhodně projeté původní trase je tak délka optimalizované trasy o necelých 17 % kratší.

Tab. 1 Statistika svozové trasy rajonu R1 dne pondělí.

Trasa: R1 pondělí

Počet výsypů: 2

Počet svozových nádob: 577

z toho: kontejnerů 1100 l 24

popelnic 110 l 513

popelnic 120 l 27

popelnic 240 l 13

Celkový objem (l): 89 190

Původní délka (m): 48 288

Optimalizovaná délka (m): 40 238

Změna (m): -8 050

5.2.2 Optimalizace trasy rajonu R2 dne pátek

Svozová trasa R2 vyváží stejně jako předchozí většinou popelnice, a to částečně

z centra Olomouce, ale hlavně z městských částí Černovír a Starý Neředín. Původně byly

jako první vyváženy popelnice v centru, poté Neředín a na závěr Černovír. Optimalizací

se pořadí obrátilo. Jako první byl vyvezen Černovít, následoval Neředín a poslední bylo

vyvezeno centrum města. Optimalizovaná trasa je však oproti původní trase o zhruba

7500 metrů delší. Hlavní příčinou prodloužení trasy je fakt, že se v Neředíně vyskytuje

řada jednosměrných ulic.

34

Tab. 2 Statistika svozové trasy rajonu R2 dne pátek.

Trasa: R2 pátek

Počet výsypů: 1



popelnic 110 l 470

popelnic 120 l 99

popelnic 240 l 47




Změna (m): +7 586

5.2.3 Optimalizace trasy rajonu R3 dne čtvrtek

Tento rajon vysypává stejně jako předchozí rajony hlavně popelnice. Na rozdíl od

nich však sváží více 240 litrových popelnic, které jsou rovnoměrně rozmístěné po celé

svozové trase. V původní trase svozové auto projelo Olomoucí až na nejvzdálenější okraj

svozové oblasti a vysypávalo popelnice „směrem ke skládce“. Nejprve byly vysypány

všechny popelnice v centru, a teprve poté v zástavbě rodinných domů v Lazcích. Touto

technikou je však trasa zbytečně dlouhá. Optimalizovaná trasa naopak začíná Lazcemi a

končí v centru, avšak na okraji blíže ke skládce. Tímto krokem se v optimalizované trase

ušetřila vzdálenost. Ale i přesto je optimalizovaná trasa zhruba o 300 metrů delší, a to

především proto, že se v centru nachází mnoho jednosměrných ulic, do kterých v původní

trase vozidlo couvá, čímž ušetří vzdálenost.

Tab. 3 Statistika svozové trasy rajonu R3 dne čtvrtek.

Trasa: R3 čtvrtek

Počet výsypů: 2



popelnic 110 l 336

popelnic 120 l 124

popelnic 240 l 113




Změna (m): +321

35

5.2.4 Optimalizace trasy rajonu R7 dne pondělí

Trasa tohoto rajonu sbírá převážně kontejnery, a to z městských částí Nová Ulice a Neředín. Jedná se hlavně o sídlištní zástavbu. Na rozdíl od předchozích optimalizovaných tras se zde původní a optimalizovaná trasa dost podobají. Obě začínají na Nové Ulici a vedou do Neředína. Optimalizovaná trasa však cestou zpět ještě sbírá nádoby v Nové ulici. Tato sídliště neobsahují moc jednosměrek a také ze srovnání vyplývá, že trasy jsou podobně dlouhé.

Tab. 4 Statistika svozové trasy rajonu R7 dne pondělí.

Trasa: R7 pondělí

Počet výsypů: 2



popelnic 120 l 2

popelnic 240 l 1




Změna (m): -1 115

5.2.5 Optimalizace trasy rajonu R10 dne úterý

Trasa rajonu R10 míří v úterý do části Nové Sady. Tuto městskou část tvoří

hlavně sídlištní zástavba, o čemž vypovídá i rozdělení typů svozových nádob. Převažují

zde hlavně kontejnery. Na rozdíl od předchozích tras jsou zde více naplněny popelnice,

resp. jejich počet není optimalizován na tak velké množství obyvatel, a proto se tento

rajon sváží na 3 výsypy. Optimalizovaná trasa je zde výrazně kratší, a to především

z důvodu zvolení kratší trasy k několika svozovým nádobám mimo sídliště.

Tab. 5 Statistika svozové trasy rajonu R10 dne úterý.

Trasa: R10 úterý

Počet výsypů: 3



popelnic 110 l 3

popelnic 120 l 3

popelnic 240 l 2




Změna (m): -5 740

36

6 VÝSLEDKY Výsledky práce jsou pouze datového charakteru. Všechny jsou uložené na

přiloženém DVD.

Mezi nová data, která vznikla, patří především třída prvků obsahující umístění

svozových nádob. V této třídě prvků jsou vloženy atributy, jako je číslo svozového

rajonu, vymezení svozových dnů, dále také objem a počet svozových nádob na

jednotlivých místech. Vzhledem k dřívější absenci podobného souboru (a tedy i

prostorového rozdělení svozových míst) v Technických službách města Olomouce

(TSMO) jim bude tento soubor nabídnut k užívání.

Dalším datovým výstupem je tabulka ve formátu .xls obsahující úpravy atributů

určitých svozových nádob (jedná se o přesunutí nádoby mezi rajony či do jiného dne). Na

základě konzultací s TSMO již byly některé změny, které byly vytvořeny pomocí prvotní

optimalizace, aplikovány do provozu. Je zde předpoklad, že TSMO použijí i další úpravy.

V rámci provedeného srovnání délky tras před a po optimalizaci byla vytvořena tabulka

zachycující ekonomické úspory vzniklé optimalizací.

V analytické části bylo optimalizováno celkem 5 svozových tras. Na všech trasách

byl nejprve manuálně opraven GPS log, který nebyl přesný, a to zejména v oblastech

zastavěných vysokými panelovými domy. Všechny trasy pak byly zdigitalizovány nad

třídou „ceda_vyber“, ze které byl vytvořen síťový dataset, který se používal v analýzách.

Pro všech pět tras byla vytvořena optimalizovaná trasa jako shapefile. Dále byl vytvořen

soubor .kml, který umožňuje vizualizaci trasy v programu Google Earth. Rovněž byl

vytvořen soubor .gpx, který umožňuje po uložení trasy do GPS navigaci po této trase.

Jako finální výstup byl vytvořen i .html soubor obsahující navigaci po trase (angl.

Driving directions). Ten byl pro jednoduchost také přeložen do češtiny. Na přiloženém

DVD je ve dvou variantách – varianta s náhledy map a varianta bez náhledů map.

Součástí práce bylo také vytvoření statistického srovnání mezi trasami původními

a trasami optimalizovanými. Některé trasy jsou po optimalizaci kratší, některé však delší.

Delší jsou zejména ty trasy, na nichž se vyskytovaly jednosměrné silnice. Ty bylo potřeba

v optimalizované části projíždět povoleným směrem správným směrem, a tak se trasa

prodloužila.

37

Tab. 6 Srovnání stavu všech optimalizovaných svozových tras před a po optimalizaci.

Srovnání tras před a po optimalizaci:

Trasa Počet

výsypů

Počet

svozových

nádob

Celkový

objem (l)

Původní

délka (m)

Optimalizovaná

délka (m)

Změna

(%)

Změna

(m)

R1 pondělí 2 577 89 190 48 288 40 238 -16,67 -8 050

R2 pátek 1 623 82 560 31 207 38 793 +24,31 +7 586

R3 čtvrtek 2 597 105 360 26 361 26 682 +1,22 +321

R7 pondělí 2 210 228 180 39 230 38 115 -2,84 -1 115

R10 úterý 3 205 217 870 31 505 25 765 -18,22 -5 740

38

7 DISKUZE

V bakalářské práci měla být původně nejpoužívanější analýza, která se nazývá

Vehicle Routing Problem. Vzhledem k její povaze – použití na kompletní optimalizaci –

v tomto případě úplnému přeskládání svozových tras nebyla zcela využita. Hlavním

důvodem nevyužití analýzy byla zbytečnost provádění této práce. Na základě poznatků

vedoucích pracovníků TSMO byla vyhodnocena jako nevhodná, jelikož celkově

přeorganizovat svoz celé Olomouce je z administrativního hlediska nemožné. A proto

byla práce zaměřena na přeorganizování tras v rámci již zaběhlých „rajonů“.

Nejdříve bylo potřeba vytvořit z dat atributových data geografická. Což se

podařilo, a to jak díky poměrně kvalitním datům z magistrátu, tak díky mapovým

serverům, kde je dnes možné vyhledat adresu podle čísla popisného. Na základě

vytvoření geografických dat mohla začít tzv. optická optimalizace.

Optická optimalizace byla původně zamýšlena pouze jako doplněk ke kompletní

optimalizaci olomouckých svozových tras. Z výše uvedených důvodů se však stala

jedním z hlavních cílů práce, protože byla v TS využita nejvíce.

Kromě administrativních překážek byl při výpočtu analýzy Vehicle Routing

Problem další problém. Nároky na výpočet analýzy jsou při současném zadání počtu

bodů (zhruba 3300) a 10 vozidel poměrně vysoké. Software ArcGIS umí využívat pouze

jedno jádro procesoru, a tak je rychlost výpočtu velmi pomalá. Výpočet analýzy trvá

řádově desítky hodin.

Dalším problémem bylo přiřazení autům „správné“ množství odpadů, která auta

pojmou. Přidělení svozových tras autům na základě tvrzení, že stávající svozové trasy

jsou nesmyslné, jelikož jsou založené na starém systému sběru nádob (rozdělení na

svozové trasy aut, které uměly svážet pouze popelnice nebo pouze kontejnery), nebylo

možné, jelikož se oproti původním informacím systém změnil. A to zejména proto, že

bylo v průběhu tvorby práce zjištěno, že sice všechna auta dnes zvládají svážet jak

popelnice, tak kontejnery, jenže TS i nadále používají auta odděleně na různé druhy

svozových nádob. Auta s menším objemem nadstavby používají pro svoz popelnic,

protože se ekonomicky vyplatí do těchto aut vysypávat popelnice, aby se nemuselo často

cestovat na skládku. Naopak auta s větším objemem nadstavby jsou používané pouze na

kontejnery, protože se stává, že do těchto aut popelnice padají a jsou slisovány. To je

samozřejmě neekonomické, protože je pak potřeba zajistit (koupit) náhradní popelnici.

39

Navíc do těchto aut vejde větší množství odpadu, a tak je do nich lepší vysypávat

kontejnery.

Celková optimalizace by jistě byla pomocí GIS možná, ale pouze za předpokladu,

že by se zpracovatel analýz zabýval problematikou svozu odpadů několik let a to nutně za

úzké každodenní spolupráce s TS města Olomouce.

40

8 ZÁVĚR Hlavním cílem bakalářské práce bylo provést optimalizaci svozových tras

Technických služeb města Olomouce. Optimalizace by měla být navržena tak, aby byla

primárně ekonomicky výhodná, tj. trasy by se měly zkrátit jak délkově, tak časově.

Práce se skládala ze dvou hlavních částí. V první části bylo potřeba nastudovat

a zhodnotit vhodné prostředky a způsoby pro vhodné zajištění optimalizace. Jedná se

zejména o vhodnost dat, softwaru a samozřejmě zjištění vhodnosti analýz. Celá tato část

byla vyřešena rešerší, na základě které byly vybrány nejvhodnější nástroje zpracování

bakalářské práce.

V druhé části (praktické) bylo potřeba správně upravit a použít vstupní data. Byla

vytvořena řada vizualizací a provedena celá řada analýz. Mezi nejdůležitější analýzy

patřily síťové analýzy.

Atributová data byla nejprve převedena na geografická a dále pak byla podrobena

analýzám. Dále byly upraveny GPS logy, aby odpovídaly skutečnosti, jak jezdila svozová

vozidla.

Nakonec bylo celkově optimalizováno pět tras. Dvě z nich se i přes optimalizaci

prodloužily, tři se zkrátily. Vzhledem k tomu, že nebyly optimalizovány veškeré svozové

trasy v Olomouci, nelze těchto pět tras srovnávat v globálním měřítku a dělat z nich

závěry. Je možné pouze srovnávat trasy vzájemně mezi sebou a trasy před optimalizací

s trasami po optimalizaci.

POUŽITÁ LITERATURA A INFORMA ČNÍ ZDROJE

[1] SVOBODA, Vladimír. Doprava jako součást logistických systémů. Vydání první.

Praha : Radix, spol. s.r.o., 2006. 148 s. ISBN 80-86031-68-3.

[2] TOMÁŠEK, J.: Analýza a modelování tras svozu tuhého komunálního odpadu s

využitím GIS. Diplomová práce. Ostrava, 2003

Internetové zdroje:

[3] ČR a Evropa: SKLADBA KOMUNÁLNÍHO ODPADU Z DOMÁCNOSTÍ - Odpad je

energie [online]. © 2010 [cit. 2010-08-04]. Odpad je energie. Dostupné z WWW:

<http://www.odpadjeenergie.cz/fakta/cr-a-evropa/skladba-komunalniho-odpadu-z-

domacnosti.aspx>.

[4] Mapy Google [online]. 2011 [cit. 2011-08-06]. Dostupné z WWW:

<http://maps.google.com/>.

[5] Www.norc.cz/streetview [online]. c 2009 -2010 [cit. 2010-08-04]. NORC - street level

panoramic images (street-view) for Eastern and Central Europe. Dostupné z WWW:

<http://www.norc.cz/street-view/>.

[6] ArcGIS Geodatabase Topology Rules [online2004] [cit. 2010-08-04]. Dostupné z

WWW: <http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/pdf/Topology_rules_poster.pdf>.

[7] Třídění v domácnosti | Jak třídit [online]. 1992–2010 [cit. 2011-08-06]. Tříděni v

domácnosti. Dostupné z WWW: <http://www.jaktridit.cz/cz/trideni/trideni-v-

domacnosti>.

[8] LO Haná [online]. 2010 [cit. 2010-03-17]. Historie a rozvoj. Dostupné z WWW:

<http://www.lohana.cz/HistorieSkladky.html>.

[9] Banyule City Council: Rubbish and Recycling [online]. 2011 [cit. 2011-05-19].

Environmental Waste Services. Dostupné z WWW:

<http://www.banyule.vic.gov.au/waste/>.

[10] Optimalizace odpadového hospodářství města Frýdek-Místek v prostředí

GIS [online]. 2008 [cit. 2011-08-06]. Dostupné z WWW:

<http://www.geoinformatics.upol.cz/dprace/magisterske/kupca08//>.

[11] Central European Data Agency - Home [online]. 2007-2010

[cit. 2010-08-04]. Dostupné z WWW: <http://www.ceda.cz/>.

[12] Westedge - Waste Management Software - Try Our Software Now [online]. 2011

[cit. 2011-08-06]. Dostupné z WWW: <http://www.wastedge.com/>.

[13] Waste Collector - recycling and waste collection computer systems for

Councils [online]. 2011 [cit. 2011-08-06]. Dostupné z WWW: <http://www.bartec-

systems.com/>.

SUMMARY

The bachelor thesis Waste Logistics Management in Olomouc is a result of study

at department of Geoinformatics, Faculty of Science at Palacky University in Olomouc in

study programme Geoinformatics - Geography. The supervisor of the bachelor thesis was

Mgr. Jan Heisig. The main objective of this thesis is optimization of routes for Waste

management in the Czech city of Olomouc.

This work considers possibilities of integration of GIS into this logistics problem,

mainly due Network analysis such as New Route or Vehicle Routing Problem (VRP).

In the theoretical part were detected available background data, like an address

point or road feature classes. There were also collected GPS logs of existing routes.

Further was search of the best software for Network analysis - ArcGIS 10.

In the practical part there was created geodatabase of actual Waste collector

address. And all of those addresses were used to create optimization of routes by Network

Analyst extension in ArcGIS. There was used analyze New Route - for optimizing routes

for every dustmen car. At total were optimized 5 routes.

The final product of the bachelor thesis was feature classes with appointment of

waste collectors, also feature class with optimized routes. The was created .klm files with

routes (explorable in Google Earth), .gpx files (for GPS navigation) and Driving

Directions with preview to map of route and waste collectors.

PŘÍLOHY

SEZNAM PŘÍLOH

Volné přílohy

Příloha č. 1 DVD

Documents

LOGISTIKA SVOZU ODPADŮ · Univerzita Palackého v Olomouci Přírodov ědecká fakulta Katedra geoinformatiky Roman ZBRANEK LOGISTIKA SVOZU ODPADŮ V OLOMOUCI Bakalá řská práce