GIS efektywnym narzędziem wspomagającym analizy komunikacyjne

(1)

Seria: T R A N SPO R T z. 47 N r kol. 1586

A nna Ż A K 1, Jan G R E G O R O W IC Z

2 GIS EFEKTYWNYM NARZĘDZIEM WSPOMAGAJĄCYM ANALIZY KOMUNIKACYJNE

Streszczenie. System G IS to oprogram ow anie system ow e służące do obsługi m ap cyfrow ych i skorelow anych z nim i baz danych, szeroko w ykorzystyw ane w analizach kom unikacyjnych. W artykule przedstaw iono w ybrane przykłady zastosow ań w dziedzinie transportu kołow ego.

GIS AN EFFECTIVE TOOL FOR SUPPORTING TRANSPORT ANALYSIS

Sum m ary. G IS - com puter system as assistance tool to attend num eral m aps and correlated w ith them databases using for transport analysis. In the article are presented exam ples o f application in the analysis o f road traffic and public transport.

1. S Y STE M Y G IS I B A ZY D A N Y CH

System G IS (G eographical Inform ation System ) to oprogram ow anie system ow e służące do obsługi m ap cyfrow ych i skorelow anych z nim i baz danych, które polega na w spom aganiu tw orzenia m ap tem atycznych, ich przechow yw aniu oraz analizie danych znajdujących się n a m apie i w bazach danych.

N ow a dyscyplina, ja k ą staje się analiza danych przestrzennych za p o m o cą GIS, otw iera szereg m ożliw ości także w dziedzinie transportu. W iększość danych, zbieranych w e w spółczesnym św iecie, m a odniesienie geograficzne, a w ięc istnieje m ożliw ość ich przetw arzania w system ach GIS.

G łó w n ą cech ą system ów G IS je s t połączenie (sprzężenie) m iędzy obiektem (jego dane geom etryczne s ą graficznie przedstaw iony na m apie) a je g o atrybutam i, które s ą przechow yw ane w bazie danych, natom iast głów nym zadaniem je s t w ykonyw anie bazow ych i m iędzybazow ych analiz przestrzennych. System G IS pozw ala opisać obiekt d o w o ln ą liczbą inform acji różnego typu, np.: danym i liczbow ym i, tekstow ym i, graficznym i, dźw iękow ym i.

C ech ą szczególną system ów G IS je s t zdolność przetw arzania różnorodnych typów danych, np. w ektorow ych, rastrow ych i atrybutow ych zaw artych w bazach danych. Inform acja zw iązana z pojedynczym obiektem m oże być przechow yw ana w pojedynczych rekordach bazy danych, ale rów nież poprzez identyfikator m oże m ieć sprzężenie z w ielom a bazam i.

K om puterow e system y baz danych s ą ro zw in iętą g ru p ą oprogram ow ania. Ich zadanie sprow adza się do przechow yw ania, a następnie do przetw arzania inform acji o analizow anych

1 Katedra Komunikacji Lądowej, Politechnika Śląska Gliwice e-mail: annazak@polsl.gIiwice.pl

" PPU „INKOM” S.C. Katowice e-mail: inkom@inkom.bptnet.pl

(2)

536 A . Ż ak, J. G regorow icz

elem entach. D ane o atrybutach w program ach G IS s ą pozyskiw ane z różnych źródeł, którym i m o g ą być zarów no istniejące bazy danych, ja k i now e tw orzone specjalnie n a potrzeby GIS.

D zisiejsze G IS -y p o zw alają n a dow olne kształtow anie struktur b az danych, a ich objętości praktycznie nie m a ją ograniczeń technicznych. D ostępne silniki bazodanow e p o z w a la ją n a przechow yw anie danych zarów no w postaci skupionej, ja k i rozproszonej i je s t to uzależnione jed y n ie od sposobu organizacji struktury G IS-u.

Z alety G IS -ow ych baz danych to m iędzy innym i:

łatw ość u zupełniania i w eryfikacji spójności danych, łatw ość w yszukiw ania potrzebnej inform acji, konieczność standaryzacji danych,

łatw ość w ykonyw ania operacji im port/eksport danych z uw agi n a ogólnie przyjęte form aty p lik ó w w ym iany,

m ożliw ość w prow adzenia hierarchii dostępu do baz danych oraz ochrony zasobów . D zięki system om ty p u G IS m ożliw e są p rz e d e w szystkim :

- autom atyzacja przetw arzania danych geograficzno-inform acyjno-statystycznych, przyspieszenie p ro cesó w decyzyjnych,

szybki dostęp do inform acji, w izual izacj a inform acj i, ak tualizacja danych.

2. D A N E D O A N A L IZ K O M U N IK A C Y JN Y C H

W analizach kom unikacyjnych je d n ą z podstaw ow ych baz danych je s t tzw. „plan adresow y” , który w iąże zapis adresu pocztow ego z konkretnym punktem n a m apie (w spółrzędne x, y). W przypadku realizow ania, w danej jed n o stce adm inistracyjnej program u G IS, je s t to je d n a z je g o pierw szych realizow anych w arstw tem atycznych (rys. 1), k tó rą p ozyskuje się do dalszego w ykorzystania w analizach kom unikacyjnych [

5

],

R y n e k G łó w n y 9b "

• .

Rys. 1. Plan adresowy Fig. 1. Address plan

(3)

W zależności od zakresu w ykonyw anych analiz kom unikacyjnych, geokodow aniu m o g ą p o d le g a ć następujące bazy danych:

baza PE SEL (w ykorzystyw ane s ą je j elem enty nie podlegające ustaw ie o ochronie danych osobow ych),

- baza o zatrudnieniu (z rozbiciem na poszczególne sektory),

baza o pojazdach (bez m ożliw ości identyfikacji m arki, rocznika i innych danych o charakterze handlow ym ),

- bazy z pom iarów i badań ruchu,

- baza o przystankach kom unikacji zbiorow ej, baza o p rzebiegach linii kom unikacyjnych.

P onadto dla potrzeb analiz m o g ą być zakładane następujące bazy danych:

zw ektoryzow ane, uproszczone strefy funkcjonalne na rozpatryw anym terenie, baza danych o sieci drogow o-ulicznej (plan osiow y),

bazy danych o oznakow aniu pionow ym i poziom ym , bazy danych dotyczące ew idencji pasa drogow ego,

- bazy danych dotyczące infrastruktury technicznej zw iązanej z pasem drogow ym , itp.

T ak przygotow ane b azy s ą p o d staw ą do przeprow adzenia szeregu analiz kom unikacyjnych oraz zagregow ania danych do w ykonania sym ulacji ruchow ych za p o m o cą specyfikow anego oprogram ow ania kom unikacyjnego.

3. A N A L IZ Y K O M U N IK A C Y JN E I SY M U LA CJE R U C H O W E

A naliza je s t procesem poszukiw ania inform acji zaw artej w zbiorze danych. M oże się sprow adzać do w izualnej oceny rozkładu danych przestrzennych zobrazow anych w postaci m apy, je s t także w spom agana przetw arzaniem danych w system ie G IS. A n aliza danych dostarcza podstaw do form ułow ania now ych hipotez, pom aga prow adzić plany inw estycyjne, m oże ułatw iać eksploatację istniejącej sieci drogow o-ulicznej [1], [2], [4],

W w yniku w ykonyw anych operacji m iędzybazow ych m ożna uzyskać, a także w izualizow ać inform acje dotyczące, m iędzy innym i:

- rozkładu przestrzennego w skaźnika m otoryzacji (rys.

2

),

Rys. 2. Rozkład przestrzenny wskaźnika motoryzacji Fig. 2. Arrangement o f motorization ratio

(4)

538 A. Ż ak, J. G regorow icz

- m odelu ruchu dla stanu istniejącego (rys.3),

Rys. 3. Obciążenie sieci ruchem drogowym Fig. 3. Traffic assignment

- m odelu ruchu dla stanu prognozow anego (rys.4),

Rys. 4. M odel ruchu prognozowanego Fig. 4. Traffic forecast

(5)

- ruchliw ości m ieszkańców ,

- analiz przepustow ości układu drogow o-ulicznego (rys.5),

Rys. 5. Odcinki o wyczerpanej przepustowości lub posiadające rezerwę przepustowości Fig. 5. Analysis o f road capacity

- dla sieci kom unikacji zbiorow ej:

- obrazu przew ozów pasażerskich rozłożonych na sieć, obrazu oferty przew ozow ej z rozłożeniem na sieć (rys.

6

),

Rys. 6.

Fig. 6.

Oferta przewozowa w dobie i godzinie szczytu Daily and peak hour offer o f public transport

(6)

540 A . Ż ak, J. G regorow icz

- lokalizacji i obciążenia poszczególnych przystanków , - w ym iany pasażerów n a przystankach,

- średniej rzeczyw istej prędkości kom unikacyjnej na odcinkach m iędzyprzystanko- w ych,

- analiz izochronow ych (rys.7),

Rys. 7. Izochrony obsługi komunikacyjnej Fig. 7. Isochrone analysis

- dla linii kom unikacji zbiorow ej:

- p otoku pasażerskiego na całej linii,

- w ym iany pasażerów n a przystankach danej linii, - częstotliw ości kursow ania,

- punktualności,

- w ykorzystania zdolności przew ozow ej linii w dobie,

(7)

- dla tras kom unikacji row erow ej przy założonych strefach dojścia (dojazdu) [3]:

- łą c z n ą pow ierzchnię terenu w strefie, także w rozbiciu n a poszczególne jej rodzaje (z a g o sp o d aro w an ą n ieza g o sp o d aro w an ą leśn ą itp.),

- liczbę ludności zam ieszk ałą w strefie, także w podziale na grupy w iekow e.

4. W Y K O R Z Y STA N IE G IS DO A N A LIZ K O M U N IK A C Y JN Y C H N A T E R E N A C H G Ó R N IC ZY C H

N a terenach objętych w pływ em podziem nej eksploatacji górniczej w ystępuje zjaw isko górniczych deform acji terenu. S ą to zjaw iska o charakterze czasoprzestrzennym . B azy danych p o zw alają na grom adzenie, przechow yw anie, przetw arzanie danych górniczych o prognozow anych (rys.

8

), a także pom ierzonych param etrach górniczych deform acji terenu.

Ponadto m o g ą zaw ierać inform acje o dokonanej płytkiej eksploatacji, uskokach i innych deform acjach nieciągłych itd.

Rys. 8. Prognozowane deformacje górnicze Fig. 8. Prognosis o f mining deformation

5. PO D SU M O W A N IE

K om puterow e system y inform acji przestrzennej zn ajd u ją coraz szersze zastosow anie w różnych dziedzinach transportu. S ą przydatnym narzędziem w zarządzaniu drogam i, ruchem , infrastrukturą tech n iczn ą dając m ożliw ość lepszego i trafniejszego podejm ow ania decyzji. E fektyw ne funkcjonow anie adm inistracji drogow ej w ym aga łatw ego i szybkiego dostępu do inform acji w raz z m o żliw o ścią je j bieżącej aktualizacji. Planow anie i projektow anie dróg, ich bieżąca eksploatacja oraz prace studialne m u s z ą być w spom agane

(8)

542 A. Ż ak, J. G regorow icz

specjalizow anym oprogram ow aniem . W yżej w ym ienionym i technologiam i w latach 1996 - 2003 były realizow ane studia i analizy kom unikacyjne następujących jed n o stek adm inistracyjnych: Sosnow ca, G liw ic, Zabrza, Jaw orzna, R udy Ś ląskiej, B ytom ia, aglom eracji katow ickiej w kontekście budow y D TŚ, autostrady A l i A4.

L iteratura

1. Ż ak A.: W ykorzystanie program u G IS w zarządzaniu drogam i. T ransport M iejski 1/2000.

2. Ż ak A ., G regorow icz J., T rybuś P.: W ykorzystanie G IS -ó w do p rojektow ania i eksploatacji system ów drogow o-ulicznych. K onferencja naukow o-techniczna „System y inform atyczne w spom agające zarządzanie drogam i i ruchem drogow ym ” . B ydgoszcz 2 0 0 0.

3. Ż ak A.: K oncepcja system u ciągów row erow ych dla Sosnow ca. T ransport M iejski 10/1999

4. Ż ak A ., G regorow icz J.: W ykorzystanie G IS do w ykonyw ania analiz przestrzennych kom unikacji zbiorow ej. T ransport M iejski 7-8/2002.

5. Ż ak A .: W ykorzystanie G IS w przygotow yw aniu m ateriałów do analiz kom unikacyjnych w rejonach zurbanizow anych. X L V II K onferencja N au k o w a „K rynica 20 0 1 ” .

A bstract

A nalysis o f road traffic (prognosis, sim ulations) and m anagem ent o f public transport needs an effective tool as is GIS. T he design and m aintenance o f road netw ork, especially on m ining areas are also supporting by possibilities o f GIS.