Анализ программ ГИС класса в транспортной логистике

    «ГИС  грузовых перевозок» применяет программное обеспечение компании ESRI и построена по клиент-серверной архитектуре. В качестве клиента используется JAVA-апплет, что позволяет обойтись без установки на рабочих компьютерах пользователей специального программного обеспечения, а также избежать проведения работ по его поддержке – обслуживанию и обновлению, которые происходят автоматически. Для полноценного функционирования в системе достаточно web-браузера.

    Карта состоит из различных слоев –  областей, городов, автомобильных дорог, водных и инфраструктурных объектов ОАО «РЖД»: станций, перегонов, предприятий сети обслуживания клиентов и др. Клиентское приложение имеет дружественный интерфейс, удобные органы навигации и управления картой.

    На  сегодняшний день в «ГИС грузовых перевозок» решаются следующие задачи:

    • отображение на карте России географических объектов и информации о них;

    • отображение объектов инфраструктуры «РЖД» – станций, перегонов, предприятий  сети обслуживания клиентов;

    • справочный расчет маршрута и стоимости  перевозки груза с визуализацией  на карте;

    • поиск и отображение информации о положении вагонов, контейнеров  и об отдельных отправках с  указанием их местонахождения;

    • отображение предприятий-клиентов и их производственных характеристик;

    • отображение грузопотоков в различных  разрезах;

    • отображение прогнозов перевозок  грузов. По каждому объекту на карте  можно получить подробную справочную информацию. Достаточно указать мышкой на интересующий объект, и во всплывающем диалоге появятся сведения не только о нем, но и некоторых других в окрестностях.

    Система позволяет в режиме реального  времени отображать на карте движущиеся объекты (при подключении к источникам информации об их местонахождении).

    Данные  функции позволяют владельцу отслеживать продвижение своего груза к станции назначения и планировать дальнейшие действия на основе предполагаемого времени прибытия. В некоторых ситуациях вагон с грузом по какой-либо причине может отклониться от маршрута, указанного в накладной. В этом случае на карте будут указаны первоначальный и скорректированный маршруты. В этих режимах используются сервисы системы ЭТРАН. Пользователь может получить сведения о грузовых перевозках по интересующей его станции или группе станций, а также дороге.

    Информация  будет представлена как в виде таблиц, так и в виде наглядных  интерактивных диаграмм на карте. Данный режим также позволяет запрашивать  прогноз перевозок с горизонтом в один год.  

    Пользователи  часто интересуются, каким образом  система прогнозирует перевозки. Для этого используется авторегрессионная факторная модель. Она основывается на анализе временных рядов (уже свершившихся в прошлом перевозок), в процессе детального изучения выделяется сезонная составляющая и тренд (тенденция к росту или снижению объемов перевозок). Также анализируется влияние различных показателей экономики на перевозки той или иной группы грузов. На основании полученных результатов модель экстраполирует временной ряд на прогнозируемый период.

    Возникает вопрос: «Какова точность прогноза?». В настоящее время осуществляются оперативное (помесячно, на три месяца) и среднесрочное прогнозирования (поквартально, на один год). Прогноз основывается на ежемесячных данных объемов перевозок. К сожалению, прогнозирование на меньший период времени невозможно, т.к. в течение месяца может наблюдаться неравномерность перевозок, учесть которую нельзя.

    Также пользователи интересуются влиянием капитальных  ремонтов и других подобных факторов на результаты прогнозирования. Их точность зависит от регулярности ремонтов. Если это сезонные работы, происходящие в одно и то же время, то их влияние автоматически учитывается моделью при анализе свершившихся перевозок и формировании сезонной составляющей, и таким образом они не сказываются на его точности. Если работы происходят в экстренном порядке, то, соответственно, регулярность временных рядов нарушается и точность данных на выходе снижается.

    В «ГИС грузовых перевозок» предусмотрена  возможность получения информации об объемах грузопотоков по каждому транспортному коридору.

      В данном режиме пользователь выбирает интересующий его коридор и время перевозки. При этом существуют дополнительные опции «с накопительным итогом» и «сравнение с прошлым годом», которые позволяют видеть более полную картину перевозок. Полученные результаты также отображаются в виде таблиц и в форме диаграммы.

    В системе предусмотрена возможность  запроса информации по грузоперевозкам  в странах сотрудничества. Данные отображаются в виде потоков по направлениям перевозок.

    При необходимости ГИС позволяет сравнить динамику перевозок по периодам, получить более подробные сведения по каждому направлению.[7] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3 Управление парком транспортных средств 

    Геоинформационные технологии позволяют не только планировать перевозки, но и контролировать их. Во многих странах всё большую популярность приобретает слежение за транспортными средствами с помощью GPS. Структура такой системы проста: на автомобиль (локомотив, судно, самолет) устанавливается GPS-приемник, координатная информация с которого по радиоканалу передается в диспетчерский центр и аккумулируется в базе данных. Естественно, что ГИС-продукты используются и здесь - для отображения этой координатной информации в географическом контексте. Так, например, модуль ArcGIS Tracking Analyst позволяет следить за перемещениями одного или нескольких объектов в режиме реального времени. Это позволяет обнаружить отклонения от графика движения, принимать меры к их устранению, прогнозировать время доставки и информировать заказчиков. Кроме того, Tracking Analyst позволяет сохранять траектории движения транспортных средств и анализировать их в дальнейшем, например, проигрыванием в разных масштабах времени.

    Пока  такие системы довольно дороги для  массового внедрения, хотя на поездах и дальних автомобильных перевозках они себя уже оправдывают. Впрочем, сейчас есть очень интересная перспектива развития этого направления с помощью передачи данных по сетям сотовой связи. Ведь все крупные города и автомагистрали уже охвачены сотовой связью. И уже есть примеры передачи GPS-данных с помощью SMS в сетях стандарта GSM. Но реальный прорыв можно ожидать с появлением устройств передачи данных по стандарту GPRS и развитием сетей этого стандарта.[5] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.4 Преимущества продуктов ESRI для построения транспортных ГИС 

    Несмотря  на то, что ГИС очень хорошо подходят для использования на транспорте, есть некоторые особенности, затрудняющие внедрение этих систем. Одна из них  заключается в том, что подавляющее  большинство ГИС-пакетов оперируют только декартовыми координатами объектов (x, y). В то же время для дорог очень важны координаты линейные (в километрах от заданной точки).

    ESRI уже давно предложено решение  в ArcInfo, названное динамической  сегментацией (теперь чаще употребляется термин «поддержка системы линейных координат»). Суть его состоит в том, что поверх сети линейных объектов наносится сеть фиксированных маршрутов. Любая точка на маршруте может идентифицироваться и парой координат (x,y), и расстоянием от начальной точки маршрута. Таким образом, мы получаем систему линейных координат, привычно ассоциируемую с дорогами. Точки, указанные в линейных координатах, называются событиями. Более того, в ArcInfo были введены не только точечные, но и линейные события, идентифицируемые начальной и конечной точкой. События могут представлять как временные объекты (например, ДТП), так и постоянные (например, тип покрытия н朒 данном участке). Динамическая сегментация - очень удобный механизм для работы с дорожными сетями. Маршруты могут произвольным образом проходить по связанной сети линейных объектов, они могут пересекаться и даже иметь общие участки. Например, одно и то же шоссе может иметь и номер европейской сети маршрутов (скажем, E105), и российский федеральный номер дороги (М10). При этом система позволят свободно пересчитывать положение события между координатами нескольких маршрутов, а также декартовыми координатами. Это особенно удобно, например, при работе с приемником GPS.

    Чтобы оценить преимущества динамической сегментации, попробуйте представить себе, как можно было бы обойтись без нее. Например, вместо того, чтобы формировать маршруты (тот же М10) из готовых дорог, нам пришлось бы создавать отдельный картографический слой федеральных маршрутов, причем линии в этом слое должны совпадать с реальными дорогами, по которым эти маршруты проходят. Аналогичным образом нужно было бы создать самостоятельный слой европейской сети маршрутов, потом слой региональных дорог и т.д. Теперь, если понадобится откорректировать какую-то дорогу, потребуется внести изменения во все слои, где эта дорога присутствует. Это не только дополнительный труд, но и еще один серьезный источник ошибок! Или вот другая ситуация: чтобы разным участкам одной дороги присвоить разные атрибуты, мы должны каждый такой участок выделить как отдельный сегмент полилинии. Это делается созданием псевдоузла - точки, в которой нет реального соединения или пересечения дорог, но которая нужна для разбиения линейного объекта. А ведь атрибутов может быть достаточно много, и каждый из них может меняться в разных точках дороги. Придется создавать столько псевдоузлов, сколько уникальных комбинаций атрибутов имеется на этой дороге. И самое главное - создание и удаление псевдоузлов требует повторного построения топологии, что приводит к полной блокировке данных на время выполнения этой операции и их недоступности другим пользователям. А если нам нужно, например, регулярно вносить информацию о проведенных ремонтах участков дорог, получается, что БД ГИС будет постоянно находиться в режиме монопольного редактирования, которое, на самом-то деле не нужно: ведь сама сеть не меняется, меняются только атрибуты. Очевидно, что псевдоузлы - слишком уж тяжеловесный выход из ситуации. А динамическая сегментация не имеет всех этих проблем. (От редакции ArcReview. В версии ArcGIS 8.3 все функции динамической сегментации, входившие в ArcInfo Workstation, а также ряд новых возможностей, теперь доступны не только в ArcInfo desktop, но и в ArcEditor, а часть этих функций включена и в ArcView.

    Разрабатывая технологию ArcGIS 8, компания ESRI внесла кардинальные изменения в модель данных. Была создана новая модель пространственных данных - база геоданных (БГД). И ее ключевыми элементами являются поддержка многослойной топологии, геометрических сетей и составных объектов.

    Раньше, в модели данных покрытия, связанными могли быть только два типа объектов - узлы и дуги сети. Это далеко не всегда удобно. Например, для корректного  моделирования железной дороги нам  пришлось бы и целые станции, и  отдельные стрелки представлять одним классом точечных объектов - узлами сети. В БГД мы можем создать отдельный класс стрелок и отдельный класс станций, причем и те, и другие будут элементами одной геометрической сети. Точно также, в одной геометрической сети можно иметь несколько классов линейных объектов. И все объекты всех этих классов будут связаны топологическими отношениями.

    Межслойная  топология и поведение объектов в базе геоданных позволяют реализовать, например, такую возможность: при  перемещении точечного объекта-перекрестка будут автоматически изменяться и линейные объекты-дороги, которые сходятся в этом перекрестке. Таким образом, в ArcGIS 8 мы получили новый инструментарий топологического редактирования пространственных данных.

    Еще одна известная проблема в реализации ГИС - это сочетание разномасштабных данных: хотелось бы иметь в одной информационной системе и обобщенное сетевое представление, где сложные объекты представляются точками, и, в то же время, более детальные внутренние планы самих этих объектов. Реализовать это можно несколькими способами. Первый - создать два представления пространственных данных - детальное и генерализованное. Это достаточно удобное решение, поскольку ПО ГИС позволяет включать и выключать отображение отдельных слоев, причем это можно делать автоматически, используя механизм масштабно-зависимого отображения. Этот способ не требует сложной функциональности в ГИС-пакете, но требует больше затрат со стороны пользователя на создание нескольких версий данных.

    Масштабно-зависимое  отображение было реализовано в продуктах ESRI давно - еще в ArcView 1 можно было для каждого слоя карты указать интервал масштабов, в пределах которого этот слой будет прорисовываться на экране. Благодаря этому можно, например, создать несколько слоев сети автодорог разной степени генерализации; и в каждый момент будет прорисовываться только тот из них, который соответствует текущему масштабу отображения. Недостаток этого метода очевиден - каждый слой существует самостоятельно, и если вы вносите изменения в один из них, нужно будет вручную поправить и все остальные. Кроме того, эти слои нельзя было связать топологически.