3.2 Планирование и оптимизация маршрута следования

Перед государственными и коммерческими компаниями, осуществляющими транспортировку грузов и пассажиров в разных отраслях транспортной сферы, стоит задача планирования и оптимизация маршрута следования. Результат выполнения этой задачи зависит от того, насколько оперативно будет собран, систематизирован и проанализирован большой объем исходных данных, которые могут меняться во времени. ГИС - удобный инструмент для выполнения данной задачи.

Планирование перевозочного процесса на железнодорожном транспорте осуществляется по принципу нахождения кратчайшего расстояния. Маршрут прокладывается в зависимости от станций отправления/назначения и промежуточных станций. Путь отображается с учетом выбранного плана формирования и даты перевозки. Также возможно построение нескольких альтернативных маршрутов и работа с ними.

Построение оптимальных маршрутов для автотранспортных компаний осуществляется на реальной улично-дорожной сети с ее возможностями и ограничениями (пропускная способность улиц, разрешенные направления движения, повороты, нештатные ситуации).

Транспортные компании чаще всего оптимизируют маршрут не по расстоянию, а по наименьшей стоимости перевозки. Эта задача решается с помощью теории графов, где каждой дуге и каждому узлу сети присваивается определенное значение. Это может быть как среднее время прохождения участка, так и коэффициент, учитывающий пропускную способность, расход топлива, возможность проезда по данному участку в определенное время и любые другие параметры.

Если для транспортировки необходимо использование нескольких видов транспорта, то геоинформационные системы в этом случае являются самой подходящей основой, поскольку они способны совмещать информацию по множеству транспортных сетей в единой базе данных и/или на одной электронной карте.

Нахождение оптимального маршрута для с/х техники — это отдельная технически сложная и экономически важная задача в агробизнесе.

Главная проблема состоит в том, чтобы свести к минимуму перекрытия и пропуски между соседними загонками и при этом повысить производительность, сократить затраты на семена, удобрения, химикаты и ГСМ.

Формирование маршрутной сети для всех видов транспорта и ее анализ в среде ГИС на базе картографической и атрибутивной информации зависит от полноты и достоверности необходимых исходных данных. В результате это позволяет существенно снизить трудоемкость и повысить оперативность всех проводимых работ, связанных с рассматриваемой тематикой. Ошибки в планировании существенно влияет на эффективность деятельности предприятия и качество обслуживания клиентов.

В больших городах, где существует не один вид городского транспорта, существует еще одна задача, решаемая средствами ГИС — построение оптимального маршрута для населения. Для того, чтобы добраться в пункт назначения, необходимо оптимизировать маршруты движения всего транспорта в комплексе: метро, автобусы, трамваи, троллейбусы, электропоезда пригородного сообщения.

В настоящее время начали распространяться различные интернет-сервисы. Это интерактивные информационные системы, позволяющего любому желающему посмотреть схемы маршрутов на карте города, найти остановку городского транспорта на карте и посмотреть соответствующие номера маршрутов, а также найти варианты проезда между двумя выбранными остановками с учетом пересадок и пеших переходов между близкорасположенными остановками.

Оптимальность формирования маршрутов с использованием ГИС 

При формировании маршрутов без использования ГИС встречаются зоны с достаточно большой загрузкой, разбивать которые на более мелкие не эффективно, поскольку изо дня в день по ним будет наблюдаться большой дисбаланс по загрузке. Такая ситуация встречается чаще всего в центре. К подобной зоне прикрепляется сразу несколько машин.

Рассмотрим для примера зону, изображенную на рис. 4.

  Рис. 4. Увеличить изображение (622x394, 119 Кб)

Маршруты без ГИС обычно начинают формироваться, когда еще не все заявки приняты, и по мере их поступления осуществляется автоматическое наполнение машин, привязанных к этой зоне. В результате, если графически отобразить такие маршруты, то они будут выглядеть так, как изображено на рис. 4 (красная, синяя и желтая линии).

Сразу бросается в глаза, что маршруты получаются разреженными и машины ездят по одним и тем же местам. Теоретически, после получения всех заявок, оператор, основываясь на адресах торговых точек, может перетасовать маршруты таким образом, чтобы они стали более-менее плотными, однако, это будет занимать значительное время уже в конце дня, когда надо печатать документы, собирать на складе комплекты для погрузки, и, как показывает практика, операторы этим обычно себя не загружают. Таким образом, для развозки по этой зоне в нашем примере используются три машины ГАЗ.

При использовании ГИС, за счет большой скорости расчета маршрутов (1-3 минуты вместо 1,5 часов), появляется возможность формировать маршруты, уже после того, как поступили все заявки с торговых точек (см. рис. 5). В результате маршруты получаются плотными (красная и синяя линии) и машины при этом оказываются оптимально загруженными.

  Рис. 5. Увеличить изображение (622x394, 114 Кб)

На рис. 5 изображено, как остатки по этой зоне и заодно по близлежащим точкам из соседних зон развозят более легкие машины (зеленая линия). В результате для обслуживания данной зоны используются лишь две машины ГАЗ, движущиеся по оптимальным маршрутам, и дополнительно одна более легкая машина ГАЗель, заодно захватывающая груз по заявкам с точек, который не уместился в тяжелых машинах.

Таким образом, маршруты, сформированные при помощи ГИС, оказываются более плотными, чем при ручном формировании, тяжелые машины оптимально загруженными, а остатки по зоне развозят более легкие машины.

Разница между ручным и автоматическим (с помощью ОПТИМУМ ГИС) формированием маршрутов доставки груза наглядно продемонстрирована в таблицах 1 и 2, соответственно. При доставке 489 накладных суммарным весом 136 393,3 кг система сократила общий километраж на 193 км (т.е. на 15,5%) и распределила груз по машинам так, что три автомобиля остались порожними в парке, а общее количество маршрутов уменьшилось на четыре выезда. Для наглядности в таблице перегруз кузова выделен красным цветом, а недогруз — желтым. Выигрыш по стоимости топлива в данном случае составил 1 220 руб. или 16%.