380 likes | 545 Views
Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Hornická-geologická fakulta Institut ekonomiky a systémů řízení. Diplomová práce. Návrh a implementace algoritmů pro údržbu,. správu a využívání prostorových dat - linek. městské hromadné dopravy. vedoucí diplomové práce: Ing. Tomáš Peňáz.
E N D
Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Hornická-geologická fakulta Institut ekonomiky a systémů řízení Diplomovápráce Návrh a implementace algoritmů pro údržbu, správu a využívání prostorových dat - linek městské hromadné dopravy vedoucí diplomové práce: Ing. Tomáš Peňáz Jiří Uchytil
Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Hornická-geologická fakulta Institut ekonomiky a systémů řízení Diplomovápráce pro vyhledávání spojení s využitím Návrh a implementace algoritmů existujících tras linek MHD vedoucí diplomové práce: Ing. Tomáš Peňáz Petr Vinkler
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
Základní objekty datového modelu ZASTAVKA (id, nazev) 1 N ZASTAVKA LINKA LINKA_ZASTAVKA LINKA (id, cislo) Entity realizující vazby 1 1 USEK (id, zastavka.id, zastavka.id) ZASTAVKA ZASTAVKA USEK LINKA_ZASTAVKA (linka.id, zastavka.id) Navržený datový model Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace
Použité datové zdroje Návaznost na ročníkový projekt • 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 Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace
Příprava datových podkladů • 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) Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace
Výběr vývojového prostředí • podpora formátu dat s jednoduchou strukturou Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace • rychlá a snadná tvorba přenositelné aplikace
Současné řešení správa dat v prostředí systému ARC/INFO Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace 0 12,5 2,1 4,3 10,1 7,8
Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace
Základní schéma aplikace KONFIGURAČNÍ SOUBOR Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace APLIKACE PRO SPRÁVU DAT MHD ČTENÍ ZÁKLADNÍ NABÍDKA START KONEC PROHLÍŽEČKA DAT FORMÁTU SHAPE KONFIGURAČNÍ SOUBOR ČTENÍ ÚPRAVA SCHÉMATU ZÁPIS
Úvodní formulář Úkoly práce Datový model Datové zdroje Úprava dat Vývojové prostředí Současný stav Výsledná aplikace
Závěr • odpadá nutnost hlubokých znalostí GIS aplikací • malé nároky na diskovou paměť počítače • úspory z nákladů na zaškolení obsluhy • jednoduchý a přehledný datový model • nízké pořizovací náklady
Analýza současného stavu Úkoly práce Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Současný stav Algoritmus Výsledná aplikace • Vlakový jízdní řád Idos, autobusový jízdní řád • vyhledávací aplikace MHD (Ostrava, Olomouc, Praha, Brno, Liberec, Pardubice, Hradec Králové a jiné).
Analýza současného stavu MHD Ostrava Úkoly práce Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Současný stav Algoritmus Výsledná aplikace
Prohledávání do hloubky Charakteristika: průzkum grafu cestovatelem, který cestuje po hranách grafu a vrací se cestou, kterou přišel. Úkoly práce Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Současný stav Algoritmus Výsledná aplikace
Prohledávání do šířky Charakteristika: hledání a označení všech sousedů aktuálních bodů, nalezení nejkratší trasy Úkoly práce Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Současný stav Algoritmus Výsledná aplikace
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
2 3 4 1 1 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 7 6 9 9 8 5 Počáteční zastávka: 1 Koncová zastávka : 9 10 11 12 Vyhledání zastávek Úkoly práce Současný stav Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Algoritmus Výsledná aplikace • Vlastnosti zastávek: • jednoznačný identifikátor • jméno • seznam úseků • seznam zastávek • čas Nalezená trasa: 1, 2, 6, 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 1 2 6 7 8 9 Nalezená trasa: 1, 2, 6, 7, 8, 9 3 4 2 Zastávka č.1: Zastávka č.6: Linka Počet 1 1 3 2 Linka Počet 4 1 5 1 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
Vykreslení trasy Detailní vykreslení Úkoly práce Současný stav Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Algoritmus Výsledná aplikace 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)
Vykreslení trasy Schématické vykreslení Úkoly práce Současný stav Datové zdroje Datový model Vývojové prostředí Algoritmus Výsledná aplikace • 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 • vzhledem k časové náročnosti upuštěno od původního záměru • nalezená trasa je kompromisem mezi nejkratší trasou a trasou s nejmenším počtem přestupů