Diplomová práce
Návrh a implementace algoritmů pro údržbu,
Vysoká škola báňská - Technická univerzita OstravaHornická-geologická fakulta
Institut ekonomiky a systémů řízení
správu a využívání prostorových dat - linekměstské hromadné dopravy
Jiří Uchytil
vedoucí diplomové práce:
Ing. Tomáš Peňáz
Diplomová práce
pro vyhledávání spojení s využitím
Vysoká škola báňská - Technická univerzita OstravaHornická-geologická fakulta
Institut ekonomiky a systémů řízení
Petr Vinkler
vedoucí diplomové práce:
Ing. Tomáš Peňáz
existujících tras linek MHD
Návrh a implementace algoritmů
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
Navržený datový model
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
Základní objekty datového modelu
ZASTAVKA (id, nazev)
LINKA (id, cislo)
Entity realizující vazby
USEK (id, zastavka.id, zastavka.id)
LINKA_ZASTAVKA (linka.id, zastavka.id)
LINKA ZASTAVKA
ZASTAVKA ZASTAVKA
1 N
1 1
LINKA_ZASTAVKA
USEK
Použité datové zdroje
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
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
Návaznost na ročníkový projekt
Příprava datových podkladů
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
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)
Výběr vývojového prostředí
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
rychlá a snadná tvorba přenositelné aplikace
podpora formátu dat s jednoduchou strukturou
Současné řešení
správa dat v prostředí systému ARC/INFOÚkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
0 12,52,1 4,3
7,810,1
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
Základní schéma aplikace
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
STARTKONEC
KONFIGURAČNÍ SOUBOR
ZÁKLADNÍ NABÍDKA
APLIKACE PRO SPRÁVU DAT MHD
PROHLÍŽEČKA DAT FORMÁTU
SHAPE
ÚPRAVA SCHÉMATUČTENÍ
ZÁPIS
KONFIGURAČNÍ SOUBOR
ČTENÍ
Úvodní formulář
Úkoly práce
Datový model
Datové zdroje
Úprava dat
Vývojové prostředí
Současný stav
Výsledná aplikace
Závěr
• odpadá nutnost hlubokých znalostí GIS aplikací
• jednoduchý a přehledný datový model
• malé nároky na diskovou paměť počítače
• nízké pořizovací náklady
• úspory z nákladů na zaškolení obsluhy
Úkoly práce
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Současný stav
Algoritmus
Výsledná aplikace
Analýza současného stavu
Vlakový jízdní řád Idos, autobusový jízdní řád
vyhledávací aplikace MHD (Ostrava, Olomouc, Praha, Brno, Liberec, Pardubice, Hradec Králové a jiné).
Úkoly práce
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Současný stav
Algoritmus
Výsledná aplikace
Analýza současného stavu
MHD Ostrava
Prohledávání do hloubky
Úkoly práce
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Současný stav
Algoritmus
Výsledná aplikace
Charakteristika: průzkum grafu cestovatelem, který cestuje po hranách grafu a vrací se cestou, kterou přišel.
Prohledávání do šířky
Úkoly práce
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Současný stav
Algoritmus
Výsledná aplikace
Charakteristika: hledání a označení všech sousedů aktuálních bodů, nalezení nejkratší trasy
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
Vyhledání zastávek
Úkoly práce
Současný stav
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Algoritmus
Výsledná aplikace
1 2 3 4
10 11 12
56 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
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
Nalezená trasa:
1, 2, 6, 7, 8, 9
Počáteční zastávka: 1Koncová zastávka : 9
1
9
Vlastnosti zastávek:• jednoznačný identifikátor• jméno• seznam úseků• seznam zastávek• čas
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
1 2 6 7 8 9 Nalezená trasa: 1, 2, 6, 7, 8, 9
243
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 Počet
1 1 3 2
Zastávka č.1:Linka Počet
4 1 5 1
Zastávka č.6:
Úkoly práce
Současný stav
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Algoritmus
Výsledná aplikace
Vykreslení trasy
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)
Detailní vykreslení
Úkoly práce
Současný stav
Datové zdroje
Datový model
Vývojové prostředí
Algoritmus
Výsledná aplikace
Vykreslení trasy
Schématické vykreslení 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
• nalezená trasa je kompromisem mezi nejkratší trasou a trasou s nejmenším počtem přestupů
• vzhledem k časové náročnosti upuštěno od původního záměru