Теоретическая часть. 
Транспортные геоинформационные технологии

Построение и оптимизация маршрутов на существующей дорожной сети

В больших городах построение и оптимизация маршрутов на существующей дорожной сети — насущная задача. В Москве, например, больше тысячи маршрутов общественного транспорта (не считая «маршруток»). Удержать их в одной голове и тем более проанализировать просто невозможно. К тому же оптимизировать нужно не один вид транспорта, а всех их в комплексе — метро, автобусы, трамваи, троллейбусы, электрички. Эта задача — наиболее сложная организационно, так как требует координации большого количества управляющих организаций. Она сложна также и технически, так как требует сбора, систематизации и анализа большого объема исходных данных.

Геоинформационные системы могут предложить целый ряд инструментов для решения этой задачи.

Прежде всего, нужно выполнить транспортное районирование города на основе анализа застройки и естественных препятствий для передвижения. Эта работа сложна для автоматизации, но и выполняется не так часто. Поэтому обычно она делается вручную, и ГИС — самый подходящий для нее инструмент. Делается это все равно на карте, и чем более удобный инструмент будет в руках эксперта — тем более качественный результат получится.

Далее, средства пространственного анализа, имеющиеся в модуле ArcGIS Spatial Analyst, позволяют определить транспортную потребность районов города на основе анализа различных факторов — плотности населения, уровня автомобилизации, размещения центров притяжения (вокзалы, рынки, крупные торговые центры, развлекательные комплексы) и т. д. Естественно, выполнять такой анализ удобно на основе цифровой карты и районирования, также подготовленных в ГИС.

Затем, средства анализа сетей, имеющиеся в модуле ArcGIS Network Analyst, позволяют строить оптимальные маршруты на реальной улично-дорожной сети с ее возможностями и ограничениями (разрешенные направления движения, повороты, пропускная способность улиц и т. д.). Можно также использовать функциональность ArcLogistics Route или наш Логистик для достижения максимальной эффективности перевозок заданным парком транспортных средств. Реальные примеры уже имеются.

Наконец, база данных маршрутов пассажирского транспорта с неотъемлемой (гео)графической составляющей — прекрасная основа и для подготовки традиционных карт транспорта, и для создания интерактивных информационных систем для населения. Например, для Интернет-сервиса, позволяющего любому желающему найти свой путь из точки, А в точку Б по действующим маршрутам пассажирского транспорта.

Здесь следует также отметить, что средства анализа, имеющиеся в ГИС, позволяют не только прокладывать маршруты по существующей улично-дорожной сети (УДС), но и оценивать эффективность самой этой сети, вычислять узкие места, планировать развитие. Практически в любом городе можно найти примеры, когда длина даже самого оптимального маршрута по имеющейся УДС во много раз превышает геометрически кратчайшее расстояние между пунктами отправления и назначения (при том, что на идеальной сети превышение не может быть больше 40%). Причины этого — низкая связность сети, обусловленная препятствиями (железные дороги, реки и, как ни парадоксально, магистрали непрерывного движения при нашей хронической недостаточности развязок), а также неудачная организация движения.

Результат — значительный перепробег для всех участников дорожного движения: и общественного транспорта, и коммерческого, и личного. Ну, а последствия известны — пробки, шум, загазованность, ускорение износа дорожного полотна.