Przykład planowania sieci publicznego transportu zbiorowego

Transkrypt

Przykład planowania sieci publicznego transportu zbiorowego
2016-01-27
TRANSPORT
PUBLICZNY
Przykład planowania sieci
publicznego transportu
zbiorowego
Źródło: Bieńczak M., 2015
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
1
METODYKA
ZAŁOśENIA
• Dostarczanie pasażerom połączeń o możliwie krótkim czasie
przejazdu (założenie I)
• Przyjęcie pewnego, zadanego wypełnienia środków transportu
(założenie II)
• Przyjęcie minimalnego zapotrzebowania na PTZ, dla którego
wskazane jest uruchomienie linii (założenie III)
Dane wejściowe
założenie II
ETAP I
ETAP II
założenie III
założenie I
Dane wyjściowe
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
2
1
2016-01-27
METODYKA - KONCEPCJA
Przy następujących ograniczeniach:
• lista
• pojemność środka transportu
narejonów
całej transportowych (nazwa, numer)
• zbiór linii wszystkich rozważanych gałęzi PTZ
długości linii nie może być
• czasy przejazdów pomiędzy rejonami dla
przekroczona
rozważanych
gałęzi PTZ
• przewóz jest możliwy tylko tam,
gdzie
• środkami
czasy przesiadek
linia PTZ jest obsługiwana
• macierz ruchu dla podróży realizowanych PTZ
transportu
• informacje o pojemnościach środków
• każdy pasażer będzie obsłużony
transportu
dokładnie taką gałęzią transportu
jakiej
• zakładane wypełnienie środków transportu.
potrzebuje
Dane wejściowe
• liczba kursów środków transportu jest
liczbą naturalną
• zakładane wypełnienie środków
• przekroczone
siatkaIPTZ – zbiór linii ETAP II
transportu nie jest
ETAP
• liczba kursów na poszczególnych liniach
w zadanym
czasie
Poszukuj minimalnej liczby
kursów
obsługiwanych środkami transportu dla
podróży z/do rejonów, w których
występuje zadane zapotrzebowanie na
Znajdź zestaw najkrótszych
ścieżek w grafie
Dane wyjściowe
PTZ.
.
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
3
Indeksy:
i - rejon początkowy
j - rejon końcowy
k - rodzaj środka transportu
m - linia PTZ
≤ ∙ ∈,.., = Dane wejściowe:
Uijk – zapotrzebowanie na przejazd z i do j środkiem k
Ck – pojemność środka transportu k
Lkm – przebieg m- tej linii dla środka transportu k
Xm – zbiór przystanków m- tej linii PTZ
,
= Wartości szukane:
Nkm – liczba środków transportu k obsługujących m
Pkmij – liczba osób w PTZ miedzy i a j w kursie m środkiem k
,
∈ /{0}
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
4
2
2016-01-27
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
5
METODYKA
PROCEDURA
Dla danego zbioru linii RPTZ
Dane wejściowe: czasy przejazdu między rejonami transportowymi dla
Budowa grafu wszystkich
odzwierciedlającego
siećczasy
RPTZ
rodzajów środków RPTZ,
przesiadki między wszystkimi
Wykonaj: rodzajami RPTZ w każdym rejonie transportowym
Budowa grafu odzwierciedlającego sieć RPTZ
dla każdego
rejonu transportowego przypisz tyle wierzchołów grafu ile
Wykonaj:
dla każdego
rejonu transportowego
przypisz
tyle wierzchołów grafu ile
rodzajów środków
transportu
jest w nim
dostępnych
rodzajów środków transportu jest w nim dostępnych
jeżeli możliwajeżeli
jestmożliwa
przesiadka
między
takim
samym
rodzajem środków
jest przesiadka między takim samym
rodzajem
środków transportu
to przypisz wierzchołkowi
czas przesiadki
transportu to przypisz
wierzchołkowi
czas przesiadki
oraz połącz krawędzie w taki sposób, by odzwierciedlały zbiór
oraz połącz krawędzie
wPRTZ
taki sposób, by odzwierciedlały zbiór możliwych
możliwych linii
jeżeli liczba wierzchołów w jednym rejonie transportowym jest
linii PRTZ
większa od 1 to
jeżeli liczba wierzchołów
w jednym rejonie transportowym jest większa od
dodaj dodatkowe krawędzie oznaczające możliwość przesiadki
miedzy różnymi rodzajami RPTZ
1 to
dla każdej krawędzi łączącej wierzchołki należące do różnych
dodaj
dodatkowerejonów
krawędzie
oznaczające możliwość przesiadki miedzy
następnie
wykonaj:
transportowych przypisz czas przejazdu
orazRPTZ
różnymi
rodzajami
dla każdego regionu (wszystkich
wierzchołków związanych z tym
dla każdej krawędzi „sztucznej” przypisz czas przesiadki
dla każdej krawędzi
łączącej wierzchołki
należące
do różnych rejonów
różnymi rodzajami
środków transportu
RPTZ
rejonem jako
punktówmiędzy
startowych)
procedurę
poszukiwania
najkrótszych
Rezultat: graf odwzorowujący
system
linii RPTZ
transportowych
przypisz czas
przejazdu
ścieżek w zbudowanym
grafie skierowanym zgodnie z Algorytmem
następnie wykonaj:
orazdla każdego regionu (wszystkich wierzchołków związanych z tym rejonem
Dijkstry dla każdej
jako punktów
startowych) procedurę
poszukiwania
najkrótszych
w
krawędzi
„sztucznej”
przypisz
czasścieżek
przesiadki
między
zbudowanym
grafie skierowanym
zgodnie
z Algorytmem
Dijkstry Rezultat:
Rezultat:różnymi
zbiór
najkrótszych
ścieżek
między
wszystkimi
parami rejonów
rodzajami
środków
transportu
RPTZ
zbiór najkrótszych ścieżek między wszystkimi parami rejonów transportowych
transportowych
mających
siecią
RPTZ
połącznie z połącznie
siecią RPTZ
Rezultat: grafmających
odwzorowujący
systemzlinii
RPTZ
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
6
3
2016-01-27
aktualizuj
dla każdego odcinka na którym występuje tylko jedno
powtarzaj:
//faza A
połączenie (linia autobusowa/kolejowa) i min_popyt> próg:
wykonaj
wstaw
na zidentyfikowany
odcinek //faza
linii zeBzbioru linii RPTZ
dla każdej
nieobsłużonej podróży
minimalną
liczbą
kursów
obsługującą
zapotrzebowanie
wykonaj
oraz
wprowadź kurs, który będzie charakteryzował się najwyższym
przyporządkuj
podróże
muszą być wykonane na tych
wypełnieniem
środkaktóre
transportu
odcinkach
oraz
oraz
przyporządkuj podróże które muszą być wykonane na tych
przyporządkuj
odcinkach inne podróże, które mogą być wykonane przy
wykorzystaniu
wolnych miejsc w środku transportu
oraz
koniec,
gdy:
przyporządkuj inne podróże, które mogą być wykonane przy
dopókiwykorzystaniu
(identyfikacjawolnych
odcinków
potrzebnych
dotransportu
wykonania
miejsc
w środku
podróży,
dla
których
nie
można
wskazać
alternatyw
) = PRAWDA
koniec, gdy:
liczba nieobsłużonych podróży w podłączonych krawędziami
rejonach = 0
7
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
• 226 gmin (razem z gminami
ościennymi 315)
• 43 linie kolejowe oraz ponad 1000
autobusowych zagregowanych
do 694
• liczba mieszkańców: 3 472 045
• powierzchnia 29 826,50 km²
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
8
4
2016-01-27
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Etap I – wyznaczenie najszybszych połączeń (w istocie
ścieżek rozwiązanie problemu najkrótszej ścieżki dla
każdej pary rejonów transportowych)
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
9
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Etap II – heurystyczne rozłożenie
macierzy ruchu na wybrane linie z
predefiniowanego zbioru.
Rozwiązanie ujawnia kursy, które mają
być realizowane na poszczególnych
liniach
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
10
5
2016-01-27
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Sugerowane połączenia kolejowe
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
11
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Potoki pasażerskie w transporcie kolejowym
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
12
6
2016-01-27
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Sugerowane połączenia autobusowe
13
Politechnika
Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Potoki pasażerskie w transporcie autobusowym
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
14
7
2016-01-27
WERYFIKACJA METODYKI
NA PRZYKŁADZIE WOJEWÓDZTWA WIELKOPOLSKIEGO
Sugerowane połączenia PTZ
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
15
PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Z wykorzystaniem środowiska
PTV Visum
Algorytmy rozkładu potoków
Odwzorowanie
Metodyka
na
sieć uwzględniające
układ
sieci
Dowolna
liczba przystanków
rozwiązywania
linii zaproponowany ekspercko
transportowej
Uwzględnienie
Uwzględnione w podziale
Wsparcie
transportu
widoczny
przepływ
kalibracji
macierzy Jedynie w czasie
Brak przejazdu modalnym,
Algorytmy
kalibracji
indywidualnego
PTZ
pasażerów między TI, a PTZ w
ruchu
(TI)
zależności od oferty
Możliwość
Otwartość
testowania
Pełna
Niepełna
Tak
Tak
rozwiązania
scenariuszy
zmian
w sieci
Koszt licencji oprogramowania
Koszt
???
PTV
Poprzez podanie zbioru
Możliwość
Ocena
linii i kursów wybranych Poprzez
Wymaga
rozkład
przeprowadzenia
potoków ruchu
Wprost
testowania zmian
rozwiązania
przez procedurę
dodatkowych
na sieć prac
popytowych
optymalizującą
Charakterystyka
Z wykorzystaniem
autorskiej metodyki
Uproszczone – jeden
Optymalizacja dokładna
przystanek na rejon
i heurystyczna
transportowy
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
16
8
2016-01-27
PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Dostępne
dane,
dostępna
dokumentacja
KBR
Optymalizacja
oferty
transportu
publicznego
Plan
transportowy
Model ruchu
Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu
17
9