ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВИДОВ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ДАННЫХ 11
1.1 Изучение источников и характеристик геоданных 11
1.2 Анализ и описание инструментальных средств обработки
геоданных 25
1.3 Анализ инновационных и традиционных методов разработки
транспортных моделей пассажиропотоков 29
Глава 2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДАННЫХ
ПАССАЖИРООБОРОТОВ И ОЦЕНКИ ТРАНСПОРТНОЙ
ДОСТУПНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА 43
2.1 Подготовка исходных данных для анализа
пассажиропотоков 43
2.2 Оценка транспортной доступности территорий Санкт-
Петербурга городского пассажирского транспорта 49
2.3 Формирование геоинформационной модели взаимодействия
пассажирооборотов и объектов транспортной инфраструктуры... 58
Глава 3 ВЫЯВЛЕНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ ПАССАЖИРООБОРОТА С
ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 63
3.1 Пространственный анализ данных пассажирооборотов 63
3.2 Внедрение слоя точек интересов в геоинформационную
модель 80
3.3 Анализ методики оценки пассажиропотоков по данным
валидации 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 91
Приложение 1 99
Приложение 2 100
Приложение 3 101
Приложение 4 102
Приложение 5 103
Приложение 6 104
Приложение 7 105
Приложение 8
Фундаментальная задача, которую геоинформационные системы (ГИС) все чаще предполагают решить с помощью инновационных возможностей и различных функций, заключается в интеграции и обмене информацией во всем ее разнообразии, будь то объекты карты, координаты GPS, изображения и данные лидара, результаты измерений, данные различных кадастров и регистров, отраслевые и корпоративные базы данных и наборы данных. Кроме того, использование ГИС является полезным для облегчения сбора и поиска данных. Вся эта информация помогает понять окружающий мир, и выступает основными данными для работы в ГИС. Именно поэтому данная технология получила широкое распространение практически во всех сферах, таких как экономическая, исследовательская, административная и конечно в повседневной жизни обычных людей.
Одной из важных характеристик транспортных систем является широкое разнообразие и расширение сетей, в результате чего транспортный сектор является одной из главных областей использования ГИС. Исходя из того, что ГИС работают с географическими данными, поэтому они и являются лучшей плат-формой как для решения отдельной задачи, так и целого комплекса задач в области транспорта. Это широкий спектр активов и средств, разветвленные сети, мультимодальные логистические и логистические цепочки для выполнения за-дачи по доставке товаров и людей. Они используются в управление, проектирование, строительстве, обслуживания, развития и эксплуатации транспортных систем, мониторингом и получением ситуационного изображения, навигацией с поиском объектов и построением идеальных транспортных маршрутов, задачами разработки и управления на уровнях муниципальные, региональные и национальные и многое другое. Поэтому очевидно, что круг пользователей транспортной информации шире, а информация о сетях и транспортных объектах необходима перевозчикам, органам государственной власти и просто обычным людям, которые регулярно пользуются смартфоном. Транспортные компании все больше полагаются на способность ГИС разрабатывать и поддерживать инфраструктуру, управлять машинами и оборудованием, а также взаимодействовать с другими документально подтвержденными ресурсами, важными для успешной работы. Некоторые из основных областей применения ГИС будут рассмотрены ниже.
Первое направление - это управление транспортной системой и логистическими комплексами, например морской порт, аэропорт, а также развитие улично-дорожной сети при выборе лучших маршрутов. По сути, эта область использования ГИС отчасти похожа на управление собственностью других компаний и может быть неотъемлемой частью их деятельности.
Вторым направлением является, управление автопарком. Это стандартная задача в транспортной логистике. Цель состоит в том, чтобы уменьшить транс-портные расходы, увеличить скорость обработки заказов и повысить уровень качества обслуживания клиентов. Помимо прогнозирования и реализации плана движения и управления ресурсами, требуются доставка, оперативный мониторинг (в режиме реального времени) и навигация транспортных средств и грузов.
Соседней областью является проектирование и оптимизация маршрутов на существующей дорожной сети, также их анализ, включающий оценку производительности, доступность сети, выявление узких мест и проектирование их модернизации. Это главная задача, особенно в крупных городах, но не только в последних. Это также включает в себя подготовку стандартных транспортных карт и создание базы данных информации для опытных и простых пользователей.
Третьим направлением - отслеживание состояния дорог и расчет времени для ремонта. Это одно из самых популярных ГИС-приложений.
В базе данных ГИС удобно хранить информацию о различной «дорожной» информации, связанной с географическими или линейными координатами (инструменты динамической сегментации). Аналогичная проблема стоит перед железной дорогой. В вышеуказанных областях ГИС помогает повысить эффективность затрат на поддержание покрытия или оборудования в рабочем состоянии.
Другим не менее важным направлением является координация дорожного движения, анализ транспортных потоков, безопасность дорожного движения и анализ дорожно-транспортных происшествий, а также защита важных транспортных инфраструктур. Скорость реакции на событие зависит от этого.
К одному из немаловажных направлений относится изучение, как воз-действует транспорт на окружающую среду, на людей и как природные явления влияют на дорожное движение.
Еще одно направление относится к распространенным, это информационные услуги по предоставлению сведений населению о дорогах, маршрутах, расписаниях.
В вышеуказанных областях ГИС помогает разрабатывать и использовать готовые решения, поддерживающие работу всех сотрудников соответствующих компаний, обеспечивая удобный доступ к базам данных и информационным ресурсам в области транспорта и их легкий для понимания дисплей.
Эти технологии дают возможность использовать многообразные инструменты для учета всех факторов транспортной системы и формировать условия, в которых обеспечивается прибыльный бизнес для предпринимателей и комфортная и комфортная жизнь для простых людей.
Целью исследования является разработка методики по визуализации, ранжированию существующих пассажирских потоков НГПТ на основе оценки объектов их притяжения.
Задачи исследования были сформулированы следующим образом:
1 Изучить геоинформационные данные;
2 Изучить структуру и источники геоданных;
3 Рассмотреть инновационные и традиционные методы разработки транспортных моделей пассажиропотоков;
4 Произвести анализ и обработка исходных данных для использования их в геоинформационной модели;
5 Оценить транспортную доступность территорий Санкт-Петербурга ГПТ;
6 Выявить тенденций пассажирооборота с помощью средств геоинформационной системы;
7 Внедрить слой точек интересов в геоинформационную модель;
8 Анализ методики оценки пассажиропотоков по данным валидации ГПТ.
Научная новизна исследования заключается:
1 Определение понятия «точка притяжения пассажиропотока».
2 Прогнозирование развития городского пассажирского транспорта на основе геоинформационных данных.
3 Анализ слоя «точки интересов» в геоинформационную модель для выявления точек притяжения пассажиропотоков.
В качестве теоретической базы исследования выступали:
1 Горев А.Э., Попова О.В. Система методов и комплекс организации приоритенного движения маршрутного пассажирского транспорта // Сборник трудов 2-й Международный научно-практической конференции «Транспортное планирование и моделирование, СПб, с. 83-95
2 Горев А.Э., Попова О.В. Развитие городского пассажирского транс-порта // Транспорт Российской Федерации, №2 (81), 2019. С. 16-18
3 Якимов М.Р., Арепьева А.А. Транспортное планирование: особенности моделирования транспортных потоков в крупных российских городах.
Методическая база исследования включала в себя наиболее распространенные методы: сравнительный анализ, количественный и статистический анализ, а также моделирование. Теоретической основой исследования выступают нормативные акты и публикации по теме исследования.
Информационную основу исследования составляют: нормативные акты регулирующие перевозку пассажиров городским наземным транспортом и мет-рополитеном. Материалы научных и прикладных исследований о проблемах при организации пассажирского транспорта, а также данные собранные автором лично.
Основные положения и результаты исследования были представлены на международных и всероссийских научно-практических конференциях:
1 Импортозамещение в области геоинформационных систем, III Всероссийская Межвузовская конференция «Магистерские слушания» 25 -26 октября 2018, СПбГАСУ;
2 Система поддержки принятия решений в транспорте на базе геоинформационных технологий, Конференция "Актуальные проблемы менеджмента: менеджмент как важнейший фактор экономического роста и подъема уровня жизни в регионах» 16 ноября 2018, СПбГУ;
3 Импортозамещение в области геоинформационных систем, III все-российская межвузовская конференция магистерские слушания, 29 января 2019, ИТМО;
4 Анализ источников и характеристики геоданных, как основы формирование пассажиропотоков, КМУ, 16 апреля 2019, ИТМО;
5 Систематизация геоинформационных данных для описания точек притяжения пассажиропотоков, IV Всероссийской научной конференции студентов, магистрантов и аспирантов «Инновационное развитие транспорта», 29 апреля 2019, ИТМО;
6 Архитектура взаимодействия информационно -коммуникационных бортовых устройств, XLIX научной и учебно-методической конференции, 27 января 2020, ИТМО;
7 Геоинформационные системы как эффективный инструмент анализа пассажирских транспортных потоков, КМУ, 16 апреля 2020, ИТМО.
По результатам исследования были опубликованы 9 научных работ.
Данное исследование включает введение, три главы, заключение, библиографический список источников и приложения. Основной материал представлен на 94 страницах и включает 13 таблиц, 33 рисунка.
В ходе написания выпускной квалифицированной работы произведено исследование на тему «Формирование транспортной модели выявления и оценки точек притяжения пассажиропотоков». Кроме того, были закреплены, систематизированы и углублены теоретические знания, а также были приобретены необходимые умения и навыки самостоятельной научно-исследовательской работы.
В процессе работы были рассмотрены и классифицированы различные виды геоинформационных систем, проведен обзор и анализ их использования в Российской Федерации, дана сравнительная характеристика функциональных возможностей отечественных и зарубежных геоинформационных систем. Рассмотрены и изучены виды источников геоинформационных данных для описания точек притяжения пассажиропотоков.
Произведен анализ инновационных и традиционных методов разработки транспортных моделей пассажиропотоков, выявлены недостатки и преимущества каждого метода.
Подробно описаны источники исходных данных и методы их обработки для последующего использования в работе. Выявлены проблемы при получении исходных данных, в связи с разрозненными источниками.
Произведен расчет транспортной доступности по остановкам НПТ Санкт-Петербурга и доступности станций метрополитена. С помощью полученных расчетов выявлены недоступные территории по районам и вычислено количество жителей, которые не могут воспользоваться метрополитеном. На примере одного района представлен расчет количества требуемых ТС, интервал движения и т.д. по организации трамвайного движения на конструктивно выделенных полосах, для обеспечения перевозки планируемого объема пассажиропотока в связи с закрытием коммерческих маршрутов в Санкт-Петербурге, согласно, утвержденной транспортной реформы.
Исходя из полученных данных, выявлены загруженные остановки НГПТ. После анализа данных предложены варианты по организации потенциальных ТПУ, представлено эскизное предложение по модернизации существующего пространства около потенциального ТПУ.
Произведена обработка данных по остановкам НГПТ в виде тепловых карт, что позволило выявить закономерности по передвижению жителей города.
Изучены виды точек притяжения городских жителей в городской среде. Про-изведен расчет связей точек притяжения и остановок НГПТ, что в дальнейшем дает большие возможности по изучению подвижности населения.
На основании проделанного расчета и анализа составлен алгоритм работы с исходными данных в ГИС. Выявлены проблемы при работе с исходными данными, описаны используемые инструменты при обработке, представлены проделанные анализы согласно имеющимся данным. Которые конечно не являются окончательными, ГИС-технологии дают возможность для большого количества видов анализа, как по существующей ситуации, так и прогнозирование на будущее.
Дана рекомендация по созданию единой онлайн-платформы, которая будет содержать актуальные данные по пассажиропотоку для анализа загруженности тех или иных объектов ГПТ, содержать данные валидации для дальнейшего анализа денежных потоков, градостроительную часть, связанную со сферой транспорта.
Рассмотрены не все возможности предполагаемой будущей онлайн - платформы для качественного анализа ГПТ, данная тема имеет большие перспективы и требуется дополнительная проработка для анализа работы платформы и выявлениях всех выполняемых задач.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
