WIELOKRYTERIALNA OCENA TECHNOLOGII NAPROWADZANIA NA WOLNE MIEJSCA PARKINGOWE

Transkrypt

1 PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 121 Transport 2018 Aleksandra Wojciechowska Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Zarządzania Hanna Sawicka Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu WIELOKRYTERIALNA OCENA TECHNOLOGII NAPROWADZANIA NA WOLNE MIEJSCA PARKINGOWE Rękopis dostarczono: kwiecień 2018 Streszczenie: W artykule przedstawiono zagadnienie wyboru najkorzystniejszego, z uwagi na przyjęte kryteria oceny, systemu naprowadzania na miejsca parkingowe. W tym celu przeanalizowano dwie technologie tj. system oparty na czujnikach magnetycznych oraz system wykorzystujący przetwarzanie obrazu wideo. Z uwagi na istotne różnice występujące pomiędzy nimi, do oceny systemów wykorzystano metodę wielokryterialnego wspomagania decyzji Promethee II. Uwzględniono różne aspekty związane z działaniem i wdrożeniem tych systemów, m.in: techniczne (odporność na wandalizm, odporność na niekorzystne warunki atmosferyczne), organizacyjne (czas montażu), czy ekonomiczne (koszt wdrożenia i działania systemu). Przeprowadzone eksperymenty obliczeniowe doprowadziły do uszeregowania wariantów. Następnie wykonano analizę wrażliwości w celu weryfikacji wyników. Rekomendowanym wariantem kompromisowym jest system naprowadzania na wolne miejsca parkingowe oparty na przetwarzaniu obrazu wideo. Słowa kluczowe: system naprowadzania na wolne miejsca parkingowe, wielokryterialne wspomaganie decyzji, Promethee II 1. WPROWADZENIE Wzrost liczby ludzi na świecie wpływa na zwiększenie zapotrzebowania na towary i usługi, w tym także usługi transportowe. Rosnąca potrzeba przemieszczania ma z kolei odzwierciedlenie w poważnych ograniczeniach przestrzeni publicznej, zwłaszcza w zakresie przepustowości dróg i ulic. Następstwem tej sytuacji jest coraz więcej ograniczeń oraz przepisów zmierzających do osiągnięcia równowagi pomiędzy popytem i podażą na rynku usług transportowych. W efekcie wiele polskich miast przechodzi obecnie transformację wywołaną wdrażaniem koncepcji smart city. Jej podstawowym założeniem jest osiągnięcie równowagi w mieście w takich obszarach jak gospodarka, transport, odpowiednie wykorzystanie zasobów, jakości kapitału społecznego, jakości życia oraz

2 400 Aleksandra Wojciechowska, Hanna Sawicka inteligentnego zarządzania publicznego [2]. Jednym z aspektów koncepcji smart city jest skrócenie czasu przeznaczonego na poszukiwanie wolnych miejsc parkingowych w centrach miast oraz dostosowanie mobilności do rosnących wymagań mieszkańców. P.S. White [11] dowodzi, że w aglomeracjach miejskich znaczny odsetek użytkowników dróg na danym obszarze (30%-60%) stanowią kierowcy tworzący kongestię, ponieważ przez długi czas poszukują wolnego miejsca parkingowego. Sytuacja ta oprócz wspomnianego zatłoczenia komunikacyjnego, niesie ze sobą znaczne straty czasu dla użytkowników pojazdów, oraz przyczynia się do zanieczyszczenia środowiska z uwagi na emisję szkodliwych składników spalin i hałasu. Aby temu zapobiec stworzono systemy naprowadzania na wolne miejsca parkingowe. Z uwagi na ich duże zróżnicowanie, w tym m.in. na budowę, funkcje, sposoby montażu, odporność na warunki atmosferyczne, cenę, problemem jest wybór systemu spełniającego oczekiwania decydenta. Celem badań jest ocena i wskazanie najkorzystniejszego systemu naprowadzania na wolne miejsca parkingowe. Ocena ta uwzględnia zarówno aspekty techniczne, jak i organizacyjne oraz ekonomiczne. Artykuł składa się z czterech rozdziałów. W pierwszym rozdziale przedstawiono tło rozważań, cel i zakres artykułu. W drugim rozdziale zaprezentowano wybrane systemy naprowadzania na wolne miejsca parkingowe. W trzecim rozdziale zdefiniowano kryteria oceny systemów. Zaprezentowano także dobór metody wielokryterialnego wspomagania decyzji najlepiej odzwierciedlającej analizowany problem. Przedstawiono preferencje decydenta dotyczące kryteriów oceny wariantów oraz opisano przebieg eksperymentów obliczeniowych, wzbogacony o analizę wrażliwości. Artykuł zakończono podsumowaniem (czwarty rozdział) i spisem bibliograficznym. 2. SYSTEM NAPROWADZANIA NA WOLNE MIEJSCA PARKINGOWE System naprowadzania na wolne miejsca parkingowe jest innowacyjnym narzędziem inżynierii ruchu, wywodzącym się z koncepcji smart city. Wykorzystuje on systemy detekcji zajętości miejsc parkingowych, których działanie jest oparte na czujnikach lub przetwarzaniu obrazu, oraz przekaźnikach informacji tj. aplikacji mobilnej, tablicach dynamicznych lub stronie internetowej. Dzięki tym elementom infrastruktury, system jest w stanie przekazać informacje do uczestników ruchu drogowego, w celu naprowadzenia ich na najbliższe wolne miejsce parkingowe. Nawigowanie może się odbywać do każdego rodzaju miejsca parkingowego znajdującego się na parkingu zamkniętym, otwartym czy przy ulicach miejskich. Dodatkową zaletą systemu jest możliwość prowadzenia obserwacji i gromadzenia danych dotyczących poziomu wykorzystania miejsc parkingowych. Na rysunku 1 przedstawiono przykładowy schemat działania systemu opartego na czujnikach. W podłożu każdego miejsca parkingowego jest zamontowany sensor magnetyczny. Za pomocą łączności bezprzewodowej informacja z czujnika jest przekazywana do jednostki sterującej oraz stamtąd do serwera. Następnie może zostać użyta

3 Wielokryterialna ocena technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe 401 w celu pozyskiwania i gromadzenia danych lub zostaje przekazana bezpośrednio do kierowcy przy użyciu aplikacji mobilnej. Rys. 1. Schemat systemu naprowadzania na wolne miejsca parkingowe (źródło: Šarić A., Mihaljević B.: Smart parking system in the city of Dubrovnik, RIThink Multidisciplinary Online Journal, Vol. 6, Zagrzeb, 2017, 10 s [9]) 2.1. CZUJNIKI MAGNETYCZNE Czujniki magnetyczne, służące do detekcji miejsc parkingowych, wykorzystywane są głównie na parkingach znajdujących się na otwartej przestrzeni lub przyległych do ulic miejskich. Aby system mógł poprawnie działać, każde miejsce parkingowe musi zostać wyposażone w bezprzewodowy czujnik magnetyczny. Dzięki stałemu pomiarowi naturalnego pola magnetycznego Ziemi, czujnik jest w stanie zarejestrować zaburzenia tego pola spowodowane pojawieniem się pojazdu. Informacja o zajętości miejsca parkingowego przesyłana jest drogą radiową do stacji bazowej (wewnętrznej lub zewnętrznej), która może pobierać sygnał z maksymalnie 8000 urządzeń. Ograniczeniem jest jednak zasięg działania, którego maksymalna wartość wynosi 300 m. Czujniki montowane są najczęściej bezpośrednio w nawierzchni miejsca parkingowego (asfalt, kostka brukowa). Niezbędne jest wydrążenie otworu, w którym umieszczany jest czujnik oraz zabezpieczenie go specjalną masą silikonową [4].

4 402 Aleksandra Wojciechowska, Hanna Sawicka Zaletą czujników magnetycznych jest ich wysoka skuteczność detekcji, na którą nie wpływają warunki atmosferyczne. Czujniki są także łatwe w montażu i odporne na zniszczenie (w tym akty wandalizmu). Dane pozyskiwane z systemów detekcji opartych na czujnikach zajętości miejsc mogą być następnie analizowane i przetwarzane. Sposób zasilania czujników, tj. baterie litowe, można uznać za ich słabą stronę. Czas pracy urządzeń wynosi od 5 do 8 lat, w przypadku odpowiedniej eksploatacji. Temperatura pracy, dla której zużycie jest minimalne mieści się w zakresie od -20 o C do +50 o C. Mimo, iż czujniki nie są wrażliwe na warunki atmosferyczne, to te ostatnie wpływają na wykorzystanie baterii. Podany zakres temperatur jest możliwy do przekroczenia, co może prowadzić do uszkodzenia funkcjonowania zasilania. Kolejnym problemem jest to, że po upływie wyżej wspomnianych lat, należy wymienić baterie. Operacja ta jest kosztowna. Warto również zwrócić uwagę na czas montażu czujników, który może być nawet do 30 razy dłuższy niż przy instalowaniu innych systemów detekcji, np.: opartych na kamerach PRZETWARZANIE OBRAZU System zbudowany w oparciu o przetwarzanie obrazu [3], czyli inteligentną analizę wideo znajduje zastosowanie głównie na dużych, otwartych parkingach. W takim przypadku obraz z jednej kamery może obejmować nawet 50 miejsc parkingowych. W przypadku instalacji systemu na wąskiej miejskiej ulicy, jego efektywność jest znacznie mniejsza i osiąga maksymalnie do 10 miejsc na kamerę. Analiza zmian w treści obrazu w powiązaniu z pomiarem czasu zmiany, pozwala na wykrycie zdarzeń związanych nie tyle z ruchem, co raczej z trwałą zmianą części sceny. Na implementacji tego typu algorytmów opierają się funkcje detekcji pozostawionych lub brakujących obiektów. Jeśli pojazd przebywa w strefie detekcji przez czas dłuższy niż zdefiniowany czas graniczny, przetwarzana jest informacja o zajętości miejsca. Natomiast przebywanie w strefie przez czas krótszy niż zdefiniowany lub przejeżdżanie przez strefę, nie wywołuje żadnych zmian. Zaletą tego systemu są dodatkowe możliwości takie, jak np.: detekcja stłuczki, detekcja podejrzanego zachowania, automatyczne rozpoznawanie tablic rejestracyjnych, detekcja twarzy, mapy ciepła. Kolejnym atrybutem, są własności techniczne systemu, tj. źródłem zasilania kamer wykorzystywanych do analizy wideo nie są baterie. Tym samym operator systemu nie ponosi kosztów związanych z ich wymianą (jak w przypadku czujników magnetycznych) oraz strat czasu na monitorowanie okresu eksploatacji. Do zalet należy również zaliczyć szybkość montażu. Wadą analizowanego systemu jest znaczny wpływ warunków atmosferycznych na efektywność detekcji wolnych miejsc parkingowych. Mgła, opady deszczu czy śniegu, duże zacienienie mogą znacznie utrudnić analizę obrazu. Aby temu zapobiec można doposażyć systemy przetwarzania obrazu w elementy wspomagające ich pracę, m.in. usuwające cienie i szumy. Kamery są również podatne na zniszczenie (np.: wandalizm).

5 Wielokryterialna ocena technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe WIELOKRYTERIALNA OCENA CZUJNIKÓW MAGNETYCZNYCH I SYSTEMÓW PRZETWARZANIA OBRAZÓW 3.1. DEFINICJA PROBLEMU Na świecie istnieje wiele przykładów zastosowania opisanych w poprzednim rozdziale technologii systemu naprowadzania na wolne miejsca parkingowe. Z uwagi na ich zróżnicowane cechy charakterystyczne, istnieje trudność w wyborze najkorzystniejszego systemu. Problem stwarza również fakt, że ich porównanie pod względem tylko jednego wybranego kryterium, nie odzwierciedli pełnego spektrum ich właściwości, a tym samym zmniejszy wiarygodność podjętej decyzji. Dlatego, aby wspomóc decyzję wyboru spomiędzy tych dwu technologii, wykorzystano wielokryterialną ocenę. Dalszej analizie poddano następujące warianty, które mogą znajdować się w obszarze zainteresowań potencjalnego inwestora: W1 system oparty na czujnikach magnetycznych; W2 system oparty na przetwarzaniu obrazu wideo DEFINICJA ZBIORU KRYTERIÓW Jednym z istotnych elementów oceny wielokryterialnej, oprócz zdefiniowanego zbioru wariantów, jest określenie spójnej rodziny kryteriów j. Według B. Roy [6] powinna ona spełniać następujące wymagania: wyczerpywalności oceny, czyli jej kompletności ze względu na aspekty rozważanego problemu decyzyjnego; spójności oceny, czyli jej odpowiednie kształtowanie biorąc pod uwagę globalne preferencje decydenta; nieredundancji, czyli sytuacji, w której zakresy znaczeniowe kryteriów się nie powtarzają. Kryteria, które służą do oceny zbioru wariantów systemów naprowadzania na wolne miejsca parkingowe można podzielić na dwie grupy, tj. ilościowe i jakościowe. Kryteria ilościowe są mierzalne, mają określony kierunek preferencji oraz jednostkę. W przypadku drugiej grupy, atrybuty przekształcono na kryteria ilościowe. W tym celu posłużono się skalą od 1 do 5, przy czym kryteria te są maksymalizowane. Do oceny wariantów wybrano zestaw 7 następujących kryteriów: K1 efektywność, która oznacza stopień poprawności określenia lokalizacji pojazdu na danym miejscu parkingowym. Kryterium to jest maksymalizowane i wyrażone w [%]. K2 czas eksploatacji, czyli okres w którym system może działać bez żadnej ingerencji, np.: wymiana baterii; kryterium jest maksymalizowane i wyrażone w [latach].

6 404 Aleksandra Wojciechowska, Hanna Sawicka K3 czas montażu, który jest potrzebny na instalację niezbędnej infrastruktury. Kryterium jest minimalizowane i wyrażone w [dniach]. K4 koszt infrastruktury, na który składa się koszt zakupu kamer/czujników magnetycznych (w przypadku czujników również stacji bazowych). Koszt ten jest wartością oszacowaną dla 100 miejsc parkingowych, zlokalizowanych przy ulicach miejskich. Kryterium jest minimalizowane i wyrażone w [zł]. K5 dodatkowe możliwości, jakie oferuje technologia, np.: rozpoznawanie twarzy. Kryterium to jest maksymalizowane i wyrażone w [punktach]. K6 odporność na wandalizm, określająca stopień zabezpieczenia infrastruktury przed możliwością jej zniszczenia, poprzez zastosowanie m.in. odpowiedniej obudowy, specjalnego montażu. Kryterium to jest maksymalizowane i wyrażone w [punktach]. K7 odporność na zmianę warunków atmosferycznych, określająca wszelkie możliwe nieprawidłowości w działaniu systemu, spowodowane zmianą lub niekorzystną pogodą. Kryterium jest maksymalizowane i wyrażone w [punktach]. Zestawienie kryteriów j wraz z jednostką miary i kierunkiem preferencji przedstawiono w tablicy 2. Tablica 2 Kryteria oceny wariantów Symbol kryterium Nazwa kryterium j Jednostka miary Kierunek preferencji K1 Efektywność [%] MAX K2 Czas eksploatacji [lata] MAX K3 Czas montażu [dni] MIN K4 Koszt infrastruktury [zł] MIN K5 Dodatkowe możliwości [punkty] MAX K6 Odporność na wandalizm [punkty] MAX K7 Odporność na zmianę pogody [punkty] MAX Przedstawiona spójna rodzina kryteriów uwzględnia zarówno aspekty techniczne (K5), ekonomiczne (K4), jak i organizacyjne (K1) rozważanych wariantów, w tym również funkcjonalne i użytkowe (K6 i K7). Występują kryteria o charakterze długookresowym (K2), jak i krótkookresowym (K3). Wartości kryteriów przedstawiono w tablicy 3. Są one zróżnicowane. Wariant W1 osiąga najkorzystniejszą ocenę z uwagi na kryteria K1, K4, K6 i K7. W przypadku pozostałych kryteriów, przewagę nad wariantem W1 ma wariant W2. Warianty decyzyjne K1 Efektywność K2 Czas eksploatacji Macierz ocen wariantów Kryteria oceny j K3 K4 Czas Koszt montażu infrastruktury K5 Dodatkowe możliwości K6 Odporność na wandalizm Tablica 3 K7 Odporność na zmianę pogody [%] [lata] [dni] [zł] [punkty] [punkty] [punkty] W W

7 Wielokryterialna ocena technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe DOBÓR METODY WWD W celu porównania dwóch opisanych technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe, wzięto pod uwagę cztery metody wielokryterialnego wspomagania decyzji Electre III [6], AHP [7, 8], ANP [7] oraz Promethee II [1, 5]. Rozpatrzono możliwość wykorzystania zarówno metod bazujących na relacji przewyższania, czyli tych pochodzących z nurtu europejskiego, jak również metod opartych na wieloatrybutowej teorii użyteczności, pochodzących z nurtu amerykańskiego [10]. Z uwagi na różnice występujące pomiędzy metodami, ich analiza powinna zapewnić wysoki stopień dokładności dopasowania metod do specyfiki analizowanego problemu decyzyjnego. Opisane metody pozwalają bowiem na stworzenie rankingu, który będzie miał kluczowe znaczenie przy wyborze technologii. Na samym początku, należy wykluczyć metodę Electre III [6], w której ogólna przewaga wariantu lepszego nad wariantem gorszym zmniejsza się w miarę zwiększania się przewagi wariantu gorszego nad wariantem lepszym, pod względem danego kryterium. Sytuacja staje się problematyczna, gdy pod uwagę brane są tylko dwa warianty. Problem wynikający z ewentualnego zastosowania metody wynika z możliwości wystąpienia przy jej użyciu nieporównywalności między wariantami, co w analizowanym przypadku jest niedopuszczalne. Do rozważenia pozostają metody rankingowe, w których nie jest możliwe wystąpienie sytuacji nieporównywalności. Są to procedury amerykańskiej szkoły podejmowania decyzji: AHP [7, 8] oraz ANP [7] i metoda wywodząca się ze szkoły europejskiej Promethee II [1]. W metodyce AHP oraz jej rozwinięciu, czyli ANP, występuje częściowe rozmycie ocen wariantów, gdyż jest możliwe przyporządkowanie wartości danego kryterium do jednej z dziewięciu kategorii oceny. Analogicznie, tylko na dziewięć kategorii da się podzielić wagi poszczególnych kryteriów. Ponadto brak możliwości bezpośredniego wykorzystania ocen kryterialnych wariantów, a tym samym konieczność ich przekształcenia na wspomnianą skalę od 1 do 9, wiąże się z możliwością wystąpienia niespójności ocen. Staje się to ważnym czynnikiem przemawiającym za odrzuceniem metod AHP i ANP. Wybór metody Promethee II jest odpowiedni ze względu na sposób modelowania problemu decyzyjnego i preferencji decydenta. Zgodnie z naturalnym sposobem wyrażania preferencji możliwe jest ich zamodelowanie w oparciu o rozmycie przedziałów preferencji. Decydent posiada możliwość wyboru jednej spośród sześciu funkcji preferencji, dobieranych dla każdego kryterium. Obliczenia są wykonywane na podstawie rzeczywistych danych nie ma konieczności ich przekształcania np.: na skalę ocen. Ponadto w rozważanej metodzie nie dopuszcza się sytuacji nieporównywalności wariantów w ich ostatecznym uszeregowaniu. Dodatkowym atutem wybranej metody jest jej implementacja w narzędziu Visual Promethee, co znacznie przyspiesza przebieg eksperymentów obliczeniowych.

8 406 Aleksandra Wojciechowska, Hanna Sawicka 3.4. PRZEBIEG EKSPERYMENTÓW OBLICZENIOWYCH Modelowanie preferencji decydenta W ramach prowadzonych badań przyjęto, że decydentem jest osoba reprezentująca interes władz miejskich, a interwenientami są użytkownicy parkingów, zlokalizowanych w dowolnym mieście. Modelowanie preferencji rozpoczyna się od nadania wag wj poszczególnym kryteriom j oceny wariantów (tablica 4). Im wyższa wartość wagi, tym istotność danego kryterium dla decydenta wzrasta. Najwyższe wagi uzyskały kryteria określające efektywność oraz dodatkowe możliwości. W czasach wzmożonego rozwoju miast niezwykle istotne jest, aby stosowane nowe technologie, były wysokiej jakości i miały dużą niezawodność działania. Ważna jest również możliwość dalszego poszerzania funkcji tych technologii. Kolejnym istotnym kryterium jest koszt infrastruktury. Do najmniej ważnych kryteriów zaliczono czas montażu, który jest aktywnością jednorazową oraz odporność na wandalizm. Zestawienie wag kryteriów oceny wariantów Kryterium j Waga wj K1. Efektywność 10 K2. Czas eskploatacji 6 K3. Czas montażu 2 K4. Koszt infrastruktury 9 K5. Dodatkowe możliwości 10 K6. Odporność na wandalizm 2 K7. Odporność na zmianę pogody 4 Tablica 4 Jak wspomniano w podrozdziale 3.3., metoda Promethee II [1] zakłada możliwość zamodelowania preferencji decydenta w oparciu o funkcje preferencji. Modelując zatem każde kryterium oceny, można dokonać wyboru spośród sześciu funkcji. W analizowanym przypadku każde kryterium odzwierciedlono w oparciu o tę samą funkcję, tj. liniową preferencję, czyli tzw. typ V (rysunek 2). ρ(x) 1 0 q p x Rys. 2. Liniowa funkcja preferencji, typ V w metodzie Promethee II [1]

9 Wielokryterialna ocena technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe 407 Model ten zapewnia liniowy wzrost miar ocen pomiędzy tzw. progami. Wyróżnia się dwa podstawowe progi, czyli próg równoważności qj i preferencji pj. Badając zależność pomiędzy parą porównywanych wariantów względem danego kryterium, można stwierdzić, że jeżeli różnica ocen nie przekracza założonego progu równoważności qj, to warianty są równoważne (relacja I). Jeżeli różnica ta jest wyższa od wartości progu qj, ale nie przekracza progu pj, to jeden wariant jest słabo preferowany względem wariantu drugiego (relacja Q). W przypadku, gdy różnica ocen wariantów jest wyższa od progu preferencji pj, to jeden wariant jest silnie preferowany względem drugiego (relacja P). Zestawienie wartości progowych dla analizowanego przypadku przedstawiono w tablicy 5. Tablica 5 Zestawienie progów równoważności i progów preferencji dla oceny wariantów Kryterium j Próg równoważności qj Próg preferencji K1. Efektywność 2 3 K2. Czas eskploatacji 8 30 K3. Czas montażu 4 8 K4. Koszt infrastruktury K5. Dodatkowe możliwości 2 5 K6. Odporność na wandalizm 1 3 K7. Odporność na zmianę pogody 2 4 pj Obliczenia z wykorzystaniem narzędzia Visual Promethee Po wyznaczeniu zbioru wariantów i kryteriów oceny oraz zamodelowaniu preferencji decydenta, informacje te wprowadzono do programu Visual Promethee (rysunek 3). Rys. 3. Zrzut ekranu z programu Visual Promethee z wpisanymi danymi

10 408 Aleksandra Wojciechowska, Hanna Sawicka W pierwszej kolumnie (Scenario 1) znajdują się dane dotyczące jednostki (z ang. Unit), w której wyrażone są poszczególne kryteria oceny (kolumny od K1 do K7). Wprowadzone są także informacje związane z kierunkiem preferencji kryteriów oceny (z ang. Preferences, Min/Max) oraz wagi (z ang. Weight). Ponadto zdefiniowana została liniowa funkcja kryterialna (z ang. Preference Fn., Linear) oraz wartości progów równoważności (z ang. Q: Indifference) i preferencji (z ang. P: Preference). Na rysunku 3 przedstawiono informacje podsumowujące wprowadzone dane, tj. wartości minimalne, maksymalne, średnie oraz odchylenie standardowe (z ang. Statistics, Minimum, Maximum, Average, Standard Dev.), jak również wartości ocen kryterialnych (z ang. Evaluations) wariantów W1 i W2. W wyniku przeprowadzonych obliczeń otrzymano ranking wariantów, przedstawiony na rysunku 4. Algorytm metody Promethee II zakłada wyznaczenie wskaźników przepływu przewyższającego phi. Określają one siłę przewyższania jednego wariantu względem drugiego. Im wyższa wartość współczynnika phi, tym wariant znajduje się wyżej w rankingu. W2 Phi = 0,0388 W1 Phi = -0,0388 Rys. 4. Ranking wariantów wraz z wartością współczynnika phi Z rankingu wariantów wynika, że najkorzystniejszą technologią wykorzystywaną do naprowadzania na wolne miejsca parkingowe jest przetwarzanie obrazu wideo (wariant W2). Jednak, jak można zauważyć, odległość między współczynnikami phi jest bardzo mała. Świadczy to o tym, że ocena tych systemów prowadząca do wyboru najkorzystniejszego nie jest jednoznaczna ANALIZA WRAŻLIWOŚCI W celu weryfikacji osiągniętego wyniku, przeprowadzono analizę wrażliwości, mającą na celu sprawdzenie, jak zmiana niektórych parametrów modelu preferencji decydenta wpłynie na wartość współczynnika phi, a tym samym na ocenę i ranking finalny wariantów. W tym celu wykonano szereg eksperymentów obliczeniowych opartych na zmianach wartości progów preferencji oraz wag kryteriów. W efekcie zaprezentowano je w postaci dwóch scenariuszy, tj. w pierwszym podniesiono wartości progów preferencji, a w drugim je obniżono. Przedział zmienności wartości wag wynosił +/- 50%. Efekty tych zmian przedstawiono w tablicy 6. Wyniki obliczeń dla obu scenariuszy przedstawiono w tablicy 7. Dzięki przeprowadzonej analizie uzyskano potwierdzenie słuszności wyboru systemu wykorzystującego przetwarzanie obrazu jako korzystniejszego. Zarówno w scenariuszu I jak i II, ranking nie uległ zmianie. Jedyne co można zaobserwować to zwiększenie się dystansu (wartość współczynnika phi) pomiędzy wariantami, co zostało przedstawione w tablicy 7.

11 Wielokryterialna ocena technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe 409 Zmiany wartości progów preferencji i wag kryteriów oceny wariantów Tablica 6 Scenariusz I Scenariusz II Kryterium j Próg preferencji Waga Próg preferencji Waga pj wj pj wj K1. Efektywność K2. Czas eksploatacji K3. Czas montażu K4. Koszt infrastruktury K5. Dodatkowe możliwości K6. Odporność na wandalizm K7. Odporność na zmianę pogody Tablica 7 Wartość współczynnika phi Warianty Wartości współczynnika phi dla scenariuszy analizy wrażliwości Scenariusz I Scenariusz II W1-0,1894-0,2727 W2 0,1894 0,2727 W obydwu przypadkach (scenariusze I i II) ranking finalny wariantów nie uległ zmianie, tj. wariantem kompromisowym jest system przetwarzania obrazu (W2). Obniżenie wartości progu preferencji, czyli zmniejszenie poziomu tolerancji dla słabej preferencji jednego wariantu względem porównywanego (scenariusz II), przy jednoczesnym zmniejszeniu przedziału zmienności wag kryteriów (maleje poziom rozróżnialności pomiędzy nimi), skutkuje zwiększeniem różnicy wartości współczynnika phi, a tym samym dystansu pomiędzy wariantami. Wyniki analizy wrażliwości potwierdzają uzyskany rezultat obliczeń i skłaniają do zarekomendowania systemu przetwarzania obrazu jako najkorzystniejszego z uwagi na przyjęte kryteria oceny i model preferencji decydenta. 4. PODSUMOWANIE W artykule przedstawiono problem wyboru najkorzystniejszej spośród dwóch technologii naprowadzania na wolne miejsca parkingowe. Dobór technologii nie jest przypadkowy. Rekomendacje są oparte na wynikach, które uzyskano dzięki przeprowadzeniu eksperymentów obliczeniowych przy użyciu metody wielokryterialnego wspomagania decyzji (WWD) Promethee II. Została ona wybrana spośród czterech rozważanych metod WWD różniących się podstawami metodycznymi. Jednym z zadań badawczych było jak najlepsze dopasowanie metody WWD do analizowanego problemu decyzyjnego. Technologie naprowadzania na wolne miejsca parkingowe zostały ocenione z uwagi na różne aspekty ich funkcjonowania. Wykorzystane szerokie spektrum ocen zwiększa wiarygodność przeprowadzonych analiz.

12 410 Aleksandra Wojciechowska, Hanna Sawicka Aby zweryfikować uszeregowanie końcowe wariantów posłużono się analizą wrażliwości, dzięki której utwierdzono się w poprawności wyboru. Tym samym osiągnięto cel pracy, tj. oceniono i wybrano najkorzystniejszy system naprowadzania na miejsca parkingowe, czyli system przetwarzania obrazu. Wdrażając system w życie warto mieć na uwadze, że istnieje możliwość połączenia tych dwóch technologii. Zależy to od obszaru na który są wprowadzane oraz potrzeb decydenta. Wykorzystanie systemu w mieście niesie ze sobą wiele korzyści. Bezpośrednimi zaletami są usprawnienie funkcjonowania systemu transportowego, natomiast pośrednimi redukcja hałasu jak i szkodliwych substancji spalin, czy też wzrost atrakcyjności i prestiżu miasta. Dzięki temu miasto wychodzi naprzeciw rosnącym oczekiwaniom jego mieszkańców oraz turystów, wyposażając ich w narzędzie usprawniające poruszanie się po ulicach miejskich. Temat podjęty w pracy można rozszerzyć w dalszym postępowaniu badawczym przez wprowadzenie nowych technologii, np.: PocketParker (system obecnie jest w fazie testowej). Bibliografia 1. Brans J.P., Mareschal B.: PROMETHEE Methods. W: Figueira J., Greco S., Ehrgott M. (red.): Multiple Criteria Decision Analysis. State of the Art Surveys. Springer, New York, 2005, s Caragliu A., Del Bo C., Nijkamp P.: Smart cities in Europe, 3rd Central European Conference in Regional Science CERS, Koszyce, Słowacja, 2009, s Dalka P.: Metody algorytmicznej analizy obrazu wizyjnego do zastosowań w monitorowaniu ruchu drogowego, Politechnika Gdańska, Gdańsk, Piwowarski M., Ziemba P.: Metoda Promethee II w wielokryterialnej ocenie produktów. Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management, Bydgoszcz, Roy B.: Wielokryterialne wspomaganie decyzji. WNT, Warszawa, Saaty T.: The Analytic Hierarchy and Analytic Network Processes for the Measurement for Intangible Criteria and for Decision-Making. W: Figueira J., Greco S., Ehrgott M. (red.): Multiple Criteria Decision Analysis. State of the Art Surveys. Springer, New York, 2005, s Saaty T.: The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation. McGraw Hill, New York, Šarić A., Mihaljević B.: Smart parking system in the city of Dubrovnik, RIThink Multidisciplinary Online Journal, Vol. 6, Zagrzeb, 2017, 10 s. 10. Vincke P.: Multicriteria Decision-Aid. John Wiley & Sons, Chichester, White P.S.: No Vacancy: Park Slope s Parking Problem. Transportation Alternatives, 2007, s MULTICRITERIA EVALUATION OF THE CAR PARK GUIDANCE SYSTEM Summary: The paper presents the selection of the most appropriate car park guidance system according to the evaluation criteria. For this purpose two technologies have been analyzed, which are as follows: the magnetic sensors system and the video image processing system. Due to significant differences between them, the multicriteria decision aiding method Promethee II has been applied. Various aspects related to the operation and implementation of these systems have been taken into account, including: technical (resistance to vandalism, resistance to adverse weather conditions), organizational (assembly time) or economical (cost of implementation and operation of the system). The experiments have led to the ranking of variants. Next, the sensitivity analysis has been carried out aiming at verification of results. The recommended compromise variant is the car park guidance system based on video image processing system. Keywords: Car Park Guidance System, Multicriteria Decision Aiding, Promethee II