Zastosowanie narzędzi GIS w transporcie i logistyce

Transkrypt

1 Izabela Siłkowska I MSU Gospodarka Przestrzenna Uniwersytet Gdański Zastosowanie narzędzi GIS w transporcie i logistyce Wydaje się oczywiste, że aby maksymalizować korzyści gospodarcze i dążyć do racjonalnego wykorzystania terenu należy postrzegać systemy transportowe w sposób całościowy oraz bliżej analizować poszczególne jego elementy. Transport jest bilansem korzyści i strat ekonomicznych oraz przestrzennych i z pewnością jednym z ważniejszych czynników wpływającymi na jego efektywne działanie jest przewidywanie oraz przeciwdziałanie wszelkim potencjalnym zagrożeniom poprzez projektowanie rozwiązań optymalnych. Narzędzia, które mają wspomagać realizację idei zrównoważonego rozwoju systemów transportowych są udoskonalane przez wymianę globalnych myśli i doświadczeń związanych z różnorodnymi warunkami panującymi na całym świecie. Proponowanym przeze mnie optymalnym rozwiązaniem, które pomaga w zintegrowanym postrzeganiu systemów transportowych jest GIS. Jako ogólnoświatowy system w uproszczony sposób może być porównany do internetu. Idea działania jest globalna i uniwersalna, natomiast jej realizacja poprzez użycie oprogramowania jest różna tak jak przeglądarki internetowe. Systemy GIS są najlepszym narzędziem, które wzbogaca i usprawnia realizację zadań związanych ze zwiększeniem jakości a przede wszystkim efektywności działania systemów transportowych w sposób zrównoważony. Najogólniej rzecz ujmując Geograficzny System Informacyjny służy do gromadzenia, przetwarzania, analizowania oraz wizualizowania danych, które powiązane są z lokalizacją w przestrzeni geograficznej. Przemieszczanie ludzi i ładunków w przestrzeni przy wykorzystaniu środków transportowych w pełni spełnia cechę niezbędną do wykonywania analiz przestrzennych przy pomocy GISu każdy przedmiot i podmiot podlegając transportowi ma swoją geograficznie określoną lokalizację.

2 Główną zaletą wykorzystywania tego systemu w transporcie jest możliwość czytelnego zobrazowania zjawisk transportowych, które odbywają się w danych przestrzeniach. Różne rodzaje map bez wątpienia są najlepszym sposobem wizualizacji sytuacji związanych z przypisaną lokalizacją albo jej zmianą. W formie czytelnych prezentacji graficznych, analizy bardzo często są kluczowym narzędziem podczas negocjacji, wspierają procesy decyzyjne i pozwalają zrozumieć zjawiska przez wszystkich odbiorców, a przede wszystkim tych, którzy nie są w danej domenie specjalistami. Jako system informatyczny GIS ma bardzo duże zastosowanie w wielu dziedzinach a jego znaczenie ciągle rośnie wszędzie tam, gdzie w światowej gospodarce występują zjawiska pomiędzy którymi następują relacje przestrzenne. Bezpośrednio wynika z tego kolejna zaleta - otóż wykorzystywanie systemu GIS w transporcie wiąże się z powiązaniem danych z różnych źródeł. Dzięki stworzeniu bazy, której elementy są położone w danej lokalizacji, można im przypisywać nieokreśloną liczbę różnorodnych atrybutów zarówno przyrodniczych, ekonomicznych jak i technicznych, co sprawia że bazy danych stają się wszechstronnym i uniwersalnym opisem obiektów w przestrzeni i co ważne może być również wykorzystywane do innych celów przez różne podmioty. Pomimo, że GIS jest narzędziem innowacyjnym, to nie zawsze jest najlepszym sposobem wykorzystywanym przy projektowaniu systemów transportowych. Nie sprawdzi się w sytuacjach, gdy mamy małą ilość danych, gdyż analizy będą bardzo ogólne. Ponadto w skali małych inwestycji albo inwestycji, które mają bardzo mały zasięg oddziaływania nie ma potrzeby wykonywania zaawansowanych operacji. Często gdy bierzemy pod uwagę dużo czynników, wyniki analiz stają się zbyt skomplikowane dla lokalnych potrzeb i bardziej utrudniają niż ułatwiają podjęcie decyzji. Poniżej przedstawiono różne sposoby wykorzystana analiz przestrzennych do celów optymalizacji działań w transporcie i logistyce. Przeprowadzane analizy są wstępem do późniejszego projektowania i zarządzania systemami transportowymi w celu zwiększenia ich integralności. Klasyczną i bardzo często spotykaną we wszelkiego rodzaju publikacjach urzędowych na szczeblu regionalnym graficzną prezentacją jest mapa dostępności komunikacyjnej z poszczególnych gmin do miasta wojewódzkiego (Rysunek 1) oraz do centrów ośrodków subregionalnych. Ze względu, iż w sposób ideowy ukazuje zjawisko peryferyzacji transportowej pewnych terenów, często wykorzystywana jest w kontekście politycznym jako karta przetargowa przy podejmowaniu decyzji lokalizacyjnych danych inwestycji. Jednak poprzez małą liczbę danych powinna być tylko materiałem poglądowym.

3 Rysunek 1 Mapa dostępności samochodowej do Gdańska z gmin województwa pomorskiego Źródło: opracowanie własne Bardzo praktycznym i ciekawym zastosowaniem tej metody przez przewoźników lokalnych może być zobrazowanie czasu dojścia pieszego z miejscowości wiejskich do najbliższego przystanku komunikacji publicznej. Wnioski z analiz przedstawionych na mapie mogą prowadzić do optymalizacji siatki przystanków, aby była ona bardziej dostosowana przestrzennie do rozmieszczenia wsi. Analizy tego typu wymagają przeprowadzenia wśród mieszkańców dość szczegółowych ankiet, co dodatkowo wiąże się z większą czasochłonnością i zwiększeniem środków na realizację badań. Bardzo interesujące w skali miejskiej są analizy, wykorzystujące Geograficzne Systemy Informacyjne, które dotyczą obciążenia danego przystanku tramwajowego lub autobusowego. Na podstawie danych o liczbie ludności w danej dzielnicy bądź rejonie statystycznym i zasięgu

4 stref ciążenia nazywanych również strefami wpływów danego przystanku (Rysunek 2) wykonywana jest analiza, której wynikiem może być np. liczba ludności, która ma najbliżej do danego przystanku tramwajowego bądź autobusowego. Pokrewną analizą związaną z etapem projektowanie systemów transportowych jest mapa najkrótszej drogi, która jest wykonywana w oparciu o mapę odległości z danego przystanku (Rysunek 3) oraz mapę odległości ze wskazanego punktu. Przy pomocy analiz matematycznych wyznaczana jest najkrótsza trasa między określonym przystankiem i punktem, z którego chcemy do niego dojść. O praktyczności i uniwersalności tej analizy decyduje możliwość dodatkowego przypisania wag dla poszczególnych rodzajów pokrycia terenu lub barierom typu tory kolejowe, których pokonanie jest trudniejsze. Jeśli obszarom ściśle zabudowanym lub lasom położonym na wysoczyźnie przypisze się większą klasę to planowana trasa może okazać się trochę dłuższa ze względu na odległość, natomiast łatwiejsza i szybsza do pokonania. Modelowanie tras w ten sposób jest zawodne, gdy teren jest bardzo urozmaicony a do analiz wzięto niekompletną bazę danych. Przykładem może być nie uwzględnienie liczby sygnalizacji świetlnych, które mogą znaczenie opóźnić drogę pieszego. Na obszarach pozamiejskich metoda sprawdza się przy określaniu tras, które w najkrótszej odległości przebiegałyby przez jeziora (trasa z punktu C do D na rysunku 5). Poprzez nadanie im w bazie charakteru bariery trudnej do pokonania program nakreśli trasę omijając zbiorniki (trasa z punktu A do B na rysunku 5). Bez wątpienia rozwiązania przy użyciu tej metody przyczyniają się do projektowania systemów transportowych w konwencji zrównoważonego rozwoju, ponieważ pomagają minimalizować skutki oddziaływania na środowisko. Dzięki nadaniu powierzchniowym formą ochrony przyrody wysokiego kryterium do pokonania, trasa będzie przebiegała przez możliwie najkrótszy odcinek cenny przyrodniczo. Dodatkową zaletą tego sposoby modelowania jest wyznaczanie trasy w miarę możliwości przy maksymalnym dostosowaniu do uwarunkowań a nie w sposób sztuczny np. przy użyciu form geometrycznych.

5 Rysunek 2 Mapa stref ciążenia przystanków tramwajowych w Gdańsku Wrzeszcz Źródło: opracowanie własne

6 Rysunek 3 Mapa odległości od przystanków tramwajowych w Gdańsku Wrzeszcz Źródło: opracowanie własne

7 Rysunek 4 Mapa optymalnej trasy przejazdu między sklepami danej sieci przez jednego przedstawiciela handlowego w ciągu jednego dnia Źródło: opracowanie własne

8 Rysunek 5 Planowanie najkrótszej trasy Źródło: opracowanie własne Kolejne zastosowanie Geograficznych Systemów Informacyjnych potwierdzające jego wszechstronność dotyczy zarządzania transportem multimodanym, który łączy różne gałęzie transportu. Wyznaczanie optymalnych miejsc do lokalizacji hubów, czyli punktów przeładunkowych, następuje w wyniki znalezienie obszarów które jednocześnie mogą być przekształcone na terenochłonne inwestycje, są dobrze skomunikowanych przez już istniejącą infrastrukturę oraz położone w optymalnych odległościach od większych ośrodków miejskich, do których będą dostarczane z niego produkty. Analiza jest bardzo skuteczna, gdy mamy dostęp do pełnej i dość szczegółowej bazy danych. Na obszarach miejskich podobne wykorzystanie dotyczy lokalizowania punktów przesiadkowych z transportu indywidualnego na zbiorowy tzw. system Park and Ride. Głównie wyznaczane są przy większych węzłach przystankowych na trasie metra bądź kolei miejskiej. Jednak aby ich położenie było w pełni zachęcające do korzystania z komunikacji publicznej

9 należy przewidzieć wiele wariantów i uwzględnić natężenie ruchu z każdego kierunku. W polskich realiach inwestycyjnych głównym kryterium do lokalizacji jest dostępność i struktura własności terenów, dlatego w wielu przypadkach wnioski z głębszej analizy położenia w ogóle nie są brane pod uwagę i tym samym ich przeprowadzanie jest zbędne. GIS jest systemem, który jest wprowadzany w wielu dziedzinach jako pierwsze rozwiązanie łączące ze sobą wiele podsystemów. Na przestrzeni ostatnich lat dzięki rozwojowi współpracy różnych służb ratunkowych możliwe jest bardzo szybkie skoordynowanie działań w sytuacjach kryzysowych również tych związanych z wypadkami transportowymi i awariami infrastruktury. Ciekawym wykorzystaniem GISu oprócz działań prewencyjnych dotyczących przeprowadzenia symulacji różnego rodzaju zagrożeń dzięki modelowaniu najkrótszych tras przejazdu służb ratunkowych do miejsca wypadku możliwe jest skierowanie na akcje jednostek z różnych baz. GIS umożliwia dyspozytorom w centrach ratowniczych wybranie zespołu, który najszybciej pojawi się na miejscu zdarzenia przy uwzględnieniu takich czynników jak natężenia ruchu, remonty drogowe oraz aktualne położenie służb medycznych i porządkowych. Dzięki temu kluczowy w wielu sytuacjach czas oczekiwania jest o znacznie krótszy. Wykorzystywane są do tego analizy sieciowe po pozyskaniu danych z precyzyjnych i skutecznych pomiarów wykonywanych przy pomocy technologii Inteligentnych Systemów Transportowych. ITS podobnie jak GIS jest instrumentem, który zdobywa coraz większą popularność na całym świecie i ma na celu podniesienie efektywności i bezpieczeństwa transportu oraz ograniczenie jego negatywnego wpływy na otaczające nas środowisko. Dysponując danymi z Inteligentnych Systemów Transportowych GIS zyskuje dodatkowe zastosowanie w transporcie zbiorowym. Wspomniane wcześniej zaleta interaktywnego łączenia danych z różnych źródeł sprawdza się w bieżącym monitorowaniu miejsc, gdzie występują opóźnienia w kursowaniu autobusów i przekazywaniu informacji dla pasażerów oczekujących na przystankach. Dane o położeniu pojazdów pochodzą z nadajników GPS w nich zamontowanych. Jest to najpopularniejsze wykorzystanie GISu w polskim transporcie i w miarę udoskonalania rozwiązań staje się coraz bardziej przyjazne dla podróżnych. Komercyjne i prywatne wykorzystanie modelowania i analiz przestrzennych cieszy się także dużym zainteresowaniem w spedycji i logistyce. Narzędzie GIS

10 pomagają w sprawnej i optymalnej dystrybucji towarów i zarządzaniu przewozami. Wspierane są działania firm spedycyjnych, kurierskich, logistycznych, w których układane są plany przewozów dostosowane do godzin pracy pracowników i optymalnej trasy (Rysunek 4). Ponadto zaletami jest stałe monitorowanie przesyłek i kierowców przez operatora, optymalizacja załadunki oraz rozliczanie kosztów przewozu. Bez wątpienia GIS w transporcie przyczynia się do optymalizacji kosztów i zwiększenia wydajności. Dodatkowo daje cenne możliwość modelowania wpływu przyszłych inwestycji na środowisko naturalne i symulacji rezultatów planowanych rozwiązań komunikacyjnych. Pozwala integrować dane pochodzące z różnych źródeł umożliwiając ich przejrzystą i czytelną prezentację na mapach, co znacznie ułatwia procesy decyzyjne. Walory zastosowania oprogramowania GIS w firmach transportowych oraz logistycznych mogą być przysłonięte przez niepełną, ale wciąż uzupełnianą bazę danych oraz przez niedobór osób, które rozumieją od środka działania zautomatyzowanych narzędzi. Podsumowując uważam, że możliwości jakie dają analizy i modelowanie przestrzenne bardzo mocno mogą przyczynić się do poprawy jakości usług transportowych. Nie zawsze są one odpowiednim rozwiązaniem, natomiast kluczem do sukcesu jest dobieranie takich narzędzi, które dadzą oczekiwany efekt i będą pomocne w podejmowaniu decyzji zmierzających do zrównoważonego rozwoju systemów transportowych.