کاربرد GIS در حمل و نقل

کاربرد GIS در حمل و نقل  عنوان پستی است که قرار است با شما به اشتراک گذاشته شود.امیدواریم که بتوانید از ان استفاده نمایید.

خلاصه

بیشتر مقامات برای نگهداری از زیرساخت های حمل و نقل خود برنامه ریزی فعالی ندارند. مقامات معمولاً هنگام بروز مشکلات نسبت به آنها واکنش نشان می دهند. غالباً رویکرد مدیریت زیرساخت های حمل و نقل دور از ذهن است و امیدوار است که سیستم حمل و نقل با تقاضای روزافزون همراه باشد. رویکرد فعالانه مدیریت دارایی ها و برنامه ریزی برای نگهداری مناسب امروزه یک روش معمول نیست. تعمیر و نگهداری پیشگیرانه اغلب به عنوان هزینه ای در نظر گرفته می شود که کمی کردن بازده سرمایه گذاری آن دشوار است. به طور مکرر ثابت شده است که در طولانی مدت ، نگهداری فعال از زیرساخت های حمل و نقل موجب صرفه جویی در هزینه ها و جان افراد می شود.

در این مقاله اولین مرحله از توسعه سیستم مدیریت زیرساخت های حمل و نقل مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای منطقه Sariyer در استانبول توضیح داده شده است. هدف اصلی این مطالعه استفاده بهتر از منابع موجود برای زیرساخت های حمل و نقل Sariyer است. و همزمان بهبود بخشیدن به زیرساخت های حمل و نقل. در ابتدای مطالعه ، نقشه های موجود (ژئودتیک) کل منطقه مورد استفاده قرار گرفت و با جاده ها دیجیتالی شد تا به عنوان یک نقشه پایه برای GIS اولیه عمل کند. سپس ، موجودی جاده (حجم متوسط ​​سالانه ترافیک روزانه ، استفاده از ظرفیت خطوط ، نوع جاده ، نوع روسازی ، محل تقاطع ، نوع تقاطع ، خطوط حمل و نقل عمومی ، محل توقفگاه های اتوبوس ، محل پارکینگ ها ، توانبخشی کاربردی و برنامه ریزی شده ، نگهداری، و کارهای بازسازی مربوط به زیرساخت های حمل و نقل و غیره) مربوط به زیرساخت های حمل و نقل در سیستم پایگاه داده GIS جمع آوری شد. با استفاده از این امکان مرتب سازی ، افزودن و دسترسی به داده ها از سیستم پایگاه داده با ارجاع جغرافیایی برای مدیریت ، ارزیابی و برنامه ریزی سیستم حمل و نقل وجود دارد. سرانجام ، مزایا و معایب سیستم مدیریت زیرساخت حمل و نقل مبتنی بر GIS برای Sariyer نشان داده شده است.

1.   معرفی

ویژگی اصلی زیرساخت های حمل و نقل در شهرها ایجاد مناطق امن تر ، راحت و قابل اعتماد برای امکانات حمل و نقل است. برای دستیابی به عملکرد بهتر ، آنها به سیستم های بسیار پیچیده ای برای دارایی های حمل و نقل نیاز دارند. کلیه داراییهای زیرساختهای حمل و نقل باید برای نگهداری و توانبخشی و حتی به دلایل اضطراری بررسی ، بررسی ، پایش و اندازه گیری مداوم شوند. در سیستم حمل و نقل جاده ای شهر ، تجزیه و تحلیل جغرافیایی کلید تصمیم گیری بهتر است. نظارت بر سیستم های حمل و نقل و شرایط جاده ها ، یافتن بهترین راه برای تحویل کالا و خدمات ، نگهداری شبکه های حمل و نقل ، درک این مسائل از دیدگاه جغرافیایی برای استقرار یا مصرف هوشمندانه منابع بسیار مهم است. سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) دارای ارجاع فضایی و ویژگی های نمایش گرافیکی است و پیوند داده های جاده مربوطه برای کمک به مدیریت اطلاعات و تجزیه و تحلیل ایمنی مفید خواهد بود. با استفاده از سایر فن آوری های تجزیه و تحلیل ، GIS می تواند به شناسایی عواملی که به مشکلات جاده ای در مکان های خاص کمک می کنند و اقدامات متقابل کمک کند. ادغام اطلاعات جاده ها در GIS روشی کم هزینه و با سود بالا برای تجزیه و تحلیل عواملی است که بر مشکلات جاده تأثیر می گذارد و اقدامات مربوط به کاهش آنها.

در این مطالعه ، شبکه حمل و نقل جاده ای Sariyer به منظور ارائه تجزیه و تحلیل با کیفیت بالا از دارایی های حمل و نقل ، به محیط GIS منتقل شد. این یک روش پیچیده برای انتقال تمام داده های زیرساخت جاده برای نشان دادن پایگاه داده گرافیکی بود. در این مقاله روند توسعه سیستم مدیریت زیرساخت حمل و نقل مبتنی بر GIS برای Sariyer شرح داده شده است. از نرم افزار Arcview برای نمایش گرافیکی اطلاعات مربوط به هر بخش در شبکه جاده استفاده شد.

2.   سیستم های اطلاعات جغرافیایی

GIS سیستم های مبتنی بر رایانه برای ضبط ، ذخیره سازی ، دستکاری ، نمایش و تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی است. عملکرد چندگانه ارائه شده توسط GIS آن را از فناوری های قدیمی متمایز می کند. ادغام قابلیت های چندگانه در یک محیط کاملاً یکپارچه ، کاربران را از تسلط بر مجموعه ای از فن آوری های متفاوت و تخصصی منصرف می کند. همانطور که به نظر می رسد ، این جنبه اغلب توسط سازمانها بعنوان یکی از معیارهای تعیین کننده در تصمیم گیری برای اتخاذ فناوری GIS به دلیل مزایای کارایی آن ، در نظر گرفته می شود.

پیچیدگی عملکردی GIS همان چیزی است که آن را به سیستمی متفاوت از سیستم دیگر تبدیل می کند. بدون قابلیت تجسم جغرافیایی ، GIS صرفاً یک موتور مدیریت پایگاه داده است که از قدرت زیادی برای استخراج رابطه معنی دار بین موجودیت های داده برخوردار است. بدون قابلیت تحلیلی ، GIS به یک برنامه نگاشت خودکار کاهش می یابد. اگر این روابط از قبل تعریف نشده باشند ، بدون ویژگی های مدیریت پایگاه داده ، GIS قادر به گرفتن روابط مکانی و توپولوژیکی بین موجودات ارجاع داده شده به زمین نیست. آنچه GIS را از سایر سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS) متمایز می کند ، ماهیت اطلاعات مورد استفاده نیست. در واقع GIS

و DBMS ممکن است دقیقاً شامل همان اطلاعات باشد. تفاوت بین این دو سیستم “زیر کاپوت” است ، یعنی در روش ارجاع اطلاعات. DBMS با استفاده از برخی شاخص های منحصر به فرد یا ترکیبی از شاخص ها ، داده ها را ارجاع می دهد. در مقابل ، اطلاعات مربوط به توصیف جغرافیایی سطح زمین در GIS است. هر رکورد داده یک واقعه جغرافیایی است به این معنا که به یک مکان منحصر به فرد تعریف شده در یک چارچوب ارجاع داده شده (داده جهانی ، ملی یا محلی) گره خورده باشد. با ارجاع فضایی اشیا top ، توپولوژی داده ها را می توان تعریف کرد ، که به نوبه خود می تواند مجموعه ای از عملیات جستجوی فضایی اشیا and و مجموعه اشیا as را همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، فراهم می کند (JR William، 1989 and Yomralioglu، T.، 2000) .

شکل 1. پایگاه GIS برای شهرداری ها.

مولفه های GIS: GIS از چند مولفه مهم تشکیل شده است تا عملکردهای اساسی خود را به درستی انجام دهد. این اجزا به شرح زیر است:

1. سخت افزار: رایانه و دستگاههای ثانویه متصل به آن ، که GIS را قادر می سازد تا کار کند ، به عنوان سخت افزار نامیده می شوند.

1. نرم افزار: نرم افزار مجموع الگوریتم هایی است که به منظور ذخیره ، تجزیه و تحلیل و نمایش داده های جغرافیایی در زبان های برنامه نویسی سطح بالا نوشته شده است.

1. داده ها: داده ها مهمترین مولفه  GIS هستند. پیچیدگی منابع داده و حجم عظیمی از داده ها با ساختارهای مختلف به زمان بسیار بیشتری و هزینه های زیاد نیاز دارد.

1. مردم: فناوری GIS با خلاقیت انسان کاربرد گسترده ای دارد. افراد سیستم های مورد نیاز را برای حل مشکلات دنیای واقعی مدیریت می کنند و برنامه های بلند مدت و کوتاه مدت را تهیه می کنند.

1. روش ها: GIS فقط زمانی درست کار می کند که برنامه ها و اصول کار دقیقاً آماده شده باشد. این برنامه ها و اصول به طور کلی در قالب مدل ها و برنامه های خاص هر سازمان است.

3.   برنامه های GIS در حمل و نقل

ادغام قابلیت های چندگانه در یک محیط باعث شده است که سازمان ها از فناوری GIS برای کاربردهای خاص خود استفاده کنند. از اواخر دهه 1980 به دلیل کارایی ، از سیستم اطلاعات جغرافیایی به طور گسترده ای در زمینه حمل و نقل نیز استفاده می شود. در این زمینه ، ذکر سه کلاس از مدل های GIS ضروری است (Thill ، JC ، 2000).

• مدل های میدانی برای نشان دادن تغییر مداوم یک پدیده در فضا استفاده می شود. ارتفاع زمین از این مدل ها بهره می برد.
• مدل های گسسته ای که برای توصیف موجودات گسسته (نقاط ، خطوط یا چند ضلعی ها) جمع می شوند که فضا را پر می کنند. مناطق استراحت بزرگراه ، موانع عوارض ، مناطق شهری معمولاً از این مدل ها استفاده می کنند.
• مدل های شبکه ای برای به تصویر کشیدن موجودات خطی متصل به توپولوژی (مانند بزرگراه ها ، راه آهن یا خطوط هوایی) استفاده می شوند که در سطح مرجع مداوم ثابت شده اند.

اگرچه همه این مدلها ممکن است در زمینه حمل و نقل مفید باشند ، اما مدلهای شبکه بیشترین نقش را در این زمینه دارند زیرا شبکههای زیرساختی عناصر بسیار مهمی برای تأمین حرکت مسافر و باری هستند. همانطور که مشخص است ، اکثر برنامه های حمل و نقل فقط به یک مدل شبکه نیاز دارند تا داده های مربوطه را نشان دهد. برخی از مثالها در این زمینه در زیر آورده شده است:

• روسازی و سایر سیستم های مدیریت تاسیسات ؛
• روش های مسیریابی در زمان واقعی و خارج از خط و همچنین تعیین ترافیک در مراحل برنامه ریزی حمل و نقل شهری چهار مرحله ای ؛
• سیستم های اطلاعات ترافیکی مبتنی بر وب و موتورهای برنامه ریزی سفر.
• سیستم های ناوبری درون خودرو ؛
• مدیریت ازدحام در زمان واقعی و تشخیص حوادث.

در سیستم های حمل و نقل ، تجزیه و تحلیل جغرافیایی نیز کلیدی است که برای تصمیم گیری بهتر استفاده می شود. درک موضوعاتی مانند نظارت بر سیستم های حمل و نقل ، یافتن بهترین راه برای تحویل کالا و خدمات ، بررسی وسایل نقلیه ناوگان ، یا حفظ زیرساخت های حمل و نقل از منظر جغرافیایی برای استقرار یا مصرف هوشمندانه منابع بسیار مهم است. از این رو حمل و نقل جاده ای در استفاده از GIS برای مدیریت اطلاعات مربوط به عملیات اتوبوس های عمومی ، تعمیر و نگهداری ، مدیریت دارایی و سیستم های پشتیبانی تصمیم بسیار مفید است. لیستی که در زیر آورده شده است عمده مناطق GIS را با موفقیت در سیستم های حمل و نقل مستقر کرده است (شکل 1 ، صفحه وب ESRI).

• مدیریت املاک و مستغلات ،
• مدیریت تاسیسات ،
• مدیریت دارایی ،

• تجزیه و تحلیل جریان کالا ،
• مدیریت واکنش اضطراری ،
• مدیریت محیط زیست و ساخت و ساز ،
• مدیریت بین مد ،
• اطلاعات مسافر ، برنامه ریزی ظرفیت ،
• بازار یابی،
• مدیریت زنجیره تامین ،
• گزینش سایت،
• مدیریت ریسک.

4.   ایجاد شبکه راه

در استانبول ، خدمات حمل و نقل عمومی متعلق به شهرداری کلانشهر و شرکت های خصوصی حمل و نقل است. در شهرداری ساریر ، بخشی برای برنامه ریزی و هماهنگی زیرساخت های شهر وجود دارد.

شبکه حمل و نقل Sariyer به منظور ایجاد یک سیستم پشتیبانی تصمیم گیری موثر (DSS) برای زیرساخت های حمل و نقل شهری به یک محیط GIS منتقل شد. این روش نیاز به پردازش مقدار زیادی داده دارد. این داده ها حاوی داده های کلی ، طرح بندی و عملکرد ، نگهداری و نقشه شبکه حمل و نقل بود. به طور عمده ، شبکه جاده ای به دلیل عدم وجود سایر حالت های حمل و نقل به شبکه حمل و نقل منتقل می شود. فقط بندرها به سیستم حمل و نقل اضافه می شوند.

در این مطالعه ، اول از همه ، از نقشه های دیجیتالی برای ایجاد نقشه شبکه راه استفاده شد. سپس با پیوند دادن خطوط جاده ها ، نقشه برداری شبکه راه ها بدست آمد. در نتیجه ، شبکه حمل و نقل Sariyer با مقیاس 1/5000 و مختصات مطابق با ED 50 (European Datum) و UTM 36 (Universal Transverse Mercatory) در یک محیط دیجیتالی ایجاد شده است. جاده ها و تقاطع ها به ترتیب به عنوان دایره خطوط و نقاط روی این نقشه تعریف شده اند.

برای اطلاعات زیرساخت های حمل و نقل ، کلیه اطلاعات موجودی جاده ، تقاطع ها ، بندرها و غیره با توجه به داده های موجود به دست آمده از منابع مختلف و بازرسی های تصویری طبقه بندی شد. شبکه جاده ساریر به بخشهایی تقسیم شد. تمام اطلاعات جاده با بخشها مرتبط بود. با انتقال شبکه جاده به یک محیط GIS یک پایگاه داده مکانی ایجاد شد. موقعیت Sariyer در شکل 1 نشان داده شده است. نقشه ای که شامل شبکه جاده ها ، بخش های جاده ، تقاطع ها ، بندرها و مکان های مهم برای عموم در شکل 2 آمده است.

شکل 1. مکان Sariyer

از این نقشه نام جاده ها ، محل های اتصال و دارایی های زیرساخت حمل و نقل و تصاویر آنها دیده می شود. در نتیجه ، می توان به راحتی از طریق محیط GIS به اطلاعاتی مانند طول خیابان ها ، شریان ها ، نوع تقاطع ها دسترسی پیدا کرد.

شکل 2. شبکه جاده سارییر

برای تجزیه و تحلیل اطلاعات جغرافیایی از نرم افزار Arcview در این مطالعه استفاده شده است. همانطور که مشخص است ، این یک نرم افزار GIS است که برای انجام تجزیه و تحلیل های جغرافیایی توسط ESRI به زبان های برنامه نویسی سطح بالا نوشته شده است. Arcview Professional استانداردی را برای نقشه برداری دسکتاپ ، تجسم و تجزیه و تحلیل جغرافیایی تعیین می کند. قابلیت خواندن / نوشتن پایگاه داده از راه دور مستقیم آن به کاربران امکان می دهد تا از طریق اتصالات ODBC به داده های شرکتی خود دسترسی داشته و آنها را به روز نگه دارند. کاربران Arcview در سراسر سازمان می توانند برای مدیریت و اشتراک اطلاعات بین بخشهای مختلف ، به یک پایگاه داده Spatial Ware مرکزی متصل شوند. بنابراین ، همه می توانند به اطلاعات حیاتی فضایی مورد استفاده در تصمیم گیری دسترسی داشته باشند.

5.   ارزیابی داده ها توسط GIS

پس از تاریخ لازم برای موجودی جاده ، تعیین محدودیت ها و محدودیت های جاده ها ضروری است. همانطور که می دانیم ، تاریخ وارد شده عمدتا مربوط به دارایی های حمل و نقل و اطلاعات نظارت شده از حساب های ترافیکی آنلاین است. این داده ها شامل اطلاعات موجودی جاده مانند حجم متوسط ​​سالانه ترافیک روزانه (AADT) ، نوع جاده ، نوع روسازی ، محل تقاطع ، نوع تقاطع ، خطوط حمل و نقل عمومی ، محل ایستگاه های اتوبوس ، محل پارکینگ ها ، توانبخشی اعمال شده و برنامه ریزی شده ، کارهای تعمیر و نگهداری و بازسازی در مورد زیرساخت های حمل و نقل و غیره. بنابراین ، برای کارهای آینده شهرداری Sariyer ، می توان دانست که در کدام جاده ازدحام ترافیک یا محدودیت ظرفیت وجود دارد. در کدام جاده روند ساخت ، نگهداری یا توان بخشی در جریان است.

شکل 3 یک اتصال نمونه ، وضعیت فعلی ، نوع و ظرفیت آن را نشان می دهد.

شکل 3. محل اتصال نمونه در شبکه راه

6.   نتیجه

سیستم های مدیریت زیرساخت حمل و نقل مبتنی بر GIS می توانند در عین حال کارآیی عملیات را بسیار بهبود بخشند. می تواند سهم قابل توجهی در فرآیندهای برنامه ریزی و فرایندهای تصمیم گیری داشته باشد. مدیریت زیرساخت حمل و نقل مبتنی بر GIS برای تصمیم گیرندگان ، برنامه ریزان یا طراحان مفید خواهد بود. در این مطالعه نتیجه گرفته شد که یک سیستم GIS با دقت طراحی شده می تواند به طور موثر به متخصصان حمل و نقل در حل مشکلات زیرساخت های ترافیک و حمل و نقل کمک کند.

مزایای سیستم های مدیریت زیرساخت حمل و نقل (TIMS) در زیر آورده شده است:

از عوامل کلی؛

• تحقق میزان سرمایه گذاری که آژانس شانس بیشتری برای تصمیم گیری صحیح در مورد هزینه کردن بودجه دارد ،
• هماهنگی بین آژانس بهبود یافته ،
• استفاده بهتر از فن آوری ،
• ارتباطات بهبود یافته

از نمایندگان منتخب ؛

• توانایی دفاع یا توجیه برنامه های نگهداری و توانبخشی ،
• با اطمینان از اینکه برنامه ها بهترین هزینه برای بودجه عمومی را نشان می دهند ،
• کاهش فشار (از بین سازندگان) به طور خودسرانه برنامه اصلاحات ،
• دریافت پاسخ های عینی به پیامدهای سطح پایین تر بودجه و استانداردهای پایین تر.

از مدیران ارشد ؛

• ارزیابی جامع و مقایسه ای از
  • وضعیت فعلی شبکه ،
  • وضعیت آینده مورد انتظار پاسخ های مبتنی بر هدف ،
  • چه سطحی از بودجه برای حفظ وضعیت فعلی مورد نیاز است ،
  • پیامدهای بودجه بیشتر یا کمتر ،
  • پیامدهای کار به تعویق افتاده ،
  • پیامدهای استاندارد پایین تر ،

• توانایی توجیه عینی برنامه های خرج و نگهداری سرمایه به شورای منتخب یا قانونگذار

• داشتن اطمینان از اینکه برنامه پیشنهادی نشان دهنده بهترین استفاده از منابع موجود است

• توانایی تعریف “هزینه مدیریت” به عنوان درصدی از هزینه های سرمایه و کارهای نگهداری.

در حالی که سیستمهای مدیریت زیرساخت حمل و نقل (TIMS) بیش از دو دهه است که به یک شکل یا شکل دیگر وجود داشته است ، هنوز شک و تردید عمده ای در سطح مدیریت متوسط ​​و بالا در آژانسهای دولتی وجود دارد. لیست زیر برخی از منابع این بدبینی را خلاصه می کند:

• برنامه ریزی کافی و منابع اختصاص یافته برای توسعه ، نگهداری و ارتقا T فرآیند TIMS ،

• استفاده از TIMS به افرادی واگذار می شود که فرآیند را به درستی درک نمی کنند ،

• عدم انگیزه برای اجرای صحیح و مستند سازی TIMS ،

• تأکید بیش از حد در استفاده از رایانه به عنوان “جعبه سیاه” ،

• کالیبراسیون ، اعتبارسنجی و تأیید نامناسب برخی از مدل های TIMS ،

• عدم ارتباط بین توسعه دهندگان ، کاربران و ذی نفعان TIMS ،

• TIMS باید به عنوان “به معنی” نیست “به پایان می رسد” ،

• عدم وجود تیم بین رشته ای در روند توسعه – به عنوان مثال ، کمبود آماری در بسیاری از آژانس ها ،

• نقاط قوت ، ضعف و مفروضات محدود کننده TIMS که اغلب توسط تصمیم گیرندگان شناخته نمی شوند ،

• اطلاعات کافی برای استفاده درست از روشها در مراحل اولیه در دسترس نیست ،

• درک ناکافی از “هزینه ها” و “مزایای” واقعی TIMS ،

• کمبود پول برای خرید تجهیزات نظارت.

منابع

جی آر ویلیام ، (1989) مبانی سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، ایالات متحده آمریکا.

یومرالی اوغلو ، ت. ، (2000). سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، Secil Ofset ، چاپ اول ، استانبول.

Thill، JC، (2000) ، سیستم های اطلاعات جغرافیایی برای حمل و نقل از منظر ،

تحقیقات حمل و نقل قسمت C، V. 8 ، ص 3-12.

ESRI ، http://www.esri.com/industries/transport/rail.html