Лялина А.А.
ГУП НИИ ИТ
Транспорт города Москвы является сложной, многофункциональной, многоуровневой и динамично развивающейся социально-экономической и социо–технической системой.
Для эффективного управления транспортной системой города необходим комплексный подход, позволяющий эффективно использовать всю имеющуюся информацию для анализа, прогноза и принятия оперативных и стратегических решений. С этой целью специалистами НИИИТ в составе АИС Управления транспорта и связи был разработан блок задач «Анализ и прогноз транспортной ситуации», включающий в себя восемь комплексов задач: «Анализ и прогноз динамики задержек движения ГПТ», «Анализ и прогноз задержек движения НОТ», «Анализ и прогноз задержек движения метрополитена», «Анализ и прогноз заторовых ситуаций НОТ», «Анализ и прогноз выпуска подвижного состава на линии», «Анализ и прогноз динамики ДТП» и «Анализ и прогноз движения нефтепродуктов», «Анализ и прогноз цен на нефтепродукты». Введение перечисленных программ в эксплуатацию позволило повысить качество, достоверность и оперативность анализа развития транспортной ситуации, а также представить информацию о ТС в виде, удобном для выработки мер по оздоровлению транспортной ситуации и недопущению негативных тенденций в ее развитии.
Основные направления разработки кластера «Визуализация ТС»*: более глубокое проникновение в механизм обработки оперативной информации, в детальный ретроспективный анализ транспортной ситуации в любом заданном разрезе, удобная визуализация аналитической и прогнозной информации о транспортной ситуации на карте-схеме города, разработка мероприятий по стабилизации транспортной ситуации. Настоящая концепция содержит изложение основных направлений развития комплекса задач анализа и прогноза для обеспечения совершенствования транспортной системы города.
Для дальнейшего повышения эффективности и качества задач анализа и прогноза транспортной ситуации необходимо провести совершенствование этих задач по результатам их практического применения. При этом требуется расширить работу в сфере геоинформатики и информационных технологий при решении задач анализа.
Надеемся, что данный кластер станет инструментом в системе поддержки принятия решений.
*Кластер – совокупность усовершенствованных программных комплексов на базе применения современных средств визуализации.
Современный уровень анализа и прогноза транспортной ситуации в целом недостаточно высок. Тем не менее, созданы необходимые информационно-технологические условия для того, чтобы обеспечивать достоверный и регулярный анализ транспортной ситуации Созданы постоянно актуализирующиеся базы данных о транспортной ситуации в городе. Комплекс программ «Анализ и прогноз транспортной ситуации» разработан в среде Delphi 7 (язык программирования Pascal), которая ориентирована на создание разнообразных приложений баз данных. В анализе динамики развития транспортной ситуации в Москве применяются самые современные методы прогнозирования. Это позволяет повысить точность прогнозов и, следовательно, программ и планов. Решение блока задач “Анализ и прогноз транспортной ситуации в городе» происходит с применением многомерных средств обработки данных, которые позволяют пользователю выбрать необходимую информацию, используя произвольные комбинации ключевых параметров ("куб данных"») – линейное подчинение, последовательность временных интервалов и исследуемых параметров, географическое подразделение, принадлежность к различным категориям и т.д.
Аналитическая и прогнозная информация, получаемая пользователем в результате выполнения существующих программ, должна быть подкреплена картографической базой, что существенно усилит восприятие информации и ускорит процесс принятия решений по оперативной координации деятельности всех элементов транспортного комплекса.
Развитие задач анализа и прогнозирования транспортной ситуации предлагается осуществить в соответствии с направлениями усовершенствования и расширения функций анализа и прогноза. Разрабатываемый кластер «Визуализация ТС» позволит:
В соответствии с функциями блока задач «Анализ и прогноз ТС» выделяются пять основных направлений, выполняемых в результате работы кластера «Визуализация транспортной ситуации»: мониторинг ТС, анализ ТС, прогноз ТС, визуализация ТС, планирование управления ТС.
Основные задачи мониторинга – сбор и сортировка информации о транспортной ситуации; сравнение транспортных ситуаций по различным показателям статистической отчетности, распределение различных категорий оценки транспортной ситуации по показателям; объединение и анализ данных по различным показателям.
В основе анализа транспортной ситуации, применяемого в кластере «Визуализация
ТС» лежит общая концепция анализа и прогноза. Ее можно продемонстрировать
на примере «Анализа и прогноза ДТП».
1. Анализ ДТП (фильтрация по виду ДТП).
2. Анализ причин ДТП.
3. Разработка мероприятий по ликвидации причин возникновения ДТП, стабилизация
обстановки.
Каждое мероприятие оказывает влияние:
При этом уменьшается важность причины и она (степень, количество) ликвидируется полностью, а следовательно исчезает и данный вид ДТП.
4. Определение эффективности мероприятия.
Анализ транспортной ситуации, проводимый в данном проекте, объединяет в себе:
При прогнозировании развития транспортной ситуации в Москве применяются следующие методы:
Основные задачи визуализации транспортной ситуации следующие:
На основе прогнозов транспортной ситуации разрабатываются программы и планы, в которых фиксируются пути и средства ликвидации заторовых ситуаций, ДТП и прочих элементов транспортной системы в соответствии с поставленными задачами.
Планирование управлением транспортной ситуации позволит:
Внедрение проекта «Визуализация ТС» позволит наглядно продемонстрировать, как влияет на тенденции развития исследуемого объекта практическая реализация тех или иных плановых решений.
Для анализа данных о транспортной ситуации в городе Москве в программном продукте «Визуализация ТС» использованы следующие инструменты.
Анализ показателей проводится одновременно по многим измерениям:
дорожно-транспортные происшествия (индикаторы ДТП, вид транспорта, вид ДТП,
места концентрации, время суток);
задержки НОТ (вид транспорта, причина, места концентрации, продолжительность);
задержки метрополитена (причина, линия метрополитена, продолжительность);
задержки в работе аэрофлота (причина, продолжительность).
В процессе анализа пользователь может произвольно менять точку зрения на данные (операция смены логического взгляда) и детализировать заинтересовавшие его сводные показатели, тем самым, просматривая данные в различных разрезах.
Пользователь может создать собственные показатели, вычисляемые из набора исходных показателей с помощью арифметических, статистических и логических формул.
Сводные показатели отображаются на графиках всевозможных типов.
Определенный пользователем вид экспортируется в сводные таблицы.
По любым аналитическим признакам или их пересечениям автоматически формируются временные ряды для анализа динамики и построения прогнозов.
Для всех временных рядов рассчитываются стандартные характеристики динамики, такие как темпы роста, коэффициент тяжести последствий (КТП).
Для набора рядов выполняется прогноз с помощью простых прогнозных моделей (экспоненциальное сглаживание).
На сформированных временных рядах осуществляем трендовый анализ (экстраполяцию временных рядов).
Выполняется ретроспективный анализ с прогнозированием методом сезонных явлений.
Выходной информацией задачи «Визуализация ТС» является отображение транспортных ситуаций на карте Москвы.
Программа позволяет визуализировать аналитическую информацию при помощи электронных карт территорий:
Основные функции программы по работе с картой:
Электронная карта содержит информацию об административных и муниципальных округах Москвы, железных дорогах, платформах, станциях метро, улицах (границы, перекрестки), автозаправочных станций. Поиск проводится по различным объектам, имеющим имя: по улицам, линиям метро, по схеме метро, по районам, по округам, платформам, аэропортам. Любой фрагмент карты можно вывести на принтер.
Карта состоит из нескольких окон - основного, в котором выводится изображение фрагмента карты, информационной строки, окон запроса, верхнего меню и панели с иконками. При анализе данных мы видим таблицы данных, графики, отображение информации на карте.
На панели инструментов, нажимая кнопки управления, можно просмотреть карту в выбранном масштабе. Векторная карта имеет возможность меняться от карты всей Москвы до экстентов, что позволяет рассматривать любой объект с разной точностью вывода. По нажатию кнопки мыши происходит сдвиг карты.
Кластер «Визуализация ТС» обладает функциями редактирования картографической информации и нанесения на имеющуюся карту информации пользователя с возможностью создания новых слоев, стилей отображения объектов и классификаторов.
Введение в эксплуатацию кластера «Визуализация ТС» позволит существенно повысить качество, достоверность и оперативность анализа развития транспортной ситуации, а также выработать меры по оздоровлению транспортной ситуации и недопущению негативных тенденций в ее развитии. Этот уровень разработок обеспечит более глубокое проникновение в механизм обработки оперативной информации, расширит ретроспективный анализ транспортной ситуации до любого заданного разреза, визуализирует аналитическую и прогнозную информацию о транспортной ситуации на карте-схеме города, позволит разработать мероприятия по стабилизации транспортной ситуации.