Общая теория по выполнению проектов в PTV VISUM VISUM - это пакет компьютерных программ, который позволяет отображать все виды индивидуального транспорта (ИТ) и общественного транспорта (ОТ) в единой модели. Он дополняется программами расчета cпроса на транспорт VISEM и VISEVA. Вместе с программой планирования эксплуатации общественного транспорта INTERPLAN они образуют систему ptv vision. В отличие от простых ГИС-систем в VISUM можно отобразить комплексные зависимости в пределах одной или нескольких систем и, таким образом, построить подходящую транспортную модель. Транспортная модель состоит из модели транспортного спроса, модели транспортной сети, создаваемой на основе VISUM, и различных моделей действий (рис. 1.): • модель спроса на транспорт содержит данные спроса. В VISEM можно рассчитывать матрицы спроса для однородных по поведению групп пользователей (например, работающие, имеющие легковой автомобиль или без него, ученики, студенты) для каждого вида транспорта исходя из данных социальной структуры населения. Затем эти матрицы калибруются с помощью данных транспортных опросов и подсчетов; • модель сети содержит данные транспортного предложения. Она состоит из транспортных районов, узлов, остановок, отрезков автомобильной и железнодорожной сетей и из линий ОТ с расписаниями движения на маршрутах. Данные о предложении транспортных услуг можно визуализировать в VISUM и интерактивно обрабатывать различными методами; • данные модели сети и модели транспортного спроса представляют собой исходные данные для моделей действия. VISUM предоставляет различные модели взаимодействия для анализа и оценки предложения транспортных услуг. Модель пользователя отражает характер движения пассажиров или водителей. При этом вычисляются нагрузки и параметры (например, время в пути, частота пересадок, и т.д.). В модели предприятия рассчитываются производственные параметры ОТ, например, пробег транспортного средства в километрах, число единиц общественного транспорта, часы эксплуатации или эксплуатационные расходы. Оценка рентабельности маршрута производится с помощью изменения стоимости оплаты за проезд. Для отображения влияния моторизированного индивидуального транспорта на окружающую среду доступны различные методы. • VISUM представляет результаты расчета в виде графиков и таблиц и позволяет проводить разнообразные графические анализы. Таким образом, можно отобразить и проанализировать, например, участки переплетения транспортных потоков, «пучки» потоков («пауки»), изохроны и транспортные потоки в узлах. Такие параметры, как время в пути, длина пути пешком, частота пересадок, частота обслуживания и т. д. выводятся в виде матриц затрат на перемещение. Целью моделирования является системный анализ, прогнозы влияний и модельная подготовка решений, которые принимаются в реальном мире. Модуль VISUM представляет собой транспортную информационную систему, основными возможностями которой, являются: • высокоразвитое средство представления результатов анализа и планирования; • моделирование существующих и прогнозируемых транспортных потоков; • интеграция анализа общественного транспорта, индивидуального транспорта, а также транспортного спроса; • включение в модель всей улично-дорожной сети и сети маршрутов общественного транспорта; • анализ и оценка потоков всевозможных видов транспорта; • подготовка транспортных прогнозов на основе сценариев «что будет, если...». В представленной схеме (Рис.1) показаны основные этапы работы с модулем VISUM.  Рис. 1. Этапы работы с модулем VISUM. В результате изучения дисциплины студенты должны: · знать общее представление о транспортной модели сети; · иметь навыки работы с современными пакетами программного обеспечения для планирования и анализа транспортных сетей (на примере PTV VISUM); · знать и уметь реализовывать графические возможности представления любых данных при планировании транспортной сети. Лабораторная работа №1 Создание цифровой модели сети на основе графических «подложек» Цель работы – создание модели транспортных потоков сети региона на основе заданных транспортных структур и оценка эффективности функционирования общественного транспорта (типы дорог, среднегодовая суточная интенсивность, пропускная способность в час; общее разделение транспортных потоков по видам транспорта на исследуемой территории; расписание и маршруты движения общественного транспорта). Общетеоретические положения Модель сети для транспортной системы должна отображать пространственную и временную структуру предложения транспортных услуг. Поэтому модель сети состоит из множества объектов, которые содержат все релевантные данные сети транспортных путей, маршрутов, расписаний, транспортных районов • Районы - это объекты, которые описывают положение мест притяжений в сети (например, жилые районы, места работы, торговые центры, школы). Объекты районы содержат исходный пункт и цель перемещений транспорта и соединяются с сетью через примыкания. • Узлы - это точечные объекты, которые определяют пространственное положение перекрестков и железнодорожных узлов. Они являются начальными или, соответственно, конечными точками отрезков. • Отрезки соединяют узлы и, таким образом, описывают структуру улично-дорожной сети или железнодорожной сети. Отрезок – это направленное ребро, т.е. прямое и обратное направление являются самостоятельными объектами сети. Задание на лабораторную работу: 1. Создать цифровую модель сети на основе графических «подложек». 2. Определить исходные атрибуты на транспортной модели сети (узел, отрезок, поворот). 3. Смоделировать цифровую модель транспортных потоков сети своего региона или города на основе реальной карты. Порядок выполнения: 1. Создание цифровой модели сети на основе графических «подложек». 1.1. Выбор фрагмента карты для импортирования. Выбирается и вырезается фрагмент карты, который впоследствии импортируется в VISUM и вставляется по заданным координатам созданных узлов. Координаты узлов в VISUM определяются автоматически (рис.1.).  Рис.1. Фрагмент карты. 1.2. Определение и вставка координатных точек в VISUM (загрузка подложки). В VISUM можно использовать разные форматы изображений файлов, как пиксельных, так и векторных. В качестве фонового изображения могут использоваться карты в различных форматах: *.BMP; *.HGR; *.WMF; *.GIF; *.JPG; *.PNG; *.PSD; *.TIF; *.TGA; *.DWG; *.SHP. Вводятся также, общие сведения об исследуемом районе. Общие сведения необходимы для оценки результатов расчёта транспортного спроса и данных статистики. Примечание: Под данными статистики понимаются: сведения о населении, о трудоспособном населении, о рабочих местах, о рабочих местах в сфере услуг. Эти данные необходимы для создания транспортных потоков (что является частью транспортного спроса) при помощи характеристической модели. В модели используются данные статистики каждого района исследования в качестве, как источника (причины) создания, так и цели притяжения. В представленном ниже примере показано формирование однородных слоев, т.е. группы «источник-цель» (созданные в Excel или Aсcess рис.2.). Рассмотрим общую структуру интерфейса VISUM. Для удобства пользователя интерфейс VISUM разделен на несколько функциональных областей: главная панель инструментов, главное меню и боковое меню, состоящее из различных тематических разделов (рис. 3.).  Рис.2. Группы «источник-цель».  Рис. 3. Главное меню и боковое меню VISUM. 1.3. Создание «узла» объекта транспортной сети. Откройте модуль VISUM (рис.4.).  Рис.4. Модуль VISUM. Создайте узел. Для этого в программе выберите режим вставки и активируйте модуль узлов . Далее на любом свободном месте сети щелкните левой клавишей мыши для вставки узла. Появится диалоговое окно свойств узла, в котором в закладке База автоматически установятся координаты первой точки (рис. 5). Для вставки непосредственно фонового изображения выберите режим вставки и модуль графических объектов . Левой клавишей мышки щелкните на любом месте сети. В появившемся окне выберите файл изображения и нажмите Открыть. Затем, удерживая левую клавишу мыши нажатой, тяните прямоугольник из левого нижнего края в правый верхний. После того, как вы отпустите клавишу мышки появиться графическое изображение. Для того, чтобы совершать какие либо действия с фоном вам необходимо выбрать режим простого выбора . Теперь, выбрав изображение, вы можете перемещать его мышкой (взяв его за правый верхний угол), увеличивать, или уменьшать. Размеры подложки необходимо изменить так, чтобы опорные точки на карте совпали с опорными узлами VISUM (рис. 6).  Рис. 5. Определение свойств узла. 1.4. Сохранение графических объектов транспортной сети. После того, как у вас получилось совместить фоновое изображение и опорные точки, полученное координатное положение фона необходимо сохранить. Для этого зайдите Файл – Сохранить графические параметры… VISUM сохраняет объекты (например, графические карты) только в виде ссылки. Поэтому файлы объектов не следует удалять или перемещать. Все графические параметры будут сохранены в файле с расширением *.gra. Сохраните созданный объект. Для того чтобы открыть уже сохраненный фон зайдите в Файл – Открыть графические параметры…  Рис. 6. Вставка фонового изображения 2. Определение исходных атрибутов на транспортной модели сети (узел, отрезок, поворот) 2.1 Определение атрибута узла на транспортной модели сети К исходным атрибутам на транспортной модели сети относятся узлы и отрезки (рис. 7). Узлы определяют положение перекрестков и стрелочных переводов железнодорожной сети. Они представляют начальные и конечные пункты отрезков. Для каждого узла может определяться главный поток, который указывает направление движения потока имеющего приоритет проезда и можно рассчитать время t0-ИТ при свободном транспортном потоке (рис.8). По умолчанию VISUM определяет главный поток, автоматически исходя из ранга пересекающихся отрезков. Объект сети узел определяется следующими исходными атрибутами (рис.7): • определенный номер узла; • краткое обозначение (8 символов); • имя (50 символов); • тип узла (00-99), который может применяться для категоризации узлов; • X -координата и Y –координата; • номера отрезков главного потока.  Рис. 7 Атрибуты узла сети.  Рис. 8. Расчет времени. 2.2. Определение атрибута отрезка на транспортной модели сети Отрезки описывают улицы или рельсы транспортной сети. Они соединяют узлы, т.е. перекрёстки индивидуального транспорта, также остановки ОТ (рис. 9.). Отрезок является направленным ребром и описывается с помощью номеров ИзУзла и ВУзел. Прямое и обратное направление отрезка являются в сети двумя самостоятельными объектами, которым присваивается один номер отрезка. Для каждого отрезка должны указываться допустимые системы транспорта ИТ и ОТ, которые могут использовать этот отрезок.  Рис. 9. Атрибуты отрезка. Объект сети отрезок определяется следующими атрибутами ввода: • определенный номер отрезка; • ИзУзла-номер отрезка; • ВУзел-номер отрезка; • тип отрезка; • длина отрезка; • список допущенных систем транспорта; • пропускная способность ИТ; • допустимая скорость ИТ v0-ИТ при свободном транспортном потоке; • время поездки для каждой системы транспорта ОТ. Типы отрезков от 00 до 99 служат для классификации и позволяют определять стандартные значения по умолчанию для: • списка разрешенных систем транспорта; • пропускной способности ИТ; • допустимой ИТ-скорости v0-ИТ при свободном транспортном потоке; • допустимой максимальной скорости vМакс-СисТр каждой системы транспорта ИТ; • специфической для вида транспорта скорости v-ОТСисТр для расчета времени передвижения t-ОТ из длины отрезков. 2.3. Определение атрибута поворот на транспортной модели сети Повороты указывают, можно ли поворачивать на узле и какая задержка должна учитываться для систем транспорта ИТ. Для ИТ на каждый отдельный поворот могут устанавливаться задержка на поворот и пропускная способность, которые описывают влияние перекрёстка на работоспособность сети. Атрибуты поворота учитываются для систем транспорта ИТ при распределении потоков. Запреты поворота для систем транспорта ОТ учитываются при конструкции варианта маршрута и при перераспределении ОТ согласно системе транспорта. При вставке отрезка VISUM создает все теоретически возможные повороты на обоих узлах отрезка. Таким образом, например, на четырехподходном перекрёстке имеется всего 16 вариантов поворота. (4 поворачивающих направо, 4 движущихся прямо, 4 поворачивающих налево и 4 разворота). Каждый поворот описывается через: • список допущенных / заблокированных систем транспорта; • пропускную способность ИТ и задержку ИТ. Для каждого поворота должны устанавливаться системы транспорта, которые могут использовать этот поворот. Поворот отличает разрешенные и заблокированные системы транспорта: • разрешенные системы транспорта ОТ: поворот может использоваться при конструкции варианта маршрута. • разрешенные системы транспорта ИТ: поворот может использоваться при перераспределении с учетом пропускной способности ИТ и временной надбавки ИТ. • заблокированные системы транспорта: запрет поворота. Поворот описывается следующими атрибутами ввода (рис. 10.): • номер ИзУзел; • номер ЧерезУзел; • номер ВУзел; • список допущенных систем транспорта; • тип поворота от 0 до 9; • задержка на поворот t0-ИТ; • пропускная способность ИТ.  Рис. 10. Объект сети поворот. VISUM различает 10 типов поворота (0 до 9), из которых типы 0 до 4 уже заняты: 0 не заполнено 1 поворачивающий направо 2 движущийся прямо 3 поворачивающий налево 4 место разворота 5 свободно для иллюстрации специальных случаев Тип поворота может рассчитываться автоматически из геометрии поворота. 3. Смоделировать цифровую модель транспортных потоков сети своего региона или города на основе реальной карты по следующему плану действий: 3.1. Импортировать реальную карту региона или города в PTV VISUM. 3.2. Определить атрибуты цифровой модели транспортной сети. 3.3.Сохранить в папке GRA смоделированную цифровую модель транспортных потоков сети. Содержание отчета Модель транспортных потоков сети региона на основе заданных транспортных структур и оценка эффективности функционирования общественного транспорта (типы дорог, среднегодовая суточная интенсивность, пропускная способность в час; общее разделение транспортных потоков по видам транспорта на исследуемой территории; расписание и маршруты движения общественного транспорта. Контрольные вопросы 1. Что такое узел, район, отрезок? 2. Определите понятие модели сети. 3. Из каких компонентов состоит транспортная модель в VISUM? 4. Что является целью моделирования в PTV VISUM? 5. Что такое модель сети и как вы ее понимаете? 6. Перечислите атрибуты и типы при описании объектов сети? 7. Какие возможности существуют для планирования транспортной модели сети в пакете PTV VISUM? 8. Что определяют на транспортной модели объекты сети «узлы»?  Рис. 11. Пример начального и конечного отрезка транспортной системы с пунктом остановки 1. |