TA02030394 - Model intermodální dostupnosti zaměstnání Účelem nástroje je zpřesnění odhadu časové náročnosti průjezdu zadanou trasou, respektive zlepšení síťových analýz založených na době průjezdu trasy. Vedlejším účelem je generování informací potřebných pro vyhodnocení energetické náročnosti jejich průjezdu. Software je založený na kombinaci modelu výpočtu nejrychlejší trasy mezi zdrojovým a cílovým bodem a modelu ochoty cestujících trávit čas dopravou a jejich schopnosti za dopravu platit vycházejících z dat získaných v průběhu řešení projektu, především z dílčího cíle DC102 - Sociologický výzkum zaměřený na ochotu zaměstnanců vynakládat čas a prostředky na dopravu do zaměstnání. Software je koncipován jako nadstavba pro program ArcGIS s využitím nadstavby Network Analyst. Příprava dat dále umožňuje využít data v dalších GIS software, například pro on-line aplikace představené v dalších částech projektu SUIDOD.
Příprava dat K využití software, který je vytvořen jako nadstavba programu ArcGIS je zapotřebí příprava dat silniční sítě, autobusové sítě, vlakové sítě a multimodální sítě. Příprava dat je částečně automatizovaná, částečně vyžaduje manuální přípravu v programu ArcCatalog. Pro využití v programu ArcGIS se síť využívá jako tzv. network dataset, který je zapotřebí vytvořit právě v programu ArcCatalog. V případě využití dat v programu QGIS jsou data uložena v databázi, ze které jsou načítána.
Silniční síť Pro účely vytvoření silniční sítě jsou využity další části projektu a to software Route2Eneval a EnEval. Pro tyto části budou hodnoty stanovovány jako maximální rychlosti průjezdu (tj. rychlosti průjezdu nezohledňující akceleraci a deceleraci), pro ostatní použití jako průměrné. Sklonitost Výpočet je v základní verzi založen na využití tabulky vycházející z ČSN 73 6101 z roku 2001, kdy pro každou dvojici kategorie komunikace a sklonitosti bude stanovena hodnota rychlosti průjezdu. Tato hodnota se použije ve chvíli, kdy bude nižší, než je zákonem stanovená maximální rychlost průjezdu. Pro běžné použití budou tyto normové hodnoty nahrazeny kalibrací na základě skutečných dat z provozu (záznamy GPS). V takovém případě je sledována současně kategorie komunikace, sklon i křivolakost profilu formou trojrozměrné tabulky. Křivolakost Křivolakost zohledňuje omezení rychlosti plynoucí z přítomnosti zatáček. Výpočet bude v základní verzi prováděn opět podle ČSN 73 6101 z roku 2001 a bude probíhat ve dvou krocích. V prvním kroku bude spočten parametr křivolakosti K (v gradech) pro jednotlivé úseky sítě. V druhém kroku bude
využito tabelovaných hodnot pro kombinace dvojic kategorie komunikace a sklon. Tato hodnota se použije v situaci, kdy bude nižší než hodnota stanovená na základě rychlostních omezení a sklonitosti. Při běžném použití budou normová data nahrazena daty odvozenými z GPS dat s možností kalibrace i pro individuální kombinace řidičů a vozidel (resp. jejich souprav). Dopravní kongesce Pro stanovení rychlosti průjezdu budou využita data CE Traffic v situacích, kdy pozorovaná průměrná rychlost pro danou dobu dosahuje nižších hodnot než rychlost stanovená na základě ostatních parametrů („volný průjezd“). Tato rychlost bude využita v případě, že bude nižší, než je rychlost stanovená předchozím výpočtem.
Obr. 1: Rychlosti na komunikacích přepočtené software Route2EnEval Tvorba network dataset K vytvoření síťového datasetu se v prostředí ArcCatalog zvolí možnost New Network Dataset ... K vytvoření datasetu je nutné mít nainstalovanou nadstavbu Network Analyst.
V prvním kroku je potřeba zvolit název síťového datasetu.
Ve druhém kroku se zvolí možnost tzv. global turns, což jsou penalizace pohybu v místech zatočení či otočení. V našem případě byly do sítě započteny při přípravě dat pomocí software Route2EnEval.
Ve třetím kroku se nastavuje tzv. konektivita. Tato část bude velmi důležitá u vytváření multimodální sítě. U jednotlivých sítí nehraje významnou roli, pokud síť není rozdělena do jednotlivých kategorií silnic.
Čtvrtý krok se volí využití nadmořské výšky k úpravě rychlosti. V našem případě byly do sítě započteny při přípravě dat pomocí software Route2EnEval. Pozn.: Software Route2EnEval vytvoří dvě pole atributů "costup" a "costdown". Tyto pole se pak vloží do možnosti Field.
V pátém kroku se specifikují atributy výpočtu. V našem případě se jedná o parametr Cost, který je v minutách (Minutes) Pozn.: Software Route2EnEval vytvoří dvě pole atributů "costup" a "costdown". Tyto pole se pak vloží do možnosti Usage.
V šesté kroku se nastavují tzv. driving directions, což jsou omezení v provozu (jednosměrky, slepé ulice atd.) V našem případě byly do sítě započteny při přípravě dat pomocí software Route2EnEval.
Další kroky již vytvoří vlastní dataset, který se pak vkládá jako jeden ze vstupů do výpočtu v programu ArcGIS.
Autobusová síť Identifikace spojení vychází z proudů dojížďky a vyjížďky SLDB. U autobusové dopravy bylo identifikováno 16403 proudů mezi obcemi. Omezení proudů bylo nastaveno na proudy, které jsou tvořeny alespoň pěti cestujícími. Při doplňování časů, které jsou důležité z hlediska dopravy, jsme vycházeli ze struktury dat proudů dojížďky a vyjížďky SLDB. V rámci proudů je identifikována denní dojížďka v minutách v rozdělení do
kategorií: do 14 min., 15 - 29 min., 30 - 44 min., 45 - 59 min., 60 - 89 min. a více jak 90 minut. V první fázi doplňování časů jsme vycházeli z tohoto rozdělení, kdy byl identifikován nejčastější čas dojížďky pomocí následující funkce v MS Excel: =INDEX($AZ$1:$BE$1;POZVYHLEDAT(MAX(AZ2:BE2);AZ2:BE2;0))
Časy byly dále doplněny pomocí databáze IDOS. Instalační program IDOS obsahuje pouze prohlížeč jízdních řádů a vlakový a autobusový jízdní řád. K automatizovanému zpracování jízdních řádů využíváme program NEW DOK, který pochází od autorů z VŠB-TUO. Časy musí být uloženy do atributového pole Cost v minutách.
Obr.2: Vizualizace autobusových spojení dle skutečných proudů dojížďky dle ČSÚ
Obr.3: Vizualizace autobusových spojení dle skutečných proudů dojížďky dle ČSÚ, ohodnocení dobou jízdy pro stanovené začátky směny pomocí programů IDOS a NewDok Tvorba network dataset Postup je obdobný tvorbě network dataset u silniční dopravy. Časy jsou uloženy v atributovém sloupci Cost dle postupu popsaném v předcházející části textu.
Vlaková síť Také identifikace vlakových spojení vychází z proudů dojížďky a vyjížďky SLDB. V rámci databáze bylo identifikováno 6217 proudů mezi obcemi. Také u vlaků bylo omezení proudů nastaveno na proudy, které jsou tvořeny alespoň pěti cestujícími. Při doplňování časů jsme postupovali stejným způsobem jako u autobusů. Časy doplněné v MS Excel byly následně doplněny pomocí databáze IDOS. Podobně jako u autobusových spojení k automatizovanému zpracování jízdních řádů využíváme program NEW DOK, který pochází od autorů z VŠB-TUO.
Obr. 4: Vizualizace vlakových spojení dle skutečných proudů dojížďky dle ČSÚ Tvorba network dataset Postup je obdobný tvorbě network dataset u silniční dopravy. Časy jsou uloženy v atributovém sloupci Cost dle postupu popsaném v předcházející části textu.
Multimodální síť Multimodální síť je vytvořena jako kombinace předešlých sítí. K její vytvoření je důležité mít vytvořené všechny předešlé sítě. Tvorba network dataset Postup je obdobný tvorbě network dataset u silniční dopravy. Liší se především ve zdroji dat a ve třetím kroku, ve kterém se nastavuje tzv. konektivita. Konektivita určuje, ze které sítě můžeme "přestoupit" na jinou síť. U multimodální sítě není možné vytvářet síť ze samotných shapefile, které reprezentují jednotlivé sítě, ale zapotřebí uložit všechny sítě do jednoho datasetu v rámci geodatabáze.
Ve třetím kroku se pak vytváří propojení jednotlivých sítí. Vytváří se tzv. skupiny, které určují možnosti přestupů.
Práce se software v prostředí ArcGIS Model (software) je rozdělen do tří částí: výpočet matice dostupností, výpočet nejkratší cesty, výpočet ochoty cestovat a vynakládat náklady na cestování. Výpočet ochoty cestovat a vynakládat náklady vychází z poznatků dílčího cíle DC102, který zjistil následují poznatky (citace dílčího cíle DC102): Faktory ovlivňující volbu dopravního prostředku U jednotlivých faktorů ovlivňujících volbu dopravního prostředku respondent hodnotil jejich význam při rozhodování v kategoriích "Hlavní důvod" (hodnota 1), "Beru v úvahu" (hodnota 2) a "Nepovažuji za podstatné" (hodnota 3). Faktor času – Pro respondenty využívající všechny typy dopravy byl významným (tedy kategorie "hlavní důvod" a "beru v úvahu") faktorem pro volbu dopravního prostředku čas dojíždění. Důraz kladený na tento faktor byl nejvýraznější u těch respondentů, kteří jezdí soukromým či služebním vozem (průměrné skóre 1,42 respektive 1,67). Podobnou váhu měl, poněkud překvapivě, faktor času i u respondentů využívajících prostředky veřejné dopravy (průměrné skóre 1,55). Pro chodce a cyklisty byl čas dalším faktorem braným v úvahu (průměrné skóre 1,94, respektive 1,88). Pro poslední jmenované je nutné podotknout, že chodci i cyklisté se pohybovali na relativně krátké (časové) vzdálenosti (chodci průměrně 10 minut (směrodatná odchylka s = 9 min.) a cyklisté 18 minut (s = 14 min.). Čas dojížďky tedy hraje poměrně významnou roli u většiny dotazovaných respondentů (typicky v kategoriích hlavního a vedlejšího důvodu, přičemž je nutné podotknout, že drtivá většina
respondentů hodnotících faktor času jako nepodstatný realizuje dojížďky délky do 20 minut (dojížďku delší než 20 minut v této kategorii realizuje 46 z celkových 189 respondentů). Výše zmíněné se projevilo i u výsledků průzkumu aktuálního chování a dotazu na maximální přijatelnou časovou délku dojížďky, zobrazené na následujícím obrázku.
Obr: Výsledky realizovaných (vlevo) a maximálně přijatelných časů dojížďky. Z grafů je zjevné, že oproti realizovaným časům jsou respondenti ochotni čas své dojížďky poměrně dramaticky zvýšit.
Délka dojížďky měla průměr okolo 20 minut, který byl ovšem výrazně ovlivněn nepočetnými extrémně dlouhými cestami. Extrémně dlouhé cesty se vyskytly u těch respondentů, kteří mají trvalé bydliště například v Ostravě a do práce dojíždí do hlavního města (kde pravděpodobně mají přechodné ubytování). V případě času dojíždění je tedy hodnotou lépe vypovídající o typickém chování respondentů medián. Medián realizované dojížďky je 15 minut, a medián maximálně přijatelné doby dojíždění je 45 minut (!). Chodci, cyklisté a řidiči typicky dojíždějí kratší dobu, než uživatelé hromadné dopravy (15 versus 30 minut). To je poněkud překvapivé zejména proto, že respondenti využívající hromadnou dopravu poměrně vysoko hodnotili faktor času dojíždění. Z hlediska řešeného projektu je významné poznání, že při uvádění maximální únosné délky dojížďky respondenti (typicky) hodnotí cesty do půlhodiny jako přijatelné, zatímco cesty nad jednu hodinu za vcelku nepřijatelné. To je významné z hlediska formulování funkce poklesu atraktivity pracovních příležitostí s rostoucí vzdáleností, která se doposud rutinně popisuje hyperbolickou či exponenciální funkcí, přičemž realita je poněkud odlišná.
Obr: distribuce ochoty dojíždět na časovou vzdálenost. Předpokládáme, že dojíždějící je ochoten přijmout kratší dobu dojížďky, než jakou uvedl jako maximální únosnou.
Faktor ceny – Žádná skupina dojíždějících (podle primárního dopravního prostředku) nepovažuje cenu dojíždění za rozhodující faktor. Rozdíly mezi skupinami respondentů z pohledu jejich nazírání na význam ceny dojíždění jsou patrné spíše podle výše jejich příjmů. Respondenti s (čistým) příjmem menším než 15 000 Kč hodnotili cenu spíše jako významnou, s rostoucími příjmy respondenta pak klesá na významu. Medián prostředků vynaložených měsíčně na dojížďku do zaměstnání byl 600 Kč/měsíc. Náklady chodců, cyklistů a řidičů služebních vozidel byly typicky nulové, medián nákladů uživatelů veřejné dopravy byl 550 Kč/měsíc. Řidiči vlastních osobních vozidel pak uváděli typické náklady okolo 1 600 Kč/měsíc. Medián maximální únosné míry nákladů na dopravu vzrostl okrouhle na dvojnásobek (1 200 Kč za měsíc). Uživatelé veřejné dopravy (cyklisté a chodci) uváděli maximální únosné náklady okolo střední hodnoty 1 000 Kč/měsíc, zatímco řidiči by přijali jako střední hodnotu dvojnásobek této ceny (2 000 Kč za měsíc). Řidiči typicky do ceny dojíždění nezapočítávají náklady na vlastnictví vozidla. Při srovnání času dojížďky vlastním vozem a ceny za měsíc je pak zjevné, že řidiči cenu dojížďky vlastním vozem chronicky podceňují. Z hlediska dalšího řešení projektu je důležité poznání, že respondenti uvažují za maximální přijatelný podíl nákladů na dopravu na svých příjmech střední hodnotu 15%, přičemž tato hodnota s rostoucím příjmem klesá.
Obr: Cena dopravy. Graf vlevo nahoře znázorňuje podíl nákladů na dopravu na čistém příjmu respondenta. Graf vlevo nahoře pak histogram maximálních přijatelných nákladů na dopravu. Za povšimnutí stojí relativně podrobné stanovení maximální únosné ceny pod úrovní 1 000 Kč/měs. a velmi velkorysý rozptyl v kategoriích nad 4 000 Kč/měs. Spodní dvojice grafů ilustruje chronické podceňování skutečných nákladů na užívání vlastního vozu na dojíždění (vlevo dole) a fakt, že pro většinu řidičů (prakticky bez ohledu na výši příjmů) je maximální psychologickou hranicí přijatelných nákladů na dojížďku 7 000 Kč/ měsíc.
Načítání nadstaveb pro program ArcGIS Po rozbalení souborů je možné je umístit na libovolné místo disku.
Po otevření ArcMapu je možné načíst toolbox do struktury Arctoolboxů, které jsou součástí ArcMapu a to takto:
1) Klikněte na ikonu pro otevření Arctoolboxů na hlavním panelu. 2) Klikněte pravým tlačítkem na modře zvýrazněnou složku Arctoolbox a zvolte možnost Přidat toolbox.
3) V oknu Procházet najděte umístění, kde jste rozbalili skripty. 4) Vyberte (vybraný toolbox).tbx a zvolte možnost Otevřít. 5) Skript se otevře kliknutím na skript označený ikonou
+ (název skriptu).
Výpočet matice dostupností Do složky ArcToolboxů se načítá toolbox Intermodální dostupnost. Tento toolbox slouží k výpočtu matice časů mezi Zroji a Cíli dojížďky.
Cíl Do této položky se vkládá bodová vrstva reprezentující cíle dojížďky. Výstupní adresář Do této položky se vkládá adresář, do kterého se uloží výsledky. Zdroj Do této položky se vkládá bodová vrstva reprezentující zdroje dojížďky. Infrastruktura Do této položky se vkládá síťový dataset. Jeho tvorba je popsána v části manuálu, který je věnován tématu přípravy dat. Vzdálenost Do této položky se vkládá hodnota "přichycení" zdrojových a cílových bodů k síti. Výsledek analýzy se ukládá do geodatabáze, která se vytvoří ve výstupním adresáři. Výsledek je uložen ve feature class vystup_statistika. Jednak je zde atribut reprezentující minimální čas dojížďky do nejbližšího cíle (Total_cost MIN), maximální čas (Total_cost MAX) a dále průměrný čas ze všech časů (Total_cost MEAN).
Výpočet nejkratších cest
Cíl Do této položky se vkládá bodová vrstva reprezentující cíle dojížďky. Výstupní adresář Do této položky se vkládá adresář, do kterého se uloží výsledky. Zdroj Do této položky se vkládá bodová vrstva reprezentující zdroje dojížďky. Infrastruktura Do této položky se vkládá síťový dataset. Jeho tvorba je popsána v části manuálu, který je věnován tématu přípravy dat. Vzdálenost Do této položky se vkládá hodnota "přichycení" zdrojových a cílových bodů k síti. Výsledek analýzy se ukládá do geodatabáze, která se vytvoří ve výstupním adresáři. Výsledek reálných cest je je uložen ve feature class line_tbl. Atribut, který reprezentuje časy je Total_Cost. Ochota cestovat a vynakládat náklady na cestování
Vrstva Do této položky se vkládá výsledná vrstva z nástrojů Výpočet nejkratších cest či z Výpočet matice dostupností. V zaškrtávacím poli se zvolí, zda se jedná o vrstvu z Výpočet nejkratších cest či z Výpočet matice dostupností. Výstupní adresář Do této položky se vkládá adresář, do kterého se uloží výsledky.
