Оптимизация транспортных потоков средствами геоинформационных систем на примере предприятия мелкооптовой торговли

Захаров С.Б., ООО «Волжский Бисквит», г. Волжский, Волгоградская область, e-mail: zsb1987@gmail.com

Optimization of goods delivery with GIS

Торговля и сфера услуг – одна из традиционных и наиболее значимых областей применения информационных технологий. Развивающийся рынок торговли все чаще сталкивается с проблемами, касающиеся автоматизации информационных и материальных потоков.

Распространенной задачей этой области является оптимизация маршрутов движения при доставке товаров по городу. Ее решение позволит:

• гарантировать своевременную доставку товара заказчику;
• снизить расходы топлива;
• обеспечить рациональное использование ресурсов автопарка.

Эта задача решалась для кондитерского предприятия города.

Для анализа дорожной сети была построена электронно-транспортная карта города Волжского. В городе существует многопрофильная автомобильная транспортная сеть. Протяжённость автомобильных дорог общего пользования с твёрдым покрытием составляет 8583 км, которые располагаются на площади 150 кв.км. Ежегодно по автомобильным дорогам города перевозится около 2,5 млн тонн груза.

Дорожно-транспортная сеть города представляет собой равномерно распределенную сеть с несколькими ведущими улицами (ул. Ленина, ул. Карбышева, ул. Мира, ул. Пушкина), на которых находится большая часть автотранспорта города. В целом дорожная сеть справляется с транспортным потоком, который может предложить город, поэтому наличие так называемых «автомобильных пробок» является большой редкостью. При анализе и построении улично-дорожной сети все улицы разбивались на отдельные сегменты. Сегмент представлял собой участок улицы от перекрестка до перекрестка. Каждый сегмент в городе отдельно представлен своими дорожными знаками и светофорами.

Основными показателями при анализе транспортных перевозок являлись длины дорожных участков и время их прохождение с учетом правил организации дорожного движения в городе Волжском. При моделировании транспортных процессов для повышения точности математических расчетов необходимо учитывать нелинейность движения транспорта в разное время суток.

Оптимизация маршрута позволит предприятию не только сократить расходы на транспортировку товара и время доставки за счет пересчета и пересмотра типовых маршрутов, но также позволит сократить время простоя машины в очереди на разгрузку за счет посещения других торговых точек города.

Для того чтобы производить расчет и анализировать движение транспорта предприятия по городу необходимо было создать дорожную карту города в формате шейп-файла.

Рис. 1. Улицы города Волжского.

Для этого было сделано следующее:

• Добавлен слой в виде растрового объекта с метровой пространственной геопривязкой к территории города (рис. 1).
• Создан линейный шейп-файл улиц, в атрибутах были указаны: названия улиц, их протяженность, скорости и время прохождения каждого участка улицы автомобилем с учетом правил дорожного движения и проекта организации дорожного движения города Волжского).
• На основе созданного шейп-файла необходимо было создать сетевой набор данных для того, чтобы воспользоваться функциями модуля ArcGIS Network Analyst (рис. 2).

Рис. 2. Дорожная сеть города Волжского.

Одним из главных компонентов для корректного и правильного анализа реальной улично-дорожной сети города является создание логики движения автомобилей согласно правилам дорожного движения. Сети обычно имеют правила, в соответствии с которыми объекты перемещаются по ним. Например, в сети дорог на некоторых перекрестках запрещены левые повороты, некоторые участки дорог могут быть закрыты на ремонт. Дорожные сети, как правило, являются набором улиц с односторонним и двусторонним движением. В среднем может потребоваться 1 минута для проезда одного километра в высокоскоростной зоне и 2 минуты – в зоне движения с пониженной скоростью. Такие участки вносятся в атрибуты линейной темы. Это позволит получить более реальное решение.

Чтобы установить эти правила, Network Analyst обращается к определенным полям в атрибутивной таблице дуг и связанным таблицам. Одной из таблиц является таблица для запрещения поворотов. Для создания таблицы запрета поворотов был создан специальный шейп-файл (Turn Feature Class), который имеет возможность хранить пересечение до пяти линейных компонент. Для обозначения улиц с односторонним движением у атрибутивной таблицы улиц есть поле ONEWAY.

В Network Analyst можно задавать стоимость различными способами. Можно определять стоимость перемещения в единицах расстояний или времени движения, а также установить разную стоимость для движения вдоль улицы в разных направлениях.

После размещения торговых точек можно строить маршруты доставки товаров (рис. 3, 4).

Рис. 3. Торговые точки.

Рис. 4. Оптимальный маршрут доставки.

Показатели эффективности применения ГИС с одного маршрута предприятия представлены в таблице.

Таким образом, внедрение ГИС позволяет достичь ряда преимуществ:

• Экономия ГСМ. На основании данных статистики по результатам внедрения системы можно ожидать сокращения расходов на ГСМ до 7% по сравнению с обычным периодом.
• Снижение пробега. Диспетчеризация транспорта, ежеминутный контроль за работой транспортных средств позволяет ликвидировать левые рейсы, сократить холостые пробеги, оптимизировать маршруты движения транспорта, перевозок. Ожидаемое сокращение пробега составляет не менее 9%. Снижение пробега также снижает затраты на топливо, увеличивает межсервисные интервалы обслуживания автотранспорта и приводит к снижению его амортизации.
• Эффективная организация труда. Внедрение системы управления автотранспортом позволяет отказаться от привлечения дополнительных сотрудников и разгрузить имеющихся при существенном повышении качества их труда и оперативности подготавливаемых данных, существенно уменьшить количество телефонных переговоров с водителями.
• Применение современных технологий повышает привлекательность компании для действующих и потенциальных клиентов.