Ανάπτυξη εφαρμογής εύρεσης βέλτιστης διαδρομής σε περιβάλλον GIS - Εφαρμογή στο ευρωπαικό δίκτυο συνδυασμένων μεταφορών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στην ανάπτυξη ενός λογισμικού εύρεσης ελάχιστης διαδρομής σε περιβάλλον GIS το οποίο στην περίπτωση συνδυασμένης μεταφοράς λαμβάνει υπόψη του τους χρόνους αναμονής φορτηγών σε λιμάνια ή σιδηροδρομικούς σταθμούς σε σχέση με τα πραγματικά δρομολόγια πλοίων τραίνων. Επιπλέον, λαμβάνει υπόψη του τους χρόνους ανάπαυσης και διανυκτέρευσης των οδικών μεταφορέων καθώς και τους χρόνους διενέργειας συνοριακών ελέγχων. Η εφαρμογή αυτή χρησιμοποιεί τις πληροφορίες που περιέχονται στην βάση δεδομένων του προγράμματος ETIS. Σε πρώτη φάση αναγνωρίζονται οι ελάχιστες διαδρομές μεταξύ κόμβων κάθε χώρας που αναπαριστούν συνοριακούς κόμβους, λιμάνια και αεροδρόμια. Έπειτα τα δίκτυα ελαχίστων διαδρομών κάθε χώρας συντίθενται σε ένα ενιαίο. Η απλοποιημένη αυτή μορφή του δικτύου επιτρέπει την ταχύτερη εύρεση ελαχίστων διαδρομών καθώς και την δυνατότητα αναγνώρισης εναλλακτικών διαδρομών με σημαντικές διαφορές. Σε δεύτερη φάση, αναγνωρίζεται η ελαχίστου “κόστους” διαδρομή μεταξύ ενός κόμβου προέλευσης και ενός προορισμού χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο του Dijkstra. Ως “κόστος” μπορούμε να ορίσουμε το μήκος, την χρονική διάρκεια, το λειτουργικό κόστος ή το γενικευμένο κόστος της διαδρομής. Η εύρεση της ελάχιστης διαδρομής γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τους παρακάτω παράγοντες: (α) έναν παράγοντα “χρονικής αναμονής” που υπολογίζει τον χρόνο αναμονής μεταξύ δύο διαδοχικών μεταφορικών μέσων (πχ φορτηγό που αναμένει σε λιμάνι) λαμβάνοντας υπόψη την ώρα άφιξης του πρώτου μέσου στον τερματικό σταθμό και τα δρομολόγια του μέσου με το οποίο θα συνεχιστεί η διαδρομή, (β) έναν παράγοντα “χρόνου ανάπαυσης οδηγού” ο οποίος υπολογίζει τον απαιτούμενο χρόνο ανάπαυσης του οδηγού σύμφωνα με τους κανονισμούς ή τις συνήθεις πρακτικές, (γ) παράγοντας “χρονικής καθυστέρησης λόγω διέλευσης συνόρων” ο οποίος χρησιμοποιείται για να εισάγει τις καθυστερήσεις στα χερσαία μέσα που διασχίζουν σύνορα χωρών λόγω των ελέγχων ασφαλείας και συνοδευτικών εγγράφων. Η εφαρμογή χρησιμοποιήθηκε στην εύρεση των βέλτιστων διαδρομών στον άξονα Αθήνα – Μόναχο.

The current work presents the structure and functionality of a GIS-based application allowing for efficient transport route identification in the ETIS networks. This application is capable of handling large size networks and defining efficient routes for both, unimodal networks (e.g. transportation solely by road) and intermodal/multimodal (e.g. road-sea) trips, taking into account pragmatic operating conditions like waiting times in the ports, driver rest hours etc. This is achieved in two phases: In the first phase, for each country, the minimum paths between all network nodes representing ports, airports, and border points are identified. Next, the minimum paths between the above identified nodes of all countries are combined into a single network. In the second phase, the minimum “cost” route between origin and destination points is identified based on Dijkstra’s algorithm. As “cost” travel distance, travel time, transport cost or generalized transport costs can be defined. The search algorithm includes the following components: (a) a “waiting time” component that calculates the required waiting time for the consecutive modes (e.g. truck arrival in a port to continue the trip by ferry taking into account the arrival time of the incoming mode and the timetable of the departing mode, (b) a “driver rest time” component which adds the time required for truck driver rest according to alternative schemes (EC regulations, common practises) and (c) a “border crossing delay” component used to imply delays to land vehicles crossing country borders due to security and document control (where applicable). The application was tested to identify optimum routes in the transport corridor Athens-Munich.