POIR.01.01.01-00-0970/17-00

„System informatyczny komputerowego wspomagania planowania komunikacji miejskiej”

Cel projektu: Celem projektu jest uzyskanie przewagi konkurencyjnej przez Wnioskodawcę dostarczającego narzędzia informatyczne dla Organizatorów i Operatorów komunikacji miejskiej do roku 2020 na rynku globalnym.

Beneficjent: DPK System Consulting Piotr Kisielewski

Jest to pierwszy projekt systemu projektowania i planowania komunikacji miejskiej w technologii internetowej web. Nie ma takiego systemu nie tylko w Polsce, Europie, ale i na świecie. Dotychczasowe profesjonalne systemy projektowania komunikacji miejskiej, a jest ich zaledwie kilka, pracują w technologii klient-serwer i przeznaczone są dla niewielkiej liczby użytkowników w jednej lokalizacji sieciowej. Projektowany system daje nieograniczone możliwości jednoczesnej pracy wielu użytkownikom w dowolnych lokalizacjach z dostępem do Internetu.

System umożliwi pracę wielowątkową, na wielu projektach jednocześnie, wielu użytkownikom, niezależnie dla zleceniodawcy tj. zarządu komunikacji i dla wykonawców, czyli operatorów komunikacji miejskiej. System wyposażony będzie w jeden centralny serwer bazy danych, serwer aplikacji oraz co jest absolutną nowością w serwer optymalizacyjny. Czasochłonne i pamięciochłonne obliczenia optymalizacyjne w projektach realizowane będą na odrębnym serwerze optymalizacyjnym. Działanie serwera optymalizacyjnego przebiega niejako w tle działania serwera aplikacji tj. nie zaburza prac projektowych, które mogą być wykonywane równolegle i niezależnie. Daje to możliwość ciągłej pracy projektanta, bez oczekiwania na wyniki pracy serwera optymalizacyjnego. Systemowo nie będzie żadnych ograniczeń dla liczby użytkowników – w razie potrzeby będzie możliwość pracy na farmie serwerów.

Prace projektowe w zakresie planowania kursów rozkładu jazdy, zadań pojazdów (brygad) i służb kierowców są skomplikowane i czasochłonne. Wymagają bardzo dużej wiedzy i umiejętności od planisty. Prace te najczęściej wspomagane są prostymi procedurami automatycznymi. W literaturze naukowej znane są liczne prace dotyczące zastosowania metod matematycznej optymalizacji rozkładu jazdy (kursów), zadań pojazdów (brygad) i zadań kierowców (służb). Stosowane są w pracach naukowych różne metody optymalizacyjne, deterministyczne i stochastyczne, metody optymalizacji klasycznej, programowania liniowego, programowania całkowitoliczbowego i zero-jedynkowego, metody heurystyczne jak również i nowe metody metaheurystyczne.

Z uwagi na skalę rzeczywistych problemów w dużych miastach, prowadzących w modelu matematycznym do bardzo dużej liczby zmiennych decyzyjnych i ograniczeń, metody deterministyczne, programowania liniowego mają ograniczone zastosowanie praktyczne. W istniejących systemach komputerowych planowania komunikacji miejskiej zaledwie klika systemów na świecie wykorzystuje optymalizacyjny aparat matematyczny. Żaden z wymienionych systemów nie pracuje w proponowanej technologii web z serwerem optymalizacyjnym. Zastosowane będą wielokryterialne funkcje celu, z programowymi wagami kryteriów i programowymi ograniczeniami.

W projekcie zastosowane będą najnowsze techniki metaheurystycznej optymalizacji tj. wysoce efektywne algorytmy ewolucyjne, sprawdzone już na znacznej liczbie skomplikowanych funkcji testowych (m.in. algorytm ewolucji różnicowej jak w pakiecie Mathematica). Algorytmy te będą specjalnie przystosowane do w/w zagadnień planistycznych komunikacji miejskiej. Dla skrócenia czasu obliczeń (dla dużych problemów czas obliczeniowy algorytmu ewolucji może być znaczący), dobre populacje rozwiązań dopuszczalnych będą wyznaczane ultra-szybkimi algorytmami deterministycznymi. Całość operacji obliczeń optymalizacyjnych będzie w projekcie zlecana przez serwer aplikacji na niezależny serwer optymalizacyjny.

W zakresie nowości należy przyjąć fakt, że planowany produkt będzie jedynym webowym rozwiązaniem tego typu w Polsce i w Europie. Także elastyczna forma sprzedaży w postaci dzierżawy licencji jest nowszą formą dystrybucji oprogramowania. Nowatorskie będzie również podejście do procesu planowania komunikacji miejskiej. Jako pierwszy na świecie system będzie obsługiwał wszystkich uczestników procesu od organizatorów, poprzez operatorów i pasażerów, z pełną synchronizacją i koordynacją działań na jednej wspólnej platformie. Nowatorskie jest również uwzględnienie w pracach nad edycją rozkładu jazdy budżetu miasta na zadania komunikacyjne, który jest poważnym ograniczeniem przy konstrukcji rozkładu jazdy.

System zostanie wyposażony w specjalnie do tego celu opracowane i zaimplementowane algorytmy wyliczające uśrednione czasy przejazdów pomiędzy poszczególnymi odcinkami sieci komunikacyjnej na podstawie danych rzeczywistych pozyskanych z systemów telematycznych w tym systemów ITS. Mechanizmy pomogą zoptymalizować sieć komunikacyjną pod kątem czasów przejazdów, a także zwiększyć efektywność planowania rozkładów jazdy.

Dodatkowo zostaną opracowane i zaimplementowane algorytmy pozwalające wykorzystać dane o potokach pasażerskich, pozyskanych również z systemów telematycznych, do optymalnego planowania sieci komunikacyjnej, w tym przebiegu linii komunikacyjnych i rozkładu jazdy (częstotliwość kursowania, wielkość i ilość taboru, itp.).