کاربرد GIS در سیستم حمل و نقل و ترافیک شهری

به همراه دانلود رایگان فیلم آموزشی تحلیل شبکه

مقدمه

سیستم اطلاعات جغرافیایی مجموعه ای از ابزارها برای جمع آوری، ذخیره سازی، بازیافت و تبدیل و نمایش داده های مکانی از جهان واقعی به مجموعه مقاصد ویژه می باشد.

سیستم اطلاعات جغرافیایی مجهز به امکاناتی از قبیل دسترسی آسان و سریع به مجموعه وسیعی از داده ها ، توانایی انجام فعالیت هایی همچون امکان ایجاد ارتباط یا ادغام یک مجموعه از داده ها با سایر مجموعه داده ها، تحلیل ویژگی های مکانی داده ها، تحقیق برای عوارض ویژه در یک ناحیه و بهنگام سازی سریع داده ها و مدل سازی داده ها و ارزیابی گزینه ها می باشد و امکانات خروجی شامل نقشه ها ، نمودارها، فهرست نشانی ها و خلاصه آمار را به همراه دارد و به دلیل همین مدلهای نرم افزاری کاربردی و بافت سازماندهی مناسب قابلیت استفاده در اغلب رشته های علوم فنی و مهندسی ازجمله مهندسی حمل و نقل را دارا می باشند .

برای بدست آوردن نیازهای سیستم حمل و نقل دریک کشور تصمیم گیری ها بایستی براساس اطلاعات در دسترس و دستیابی آسان و به روز و قابل اطمینان باشد. امروزه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بصورت یک تکنولوژی با پتانسیل قابل توجه برای دستیابی به اهداف لازم برای بسیاری از کاربرد های حمل و نقل قدیمی بوجود آمده است.

کاربرد GIS در زمینه مهندسی حمل و نقل به علت ماهیت توزیع شده « لزوماً فضایی» از داده های مربوط به حمل و نقل و نیاز به انواع تحلیل ها در سطح شبکه و تحلیل آماری امروزه بیش از پیش اهمیت یافته است .

متاسفانه استفاده از این سیستم در کشورما در بحث برنامه ریزی حمل و نقل چندان مورد توجه قرار نگرفته است و در حالیکه در کشورهای توسعه یافته و حتی در کشور های توسعه نیافته نیز استفاده از این سیستم در بحث حمل و نقل امری متداول می باشد. ازجمله اولین تلاشها برای کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در حمل و نقل در سال 1990 در ایالات متحده آمریکا آغاز گردید و در سالهای بعد در انگلیس نیز استفاده ازاین سیستم در شبکه حمل و نقل شهری آغاز شد، تا آنجا که امروزه در کشور در حال توسعه ای همچون هند نیز استفاده ازاین سیستم برای طراحی و مدیریت شبکه شاهراههای هند جزو برنامه های اصلی دست اندرکاران این امر قرا گرفته است.[3] باتوجه به گستره فراوان کاربرد سیستم GIS در حمل و نقل و تشریح نحوه کاربرد این سیستم که باید متناسب با هر موضوعی مورد بررسی قرار گیرد دراینجا با ذکر کاربردهای عمده سیستم GIS در مهندسی حمل و نقل ، موقعیت های فراوان و فرصت های موجود بیشماری که در کشور ما نیز می تواند استفاده ازاین سیستم در مهندسی حمل و نقل را توجیه پذیری سازد و عملاً کمتر مورد توجه دست اندرکاران سیستم های حمل و نقل در کشور «حداقل تا این زمان» قرار گرفته است می پردازیم تا افق های کاربردی جدیدی را پیش روی دست اندکاران امر حمل و نقل قرار دهد .

بررسی ارتباط بین سیستم حمل و نقل و GIS

بسیاری از طرح های توسعه ای بطور جدی به شبکه حمل و نقل وابسته هستند. اطلاعات معتبر در مورد زیرساخت حمل و نقل شرط اصلی برای بسیاری از تصمیم گیری ها دراین زمینه می باشد.از این رو لازمست اطلاعات معتبر و به روز به راحتی در دسترس باشد چرا که نبود اطلاعات مناسب می‌تواند مانع از تصمیم گیری برتر گردد. بنابراین اطلاعات مربوط به شبکه های حمل و نقل و برنامه ریزی های مربوطه که از طریق نرم افزارهایی همچون 2EM و GETRAM و ... صورت می پذیرد می بایستی برای ذخیره و بازیابی و مدیریت و بررسی مرتبط جهت تلفیق با سیستم اطلاعات جغرافیایی به نرم افزارهای این سیستم معرفی گردد. اغلباین دادههای مربوط به حمل و نقل شامل ترددها، فهرست علائم، بررسی تصادفات و مسائل ایمنی راهها و شرایط مسیرها و فهرست طرح های هندسی و موارد مشابه خواهد بود. حال سیستم اطلاعات جغرافیایی الگوی جدیدی را برای سازماندهی اطلاعات و طراحی سیستم های اطلاعاتی ایجاد می کند که جنبه اصلی استفاده از مفهوم مکان بصورت پایه ای برای ایجاد سیستم های اطلاعاتی جدید می باشد .

مزیت اصلی استفاده از GIS توانایی دستیابی و تحلیل داده های توزیعی از لحاظ فضایی باتوجه به محل فضای واقعی پوشش داده شده روی نقشه مادر از ناحیه ای پوششی که بررسی آن با دیگر سیستم های مدیریت و پایگاه داده ها امکان پذیر نبود می باشد.

بهره اصلی استفاده از GIS صرفاً نمایش و دستیابی بصری کاربر مورد پسند نبوده و شامل قابلیت تحلیل فضایی و قابلیت کاربرد برای عملکرد های استاندارد آن مانند نگاشت موضوعی، ترسیم نمودار، تحلیل شبکه ای ، دستیابی همزمان به چندین لایه داده ای و پوشش همان داده ها و توانایی برای ارتباط با برنامه های نرم افزاری برای تصمیم گیری مدیریت داده و دستور العمل های خاص کاربر خواهد بود. تابع نمایش محل تصویر عکس ها و تصاویر دیگر را برای ادغام کردن با سیستم اطلاعات جغرافیایی مجاز نموده و این پوشش تصاویر منطقه ای با نقشه اصلی مسیرهای مختلف می تواند برای به روز کردن نقشه های مادر با افزودن پسوندهای جدید و ویزگی های جدید همچون پل ها یا تقاطع های مختلف و تصحیح خطا استفاده گردد.

1-آشنایی با زمینه های کاربرد GIS در سیستم حمل و نقل شهری

باتوجه به گسترش روز افزون استفاده از سیستم های حمل و نقل شهری و ازدیاد تقاضای سفرها و حجم بالای ترددهای صورت پذیرفته و نیاز به تامین امکانات اولیه و زیربنایی این سیستم حمل و نقل و نیاز مبرم به ارائه یک مدیریت توانمند جهت عدم مواجهه یا کاهش معضلات حمل و نقلی استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی جهت تلفیق اطلاعات لازم در حوزه حمل و نقل و GIS بیش از پیش ضروری می نماید. ازاین رو دراین بخش عمده ترین قسمت های حمل و نقلی که می تواند با یاری از سیستم GIS به نحو مطلوبی مدیریت گردد به شرح زیر ارائه می گردد:

1-1- مدیریت بر عمران معابر شهری

توسعه معابر و تسهیلات ترافیکی جزو عمده ترین و مهمترین مطالعات حمل و نقلی می باشد که همواره نیازمند صرف زمان و مطالعات فراوان خواهد بود با استفاده از سیستم GIS با تهیه نقشه های کارتوگرافی شده از شهرکه بتوان براساس نوع عملکرد معابر اطلاعات خاصی را به آن تحویل داد می توان یک جریان ترافیکی را از یک مسیر به مسیر مورد نظر دیگر هدایت نمود. فلذا می توان با بهره از GIS با جمع اوری اطلاعات مکانی و توصیفی شبکه معابر و تسهیلات ترافیکی اعم از پل ها و تقاطع ها و غیر همسطح و مسیرهای مناسب آزاد سازی معابر و پیاده سازی آن بر روی نقشه های شهرهای مختلف، برحسب نیاز و پرسش از سیستم ، اطلاعات مورد نیاز را کسب نمود بگونه ای که می توان مسیرها رابر حسب اولویت دادن به زمان سفر یا هزینه سفر انجام شده با بهره از دادن به زمان سفر یا هزینه سفر انجام شده با بهره لز نرم افزارهای حمل و نقلی (همانند EM2) مشخص کرده و مدلی طراحی نموده و تمام معابر شهری را در این مدل قرار داده و براساس نوع عملکرد معابر مسیر مورد نظر و سرعت لازم آن مشخص می گردد.

1-2- مدیریت بر ساخت پایانه ها و پارکینگهای طبقاتی و مکانیابی آنها

بدلیل عدم وجود اطلاعات ساماندهی شده مناسب و عدم توانایی در بکار گیری کلیه پارامترهای موثر در مکانیابی مناسب پارکینگ ها می توان با جمع آوری اطلاعات مکانی و توصیفی پایانه ها و پارکینگ های طبقاتی مورد نیاز هر شهر که باید براساس مطالعات جامع سازمان حمل و نقل و ترافیک شهرهای مورد نظر صورت پذیرد جهت مدیریت برساخت پایانه ها و پارکنیگ های طبقاتی از سیستم GIS نیز بهره جست که دراین راه تهیه نقشه و بانک اطلاعات پارکنیگ های عمومی یا خصوصی که خود می تواند شامل پارکینگهای روباز با سرپوشیده بوده و نیز تهیه نقشه و بانک اطلاعات پارکینگهای حاشیه ای کنترلی با کارت پارک و تعیین پارامتر های موثردر مکانیابی پارکینگ باید انجام پذیرفته و پارامترهای مورد نظر وزن دهی شده و لایه های اطلاعاتی آماده گردند و با توجه به وزن در لایه با یکدیگر تلفیق شوند و با تهیه نقشه های لازم مکانیابی پارکینگ صورت پذیرد.

1-3-طراحی سیستم شورای نامگذاری معابر

از آنجایی که در حال حاضر شورای نامگذاری اسامی معابر بصورت سنتی و براساس تقاضای ارسالی به شورا اقدام به نامگذاری معابر می نماید و مکرراً مشاهده می گردد که از نامهای تکراری در نامگذاری معابر استفاده گردیده است با اینکه هماهنگی ها و هارمونی لازم در نامگذاری های شهری صورت نپذیرفته است می توان با طراحی سیستم شورای نامگذاری براساس سازماندهی نامها و عبارات توصیفی شبکه معابر شهرها نسبت به ایجاد هماهنگی معابر و تهیه بانک اطلاعات نام معابر با سیستم GIS اقدام نمود.

1-4-مدیریت بر توسعه پمپ بنزین و پمپ گاز

باتوجه به توسعه شهرها و روند افزایشی تولید خودرو و سرانه مالکیت خودروهای خانوارهای شهرهای مختلف، لزوم توزیع بهینه امکانات تامین سوخت خودروها به منظور کاهش سفرهای شهری امری بدیهی می باشد. بنابراین، مشابه مدیریت پارکینگها، می توان با بهره از سیستم GIS مدیریت مناسبی بر تقاضای احداث پنپ بنزین و پمپ گاز در سطح شهرها را براساس پارامترهای مختلفی همچون شناخت جایگاههای موجود در سطح شهر و نوع و میزان توزیع مراکز جمعیتی و نوع دسترسی ما به آنها را اعمال نمود.

1-5-مدیریت بر چراغهای راهنمایی و سیستم مونیتورینگ تقاطعات شهری

دراین شوه هدف می تواند، ایجاد یک بانک اطلاعات مکانی و توصیفی در قالب GIS در لایه های اطلاعاتی بشرح زیر باشد :

*تهیه نقشه محل استقرار چراغهای راهنمایی همراه با پایگاه توصیفی مربوط به اطلاعات نقشه و بصورت Node

*برداشت و جمع آوری اطلاعات مشخصات پایه ها و اطلاعات مربوط به نحوه زمانبندی و سیکل چراغهای راهنمایی و محل استقرار دوربین های نظارت تصویری و سیستم های معکوس شمار.

1-6-مدیریت براجرای خط کشی طولی معابر و سرعت گیرها و نصب تابلوهای راهنمایی و رانندگی

دراین شیوه هدف می تواند ایجاد یک بانک اطلاعات مکانی و توصیفی در قالب GIS در لایه های اطلاعات بشرح زیر باشد :

*ایجاد بانک اطلاعات پروفیل عرضی معابر و ایجاد ارتباط بین آن با نقشه شبکه معابر شهری

*ایجاد بانک اطلاعات اجرای خط کشی و معابر بصورت ممتد و منقطع در محلهای لازم و اجرای خط کشی عرضی در معابر .

*تهیه نقشه و بانک اطلاعاتی علائم افقی برجسته همچون گل میخ ها و چشم گربه ای ها

*تهیه نقشه و بانک اطلاعاتی تابلوهای راهنمایی شهری به تفکیک انواع تابلوهای اخباری انتقال و اخطاری

1-7-مدیریت بر ایستگاهها و مسیر اتوبوسرانی شهری

باتوجه به پراکندگی ایستگاهها و خطوط اتوبوسرانی و گستره ی فراوان آنها با تهیه نقشه کارتوگرافی شهری با بهره از GIS می توان با تهیه نقشه و بانک اطلاعاتی هریک از خطوط اتوبوسرانی و نیز ایستگاهها ی اتوبوس در تعیین محل مناسب ایستگاهها و نیز توزیع عادلانه خطوط اتوبوسرانی در شهرها اقدام نمود. به نحوی که حتی می توان در صورت نیاز مبادرت به تهیه نقشه ها و بانک اطلاعاتی از تسهیلات موجود درهر ایستگاه شامل تابلوی ایستگاه، سرپناه و خط کشی های ایستگاه نیز نمود.

1-8-مدیریت تاکسی رانی شهری

باتوجه به گسترده فراوان سیستم حمل و نقل عمومی توزیع خطوط تاکسی رانی در مسیرهای مشخص شهرها کمتر مورد توجه دست اندرکاران بوده و نارضایتی هایی از این بابت معمولاً در سطح شهرها مشاهده می شود. با بررسی عرضه و تقاضای موجود در مناطق مختلف شهرها ، می توان با بهره از سیستم GIS مبادرت به طراحی مدلی بهینه جهت مشخص کردن مسیرهای تاکسی های خطی نمود و طراحی و جانمایی ایستگاههای تاکسیهای خطی و حتی بررسی اقتصادی آن و تسهیلات مورد نیاز را نیز بررسی کرد. با بهره از این سیستم می توان یک بانک اطلاعاتی جهت کنترل تاکسی های خطی و ورود اطلاعات هریک از خطوط و تسهیلات لازم برای هر ایستگاه را نیز فراهم نمود.

1-9-مدیریت و سازماندهی سیستم تاکسی تلفنی های شهرها

به دلیل عدم توزیع تناسب تاکسی های تلفنی در نواحی مختلف شهرها باید بررسی عرضه و تقاضای مربوط به آن صورت پذیرفته و مطابق آنچه که پیشتر نیز بیان شد با بهره از GIS نقشه ای جهت محل استقرار آژانس های تاکسی تلفنی طراحی کرده ، و با تهیه بانک اطلاعاتی آژانسها و طراحی مدل بهینه مکان یابی اخداث تاکسی تلفنی ها کنترل مناسبی بر گسترده توزیع آنها در شهرها داشت.

1-10-مدیریت راهها و پیاده روهای برون شهری

از آنجایی که دراینجا کاربردهای عمده GIS در حمل و نقل شهری بررسی می گردد در انتها، تنها اشاره ای به یک کاربرد دیگرGIS در مدیریت مناسب راهها و پیاده روهای برون شهری می گردد که می توان برای حاشیه شهرها مورداستفاده قرار داد.

سیستم مدیریت راهها شامل سه مولفه اصلی جمع آوری داد ه ها ، تحلیل و بروز رسانی اطلاعات می باشد. دراین سیستم که بنام (Pavement Management System) نامیده می شود و درچند سال اخیر مورد استفاده و توجه قرار گرفته است، مولفه های جمع آوری داده عبارتند از : ویژگی ساخت ازجمله شامل تعداد خطوط، طول، پهنا، نوع سطح و طبقه بندی کارکرد و اطلاعات شانه راه ، تاریخچه داده های طراحی و نوع ساخت و نوسازی و تجدید اسکان و وسایل نگهداری را شامل می گردد بررسی وضعیت زبری سطح سواره و، اصطحکاک سطح پیاده روها و ...

GIS یک شیوه منطقی برای مدیریت این برنامه است که بوسیله آن با شرح نگهداری ها و تعمیرات انجام گرفته براساس کیلومتراژهای مسیرها در نواحی جغرافیایی مختلف می تواند مدیریت مناسبی را اعمال نماید.

4-نتیجه

تاثیر تکنولوژی GIS در توسعه سیستم اطلاعات حمل و نقل و مدیریت زیرساخت راهها بسیار عمیق می باشد. به نحوی که اگر حداکثر استفاده از تکنولوژی GIS در بحث حمل و نقل به کار گرفته شود می تواند روند تصمیم گیری ها را در مهندسی حمل و نقل متحول نماید. GIS بصورت ابزار موثری برای تلفیق تمام انواع داده ها شناخته شده و براین اساس می توان اطلاعات مربوط به زیر ساخت های حمل و نقل در کشور ها را در برنامه ریزی، طراحی و ساخت و نگهداری سیستم حمل و نقل با GIS تلفیق نمود . آنچنان که بیان شد زمینه های فراوانی جهت بهره ازاین سیستم در حمل و نقل در کشور ما نیز وجود دارد که تاکنون چندان مورد توجه دست اندر کاران امور قرار نگرفته است.

بنظر می رسد بهتر است ضمن سوق دادن ذهنیت تصمیم گیران شامل حمل و نقل به کاربرد GIS در زمینه های یاد شده هماهنگی های دیگری در جهت ایجاد ارتباط بین سیستم حمل و نقل هوشمند با سیستم (GIS) نیز فراهم گردد. چراکه در سالهای اخیر سیستم های هوشمند حمل و نقل که با بهره از تجهیزات نوین مزایای چون کاهش تصادفات و اطلاع رسانی های مفید در سفرها و نتیجتاً افزایش رضایت عمومی رادر برداشته است. می تواند در صورت تلفیق GIS با داشتن امکان تلفیق مناسب اطلاعات و داده ها جهت کاربرد در آمارگیری ثبت تصادف و داد های امنیتی و میزان ترافیک و ویرایش و نمایش و اندازه گیری و مدل سازی سطحی و نمایش محل تصویر مورد استفاده قرار گیرد.

تحلیل شبکه در GIS