Autor: Petr BALA Vedoucí: Dr.Ing. Jiří Horák Prezentace diplomové práce Analýza dopravní dostupnosti obcí v prostředí GIS Dobrý den, dovolte mi abych Vás přivítal na dnešní prezentaci mé diplomové práce s názvem „Analýza dopravní dostupnosti obcí v prostředí GIS“. Autor: Petr BALA Vedoucí: Dr.Ing. Jiří Horák

Vymezení pojmu dostupnost Co je to dostupnost ? - dostupnost je chápána jako určitý ukazatel, který na základě přístupnosti daného objektu k ostatním objektům určuje jeho postavení v rámci dané prostorové struktury [2]. - faktor ovlivňující ekonomickou využitelnost sledovaného místa Nejprve mi dovolte osvětlení pojmu dostupnost: (Dostupnost je určitý ukazatel, který na základě přístupnosti resp. dosažitelnosti určitého objektu určuje jeho postavení v rámci dané prostorové struktury. Tak říká jedna z definic.) Na snímku je uvedena jedna z definic, zjednodušeně řečeno však dostupnost vyjadřuje míru jak dobře (resp. spatně) se je možno odněkud někam dostat. Dopravní dostupnost je uváděna jako jeden z faktorů ovlivňujících ekonomickou využitelnost sledovaného místa. Dostupnost je možno hodnotit na základě více kritérií např. (vzdálenosti, času, ceny)

Typy dostupnosti a) Přímá topologická dostupnost b) Nepřímá topologická dostupnost Metrická dostupnost a) Přímá metrická dostupnost b) Reálná (dopravní) dostupnost Dopravní dostupnost a dopravní obslužnost dopravní dostupnost-charakteristika vztahována k IAD dopravní obslužnost-charakteristika vztahována k VHD Rozeznáváme dva základní typy dostupnosti -Topologickou a -Metrickou. Topologickou dostupnost dále můžeme rozdělit na Přímou a Nepřímou Metrickou na přímou a reálnou (nebo také dopravní či cestní). K termínu “dopravní dostupnost” má relativně blízko pojem “dopravní obslužnost”. Dostupnost je chápána jako geografická charakteristika území, která je vztahována např. k cestování autem, zatímco dopravní obslužnost je vztahována k veřejné hromadné dopravě. Úroveň dopravní dostupnosti a obslužnosti ovlivňuje rozvoj obcí, je důležitá pro investory i pro občany (, rozhodující např. o místě svého trvalého bydliště).

Cíle projektu - individuální automobilovou dopravu (IAD) + autobusovou Analýza dopravní dostupnosti obcí v okrese Nový Jičín zahrnující: - individuální automobilovou dopravu (IAD) - veřejnou hromadnou dopravu (VHD) + autobusovou + železniční Cílem projektu je analýza dopravní dostupnosti obcí v okrese Nový Jičín zahrnující: Individuální automobilovou dopravu a Veřejnou hromadnou dopravu a to: +Autobusovou a +Železniční. Dostupnost bude řešena k: - vybraným úřadům (na Pověřené úřady, Úřady práce a Stavební úřady) a - významným firmám v okrese NJ (do zaměstnání ) Dostupnost bude řešena k - vybraných úřadům (PO,ÚP,ST) - významným firmám v okrese NJ (do zaměstnání)

Cíle projektu Srovnání modelu IAD a VHD (kritéria: dopravní čas, dopravní vzdálenost, cena) Srovnání jednotlivých modelů dostupnosti (RMD, PMD, PTD) Porovnání stavu a vývoje dopr.dostupnosti (meziroční hodnocení změn dopravní dostupnosti,zlepšení, zhoršení, příčiny, důsledky) Posouzení využití informací o dostupnosti pro modelování správních obvodů úřadů Dílčími cíli projektu je i: - Srovnání modelu IAD a VHD (tzn. porovnání výhod a nevýhod obou typů dopravy, ceny dopravy, rychlosti dopravy) - Srovnání jednotlivých modelů dostupnosti (Cílem tohoto srovnání by mělo být zjištění rozdílu v přesnosti analýz u jednotlivých metod a zjištění, zda se vyplatí provádět složitější analýzy dopravní dostupnosti či jsou dostačující jednodušší metody např.přímá metrická či metoda přímá topologická). - Meziroční hodnocení změn dopravní dostupnosti (cílem je zjistit zda a případně kde došlo ke zlepšení či zhoršení dostupnosti,sledují se příčiny a důsledky) - Posouzení využití informací o dostupnosti pro modelování správních obvodů úřadů (účelem je zjistit, zda se s pomocí získaných informací dá zlepšit dostupnost úřadů hypotetickou změnou jejich správních obvodů).

Datové zdroje - jízdní řády železniční dopravy (ČD, DATIS, o.z ) Data z ČD, DATIS, o.z a CHAPS spol. s r.o. - jízdní řády železniční dopravy (ČD, DATIS, o.z ) - jízdní řády autobusové dopravy (CHAPS spol. s r.o.) Aktuální knihovny jsou součástí aplikace Jízdní řády 2000/2001 a Jízdní řády 2001/2002 (CHAPS spol. s r.o.) Data z VTOPÚ Dobruška - DMÚ 200 + vrstva silniční sítě + vrstva železniční sítě a stanic + vrstvy obsahující intravilány obcí, hranice okresů a správních území obcí Další zdroje - ÚIR-ZSJ - ČSÚ Jako datové zdroje jsem použil knihovny jízdních řádů autobusové a železniční dopravy, které jsou součástí aplikace „Jízdní řády“ a dále některé vrstvy z DMU200 a informace z ČSÚ a UIR-ZSJ.

Reálná dopravní dostupnost vzdálenost da,b Obec A Obec B Da=Σ da,b Da…dostupnost obce A Σ …suma pro všechna b da,b…min. cesta z A do B Nejprve jsem zjišťoval RMD. RMD určité obce je dána součtem minimálních cest k ostatním obcím. Minimální cestou se rozumí min. reálná dopravní-cestní vzdálenost. (Tato vzdálenost může být i časová.) V praxi můžeme nejjednodušeji RMD stanovit tak, že si vezmeme nějaký dopravní prostředek, pro nějž chceme dostupnost stanovit (např. automobil), a projedeme s ním vybranou trasu. Parametry RMDostupnosti je pak ujetá vzdálenost(, nebo dopravní čas pokud stanovujeme časovou dostupnost). Nejlepší reálnou dopravní dostupnost má obec-uzel s nejmenší hodnotou Da

Analýzy - individuální doprava Reálná dopravní dostupnost Rozšíření Network Analyst: - nalezení optimální cesty (Find Best Route) - nalezení nejbližšího místa (Closest Facility) - nalezení servisního území (Service Area) K provedení analýz je nutný model reprezentující dopravní síť v daném území. Já jsem samozřejmě při analýzách nejezdil sem a tam po celém okrese NJ, ale využil jsem ke zjištění potřebných parametrů dostupnosti (tedy dopravní vzdálenosti a času) moderní výpočetní techniky a programového vybavení ArcView s rozšířením NetworkAnalyst, které na základě modelu dopravní sítě umožňuje: - nalezení optimální cesty (Optimum Routing) - nalezení nejbližšího místa (Closest Facility) nalezení servisního území (Service Area) K provedení analýz je nutný model reprezentující dopravní síť v daném území. Tento model byl vytvořen na základě vrstvy silniční sítě z DMÚ200, která byla upravena pravidly pro pohyb v síti.

Nalezení optimální cesty (Optimum Routing) Obr. 1 a 2: Dialogové okno pro nalezení optimální cesty Pro získání potřebných parametrů RMDostupnosti jsem využil úlohu nalezení optimální cesty. Na základě sestaveného modelu je možno zjistit dopravní vzdálenost a dopravní čas pro cestování mezi dvěma místy. Na snímku vidíte dialogové okno s výslednými parametry spojení. Obr. 3 a 4: Dialogové okno pro zadávaní kritérií

Nalezení optimální cesty (Optimum Routing) Legenda obce a města Silniční síť Optimální cesta Stavební úřad Fulnek Na tomto snímku je vidět řešení úlohy v modelu graficky. Hladké Životice Obr. 5: Optimální cesta

Časová dostupnost úřadů práce IAD v okrese NJ Dopravní čas (min) Správní hranice obcí Působnost úřadů práce (6) Takto vypadají výsledky znázorněné formou kartogramu. Je zde znázorněná časová dostupnost UP IADopravou. Je vidět poměrně lineární nárůst dopravního času v závislosti na vzdálenosti od spádové obce či města, který se dal předpokládat a svědčí o poměrně husté silniční sítí. Nejvíce obcí se špatnou časovou dostupností má UP v Novém Jičíně. Situace by se dala zlepšit, kdyby např. Mošnov a Petřvald spadaly pod pobočku UP v Kopřivnici. Km

Časová dostupnost stavebních úřadů IAD v okrese NJ Dopravní čas (min) Správní hranice obcí Působnost ST úřadů (10) Na dalším snímku je vidět časová dostupnost stavebních úřadu. Oproti předchozímu případu podstatně ubylo hůře dostupných obcí. To je zapříčiněno tím, že poboček stavebních úřadů je podstatně více než úřadů práce-10 namísto 6. Vidíme že Mošnov a Petřvald a další spadají pod Příbor a tím se lepší jejich dostupnost. Km

Zhodnocení IAD Z tohoto grafu vidíme, že všechny obce mají dostupnost na své úřady do 20minut. 64% obcí je dostupných už do 10minut.

RMD obcí k jejich správním úřadům IAD v okrese NJ Správní území obcí nejlepší nejhoší Hodnoty dostupnosti Tento kartogram vyjadřuje dostupnost jednotlivých obcí k jejich správním úřadům. Jejich hodnoty dostupnosti jsou stanoveny sumací hodnot dopravních vzdáleností ke všem jejich úřadům. Vidíme, že nejhůře jsou na tom Vřesina, Klimkovice, Zbyslavice, Petřvad, Trnávka. Km

Analýzy - veřejná doprava Reálná dopravní dostupnost Na základě dotazu nad databází jízdních řádů byly nalezeny tyto údaje: z: Hladké Životice,,kolonie odjezd: 7:18 do: Fulnek,,žel.st. příjezd: 7:40 Jako kritérium pro výběr spoje byl stanoven čas v cíli do 8:00 (s ohledem na úřední hodiny), pracovní den a jako druh spojení postupně autobusová, železniční a pak kombinace autobusová-železniční doprava. Výsledné údaje: potřebný čas: 22 min ujetá vzdálenost: 10 km cena: 11 Kč Zjišťování parametrů RMD pro cestování VHD bylo prováděno dotazováním nad databázemi jízdních řádů VHD. Pro automatizaci dotazování byl využit upravený program DOK, který umožňuje automatizovanou obsluhu aplikace Jízdní řády 2000/2001.

Časová dostupnost úřadů práce VHD v okrese NJ Správní hranice obcí Působnost UP (6) Dopravní čas (min) použitý doprav.prostředek Tento kartogram znázorňuje časovou dostupnost UP VHDdopravou. Je vidět dopravní časy jsou dosti vyšší než u IAD. To je zapříčiněno jednak tím, že autobusy zastavují na zastávkách a jednak tím, že linky VHD nevedou mnohdy po nejkratších trasách-kritériem jejich optimálnosti je i co největší pokrytí území. Km

Zhodnocení VHD Z tohoto grafu vidíme, že do 20 minut má své úřady dostupné jen 75% obcí.

Srovnání výsledků IAD a VHD Reálná dopravní dostupnost V 18% případů vyšla VHD jako teoreticky rychlejší (prakticky je to však lze říct, že je v těchto případech stejně rychlá jako IAD). U největšího počtu spojení (43%) je VHD pomalejší o 5-15 minut.

Srovnání výsledků IAD a VHD Reálná dopravní dostupnost Dle výsledku analýz vychází IAD ve všech případech dražší. Cenu cestování IAD znevýhodňuje uvažovaná částka za amortizaci vozu 3,30Kč/km. Je ale zřejmé, že jiný bude cena cestování vozem novým čí luxusním a jiná zánovním-ojetým. Pokud uvažujeme pouze náklady na PHM, vychází IAD cenově prakticky stejně jako VHD. Rovněž se také u IAD neuvažuje s dělením nákladů při cestování více osob v automobilu

Přímá metrická dostupnost Da=Σ da,b Da…dostupnost obce A Σ …suma pro všechna b da,b…Euklidovská(vzdušná) vzdálenost mezi A,B da,b=sqrt((xa-xb)2+ ((ya-yb)2) xa ya…souřadnice obce A xb yb…souřadnice obce B vzdálenost da,b Obec A Obec B Dále byly prováděny analýzy přímé metrické dostupnosti. Nejlepší přímou metrickou dostupnost má obec-uzel s nejmenší hodnotou Da

Přímá metrická dostupnost K provedení analýz přímé metrické dostupnosti použito aplikace napsané v prostředí MS VisualBasic. Postupný výpočet přímých vzdáleností mezi obcemi z jejich souřadnic Srovnání výsledků analýz přímé metrické a reálné dopravní dostupnosti K provedení analýz PMD byla v prostředí Visual Basic vytvořena aplikace umožňující automatizovaný výpočet PMD. Bylo zjištěno, že PMD je vhodné využít pro větší množství výpočtů, neboť tato metoda je podstatně rychlejší a jednodušší. Přesnost této metody je lepší spíše pro relativně delší spojení.

Srovnání výsledků RMD a PMD Lze říct, že přesnost PTD je samozřejmě menší než u RMD, ale pro nás dostačující. 57% spojení má chybu v určení dopravní vzdálenosti do 20%. Menší přesnost této metody je vyvážena její vysokou produktivitou.

Přímá topologická dostupnost - Je rovna celkovému počtu přímých sousedů daného uzlu - Základem je teorie grafů, pracuje se jen s uzly a hranami 1 - existuje-li příme spojení 0 - neexistuje-li příme spojení Obec F Obec H Obec E 1 1 Obec G Obec A 1 Obec D 1 Dále byla zjišťována PTD. Obec C Nejlepší přímou topologickou dostupnost má obec-uzel s největším počtem sousedů.

Přímá topologická dostupnost Pro analýzy přímé topologické dostupnosti bylo využito rastrového modelu Založeno na rozpoznání jednotlivých silničních spojení mezi obcemi Hodnocení možností této topologické metody. Pro zjišťování PTD byla navržena metodika zpracování pomocí analytických nástrojů GIS, založená na rozpoznání jednotlivých silničních spojení mezi obcemi. Hlavní výhodou navržené metodiky je hromadné zpracování. Pro zpracování úlohy je využito rastrového modelu. Na základě výsledků PTD lze říct, že tato metoda není vhodná pro určování dostupnosti tak jak je pojato v projektu. PTD nevypovídá o reálné dostupnosti, je vhodná spíše k určení potenciálu obce. (Srovnání výsledků poskytnutých PT Metodou s oběma Metrickými metodami není dost dobře možné, neboť tyto metody pracují v zcela jiném prostoru-metrickém a ne topologickém.)

Hodnocení změn dopravní dostupnosti porovnání dosavadních parametrů jednotlivých spojení s novými parametry stejných spojení. Tyto nové parametry jsou zjištěny dle jízdních řádu pro rok 2001/2002, zatímco dosavadní parametry byly platné pro rok 2000/2001. Provedení analýz dostup. dle nových dat Srovnání výsledků analýz, vyhodnocení Dalším krokem projektu je hodnocení změn dostupnosti-resp. obslužnosti. To představuje porovnání dosavadních parametrů jednotlivých spojení s novými parametry stejných spojení. Tyto nové parametry jsou zjištěny dle jízdních řádu pro rok 2001/2002 zatímco dosavadní parametry byly platné pro rok 2000/2001.

Hodnocení změn dostupnosti z hlediska ceny Změna ceny nastala u 77% spojení. Je plošná a roste přímo-úměrně s dopravní vzdáleností . - Změna ceny u 77% spojení

Hodnocení změn dostupnosti z hlediska času Změny v dopravním čase nastávají u 20% spojení. Ve většině případů jsou způsobeny změnou doby čekání na přípoj. - Změna času u 20% spojení

Změna ceny a času spojení VHD na pobočky ÚP v okrese NJ Správní hranice obcí Působnost UP (6) Rozdíl v ceně (Kč) Rozdíl v čase (min) -10..32 Změna ceny je plošná a roste přímo-úměrně s dopravní vzdáleností. Změna dopravního času je u většiny spojení dána změnou doby čekání na přípoj. Km

Posouzení využití údajů o dostupnosti pro modelování správních obvodů úřadů Cíl: zjistit, zda se s pomocí získaných informací dá zlepšit dostupnost úřadů hypotetickou změnou jejich správních obvodů. Přínosy pro občany (úspora času, fin.prostředků) Posledním úkolem projektu je Posouzení využití údajů o dostupnosti pro modelování správních obvodů úřadů. Cílem je zjistit, zda je možno zlepšit dostupnost úřadů hypotetickou změnou jejich správních obvodů a analyzovat možně přínosy pro občany.

Modelování správních obvodů UP Na základě údajů o dostupnosti ÚP bylo zjištěno, že existují obce, které mají lepší dostupnost k jiné pobočce UP než ke které spadají. odkud dopravní čas do [min] rozdíl v časech dopr. vzdálenost do [km] rozdíl vzdáleností rozdíl nákladů na PHM rozdíl v ceně dopravy [1] Nový Jičín Kopřivnice Petřvald [NJ] 18,6 17,01 1,59 18,9 14,07 4,83 9,47 Kč 25,41 Kč Mošnov [NJ] 15,72 14,13 15,79 10,96 Trnávka [NJ] 18,18 16,52 1,66 19,45 13,37 6,08 11,92 Kč 31,98 Kč Kateřinice [NJ] 15,18 13,52 17,4 11,32 Skotnice 11,8 9,51 2,29 12,87 7,58 5,29 10,37 Kč 27,83 Kč Příbor 10,4 7,26 3,14 11,71 5,63 Na základě údajů o dostupnosti ÚP bylo zjištěno, že existují obce, které mají lepší dostupnost k jiné pobočce UP než ke které spadají. Takovýchto obcí bylo nalezeno 6 a jsou uvedeny v tabulce i s parametry spojení. Je vidět, že nejvíce se zlepší dostupnost Příbora. tab.1. Srovnání parametrů RMD IAD pro dostupnost do Nového Jičína a Kopřivnice [1] V ceně za dopravu je zahrnuta kromě nákladů na PHM také amortizace vozidla

Modelování správních obvodů UP skutečné rozdělení správních obvodů poboček UP modelové rozdělení správních obvodů poboček UP dopravní čas (min) Následující obrázek ukazuje, jak bylo pomocí zjištěných údajů navrženo nové rozdělení správních obvodů jednotlivých poboček UP. Zmíněných 6 obcí bylo nově zařazeno do správního obvodu UP v Kopřivnici. Dříve tyto obce spadaly na UP v Novém Jičíně.

Modelování správních obvodů UP - přínosy pro občany zlepšení dostupnosti z 6 správních území obcí a měst tzn. pro 8,2% obyvatel okresu NJ časové IAD v průměru o 2 min, cenové v průměru o 11 Kč časové VHD v průměru o 6 min, cenové v průměru o 8 Kč rozdíl v dopravním čase IAD (min) rychlejší do Kopřivnice než do NJ rozdíl v dopravním čase VHD (min) Hlavním důvodem proč byla prováděna tato analýza bylo zjistit případné přínosy pro občany. Uvedenou změnou správních obvodů UP docílíme zlepšení dostupnosti z 6 správních území obcí a měst. tzn. pro 8,2% obyvatel okresu NJ Časová dostup. IAD se zlepší v průměru o 2 min, cenová v průměru o 11 Kč Časová dostup. VHD se zlepší v průměru o 6 min, cenová v průměru o 8 Kč.

Programové prostředky ArcView GIS ver. 3.2 (ESRI) + Network Analyst + Spatial Analyst Microsoft Office 2000 (Microsoft) Microsoft Visual Basic 5.0 (Microsoft) Idrisi32 (Clark University) Program DOK (Tomáš Kettner) Jízdní řády 2000/2001 a Jízdní řády 20001/2002 (Chaps s.r.o.)

Použitá literatura [1] Jánošík, P.: Vliv dopravní obslužnosti území na ukazatele nezaměstnanosti v okrese Nový Jičín. Diplomová práce, Ostrava, 2000 [2] Kusendová, D.: Analýza dostupnosti obcí Slovenska. Příspěvek z konference GIS Ostrava, 1999 [3] ESRI, Inc.: ArcView Networtk Analyst, příručka k programu, 148 stran, 1996

Konec Děkuji za pozornost Kontakt: Petr.Bala@seznam.cz