Карпачевский А.М. СЕТЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ РАБОТЫ ОБЛАСТИ

Карпачевский А.М.
СЕТЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ РАБОТЫ
СЛУЖБ ЖКХ НА ПРИМЕРЕ ЗАРАЙСКОГО РАЙОНА МОСКОВСКОЙ
ОБЛАСТИ
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова,
кафедра картографии и геоинформатики
[email protected]
Производственная практика третьего курса проходила с 3 по 30 июня 2013 года
в ООО «Управляющая компания Исток» при содействии Муниципального
Унитарного Предприятия «Единая служба коммунального хозяйства Зарайского
района» в городе Зарайск и районе.
УК Исток занимается разработкой генеральной схемы санитарной очистки
Зарайского района, в связи с чем была поставлена задача инвентаризации
контейнерных площадок сбора твердых бытовых отходов, изучения особенностей
работы коммунальных служб и разработки геоинформационно-логистической модели
обслуживания контейнерных площадок для оценки объемов инвестиций в
модернизацию сложившейся системы жилищно-коммунального хозяйства.
Для достижения цели работ — разработки логистической схемы, помимо
решения задач инвентаризационного характера, было привлечено программное
средство сетевого анализа и моделирования — модуль Network Analyst в ArcGIS 10.0.
Проблема утилизации твердых бытовых отходов касается, во-первых, всех
населенных пунктов района, в наибольшей степени города Зарайска, во-вторых, всех
предприятий района, которые могут иметь, в том числе, специфические отходы.
Помимо этого в районе широко представлено индивидуальное предпринимательство,
представляющие собой отдельные торговые точки или целые сети.
Проблема утилизации мусора упирается, прежде всего, в неэффективность
работы МУП «ЕСКХ Зарайского района» по следующим причинам:
1)
Монопольная структура предприятия;
2)
Морально и материально устаревшая материально-техническая база –
парк специальных машин (частые поломки, малая вместимость, низкая
скорость передвижения, низкая скорость погрузки ТБО, небольшое число
машин, работа в одну смену);
3)
Плохое качество подъездной дороги к полигону «Солопово»;
4)
Отсутствие бункеровозов, как следствие, невозможность установки
бункеров в местах, где контейнеры постоянно переполнены.
Эти ведет к следующим последствиям:
1)
Появление несанкционированных свалок;
2)
Появление частных лиц, занимающихся вывозом ТБО, в том числе, за
пределы Зарайского района;
3)
Убыточная
деятельность,
низкая
нерегламентированный рабочий день.
зарплата
персонала
и
Инвестиционная программа, разрабатываемая ООО «УК Исток», нацелена на
повышение эффективности работы службы ЖКХ района. Для определения объемов
средств необходимо было провести экономико-географический анализ ситуации, для
чего и привлекалась геоинформационно-логистическая модель
Полевые данные собирались в ходе полевых наблюдений через записи, GPSфиксацию и фотофиксацию площадок ТБО.
В результате была создана сводная таблица, содержащая в себе всю
необходимую информацию.
В качестве исходных данных для построения сети выступали:

Космический снимок GeoEye за 2011 год, пространственное разрешение
1м

Цифровая топографическая основа на город Зарайск в формате CAD без
пространственной привязки

ГИС с открытым исходным кодом OpenStreetmap.org.
По этим данным преимущественно вручную строился граф основных улиц
города и автодорог района, по которым происходит обслуживание мусоровозами
службы ЖКХ района. Для дорог с разделительной полосой было сделано два
отдельных графа для каждой полосы.
Наилучшим образом для решения поставленных задач подходит заложенная
модель задачи маршрутно-транспортной проблемы (Vehicle Routing Problem)
При моделировании задач маршрутно-транспортной проблемы создаются
классы объектов и слои, которые отображаются в таблице содержания приложения
ArcMap.
Orders (заказы) — в нашем случае это обслуживаемые контейнерные
площадки. У этого класса объектов есть атрибут ServiceTime, который
регламентирует время загрузки всех контейнеров площадки (расчет проводился
исходя из 1 минуты на 1 контейнер), атрибуты начала и конца окна времени
обслуживания, атрибут PickupQauntities, который соответствует количеству
контейнеров на площадке, Revenue — доход от обслуживания конкретной площадки,
SpecialtyNames — первичный ключ для специальных условий обслуживания (в нашем
случае это городская, либо негородская площадка, а также дни вывоза),
AssignmentRule — правила присвоения площадки маршруту (в нашем случае
присвоено значение override — то есть нет строгого соответствия), CurbApproach —
сторона транспортного средства, с которой оно прибывает к контейнерной площадке
(в нашем случае гидравлический погрузчик контейнеров расположен с правой
стороны мусоровоза, поэтому подъезжать необходимо правой стороной).
Depots (станции) — в нашем случае это база ЖКХ, где машины ночуют, и
полигоны ТБО. Их добавление и визуализация происходит аналогичным образом с
предыдущим классом.
Routs (маршруты) — слой, содержащий данные о конкретных маршрутах (у
МУП «ЕСКХ Зарайского района» их всего 5: 3 по городу и 2 по району). В
атрибутивной таблице указываются пункты начала и конца маршрута, время выезда,
емкость, соответствие специальным требованиям, фиксированная стоимость,
относительная стоимость и прочее.
Route zones (маршрутные зоны) — это опциональный класс объектов
анализа, который используется в случае необходимости поставить ограничения по
ареалу обслуживания заказов. В нашем случае этот объект необходим для
разграничения сфер обслуживания в городе и вне его.
Rout renewals (станции обновления) — подкласс объектов класса Depots, на
котором происходит в нашем случае промежуточная выгрузка мусора. Имя станций
обновления выбирается из списка Depots, задается имя маршрута и время
обслуживания (время выгрузки мусора), которое было принято равным 10 минутам.
Рис. 1. Выбор специальных требований по обслуживанию в свойствах
маршрута
Specialties (специальные требования) — это табличный класс, содержащий в
себе специальные требования обслуживанию площадок. При условии соответствия
требований свойствам маршрута (выбирается в свойствах) данные площадки могут
обслуживаться этими маршрутами. В роли специальных требований к обслуживанию
были выдвинуты




Дни недели
Числа месяца
Обслуживание по звонку
Обслуживание только городскими маршрутами
Barriers (барьеры) — класс объектов, который может выступать в роли
запрета (restriction) или увеличения импеданса маршрута (scaled cost). Объекты
подгружаются из класса объектов базы геоданных. Линейный барьер был применен,
например, на Полукольцевой улице, где на данный момент проезд невозможен из-за
выкопанной траншеи.
Если закладывать в данную модель (класс объектов Routs) экономические
показатели (прибыль, фиксированная стоимость, относительная стоимость,
сверхурочные), то в выходных полях данного класса объектов, помимо суммарно
затраченного времени, будут показатели общей прибыли и общих затрат на каждый
маршрут, исходя из чего можно рассуждать об экономической целесообразности
каждого маршрута.
Созданная
геоинформационно-логистическая
модель
была
передана
принимающей организации (ООО «УК Исток»), где уже использовалась для расчета
экономических показателей маршрутов при конкретных условиях. На уровне
администрации района она получила одобрение, в дальнейшем планируется
использование имеющихся наработок в сфере ЖКХ.