Systemy optymalizacyjne - oczekiwania, uwarunkowania, praktyka wdrożeń Tadeusz Gancarz – dyrektor handlowy PZI TARAN

Organizator OPTYMALIZACJA Operator Rozkład jazdy Organizator OPTYMALIZACJA Operator Wykonanie rozkładu jazdy

OPTYMALIZACJA http://pl.wikipedia.org/wiki/Optymalizacja: Optymalizacja - metoda wyznaczania najlepszego (optymalnego) rozwiązania (poszukiwanie ekstremum funkcji) z punktu widzenia określonego kryterium (wskaźnika) jakości (np. kosztu, drogi, wydajności). Stosuje się optymalizacje jedno i wielokryterialne. Optymalizacja wielokryterialna występuje w wielu różnych dziedzinach: w projektowaniu produktu i procesu produkcji, finansów, projektowaniu samolotów, w przemyśle chemicznym, projektowanie samochodu, wszędzie tam gdzie optymalne decyzje muszą być podjęte w obecności kompromisów pomiędzy dwoma lub więcej sprzecznymi celami. Przykładem wielokryterialnej optymalizacji jest maksymalizacja zysków i minimalizacji kosztów produktu, maksymalizacja wydajności przy ograniczaniu zużycia paliwa pojazdu, czy też obniżenie masy urządzenia przy jednoczesnej maksymalizacji wytrzymałości poszczególnych jego komponentów. CASD – Computer-Aided Scheduling and Dispatching

Oczekiwania i uwarunkowania Mała podatność na komputerowe narzędzia optymalizacyjne. Duża zależność od topologii miasta na którą układ komunikacyjny nie ma wpływu (chyba że np. zbudujemy metro) Układ sieci komunikacyjnej Oczekiwania i uwarunkowania

Oczekiwania i uwarunkowania Optymalizacja kursów (Timetable optimatization) maksimum „synchronizacji” – cokolwiek to oznacza głównie jednak optymalizacja przesiadek Minimalizacja czasu podróży Wysoka zdolność do realizacji np. w zakresie punktualności przy istniejących warunkach ruchu Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Oczekiwania i uwarunkowania

Oczekiwania i uwarunkowania Układ sieci komunikacyjnej Optymalizacja zadań dla pojazdów (ang. Vehicle scheduling) Minimalizacja potrzebnej floty do wykonania zadań Minimalizacja jazd poza realizacją kursów (jazdy bez pasażerów – deadhead trips) Adekwatność użycia typów pojazdów do potrzeb kursu (pojemność, ilość drzwi, podłoga ) Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Oczekiwania i uwarunkowania

Oczekiwania i uwarunkowania Optymalizacja zadań dla kierujących (ang. Duty scheduling) Mocne uwarunkowania wynikające z regulacji prawnych, uzgodnień wewnątrz przedsiębiorstw, innych regulacji Duże podobieństwo do problematyki grafików w lotnictwie, szkołach, szpitalach itp. Różnorakość służb (pełne, dzielone, łaczone, niepełnowymiarowe) Oczekiwana minimalizacja kosztów osobowych Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Oczekiwania i uwarunkowania

Oczekiwania i uwarunkowania Optymalizacja zintegrowana zadań dla pojazdów i kierujących (ang. Integrated vehicle and Duty scheduling optimizing) Możliwe do zastosowania gdy oba etapy realizuje ten sam podmiot Uwzględnia możliwość łączenia par pojazd - kierujący. Oczekiwana minimalizacja kosztów osobowych poprzez redukcję sumarycznego czasu pracy kierujących Oczekiwana optymalizacja poprzez zmniejszenie ilości czasu jaki pojazd spędza poza zajezdnią Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Oczekiwania i uwarunkowania

Oczekiwania i uwarunkowania Optymalizacja przydziału zadań dla pojazdów i kierujących (ang. Duty rosternig, Crew assigment) Uwzględnia możliwość łączenia par pojazd - kierujący. Możliwość uwzględnienia indywidualnych potrzeb kierujących Oczekiwana minimalizacja kosztów osobowych poprzez redukcję sumarycznego czasu pracy kierujących a w szczególności czynności innych niż jazda zgodnie z rozkładem jazdy Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów Oczekiwania i uwarunkowania

Realizacje Realizacje: GENCOL optimizer of the HASTUS CREW-OPT system the PROB1 solver in the CARMEN system System AB, Goeteborg Sweden (lotnictwo) the TURNI system koleje holenderskie Optimizery: VS-OPT, DS-OPT, IS-OPT Dostępne w BERTA i MICROBUS IVU Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów Realizacje

http://wwwgiroca/en/products/hastus/optimizationhtm Realizacje: GENCOL optimizer of the HASTUS CREW-OPT system the PROB1 solver in the CARMEN system System AB, Goeteborg Sweden (lotnictwo) the TURNI system koleje holenderskie Optimizery: VS-OPT, DS-OPT, IS-OPT Dostępne w BERTA i MICROBUS IVU Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów

Realizacje: GENCOL optimizer of the HASTUS CREW-OPT system the PROB1 solver in the CARMEN system System AB, Goeteborg Sweden (lotnictwo) the TURNI system koleje holenderskie Optimizery: VS-OPT, DS-OPT, IS-OPT Dostępne w BERTA i MICROBUS IVU Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów

(Dynamic Column Generation) (Greedy Genetic Algorithm) List of Algorithms (HOT II) (IMPACS) (TRACS II) (Dynamic Column Generation) (Greedy Genetic Algorithm) (TRACS II Hybrid GA) (Run-Ejection) (HACS) (HASTUS-Micro) (MINSG) (FAST-Round) (FAST-Relax) (Generate-Pieces) (FAST-Fix) (FAST) DS.-OPT Heuristics for Duty Scheduling in Public Transit Diplomarbeit bei Prof. Dr. Martin Gr¨otschel vorgelegt von Fabian St¨offler am Fachbereich Mathematik der Technischen Universit¨at Berlin April 2006

Rezultaty zastosowań Układ sieci komunikacyjnej Optymalizacja zadań dla pojazdów (ang. Vehicle scheduling) wg SWB Bonn realizacja zadań w 2001 roku wymagała, po zastosowaniu optymalizacji, o 5 pojazdów mniej z używanych 201 pojazdów Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów Rezultaty zastosowań

Rezultaty zastosowań Optymalizacja zadań dla pojazdów (ang. Duty scheduling) wg SWB Bonn zastosowanie DS.-OPT do realizacja zadań w 2001 roku dało oszczędność 4,3% autobusowych służb i 2,5% tramwajowych. Verkehrsbetriebe Ennepetal-Ruhr zaoszczędziło 9.1% służb autobusowych IS-OPT Regensburd oszczędnośc 2-3% służb, 5 % sumaryczny czas pracy, 4% czas pojazdów poza zajezdnią Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów Rezultaty zastosowań

Oferta MUNICOM.premium „GRAFIK” – MUNICOM.premium Mając zasoby: zadane do wykonania „kursówki”; określone zasoby pojazdów; określone zasoby ludzkie; uwarunkowania formalno prawne (Kodeksy, ustawy, układ zbiorowy itp.) Grafik Służb przeznaczony jest do automatycznego tworzenia planu pracy kierowców w przedsiębiorstwie komunikacyjnym. Grafik Służb jest narzędziem wspomagającym planistę. Układ sieci komunikacyjnej Budowanie kursów Budowanie zadań dla pojazdów Budowanie zadań dla kierujących Przydział zadań do osób i pojazdów Oferta MUNICOM.premium

MUNICOM.premium {Grafik} Umożliwia uwzględnianie szerokiej gamy założeń i definicji zgodnych z przepisami wewnętrznymi i zewnętrznymi. W odpowiedniej części programu definiuje się uwarunkowania wynikające zarówno z samej Ustawy jak i z wewnętrznych, występujących w danej firmie ustaleń i zasad. W dalszej pracy, program na bieżąco kontroluje i uwzględnia takie ustawienia. Może układać obsadę kierowcy na okres jednego miesiąca. Pozwala również na korekty już ustawionego planu, w trakcie realizacji danego okresu, wynikające z bieżących zakłóceń jak nieobecności i zmiany dyspozycji pracowników. Można planować znane nam wcześniej nieobecności kierowców, a program przy układaniu planu je uwzględnia. MUNICOM.premium {Grafik}

MUNICOM.premium {Grafik} Działa wg kilku możliwych do wyboru automatów układania harmonogramu. Używając ich, program uzupełniania harmono-gram aktualnie otwartego okresu, nie powodując zmian w już zaplanowanym czasie pracy. Zadaniem automatu jest obsadzenie wszystkich wymaga-nych służb z zachowaniem warunków dopuszczalności obsady dla służb, kierowców i pojazdów. Program zawiera m.in. następujące automaty, których działanie kontrolowane jest przez program na okoliczność zgodności z Ustawą i innymi przyjętymi założeniami i definicjami: uzupełnianie wolnych uzupełnianie służb (kilka wariantów) uzupełnianie rezerw do normy godzin uzupełnianie wolnych dni nieobsadzonych weryfikacja rozkładów jazdy MUNICOM.premium {Grafik}

MUNICOM.premium {Grafik} Definiujemy miesiąc, na jaki będziemy układać grafik. Układamy kalendarz, określając typy dni Otwieramy okres. Program zapisuje to, co ujęte zostało we wzorcach zmiany zmian, w szczególności ustawia w wynikowych grafiku coś, co było wcześniej zdefiniowane „na sztywno Planujemy nieobecność, tj. wpisujemy te nieobecności, których wiemy i są zaplanowane (urlopy, szkolenia, badania itp.) Edytujemy to, co wstępnie ustawił poprzedni etap.. Zapisujemy dane. Aby móc powrócić do wersji poprzedniej Kolejno uruchamiamy automaty liczenia. Jest jeden automat podstawowego liczenia, ale mogą tez być i inne automaty. Każdy automat uzupełnia tylko to co jeszcze nie jest obsadzone. Możemy także ręcznie uzupełnić cały grafik, lub w dowolnym momencie modyfikować to, co wykonał automat. Planista decyduje o ostatecznym kształcie harmonogramu pracy kierowców i dowolnie może zmieniać jego kształt. Analiza wyniku końcowego, wydruki i zestawienia Bieżące śledzenie wykonania grafiku Korekty planu MUNICOM.premium {Grafik}

Po raz kolejny standaryzacja „Potrzeba jest więcej czasu na wdrożenie niż się to planowało” „Problemy hardware i błędy systemowe to generalny problem opóźnień” „Problemem jest organizacja szkoleń które powinny być fazowe i poza pracą” „Wdrożenie były efektywniejsze jeżeli osoba odpowiedzialna miała już doświadczenie w tej tematyce” „Problemem jest napełnienie systemu danymi i utrzymanie powiązań z innymi systemami” Po raz kolejny standaryzacja Praktyka wdrożeń

STANDARYZACJA - PILNE POTRZEBY Ustalenia standardu formatu przekazywania Rozkładu Jazdy Ustalenie standardu wymiany danych o zadaniach realizowanych przez pojazdy pod potrzeby systemów nadzoru ruchu i dynamicznej informacji pasażerskiej Ustalenie standardu wymiany danych o pozycji pojazdu pod potrzeby systemów dynamicznej informacji pasażerskiej Standaryzacja

tgancarz@taran.com.pl Dziękuję za uwagę