Optimalizace

 

Modul GfE Optimierung

Co umí optimalizační program?

Navrhuje nasazení prostředků /vozidel na akce zadané dispečerem do systému. Výhodnost plánů posuzuje na základě ocenění jednotlivých plánů prostřednictvím porovnání nákladů a přínosů.

Protože je hodnocena výhodnost celého plánu a nikoliv jen výhodnost nasazení jednoho vozidla, jsou řešení navrhované optimalizátorem lepší než standardní postup přiřazení uvolněného vozidla na nejbližší akci.

Dispečer návrh optimalizačního programu může, ale nemusí přijmout.

 

Z čeho se optimalizační program skládá?

Optimalizace zahrnuje následující softwarové komponenty:

• Aplikace OPTIM
  - Program, který nepřetržitě zpracovává všechna data o plánovaných akcích a dostupných prostředcích, aby z obrovského množství analyzovaných možností zvolil tu nejlepší a sdělil ji dispečerovi
• GEFAS / AMBUTAS
  - v rámci těchto programů jsou implementovány funkce pro převzetí informací od optimalizačního programu (OPTIM) - dispečer vidí návrh optimalizátoru a rozhodne, zda jej přijme nebo zda použije pro akci jiné vozidlo
• Aplikace OPTIM DISPLAY
  - Program, který umožňuje dispečerovi resp. vedoucímu zásahu vidět aktuální, budoucí i předešlé situace na mapě; náklady pro jednotlivé plány i jednotlivé akce. Zajímavou funkcí je také vyhledání anomálií (případů, kdy prohozením použitých prostředků na dvou akcích mohlo dojít ke snížení nákladů).
• Aplikace GEFAS OPTIM
  - Program pro nastavení základních parametrů optimalizace a řízení programu OPTIM
• Další software:
  Pro optimalizaci je zapotřebí celá řada vstupních dat, např. hlášení o pozicích prostředků/vozidel, statistiky o dobách přejezdů, rozvrh /plán služeb. Tato data jsou vesměs získávána jako vedlejší produkt práce ostatních částí systému.
  

Vlastnosti optimalizace:

• Každou vteřinu program vyhodnocuje v závislosti na použitém hardwaru a komplexitě posuzované situace stovky až desetitisíce možných plánů nasazení prostředků.
• Množství zadaných dat se minimalizuje - systém si bere z databáze vše, co je tam k nalezení
  - Mnoho parametrů sice může nastavit uživatel, ale systém je též schopný použít rozumné defaultní hodnoty, pokud se tak nestane
  - Parametry, které lze vypočítat z dat o dřívějších jízdách, jsou z nich vypočítány.
• Optimalizace vychází z následujících vstupních dat:
  - Plánované akce /zásahy
  - Služební plány / rozvrhy služeb (Dienstplan)
  - Statistiky o přejezdech
  - Parametry akcí
  - Informace o aktuální situaci (hlášení z vozidel)
• Odhady doby přejezdů se provádějí na základě statistik z dříve uskutečněných akcí
  - Statistiky se každou noc přepočítávají
  - Statistiky se počítají pro různé kombinace místo zásahu/akce a místo cíle, které byly zadány jedním z možných způsobů identifikace místa: souřadnice, objekt, ulice, část obce
  - Zohledňují se sezónní vlivy (vlivy dané ročním obdobím)
  - Denní doba a den v týdnu se též zohledňují (s rozlišením na 30minutové intervaly)
  - Systém reaguje na nečekané zhoršení dopravní situace přizpůsobením odhadované doby přejezdu
• Systém podporuje
  - Plánování sběrných/hromadných jízd
  - Plánování odstávek vozidel
  - Vyšší prioritu pro jednou odložené akce
  - Rezervaci vozidla pro konkrétní kategorii akcí (např. přepravu konkrétní osoby nebo při akcích začínajících v daném místě)
  - Definici pravidel pro používání vozidel podle typu akce
  - Připravuje se: plánování přestávek, plánování desinfekce po přepravě infekčních pacientů (již realizováno), plánování jízd k čekacím místům
• Podpora práce dispečera pomocí zobrazení pozice zobrazením polohy akcí či vozidel na mapě:
  - Zobrazení vybrané akce
  - Zobrazení pohybu vybraného vozidla
  - Aktuální pozice prostředků / vozidel
  - Dostupné prostředky pro vybranou akci (včetně výpočtu časů příjezdu)
  - Zobrazení aktuální situace
  - Zobrazení uskutečněných jízd v předem stanoveném časovém intervalu
  - Zobrazení plánu dle návrhu programu, jakož i dle návrhu dispečera, a porovnání obou
  - Zobrazení reálné situace nebo plánu v uvedeném období (časová simulace)
  - Vyhledání anomálií v navrhovaném nebo již realizovaném plánu (program vyhodnocuje možnou výměnu párů vozidel a prezentuje alternativní řešení, které povede k nižším cenám).
• Hodnocení plánu zahrnuje
  - Profit z uskutečnění akce
  - Profit/náklady za ujeté kilometry při převozu osoby
  - Časové náklady (použití prostředků)
  - Sankce/ztráta za zpoždění akce
  - Sankce/ztráta za zrušení akce
  - Sankce/ztráta za zpoždění konce směny
  - Sankce/ztráta za změnu již prováděného plánu (pokyn pro auto, které je již na cestě k akci)
  - sankce za dlouhé přejezdy
  - Náklad za nasazení auta do akce (umožňuje preferovat méně vybavené auto na méně náročné akce)
  - Náklad za vzdálení auta od určeného místa (umožňuje preferovat pohyb auta v určené oblasti)
• Porovnávané zásahové plány jsou vytvořeny pomocí různých metod (algoritmů), čímž je umožněno reagovat správně na různé typy situací.
  - Bere se v úvahu návrh dispečera, je-li nějaký
  - Zkoumá se „přirozená" varianta, tedy „poslat do akce nejbližší vozidlo"
  - Ověřují se nejlepší dříve vytvořené plány
  - ... jakož i celá řada dalších návrhů...
  

Jaké technické postupy používá program optimalizace?

• "Genetické mutace" navrhovaných plánů
• Schopnost využívat několik jader (multithread)
• Uložení aktuálního stavu dat a možnost jejich využití pro pozdější simulace
• Maximální urychlení výpočetního procesu - software je již během první sekundy schopen nabídnout velmi dobré řešení, což je důležité vzhledem ke skutečnosti, že se aktuální situace může někdy velmi rychle změnit a je na ni třeba pružně reagovat.