Arbeitsablauf: Datenmodell erstellen: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 19. Juli 2018, 08:14 Uhr

Einführung

Für eine Tourenplanung mit ALOA awm wird ein Datenmodell benötigt. Je nach zur Verfügung stehenden Informationen kann ein Datenmodell sehr oberflächlich anhand von Schätzwerten und Annahmen erstellt werden, oder sehr detailliert bis auf die Ebene einzelner Behälterdetails definiert werden.

ALOA awm unterstützt Sie dabei durch zahlreiche Import- und Exportschnittstellen sowie Automatisierungshilfen für die Verarbeitung von großen Datenmengen.

Die folgenden Kapitel beschreiben die einzelnen Arbeitsschritte zur Erstellung eines Datenmodells in ALOA awm. In der Grafik erhalten Sie einen groben Überblick von den einzelnen Modellschichten. Eine detaillierte Beschreibung für die Erstellung eines Datenmodells folgt im Anschluss an die Beschreibung der zu erfassenden Stammdaten.

Stammdaten

Zu Beginn eines Projektes erfassen Sie die Stammdaten. Diese bilden die Basis für das Datenmodell und die darauf aufbauende Tourenplanung. Dazu gehören:

• Fraktionen
• Fahrzeuge
• Fahrzeugstandorte und Entladestellen
• Regeltouren
• Behältereigenschaften
• Unterstützte Behältergrößen

Fraktionen

Alle Fraktionen, für welche in einem Projekt Touren geplant werden sollen, müssen Sie vorab in den Stammdaten erfassen.

Die wichtigsten Merkmale sind Name, Abkürzung und Dichte gepresst. Die gepresste Dichte ist ein wichtiger Parameter für die Tourenplanung und Simulation, sie gibt Aufschluss darüber, wann das Ladevolumen des Fahrzeugs erschöpft ist. Die gepresste Dichte wird wie folgt berechnet:

Dichte gepresst=(max.Ladegewicht der Fraktion)/(Ladevolumen des Aufbaus)

Fahrzeuge

Ebenfalls von großer Bedeutung für die Tourenplanung und Simulation sind die Fahrzeuge. Sie erfassen allgemeine Informationen wie Name, Kennzeichen, Verbrauch, Euroklasse sowie Kostensätze pro Stunde für Fahrzeug, Fahrer und Lader. Außerdem erfassen Sie hier die technischen Spezifikationen des Fahrgestells und des Aufbaus. Die wichtigsten Merkmale sind Leergewicht, Maximalgewicht, Verbrauch und Kammervolumen.

Fahrzeugstandorte/Entladestellen

Weitere wichtige Parameter sind die Fahrzeugstandorte und die Entladestelle(n). Sie geben Auskunft darüber wo eine Tour beginnt, endet und wo die Entleerung erfolgt. Den Fahrzeugstandort und die Entladestelle erstellen Sie direkt auf der Landkarte.

Regeltouren

Hier werden die organisatorischen Planungseinheiten (Tagestouren) definiert. Eine Tour entspricht in der Regel einem Tageseinsatzgebiet eines Fahrzeugs. In manchen Fällen gibt es Halbtagestouren, wenn der zweite Teil nicht zwingend vom selben Fahrzeug gefahren wird. Die wichtigsten Merkmale sind Name, Wochentag, Rhythmus / Fahrten pro Jahr, Startdatum, Erste Fraktion, Start, Ende, Entladestelle.

Behältereigenschaften

In den Behältereigenschaften definieren Sie die verfügbaren Behälter je Fraktion und Volumen sowie das Gewicht des vollen Behälters. Dieses können Sie erst erfassen, nachdem Sie das Gewichtsmodell berechnet haben.

Unterstützte Behältergrößen

Die Behältergrößen dienen zum Filtern von Behältern. Hier erfassen Sie alle im Projekt verfügbaren Behältergrößen.

Sind alle Stammdaten erfasst, können Sie mit dem Aufbau des Datenmodells beginnen.

Datenmodell

Das Datenmodell in ALOA awm besteht aus den folgenden wesentlichen Komponenten:

Im Datenmodell werden folgende grundlegende Fragen geklärt:

• Karte/Region: In welcher Region ist die Tour geplant?
• GPS-Aufzeichnung: In welcher Reihenfolge werden die Behälter aktuell im Abfuhrgebiet entleert?
• Streckennetz: Welche Straßen müssen in der Tourenplanung befahren werden? Welche dürfen nicht befahren werden?
• Sammelstellen: Wo befinden sich die Gebäude der einzelnen Adressen und Behälterstandorte?
• Abholpunkte: Wo werden die Behälter bereitgestellt?
• Gewichtsmodell (nicht als separate Schicht abgebildet): Wie erfolgt die Verteilung der Abfallmengen?
• Tourenplanung: Wie sehen zukünftige Abfuhrgebiete aus? In welcher Reihenfolge werden die Behälter zukünftig im Abfuhrgebiet entleert?

Karte/Regionen)

Die Kartenansicht in ALOA awm greift auf das Kartenmaterial von HERE zurück, welches von infeo lizenziert wird. In der Basemap werden die amtlichen Vermessungsdaten sämtlicher österreichischer Vermessungsämter eingespeist und detailliert dargestellt. Navteq hingegen zeigt die lokale Straßenkarte mit weit weniger Informationen. Zu Beginn eines Projektes werden Regionen (Polygone) generiert. Damit verschaffen Sie sich einen Überblick von den Gemeindegrenzen und die geographische Lage. Im Bereich „Regionen“ steht eine Such- und Downloadfunktion zur Verfügung mit der Gemeindegrenzen, Bezirksgrenzen und in vielen Fällen auch Teilorte in Form von Polygonen heruntergeladen und gespeichert werden können. Für das Erstellen einer Region greift ALOA awm auf Geodatendienste zu (unter anderem Openstreetmaps), welche es ermöglichen Gemeindegrenzen und Teilorte aus dem Internet zu beziehen und in ALOA zu verwenden und abzuspeichern. Detaillierte Informationen zum Erstellen einer Region erhalten Sie hier.

GPS-Aufzeichnungen (optionel)

Im Falle einer Optimierung, ist der Ablauf so, dass die Sammeltouren vorab aufgezeichnet werden. Für die Aufzeichnung wird das entsprechende Fahrzeug mit einem Bordcomputer ausgestattet. ALOA touch zeichnet in konfigurierbaren Zeitintervallen die GPS-Position und Uhrzeit auf. Der Fahrer kann zusätzliche Information wie rechts- und beidseitige Sammelstellen, Gefahrenstellen und Rückwärtsfahrten über manuelle Eingaben erfassen. Auf diese Weise werden im Vorfeld mehrere Sammeltouren erfasst. Aus allen vorliegenden Aufzeichnungen einer Tour wird dann eine für die Regeltour repräsentative Referenzaufzeichnung ausgewählt. Anhand dieser Referenzaufzeichnung werden sämtliche Vergleichsgrundlagen für die Optimierung ermittelt.

Mit der Analysefunktion in ALOA awm können Sie die aufgezeichneten Touren auswerten. Neben Streckenlängen und Fahrzeiten, getrennt nach Komponenten (Anfahrt, Sammlung, Verbindung, Entleerfahrt, Entladung und Rückfahrt), werden zahlreiche Leistungskennzahlen und Emissionswerte berechnet. Eine Exportschnittstelle für Excel ermöglicht die Weiterverarbeitung und Archivierung der Auswertungen. Die Auswertung gibt einerseits Aufschluss über die Ist-Situation und das Optimierungspotential und bildet andererseits die Grundlage für die Bearbeitung des Streckennetzes. Beispielsweise können fehlende Straßenabschnitte, die im Kartenmaterial noch nicht hinterlegt sind manuell eingepflegt beziehungsweise nicht befahrene Straßen gelöscht werden.

Streckennetz

Das Streckennetz wird benötigt um alle Straßen in einem Sammelgebiet darzustellen und Sammelstellen über Abholpunkte darauf zu verknüpfen. Ein Streckennetz besteht aus Kreuzungen und Streckenabschnitten und gibt Auskunft darüber, welche Straßen befahren werden können und vor Allem ob eine rechts- oder beidseitige Sammlung möglich ist. Das Streckennetz wird aus dem HERE-Kartenmaterial extrahiert, das von infeo lizenziert wird. Dabei werden die Straßendaten aus der Landkarte in Streckenabschnitte umgewandelt und gespeichert. Damit Sie ein Streckennetz erstellen können, muss vorab eine Region angelegt worden sein. Die Region legt fest in welchem Bereich ein Streckennetz erstellt werden soll. Ist die Region erstellt, generieren Sie das Streckennetz. Je nach Größe des Streckennetzes kann dieser Vorgang etwas länger dauern. Sobald die Erstellung abgeschlossen ist, können Sie das Streckennetz anpassen und bearbeiten.

Straßen die nur teilweise befahrbar sind müssen zerteilt und die nicht befahrbaren Abschnitte gelöscht werden, zur Gänze nicht befahrbare Straßen werden gelöscht. Wird eine Strecke aus dem Streckennetz gelöscht so ist die Straße in der Tourenplanung und Routenberechnung nicht mehr verfügbar und kann nicht befahren werden.

Neue Straßen zeichnen Sie händisch ein. Das macht vor Allem bei neuen Wohngebieten Sinn, die auf dem Luftbild oder anhand von GPS-Daten vielleicht schon erkennbar sind, aber noch nicht im Kartenmaterial erfasst wurden. Sehr wichtig ist auch die korrekte Markierung von rechts- und beidseitig zu sammelnden Straßenabschnitten (Streckenabschnitte). Rechtsseitig heißt, dass Sammelstellen auf diesem Streckenabschnitt nur in der aktuellen Fahrtrichtung auf der rechten Straßenseite gesammelt werden können. Das Ladepersonal kann also die Straße nicht überqueren, um Behälter zu holen. Bei Sammelstellen auf beidseitigen Streckenabschnitten hingegen, können Behälter auch von der anderen Straßenseite geholt werden.

Es ist außerdem möglich Streckenabschnitten bestimmte Kategorien zuzuordnen, damit in der Tourenplanung bestimmte Straßen nur von speziellen (mit gleicher Kategorie definierten) Fahrzeugen befahren werden können, beispielsweise Schmal- oder Bergfahrzeuge.

Falls Referenzaufzeichnungen vorhanden sind, werden diese als Anpassungsvorlage verwendet.

Abschließend muss das Streckennetz validiert werden. So wird das Streckennetz auf seine Vollständigkeit und Verwendbarkeit für die Tourenplanung und die Simulation geprüft.

Sammlstellen

Eine weitere Schicht im Datenmodell sind die Sammelstellen. Als Sammelstelle wird die Adresse bezeichnet, bei welcher ein oder mehrere Behälter zur Abholung bereitstehen. Sammelstellen können auf drei verschiedene Arten erstellt werden:

Sammelstellen aus Aufzeichnungen generieren

Wenn Referenzaufzeichnungen vorhanden sind, dann können aus diesen ausgewählten Aufzeichnungen die Sammelstellen generiert werden.

Wählen Sie dazu im Reiter Aufzeichnungen, Aufzeichnungen exportiern ...als Sammelstellenliste.

Diese Sammelstellenliste muss nun im ALOA awm durch Geokodieren mit Adressdaten ergänzt werden und anschließend wieder ins ALOA awm importiert werden.

Sammelstellen aus Excel-Liste (Sammelstellenliste) generieren

Eine Sammelstellenliste enthält Informationen zu Sammelstellen, deren Behälter und weitere für die Sammlung relevante Informationen. Die Auflistung der Sammelstellen muss in einem vorgegebenen Format erfolgen, damit die Daten entsprechend ins ALOA awm importiert werden können. Da in einer Sammelstellenliste meist nur Adress- aber keine Geodaten vorhanden sind müssen Sie die Adressen nach dem Import geokodieren.

Sammelstellenliste

Anleitung Sammelstellen geokodieren

Anleitung Sammelstellenliste importieren

Sammelstellen aus Region generieren

Eine weiter, aber nicht so exacte, Möglichkeit ist das Erstellen von Sammelstellen über eine definierte Region auf der Karte.

Dabei wird für jede Adresse in der Region eine Sammelstelle generiert.

Um die Sammelstellen aus einer Region zu generieren klicken Sie im Reiter Sammelstellen auf Regionsfunktionen und wählen dort Sammelstellen aus Region generieren.

Nun erscheint ein Dialog zum festlegen der Region und des Ortes.

Wenn Sie diese Parameter festgelegt haben, wird eine Sammelstellenliste dieser Region generiert.

Diese Liste können Sie nun ins ALOA awm importieren.

Anleitung Sammelstellen aus Region generieren

Anleitung Sammelstellenliste importieren

Einwohnermodell

Das Einwohnermodell wird für die Erstellung eines Gewichtsmodells und später für die Simulation benötigt.

Die Einwohner in einer Region werden dabei auf die darin enthaltenen Sammelstellen verteilt.

Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten ein Einwohnermodell zu erstellen:

Einwohnerverteilung mit Rasterdaten

Teil der Sammelstellen ist das sogenannte Einwohnermodell.

In Ländern in denen Informationen über die Einwohnerverteilung öffentlich oder gegen Gebühr zugänglich sind (sog Rasterdaten),

können Einwohner anhand von definierten Flächen (Kacheln) auf die Sammelstellen innerhalb der abgedeckten Region verteilt werden.

Anleitung Einwohnerverteilung mit Raserdaten

Einwohnerverteilung mit Einwohnerzahlen

Falls (wie in Deutschland) keine derartigen Daten zur Verfügung stehen, können alternativ die Einwohner einer Gemeinde aliquot auf alle Sammelstellen verteilt werden.

Das Verteilungsmuster ist dann zwar nicht so genau, jedoch für Simulationszwecke in der Regel ausreichend, vor Allem dann,

wenn die betroffenen Gemeinden ohnehin in einer Tour gesammelt werden. Eine aliquote Verteilung über eine größere Stadt hätte zur Folge,

dass in den Randbereichen dieselbe Einwohnerdichte wie im innerstädtischen Bereich angenommen wird.

Einwohnerverteilung mit Einwohnerzahlen

Einwohnerverteilung mit Behältervolumen

Alternativ zu den oben genannten Möglichkeiten, können Einwohner auch anhand des an der Sammelstelle verfügbaren Behältervolumens verteilt werden.

Falls bereits Behälterbestände bekannt sind (nach dem Import einer Sammelstellen- und Behälterliste) müssen ohnehin nicht zwingend Einwohner verteilt werden.

Somit ist es möglich, eine Tourenplanung anhand von Behälteranzahl oder -volumen durchzuführen.

Für eine Potentialanalyse in Form einer einfachen Streckenoptimierung kann dann auch das Volumen als Kennzahl für die Mengenverteilung herangezogen werden.

Anleitung Einwohnerverteilung mit Behältervolumen

Gewichtsmodell

Das Gewichtsmodell wird nur benötigt, wenn ein entsprechendes Einwohnermodell hinterlegt ist.

Sind die Einwohner als maßgebliche Größe für die Mengenverteilung definiert, muss lediglich noch eine Abfallmenge pro Person und Jahr für jede Sammelstelle definiert werden.

Dies lässt sich entweder pro Sammelstelle oder anhand verschiedener Filter in den Stammdaten/Sammelstellen automatisiert für mehrere Sammelstellen auf einmal durchführen.

Mit dem Tool Eigenschaften von Sammelstellen bearbeiten kann die Abfallmenge auf alle gefilterten und markierten Sammelstellen übernommen werden.

Anleitung Eigenschaften von Sammelstellen bearbeiten

Szenario

Ein Szenario definiert, an welchen Punkten im Streckennetz eine Sammelstelle besucht werden kann.

Es handelt sich also um eine Zuordnung von Wegpunkten zu Sammelstellen.

Damit ist klar, welche Straßenabschnitte für die Tourenplanung relevant sind (also befahren werden müssen) und welche nur als Verbindungsstrecken dienen.

Mit der Erstellung eines Szenarios ist ein vollständiges Datenmodell für eine Tourenplanung und –optimierung verfügbar.

Nach der Erstellung eines Datenmodells können Sie mit dem Arbeitsprozess Regeltourenplanung fortfahren.

Anleitung Szenario erstellen