تعيين عدم قطعيت حاصل از داده ورودي در خروجي آناليزهاي مسيريابي

Determination of the Uncertainty Derived from Input Data in Path Finding Analysis Output

يكي از مهم‌ترين كاربردهاي سامانه‌هاي اطلاعات مكاني در زمينه مديريت بهينه فراهم آوردن تسهيلاتي در حمل‌ونقل است. قابليت‌هاي تجزيه و تحليل شبكه در سامانه‌هاي اطلاعات مكاني، از جمله محاسبة كوتاه‌ترين مسير، مي‌تواند بسيار مفيد واقع شود. تا كنون معيارهاي مختلفي از قبيل مسافت،‌ زمان سفر، راحتي مسير، زيبايي مسير و مانند اينها براي انجام آناليز كوتاه‌ترين مسير در تجزيه و تحليل شبكه در سامانه‌هاي اطلاعات مكاني در نظر گرفته شده‌اند. اما يكي از موضوعاتي كه تا كنون در مورد اين مسيريابي‌ها به آن توجه چنداني نشده،‌ مسئله عدم قطعيت حاصل از خطاي داده ورودي در مسير خروجي است. به‌عنوان مثال در مورد معيار طول، خطاي موقعيت كه تابعي از روش جمع‌آوري داده و مقياس داده است مي‌تواند در نتيجة آناليزهاي مسيريابي تأثيرگذار شود و نتايج آناليزهاي مسيريابي را تغيير دهد. اين عدم قطعيت در مورد معيارهاي ديگر مسيريابي نيز وجود دارد. در پژوهش حاضر كوشش شده است كه راه‌حلي براي تعيين ميزان عدم قطعيت در مسيريابي‌هاي براساس معيار فاصله و زمان ارائه شود. براي اين منظور از قوانين انتشار خطا براي مدل كردن عدم قطعيت معيار طول و از نظريه مجموعه‌هاي فازي براي مدل كردن عدم قطعيت معيار زمان استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه با استفاده از قوانين انتشار خطا و نظريه مجموعه‌هاي فازي در مدل‌سازي عدم قطعيت معيارهاي طول و زمان مي‌توان به‌جاي ارائه مسيري واحد به عنوان خروجي، ‌چندين مسير مجزا را كه هر كدام داراي طول‌ها و عدم قطعيت‌هاي متفاوتي هستند،‌ به كاربر ارائه داد. آنگاه كاربر براساس نياز خود مسير مناسب را انتخاب خواهد كرد. نظريه‌ها و روش‌هاي ارائه شده در اين مقاله در مطالعه‌اي موردي اجرا شده است. نتايج به‌دست آمده در مطالعه مذكور نشان داد كه مدل كردن عدم قطعيت در آناليزهاي مسيريابي براساس معيار فاصله و زمان مي‌تواند منجر به مسيرهايي هر چند كمي طولاني‌تر، اما مطمئن‌تر شود.

Management of some facilities such as transportation is one of the most important applications of geographic information systems. In this field, the network capabilities of GIS such as computation of shortest path could be very useful. There are a variety of studies and researches on developing algorithms for shortest path finding. However, less attention has been paid on modeling the uncertainty of determined optimum path. The uncertainty of a determined optimum path is relevant to the accuracy of the input data. For example, when distance is considered as a criterion for determination of optimum path, the positional accuracy of the road network affect the reliability of the determined optimum path. This paper intends to model the uncertainty of optimum paths, where the optimality is determined based on distance and travel time criteria. Error propagation rules and fuzzy set theory were used respectively to model the uncertainty for distance criteria and travel time criteria. The developed model was implemented and tested for a case study in Iran. The results showed that by including uncertainty in a path finding problem, users can determine optimum paths, which may be a little bit longer (from length or travel time perspectives), but more reliable than the shortest or the fastest path. Using a reliable optimum path is preferred by many citizens (and especially emergency services) in comparison with uncertain shortest/fastest path.