OGAM

Open Graph Accessibility Model

autor: Wojciech Pomianowski, IGiPZ PAN

OGAM jest programem komputerowym do modelowania dostępności potencjałowej na strukturze grafu. Jego głównym zastosowaniem są badania sieci transportowych w powiązaniu z danymi społeczno-ekonomicznymi przestrzeni. Rolę węzłów grafu pełnią miasta lub inne ośrodki transportowe np. lotniska, a rolę krawędzi grafu - połączenia transportowe np. drogi, linie kolejowe lub trasy lotnicze. Rezultatem działania programu jest macierz czasów podróży między węzłami i współczynniki dostępności węzłów.

1 zasilanie ze zbiorów danych GIS w formacie MIF lub SHP i eksport wyników do arkusza kalkulacyjnego lub oprogramowania GIS

2 regulowana masa podlegająca modelowaniu

3 regulowany model ruchu

4 regulowana funkcja oporu przestrzeni

5 możliwość uwzględniania tzw. dostępności własnej i wewnętrznego czasu podróży regulowanego dla każdego węzła

6 możliwość uwzględniania czasu wjazdu i wyjazdu do/z węzła

7 możliwość uzyskania wyników regionalnych

Elementy 2-4 są definiowane przez użytkownika w postaci wyrażeń liczbowych z udziałem zmiennych reprezentujących dane ze zbiorów importowych i funkcji języka SQL.

Modelowanie dostępności w programie OGAM odbywa się we współpracy z oprogramowaniem GIS (Geographic Information System), które jest dostarczycielem danych. OGAM importuje dane i oblicza wyniki, które zazwyczaj wracają do GIS w celu wizualizacji. Cykl pracy może być wielokrotnie powtarzany na dwa sposoby, w zależności od tego jak został postawiony problem badawczy:

Scenariusz badawczy polega na badaniu różnych dostępności przez zmianę mas podlegających modelowaniu lub badaniu takich aspektów zjawiska jak opór przestrzeni lub model ruchu (zobacz przykładowe mapy). W tym scenariuszu dane sieci transportowej pozostają stałe a zmieniają się parametry modelu. Przygotowanie danych w GIS odbywa się jednorazowo.

Scenariusz symulacyjny polega na symulowaniu zmian w sieci transportowej i obserwowaniu ich wpływu na dostępność (zobacz przykładowe mapy). W tym scenariuszu raz przyjęte parametry modelu pozostają niezmienne przez cały czas pracy, natomiast dane sieci są modyfikowane w oprogramowaniu GIS i zapisywane na dysku. Okno programu OGAM może pozostać otwarte, po każdej zmianie należy tylko ponownie załadować dane.

Typowy cykl pracy obejmuje następujące czynności:

1. ładowanie danych do programu
2. definiowanie parametrów modelu
3. przeprowadzenie obliczeń
4. odczytanie wyników

Czynnościom 2-5 odpowiadają kolejne strony programu, które zmienia się przyciskami widocznymi u góry okna: Data (dane), Model (model), Job (zadanie) i Results (wyniki). Przycisk Project (projekt) służy do zapisywania i odczytwania kompletu informacji dotyczących modelu do/z tzw. pliku projektowego.

 >>> Przewodnik użytkownika 

OGAM jest samodzielnym programem (plik exe) działającym w środowisku Windows Vista, 7 i 8. Maksymalny rozmiar sieci podlegającej modelowaniu nie jest określony i zależy od dostępnej pamięci komputera. Na przykład graf składający się z 2500 m-węzłów i 13000 połączeń zajmuje około 0,8GB pamięci, a czas wykonania obliczeń wynosi około 2 minut na 4-rdzeniowym procesorze Intel Xeon 2.67GHz.

OGAM pracuje wielowątkowo i charakteryzuje się niemal 100% skalowalnością, co oznacza że jego działanie na procesorze 8-rdzeniowym jest dwukrotnie szybsze niż na 4-rdzeniowym.

Program nie wymaga instalacji. Należy jedynie przekopiować plik ogam.exe do wybranego foldera.

Kod źródłowy OGAM jest w całości autorski i nie zawiera fragmentów open source ani innych, na których ciążyłyby obowiązki licencyjne.

Podstawowa wersja programu OGAM nie jest publicznie udostępniana, może być jednak wykorzystana we wspólnych projektach badawczych i opracowaniach eksperckich z udziałem naszej grupy. Zachęcamy do współpracy.

Do samodzielnego przeprowadzania obliczeń i poznawania możliwości modelu przygotowana została wersja OGAM Toy. Realizuje ona wszystkie funkcje wersji podstawowej, a jedynym ograniczeniem jest wielkość sieci podlegającej modelowaniu: maksymalnie 80 m-węzłów.

Na użytek pracy doktorskiej "Wpływ struktury sieci transportowej na dostępność przestrzenną. Dynamiczne ujęcie grafowe" powstaje program OGAM Lab, który służy do przeprowadzania masowych symulacji na podstawowym modelu. Wynikiem symulacji jest uniwersalna charakterystyka każdego odcinka sieci transportowej opisująca jego wpływ na globalny efekt dostępności. Charakterystyka uwzględnia zarówno wrażliwość odcinka na obniżenie prędkości, jak i pozytywny efekt wywołany podniesieniem prędkości. Jednocześnie generowana jest informacja o zmianach strukturalnych, to znaczy zmianach przebiegu najkrótszych ścieżek pomiędzy m-węzłami. Innym zadaniem realizowanym przez OGAM Lab jest obliczanie przepływów jednostek masy na odcinkach sieci.

Pobierz OGAM Toy (plik ogam.exe).

Pobierz testowy zestaw danych (plik demo_data.zip).

W publikacjach z prac wykorzystujących OGAM należy użyć cytowania:

Pomianowski W., 2012, OGAM - Otwarty Model Dostępności Grafowej, http://www.igipz.pan.pl/accessibility/pl/ogam