Software determination of the optimal route by geoinformation technologies

Abstract

EN: Context. The urgency of this work is to develop software for a multifunctional geoinformation guide supporting the state fire and rescue part by means of modern geoinformation technologies. The object of research is the infrastructure of the city of Kharkiv. Objective. The aim of the study is to develop software for a multifunctional geoinformation guide for the automatic determination of the optimal transport route using modern geoinformation technologies to improve the fire-fighting efficiency in the city of Kharkiv. Method. During the research, the general scientific methods were used: cartographic, system analysis and synthesis for definition and generalization of theoretical and methodological foundations of state building norms, modeling, higher mathematics, combinatory, as well as special methods of mathematical and geoinformation analysis. ArcGIS software platform for creating, managing, integrating, analyzing and distributing spatial data is used in the work. Methods used: programming in VBA and Python, geodesy, topography, geoinformatics, definition of computational time. Results. The results obtained in the course of this research, namely: methodological, algorithmic and software of the multifunctional geographic information directory, are of practical significance, are real and are used by the Kotelevsky district sector of the Main Department of the State Service of Ukraine for Emergencies in the Poltava region, and may also be applied by the Main Directorate of the State Service of Ukraine for Emergencies in the Kharkiv region for the automatic determination of the optimal route in the operational arrival of the fire brigade with the help of geoinformation technologies, tools of mathematical and geoinformation analysis. Conclusions. The spatial model of the city of Kharkiv has been further developed due to the use of geoinformation and mathematical analysis methods during software development, which allowed taking into account a set of important criteria. The spatial model of geoinformation support of state fire and rescue units of Kharkiv city has been improved due to the consideration and application of the road distribution criteria according to the categories, which made it possible to develop an effective software platform for rapid response. Prospects for further research include the development of an application for Android and IOS platforms with the possibility of compact use of the geographic information directory, as well as the inclusion of an interactive ArcGIS Online map, which reflects the real state of traffic load and the possibility of using relevant data when designing the recommended route. UK: Актуальність. Актуальність даної роботи полягає у розробці програмного забезпечення багатофункціонального геоінформаційного довідника підтримки державної пожежно-рятувальної частини засобами сучасних геоінформаційних технологій. Об’єктом дослідження є інфраструктура міста Харкова. Мета. Метою дослідження є розробка програмного забезпечення багатофункціонального геоінформаційного довідника автоматичного визначення оптимального транспортного маршруту засобами сучасних геоінформаційних технологій для підвищення ефективності пожежогасіння в місті Харкові. Метод. Під час дослідження використано загальнонаукові методи: картографічний, системного аналізу та синтезу для визначення та узагальнення теоретико-методичних засад державних будівельних норм, моделювання, вищої математики, комбінаторики, а також спеціальні методи математичного та геоінформаційного аналізу. У роботі застосовано програмну платформу ArcGIS для створення, управління, інтеграції, аналізу та поширення просторових даних. Використано методи: програмування на мовах VBA та Python, геодезії, топографії, геоінформатики, визначення обчислювального часу. Результати. Результати, що отримані у процесі виконання даного дослідження, а саме: методичне, алгоритмічне та програмне забезпечення багатофункціонального геоінформаційного довідника, мають практичну значимість, є реальними та використовуються Котелевським районним сектором Головного управлінням Державної служби України з надзвичайних ситуацій у Полтавській області, а також можуть бути застосованими Головним управлінням Державної служби України з надзвичайних ситуацій у Харківській області для автоматичного визначення оптимального маршруту оперативного прибуття пожежної бригади за допомогою геоінформаційних технологій, інструментарію математичного та геоінформаційного аналізу. Висновки. Отримала подальшого розвитку просторова модель міста Харкова за рахунок використання під час розробки програмного забезпечення методів геоінформаційного та математичного аналізу, що дозволило врахувати сукупність важливих критеріїв. Удосконалено просторову модель геоінформаційної підтримки державних пожежно-рятувальних частин міста Харкова за рахунок врахування та застосування критерію розподілу доріг відповідно до категорій, що дозволило розробити ефективну програмну платформу для швидкого реагування. Перспективи подальших досліджень передбачають розроблення застосунку для платформ Android та ІOS із можливістю компактного використання геоінформаційного довідника, а також залучення інтерактивної карти ArcGІS Onlіnе, що відображає реальний стан завантаженості дороги і можливості застосування відповідних даних при проектуванні рекомендованого маршруту.