«Интеллектуальная система поиска оптимального маршрута для покрытия нескольких пунктов города Астана с ограничениями по времени и перемещениям»

Руководитель проекта: Едилхан Д., PhD, Ассоц. Профессор, Директор НИЦ Smart City.

Цель проекта

Разработка интеллектуальной системы поиска оптимального маршрута для покрытия нескольких пунктов в городе Астана с ограничениями по времени и возможным перемещениям.

Задачи

Задачи исследования включают следующие пункты, согласно общей цели исследования:
1. Литературный обзор по теме исследования.
2. Выбор картографических API для получения точных и актуальных данных о дорогах и улицах городаАстана
3. Получение данных сетей улиц с картографических API и преобразование их в графовый вид для эффективной обработки, в том числе предварительная обработка данных, включая очистку, предобработку и форматирование данных для совместимости с выбранным алгоритмом.
4. Разработка алгоритма поиска оптимального маршрута для покрытия нескольких точек города за минимальный период времени и минимальные перемещения.
5. Визуализация и анализ результатов, включая создание карт и графиков для наглядного представления производительности алгоритма.
6. Публикация результатов исследования.
Идея исследовательского проекта заключается в разработке интеллектуальной системы поиска оптимального маршрута для покрытия / посещения нескольких пунктов города Астана за минимальное / заданное время и с минимальными перемещениями. Система, используя разработанный алгоритм, позволит осуществить значительную экономию затрат и времени при апробации результатов для решения прикладных задач, таких как определение алгоритма движения снегоочистительных машин, динамическое измерение показателей качества воздуха, полив растений и множество других.

Результаты

Проведен литературный обзор и анализ по теме исследования с полным анализом зарубежных и казахстанских исследований — проанализировано более 50-и источников, среди которых многие работы сводятся к классической задаче «TravellingSalesmanProblem»и её различным апроксимациям и оптимизациям.
2. Полученыточные и актуальные данные по всем дорогам (улицам) и перекресткам города Астана. Детальнорассмотреныпринципыработымногихкартографических систем, среди которых Yandex Maps API, Open-Source Routing Machine (OSRM), YOURS navigation API, Open Route Service Library, Graphhopper Direction Map API, 2GIS API, Google Map Direction API, Bing Map Direction API, ESRI Map Direction API, MapQuest Direction Map API, MapBox Direction Map API.

Данные представлены в виде графов после проведения процедур очистки и обработки. Ниже представлен пример отображенного дорожного графа (только автомобильные дороги):

Пример отображенного дорожного графа (все типы дорог):

Пример отображенного пешеходного дорожного графа после фильтрации (только пешеходные):

Разработан алгоритм поиска оптимального маршрута для покрытия нескольких точек в городе Астана.Ниже приведен пример отображенного маршрута между 2мя точками с использованием алгоритма:

Проведена более наглядная визуализация и анализ результатов, полученных в ходе исследования.

Публикуется 1 (одна) статья в рецензируемых научных изданиях по научному направлению проекта, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцать пяти).

Команда

Едилхан Дидар – Руководитель проекта, PhD, ассоц. профессор, директор НИЦ SmartCity
Толеубек Молдир – Исполнитель проекта, Сеньор-лектор, Департамент вычислений и науки о данных
Акильбеков Алар – Исполнитель проекта, студент 2-го курса AstanaITUniversity
Галиев Аян – Исполнитель проекта, студент 2-го курса AstanaITUniversity