Vysoká škola ekonomická v Praze

Fakulta mezinárodních vztahů

Katedra obchodního podnikání a komerčních komunikací

Úvod k Automatizaci zjišťování přepravních požadavků

Na gymnáziu v Brně na Koněvově ulici jsem studoval ve třídě se zaměřením na programování a obsluhu počítačích strojů. Výuka odborných počítačově orientovaných předmětů byla zaměřena hlavně na algoritmizaci, externí učitelé z vysokých škol (tehdy především z elektrotechnické fakulty Vysokého učení technického v Brně) nás učili analyzovat realitu tak, aby byla postihnutelná výpočetní technikou.

Převaha analytického zaměření odborné gymnaziální výuky a můj zájem o matematiku (zřejmě ovlivněný již experimentální výukou množinové matematiky na základní škole) mě vedly k volbě modelování reality jako předmětu získávání odborných znalostí. Má-li člověk modelovat realitu, musí umět modelovat i dokonale znát realitu. Realita současného světa je natolik složitá, že člověk může dobře znát jen její část.

Ekonomie mě lákala jako věda o výrobě, která je předpokladem všech ostatních činností - tvoří prostředí života člověka. Ekonomii v mé snaze poznat systém života společnosti a modelovat jej (neboť věřím, že modelování může být prostředkem zlepšování tohoto života) mohla konkurovat jen filozofie, která však nemá takové předpoklady k modelování, neboť rozpoznání hranice objektivního a subjektivního je zde dlouhodobějším problémem.

Při volbě studovaného oboru na Vysoké škole ekonomické v Praze jsem byl postaven před otázku, zda

• studovat obor automatizované systémy řízení v ekonomice (ASŘE) a rozšiřovat tak své schopnosti matematicky modelovat realitu i realizovat vytvořené modely nebo
• studovat obor ekonomika dopravy a spojů (EDS) a rozšiřovat tak své znalosti v části reality, o níž jsem se již dříve zajímal - v oblasti organizace a řízení městské hromadné dopravy (MHD).

Počítačové zaměření výuky na gymnáziu mě vedlo k představě, že méně vědomostí mám o MHD a tak jsem zvolil obor EDS. Nechtěl jsem ztratit předpoklady z gymnázia, aktivně jsem proto programoval alespoň v rámci studentské vědecké a odborné činnosti (SVOČ). Měl jsem příležitost pracovat s minipočítačem Wang 2200. Zvyklý na dávkové zpracování z dříve užívaných počítačů Minsk a Tesla jsem byl unesen interaktivním laděním. Mou radost snižovalo to, že jsem neměl vlastní disketu a hlavně jsem ani nevěděl, jak se s disketou pracuje. Poznal jsem, že chce-li člověka realizovat své modely na počítači, nestačí jen umět modelovat, znát modelovanou realitu, ale také ovládat technické zabezpečení, operační systémy, teorii struktur dat a další oblasti, k nímž jsme se na gymnáziu nedostali.

S povděkem jsem proto přijal nabídky katedry EDS o rozšíření studia. Volba druhého oboru byla jednoznačná: ASŘE. Zpočátku rozšířené studium nebylo snadné Začal jsem druhým ročníkem. Vedle nepředstavitelných administrativních potíží a úvahách o formě studia mě zneklidňovaly pochybnosti o smyslu některých odborných kursů oboru ASŘE.

Důvěřoval jsem autorům osnov oboru ASŘE a touto prací chci dokázat, že oprávněně, neboť při její tvorbě jsem využil znalosti snad ze všech odborných kursů oboru ASŘE: strukturovaného programování, interaktivních systémů, operačních systémů, přípravy a předzpracování dat. Semestr po semestru jsem se probíjel odbornými zkouškami kursů, jejichž smysl jsem pochopil úplně až s odstupem času. Jen na aktivní modelování čas nezbýval, až jsem někdy při práci se spolužáky z oboru ASŘE měl pocit, že tak jak bylo na mém gymnáziu modelování příliš, na oboru ASŘE se nedostává.

Snad jako každý student jsem toužil prakticky uplatnit své znalosti. Jako programátor jsem nechtěl realizovat své modely jen proto, abych si hrál s počítačem, toužil jsem tvořit na objednávku. Jako dopravák jsem neměl příležitosti.

Až ve 3. ročníku. Splnilo se mi i mým spolužákům tehdy přání bydlet na moderní koleji. Kolej Volha na Jižním Městě nám (k mé radosti zde byl ubytován obor EDS i ASŘE) poskytla veškeré pohodlí, jen nekvalitní MHD od metra ke koleji nám každodenně znepříjemňovala dojem z moderní koleje.

Když nepomohlo opakované upozorňování ne nedostatečnost dopravy na generálním ředitelství (GŘ) Dopravních podniků hlavního města Prahy (DP-P), rozhodli jsme se další jednání podložit dokumentací stavu MHD. A tak 1. března 1984 vznikl nápad uspořádat v oblasti kolejí přepravní průzkum.

V úterý 13. března 1984 jsem se svými spolužáky sledoval a zaznamenával údaje o vytížení vozů. Průzkum nebyl velký - účastnilo se jej 15 studentů. I tak přinesl první zkušenosti. Především poznání, že přepravní průzkum není jen spočítání cestujících, ale také příprava personálního zabezpečení, formulářů, metodiky počítání a zpracování vzniklých dat.

Především poslední fáze průzkumu - zpracování údajů získaných na zastávkách byla pro mne dost nejasná. Stál přede mnou - jako metodikem průzkumu úkol ujasnit formou výsledků tak, aby vypovídací schopnost výsledků byla co největší. A forma výsledků je velmi důležitá, vždyť ovlivňuje všechny předcházející fáze průzkumu.

Nutnost okamžitého zásahu do organizace MHD v oblasti kolejí na Jižním Městě (KJM) vedla k využití přímo podkladů ze zastávek k obnovenému jednání s DP-P. Výsledek jednání z 15. března 1984 byl pro účastníky průzkumu povzbudivý: posílení provozu účelové linky 451 od 2. dubna 1984 a prosba o detailnější, dlouhodobější průzkum.

Urychleně jsme proto připravili další průzkum, jehož výsledky měly být použity pro novou organizaci MHD v oblasti KJM od listopadu 1984, kdy došlo k úspoře autobusů v dopravě centrum - Severní Město prodloužením trasy metra C ze stanice Sokolovská na Fučíkovu. Příprava i průběh průzkumu byly organizačně náročné. Průzkum byl celotýdenní od 25. do 30. března 1984 s účastí 54 studentů.

Provoz MHD v oblasti KJM byl sledován 35 hodin čistého času. Vzniklo tak mnoho údajů o vytíženosti vozů a dodržování jízdních řádů (pravidelnosti). Byl jsem postaven před úkol zvolit metodu zpracování, která by byla přesná, rychlá a jejíž výsledky by byly přehledné.

Metoda klouzavého přepočítávání kapacit a požadavků na čtvrthodiny lákala svojí přesností a přehledností (každé čtvrthodině přiřadí hodnoty kapacit a požadavků), byla však časově neúnosná. Pro dokumentaci výsledků byla proto použitá metoda sloupkového znázornění jednotlivých vozů přes její zkreslování při nedodržování jízdních řádů.

Při organizaci a dokumentaci průzkumu na Jižním Městě na konci března 1984 jsem jako dopravák - uživatel pocítil potřebu pomoci výpočetní techniky. Rozsah plánované automatizace byl tak velký, že bych jej sám zřejmě nezvládl. Byl jsem proto potěšen, když mé spolužačce z oboru ASŘE Lence Burdové bylo, tak jako mně, schváleno zabývat se automatizací zpracování průzkumů v rámci diplomové práce.

Březnové průzkumy mě zavedly k řešení nové problematiky, která je v současné době při tvorbě ASŘ stále aktuálnější: koncepci a koordinování práce řešitelského kolektivu. Při dokumentaci březnových průzkumů bylo nutné věcně úkoly rozdělit, hranice účasti sedmi řešitelů bylo možné celkem jasně vymezit. Složitější už to bylo při spolupráci na programovém zabezpečení.

Zpočátku jsem vystupoval jako zadavatel. První řešená úloha - zpracování údajů o odjezdech studentů z koleje zjišťovaných přímo na pokojích nebyla algoritmicky náročná, nevyžadovala analýzu, programátorovu znalosti dopravní problematiky. Nejasná mi byla spolupráce mně (jako zadavatele) a L. Burdové (jako řešitele automatizace) při automatizaci obecného přepravního průzkumu.

Nezanedbatelnou zkušeností při prosazování nových přístupů k realitě byla i prezentace řešení situace MHD v oblasti KJM v rámci SVOČ v květnu 1984. Přístup dopravních odborníků k průzkumům jako k prostému stání na zastávce zpochybňoval naši snahu pokračovat v tvorbě modelu zpracování průzkumů. Jako organizátorovi průzkumu mi však bylo jasné, že průzkum, je-li metodicky dobře připraven a pohotově a přesně vyhodnocen, může poskytnout četné cenné údaje pro efektivní úpravy organizace dopravy.

Zatímco se L. Burdová v květnu a červnu 1984 pokoušela o odladění programu v Cobolu na zpracování údajů o odjezdech studentů z koleje na počítači EC 1021 na VŠE, připravoval jsem novou analýzu zpracování průzkumů již ve spolupráci s pracovníky oddělení projektování dopravního úseku GŘ DP-P. Hranice podílu L. Burdové a mne na automatizaci zpracování průzkumů byla stále nejasná. V zadání diplomových prací se nakonec projevila jako tvorba programátorské a uživatelské příručky, prakticky jsem připravil detailní vývojový diagram a L. Burdová jej měla naprogramovat a odladit na minipočítači SM 4-20.

Plán ladění během července a srpna 1984 se nepodařilo splnit - nebyl umožněn přístup k počítači. Bylo tak ohroženo programové zabezpečení průzkumu v oblasti KJM na konci září 1984, který měl ověřit přínos posílení dopravy po březnovém průzkumu. Také vzhledem k plánovanému dalšímu posílení MHD v oblasti KJM na začátku listopadu 1984 byl termín průzkumu přesunut na týden 25. - 30. listopadu 1984, později s ohledem na zahájení praxí oboru ASŘE na týden 2. - 7. prosince 1984.

Ani do konce listopadu se nepodařilo odladit zjednodušený program na SM 4-20, nepovedlo se nám získat informace o zápisu a čtení na magnetické disky při programování ve Fortranu 4 plus. Organizace průzkumu byla připravena na maximální automatizaci zpracování, chybělo však programové zabezpečení.

Zlom ve vývoji práce na automatizaci zpracování průzkumů nastal 28. listopadu 1984. Podařilo se mi uspokojit svůj dlouhodobý zájem programátora i akutní potřebu uživatele - koupil jsem si mikropočítač. Sinclair ZX-81 byl sice nejjednodušší, ale dostupný a relativně levný (7000 Kčs).

Rychlost tvorby programu na zpracování průzkumu vyjasnila dělbu práce mezi zadavatelem a řešitelem. Přesně podle již rozmnožených tiskopisů jsem zadal tvar vstupních a výstupních obrazovek, L. Burdová se během čtyř dnů seznámila s mikropočítačem a odladila program. Během dalšího týdne byly zpracovány výsledky právě probíhajícího průzkumu.

Provoz MHD v oblasti KJM byl sledován 66 hodin čistého času. Průzkumu se zúčastnilo 92 studentů, kteří zde odpracovali 817 člověkohodin. Rychlost a uplatnění racionalizované metody zpracování umožněné použitím počítače překvapily pracovníky GŘ DP-P. Byl jsem požádán o zorganizování řešitelského týmu tvorby programového zabezpečení běžných přepravních průzkumů.

V lednu 1985 byl po předvedení zpracování dopravnímu řediteli uzavřen oficiální kontakt s GŘ DP-P, které začalo usilovat o nákup vlastního mikropočítače. Původní cíl diplomových prací - vytvořit programové zabezpečení studentských průzkumů se zobecnil na programové zabezpečení libovolného profesionálního průzkumu. Zároveň jsme byli požádáni o zpracování části údajů z průzkumu v únoru 1985 ověřujícího dimenzování linek změněných uvedením trasy metra IIIC do provozu.

Když jsem jako student oboru ASŘE na přednášce z technického zabezpečení v r. 1983 poslouchal přednášku o mikropočítačích, usmíval jsem se, stejně jako mí spolužáci, při úvahách přednášejícího o tom, jak během několika let budeme moci používat osobní počítače. Nevěřil jsem, spíše jsem doufal, že vůbec v životě někdy budu vlastnit svůj počítač. Nyní jsem stál před úvahami, jaký mikropočítač koupit, neboť Sinclair ZX-81 nemohl zvládnout realizaci námětů mne jako uživatele, i když studijně měl pro mne velký význam. Něco jiného je o mikropočítači číst, něco jiného je na něm interaktivně ladit své modely.

Po konzultacích s odborníky v oblasti mikropočítačů jsem se rozhodl perspektivně koupit mikropočítač Sord M5, který měl být od března 1985 dovážen do Československa podnikem zahraničního obchodu Tuzex. Zatím bylo třeba programovat a zpracovávat data na Sinclairu ZX-81. Na základě konzultací s oddělením projektování GŘ DP-P L. Burdová sestavila nový program respektující všechna specifika profesionálních průzkumů, užívající k propočtu kapacit přímo jízdních řádů. V této etapě jsem plnil funkci “překladatele” mezi uživatelem a programátorem.

Zdokonalená varianta programu pro Sinclair ZX-81 zabírala s daty přes 16 kB paměti RAM a tak pro zpracování průzkumu DP-P v únoru 1985 jsme museli pracovat se zapůjčenou pamětí 64 kB RAM. Zpracování bylo provedeno během jednoho týdne, DP-P byly s kvalitou spokojeny. Na základě výsledných asi 100 dvojgrafů vytíženosti dopravních prostředků došlo k dílčím přerozdělením v rámci linek projíždějících Severním Městem.

Náměty další spolupráce s DP-P přesahovaly rámec dvou zadaných diplomových prací. V září 1984 jsem byl po dvou letech mimořádné formy studia 2. a 3. ročníku přijat do 3. ročníku řádného denního studia oboru ASŘE, čímž se o rok vzdálil termín obhajoby mé diplomové práce. V únoru 1985 jsem s přihlédnutím k vytvořenému prostoru spolupráce vytvořil novou koncepci odborné práce v MHD ve formě projektu Řešení rozporu přepravních kapacit a požadavků v MHD (RKP).

Má příprava na státní závěrečné zkoušky oboru EDS přerušila práci na projektu RKP. Byl čas zamyslet se nad zkušenostmi dosavadní automatizace průzkumů. Přesvědčil jsem se o významu sdružení schopnosti modelovat a znalosti věcné problematiky MHD. Státní závěrečné zkoušky oboru EDS jsem skládal v dubnu 1985, čas získaný jejich dřívějším složením jsem věnoval pokusu zvýšit kvalifikaci dvou organizátorů průzkumu o předpoklady k modelování.

V dubnu 1985 jsme se spoluřešiteli projektu RKP úspěšně obhájili práce v rámci projektu RKP v sekcích EDS a ASŘE fakultního kola SVOČ. Využití mikropočítače Sinclair ZX-81 vyvolalo kladný ohlas. V květnu 1985 jsem realizoval experiment Rozšíření kvalifikace odborných zadavatelů ASŘ. Poznal jsem, že je jednodušší zasvětit programátora do dílčí odborné problematiky MHD než dopraváky naučit modelovat. Jenže programátor je uveden jen do dílčího problému, kdežto dopraváci (obecně odborní uživatelé), kteří umějí zadat problém k naprogramování ve formě modelu, mohou pomoci automatizaci v podstatně širší oblasti.

V květnu 1985 jsem si koupil mikropočítač Sord M5 v obavách, že nedostanu koupit doplňující moduly, které měly být dovezeny do Československa postupně. Mikropočítač Sord M5 poskytuje programátorovi i uživateli podstatně větší možnosti a pohodlí než mikropočítač Sinclair ZX-81. Pokusil jsem se přeprogramovat původní jednoduchou verzi programu na zpracování průzkumů z prosince 1984 na mikropočítač Sord M5. Práci s mikropočítačem mi usnadnil i vlastní magnetofon (dosud jsme museli pracovat s půjčeným nebo ladit bez magnetofonu v naději, že nedojde k přerušení dodávky elektrické energie).

Paměť RAM 4 kB základní sestavy s modulem Basic-I se ukázala pro odladění programu jako nedostatečná. Na štěstí týden před celostátním kolem SVOČ začali prodávat modul Basic-G s pamětí RAM 8 kB. Během týdne jsem s využitím proveditelnosti programů v Basicu-I modulem Basic-G spojil již odladěné části a doplnil grafické znázornění výsledků. Teprve den před soutěží jsem v Praze na koleji doplňoval předváděcí variantu, neboť typování vstupních údajů by bylo při soutěži zdlouhavé. Grafické znázornění vyvolalo zájem jak na celostním kole SVOČ tak na DP-P.

V červenci 1985 jsem dokoupil modul Falc, který umožňuje tabulkové výpočty. V srpnu jsem prozkoušel možnost komunikace modulů Falc a Basic-G přes magnetofonovou pásku. Tato komunikace povyšuje Falc na výkonný editovací prostředek a podstatně mění programování hromadných vstupů - převádí je na výběr záznamu z dané části paměti do proměnných umožňuje úspory jak na uložení aktivních dat, tak uložení částí programu zprostředkujících vstup dat.

V srpnu 1985 jsem nastoupil jako výzkumný pracovník na katedru EDS. Mým výzkumným úkolem je modelování dopravních procesů, mikropočítač se stal mou každodenně užívanou pracovní pomůckou. Zpočátku byla realizace modelů bržděna vybavením pouze moduly Basic-I, Basic-G, Falc, tj. paměti RAM o maximálním rozsahu 8 kB (po odečtení systémem využívaných proměnných sotva 6 kB) a možností pracovat s celočíselnými (ve 2 B) uloženými čísly. Reálným proměnným jsem se musel vyhýbat nebo je obcházet užitím více proměnných pro jediné číslo.

Modul Falc nabízel reorganizaci vstupů do programu na zpracování průzkumů, která by mohla podstatně usnadnit a urychlit zpracování a dosáhnout nezávislosti programu a dat uložených na magnetofonové pásce. Osamostatnění dat umožňuje jejich zpracování dalšími programy a novými verzemi programů, které mohou vzniknout později než data.

V září 1985 jsem byl požádán o zpracování průzkumů autobusové dopravy, jež měla být upravena po uvedení trasy metra IB do provozu. Rozsah zpracování průzkumu v  listopadu 1985 byl ve srovnání s průzkumem na Severním Městě z února 1985 asi čtyřnásobný. Řešitelský tým projektu RKP se zatím téměř rozpadl. Musel jsem tedy vybrat nové studenty - tentokrát jako jejich asistent. Výběr mi umožnila částečná výuka seminářů Ekonomika MHD a Modelování v dopravě, na němž jsem studenty přímo s mikropočítačem Sord M5 učil základy programování v Basicu.

V říjnu 1985 jsem upravil program na zpracování průzkumů v Basicu-G do azbuky. Využití předefinování znaků vyvolalo na mezinárodním kole SVOČ v Bratislavě zájem o kvalitní mikropočítač.

V říjnu a listopadu 1985 jsem znovu naprogramoval zpracování průzkumu bez vážných změn metody výpočtu avšak s úplnou změnou algoritmu programu. Důsledně jsem dbal na shodnost vstupních formulářů a vstupních obrazovek i výstupních formulářů a výstupních obrazovek, které bylo nutné opisovat, neboť dodus nevlastním tiskárnu.

V listopadu 1985 jsem zakoupil modul Basic-F a brzy potom modul přídatné paměti 32 kB. Na přeprogramování s využitím nového vybavení už nebyl čas. 2. listopadu byl zahájen provoz trasy metra IB. V průběhu listopadu jsem se studenty 3. ročníku oboru EDS natypoval na magnetofonovou pásku jízdní řády linek, které zahrnoval plán průzkumu. Ještě před průzkumem byla u části linek propočítána z jízdních řádů kapacita a zakreslena do předtištěných grafů. (Záznam jízdních řádů na magnetofonové pásce lze rovněž zpracovávat programem Analýza jízdních řádů, který je mj. schopen zobrazit zastávkový jízdní řád. V případě tisku by byl ochoten Dopravní podnik města Brna využívat datové základy jízdních řádků v Brně k údržbě jízdních řádů na zastávkách).

Průzkum povrchové dopravy změněné v souvislosti s uvedením trasy metra IB do provozu se uskutečnil 19. - 20. listopadu 1985. Celodenně s v obou směrech pro všechny linky konal na stanicích Moskevská a Smíchovské nádraží, v dopoledních a odpoledních špičkách na dalších asi 50 zastávkách. Záznam jízdních řádů a údajů o vytížení na zastávkách na magnetofonovou pásku mě vedly k nákupu kazetového magnetofonu Panasonic určeného pro mikropočítače a nákup kvalitních japonských magnetofonových kazet Fuji. Analýzu i program jsem tentokrát provedl sám, při zpracování mi pomohla L. Burdová a tři studenti 3. ročníku oboru EDS.

Příprava programového zabezpečení, zpracování, dokumentace spotřebovaly 229 člověkohodin práce. Výsledkem průzkumu z listopadu 1985 je 427 dvojgrafů vytíženosti autobusové dopravy. Průzkum zahrnul současné sledování zastávek v různých částech Prahy (jeho provedení bylo personálně dost náročné, přes můj návrh však nebylo využito nabízené pomoci studentů), výsledky průzkumu jsou východiskem pro hlubší analýzu MHD poprvé s využitím údajů o rozsáhlejší oblasti.

Celou spolupráci s DP-P provází tichý souboj s manuálním zpracováním průzkumů. Část výsledků nezpracovávaná na mikropočítači Sord M5 je totiž dosud odsouzená k ručnímu počítání starou metodu, neboť za rok spolupráce se GŘ DP-P nepodařilo pořídit vlastní mikropočítač. Velké počítače koncernu jsou plně vázány na provoz nedopravních subsystémů ASŘ.

Význam průzkumu z listopadu 1985 spočívá v prokázání přínosu mikropočítače jak po stránce kvality informací, tak po stránce rychlosti jejich poskytnutí. Přestože tentokrát jsem mohl zpracovávat výsledky jen po splnění svých pracovních povinností na katedře EDS, podařilo se přes polovinu výsledků dodat do týdne, celé zpracování včetně základní dokumentace uzavřít do tří týdnů. Podařilo se tak splnit termín odevzdání (na rozdíl od tramvajové dopravy zpracovávané manuálně) tak, aby závěry průzkumu mohly být promítnuty do provozu MHD od 2. ledna 1986.

Výsledky průzkumu i vlastní náměty k úpravám plynoucí z interpretace výsledků patrné již při zpracování byly na DP-P přijaty kladně. Oddělení projektování GŘ DP-P využívá výsledky k úpravám dimenzování linek a k jedním na obvodních národních výborech. Z popudu generálního ředitele má dojít k zavedení užité metody i v metru.

Modul Basic-F s přídatnou pamětí 32 kB umožňuje hlubší analýzu výsledků a simulaci změn dimenzování linek MHD. Program v Basic-F vytvořený v lednu a únoru 1986 pro analýzu výsledků průzkumu z listopadu 1985 a pro zpracování výsledků průzkumu v únoru 1986 k ověření lednových změn je zatím poslední etapou automatizace zpracování průzkumů, nikoli asi konečnou, neboť je stále obcházeno chybějící vybavení mikropočítače Sord M5: tiskárna, souřadnicový zapisovač a disketová jednotka.

Automatizace i tak zdánlivě prosté věci jako zpracování údajů ze zjišťování vytíženosti vozu MHD není z pohledu komplexní tvorby a realizace jednoduchá. K zavádění automatizovaných systémů řízení patří kromě programování také organizace řešitelských týmů, koncepce práce, dokonalá analýza informací a jejich smyslu, technické zabezpečení, organizační zabezpečení zpracování, přehledná, snadná a rychlá forma výsledků i jejich prosazení, což se snaží ilustrovat tato diplomová práce.