Webová mapová aplikace je slouží jako:
Aplikace je členěna do částí:
Aplikace je přístupná pouze po registraci a následném přihlášení.
Slouží k zaznamenání, prohlížení a exportu pádů stromů na železnici. Data lze vkládat buď pomocí formuláře v aplikaci, nebo přes mobilní aplikaci pro systém Android. Prohlédnout si je lze buď v mapě, nebo v tabulce. Z tabulky je lze exportovat do Excelu.
Do aplikace bylo vloženo cca 5000 historických záznamů o pádech stromů z let 2012 až 2022. Tato data pochází z odboru provozuschopnosti a od Hasičského záchranného sboru Správy železnic.
Zmíněnou mobilní aplikaci (viz obrázek 1) lze stáhnout na stromynazeleznici.cdvgis.cz/files/padystromu.apk. Aplikace není umístěna na Google Play, jelikož se jedná o interní nástroj pro SŽ. Je určena pro chytré telefony s operačním systémem Android.
Mobilní aplikace vyžaduje od uživatele v terénu mnohem méně informací - co lze, to si dopočítá automaticky na základě polohy.
Obr. 1 Mobilní aplikace
Vkládání dat přes formulář v aplikaci
Povinné položky jsou ve formuláři označeny červenou hvězdičkou a žlutě podbarveny.
Po uložení záznamu má uživatel možnost přidat jednu či více fotografií.
Uživatel může editovat/smazat jen svůj záznam. Uživatel s rolí Administrátor může editovat/smazat jakýkoli záznam.
Obr. 2 Formulář pro vkládání dat o spadlém stromu
Na základě historických dat o pádech stromů a náhodně vybraných kontrolních záznamů bez pádu stromu, obojí z období 2012 – 2020, byl vystavěn regresní model dávající do vztahu vybrané meteorologické prvky, vrstvu náchylnosti a pravděpodobnost pádu stromu podél železnice. K dispozici bylo 4110 historických záznamů o pádech stromů a stejný počet kontrolních záznamů. Všechny tyto záznamy byly připojeny k „hektoliniím“ železniční sítě, jelikož i následná predikce je vztažena právě k těmto „hektoliniím“. K výstavbě regresního modelu byla použita vícerozměrná logistická regrese.
Jako vysvětlující proměnné v logistické regresi byly na základě přehledu literatury, konzultací a doporučení ČHMÚ, kde byla realizována průzkumová studie, vybrány následující meteorologické prvky a atributy vycházející z vrstvy náchylnosti:
Všechny vybrané meteorologické prvky byly v modelu statisticky významné. Výsledné koeficienty logistické regrese lze interpretovat pomocí takzvaného poměru šancí. Poměr šancí v případě spojitých proměnných (Fmax, API30, SNO3d, dmr5g_range, vrna_median, ohrozeni) udává kolikrát se zvýší šance na pád stromu v případě zvýšení hodnoty vysvětlující proměnné o jednu jednotku. Poměr šancí u kategoriálních proměnných (Bouřka, Léto) lze interpretovat jakožto zvýšení šance na pád stromu zhruba 6.1krát v případech, kdy se vyskytla bouřka, a přibližně 1.8 krát v červnu, červenci a srpnu oproti ostatním měsícům v roce (Tabulka 1).
Tabulka 1: Poměry šancí a jejich 95 % konfidenčního intervalu plynoucí z logistického regresního modelu.
Proměnná | Poměr šancí | 95% konfidenční interval |
---|---|---|
Fmax [m/s] | 1.31 | 1.29 – 1.33 |
API30 | 1.04 | 1.03 – 1.04 |
IndexSNO3d | 1.18 | 1.15 – 1.23 |
Bouřka = ano | 6.11 | 4.51 – 8.41 |
Léto = ano | 1.81 | 1.53 – 2.14 |
Dmr5g_range [10m] | 1.09 | 1.00 – 1.18 |
Vrna_median [m] | 1.10 | 1.08 – 1.12 |
Délka ohrožené části [10m] | 1.04 | 1.02 – 1.05 |
Aktuální stav a predikce vybraných meteorologických prvků pochází ze dvou zdrojů. Z předpovědního modelu ALADIN jsou k dispozici následující prvky: maximální náraz větru (predikce Fmax), nejčetnější typ srážek za poslední tři hodiny, hustota blesků a úhrn srážek. Pomocí hustoty blesků lze odhadnout výskyt bouřek. Aktuální stav pro indexy API30 a SNO2d (liší se od SNO3d v tom, že jde o index za poslední dva dny, nikoliv za poslední tři dny) má podobu dvou gridů, ze kterých lze pomocí dat z ALADINa, konkrétně pomocí nejčetnějšího typu srážek za poslední tři hodiny a úhrnu srážek, vytvořit i predikce pro indexy API30 a SNO3d.
Aktualizace dat probíhá čtyřikrát denně a je dostupná kolem 3:00 UTC, 10:00 UTC, 15:00 UTC a 22:00 UTC. Každá tato aktualizace obsahuje predikci meteorologických prvků na 48 hodin dopředu s krokem 3 hodiny. Vzhledem ke zpoždění mezi začátkem výpočtu předpovědního modelu ALADIN a obdržením výsledků (3 – 4 hodiny) lze ovšem pracovat pouze s predikcí na 45 hodin dopředu. Aktuální stav gridů indexů API30 a SNO2d je dostupný jednou denně kolem 7:00 UTC.
Použitím logistického regresního modelu na výše popsaná reálná data lze získat představu o rozložení a intenzitě hazardu pádu stromů na území ČR. Výsledkem je aktuální stav hazardu a jeho predikce na 45 hodin dopředu, obojí vztaženo k „hektoliniím“ železniční sítě. Aktuální stav i predikce hazardu jsou aktualizovány se stejnou frekvencí jako vstupní data z ALADINa, tedy čtyřikrát denně. S ohledem na dostupnost dat z ALADINa a gridů indexů API30 a SNO2d je tato aktualizace dostupná kolem 7:15 UTC, 10:15 UTC, 15:15 UTC a 22:15 UTC.
Z praktického pohledu je ve výsledku každá „hektolinie“ železniční sítě ohodnocena ohrožením padajícími stromy (nezáporné číslo) měnícím se v čase s krokem 3 hodiny. Ohrožení jednotlivých „hektolinií“ lze rovněž pro vizuální účely agregovat na ohrožení v rámci traťového okrsku. Vzhledem k tomu, že je ohrožení úzce spjato s poměrem šancí, je vhodné se na něj dívat na logaritmické škále. Logaritmická škála byla na základě výsledků testování regresního modelu rozdělena do pěti kategorií. Zatímco empirický odhad pravděpodobnosti výskytu pádu je v prvních dvou kategoriích velmi malý (0.02% a 0.05%) a pád stromu se objevil velmi zřídka, ve třetí kategorii lze pád stromu očekávat v jednom z pěti set případů. Ve čtvrté kategorii je pak výskyt pádu stromu řádově desetkrát četnější než v kategorii třetí (pád nastane zhruba v jednom ze čtyřiceti případů). Pátá kategorie pak představuje extrémní ohrožení pádem stromu (empirický odhad pravděpodobnost přibližně 40%).
V sekci Statistiky naleznete několik grafů pro rychlý přehled aktuální předpovědi ohrožení pádem stromů. Předpověď se počítá pro každý hektometr. Kromě celkového počtu hektometrů v jednotlivých kategoriích jsou tu grafy jejich rozdělení dle oblastního ředitelství, správy tratě, nebo jejich časový vývoj.
Předpověď se aktualizuje 4x denně. Proto jsou zde i informace o její aktuálnosti:
V mapě se zobrazují obě hlavní témata aplikace - spadlé stromy a předpověď ohrožení padajícími stromy. Dále obsahuje několik dalších vrstev, které s tématem spadlých stromů úzce souvisí.
Mapu lze standartně ovládat tažením. Zoomovat se dá kolečkem na myši: nahoru - přibližení, dolů - oddálení. Při stisku klávesy Ctrl lze tažením myši vybrat v mapě oblast, kam se má mapa přiblížit. Dále lze využít ovládací prvky v mapě:
Seznam tématických vrstev nalezneme na vysouvacím panelu vpravo. Jedná se o vrstvy vektorové, což se vyznačuje mimo jiné tím, že když na ně klikneme v mapě, tak se zobrazí popisné informace daného prvku pomocí infookna.
Nekteré vrstvy mohou být vázané na měřítko. Kliknutím na šipku vpravo od názvu vrstvy se zobrazí či skryjí popisné informace.
Bodové téma, zobrazuje se ve všech měřítcích. Záznamy lze vkládat buď přes Nový záznam nebo mobilní aplikaci. Cca 5000 historických záznamů bylo vloženo hromadně.
V pravém panelu po rozkliknutí šipky je možné spadlé stromy filtrovat podle několika kritérií (viz obrázek). Aplikace si zvolené filtry pamatuje, takže se automaticky nastaví také v Přehledu spadlých stromů.
Obr. 3 Spadlý strom s otevřeným infooknem, v pravém panelu je možnost stromy filtrovat
Ohrožení úsekůLiniové téma vyjadřující ohrožení jednotlivých hektometrů.
V mapě se zobrazují pouze hektometry, jejichž ohrožení v následujících 42 hodinách alespoň jednou převýší hodnotu nastavenou ve slideru "Maximální hodnota ohrožení v 42 h > X" v pravém panelu..
Barva linie pak odpovídá hodnotě ohrožení v čase, který je definován lištou předpovědi ve spodní části obrazovky.
Celá předpověď je zde členěná na větší bloky (dopoledne, odpoledne, večer, noc), případně na základní tříhodinové předpovědní bloky. Lišta je funkční i pro vrstvu Traťový okrsek.
Kliknutím na hektometr se otevře infookno s grafem vývoje ohrožení v následujících 42 hodinách.
Vrstva je závislá na měřítku a je provázaná s vrstvou traťových okrsků - v menších měřítcích se zobrazují traťové okrsky, ve větších pak ohrožení hektometrů.
Obr. 4 Hektometr s otevřeným infooknem, v pravém panelu je možnost nastavit hodnotu ohrožení a čas předpovědi
Traťový okrsekPolygonové téma, které vyjadřuje ohrožení "nejhoršího" hektometru v daném období a daném traťovém okrsku. Defaultně se jako období použije celá předpověď, tj. 42 hodin.
Ve spodní části obrazovky se nachází lišta, kde je celá předpověď členěná na větší bloky (dopoledne, odpoledne, večer, noc), případně na základní tříhodinové předpovědní bloky (viz obrázek 5).
Kliknutím na některý z bloků se překreslí vrstva traťových okrsků dle předpovědi ve zvoleném bloku. Lišta je funkční i pro vrstvu Ohrožení úseků.
Kliknutím na traťový okrsek se otevře infookno s grafem vývoje ohrožení v následujících 42 hodinách.
Vrstva je závislá na měřítku a je provázaná s vrstvou ohrožení hektometrů - v menších měřítcích se zobrazují traťové okrsky, ve větších pak ohrožení hektometrů.
Obr. 5 Traťový okrsek s otevřeným infooknem. Dole je lišta pro volbu období.
Tyto vrstvy můžete zapnout či vypnout v levém horním rohu mapy, pod vrstvami tematickými. Jejich viditelnost záleží na měřítku. Pokud v daném měřítku nejsou dostupné, jejich název zešedne. Jedná se o mapy rastrové - z toho důvodu je možné zobrazit vždy pouze jednu z nich. V opačném případě by se vzájemně překrývaly, což by vedlo k nepřehlednosti.
Při jejich zapnutí se na okamžik objeví panel průhlednoti (viz obrázek 6). Pomocí slideru můžete nastavit míru průhlednosti každé z vrstev. Nastavená průhlednost se uloží a aplikace si ji bude pamatovat, tudíž ji nemusíte nastavovat pokaždé znovu.
Obr. 6 Nastavení průhlednoti pro vrstvu Lesní dřeviny
Obr. 7 Vrstvy Náchylnost, Zdraví stromů a Lesní dřeviny v uvedeném pořadí
Zobrazuje tabulkový přehled zadaných záznamů.
V základním zobrazení jsou viditelné pouze nejdůležitější informace. Tlačítkem Všechny sloupce se zobrazí veškeré sbírané informace. Výše škody a zranění se zobrazují jen zaměstnancům SŽ.
Záznamy lze filtrovat na základě data, ředitelství, čísla tratě, vlastníka, dopravny na počátku a konci úseku, uživatele a druhu stromu (viz obrázek 8).
Aplikace si nastavené filtry pamatuje, dokud nejsou resetovány. Nastavené filtry jsou tedy aplikovány i na záznamy v mapě a stejně tak, když uživatel navštíví další části aplikace a vrátí se zpět do tabulky, tak je tabulka nezapomene.
Tabulku lze řadit podle většiny sloupců pomocí šipek vpravo od názvu sloupce.
V pravé části tabulky jsou tlačítka pro editaci či smazání záznamu. Ta jsou aktivní jen v případě, že je uživatel Administrátor nebo se jedná o jeho záznamy.
Dále je zde sloupec se souřadnicemi – kliknutím se uživatel přenese do Mapy na místo záznamu.
Tlačítkem Excel se exportují záznamy odpovídající nastaveným filtrům.
Obr. 8 Přehled spadlých stromů
Zobrazuje tabulkový přehled hektometrů a předpověď jejich ohrožení padajícími stromy v následujících 42 hodinách. Ohrožení je vyjádřeno jak hodnotou, tak barvou kategorie, do které spadá.
Záznamy lze filtrovat na základě TUDU, kategorie ohrožení, oblastního ředitelství, správy tratě nebo traťového okrsku (viz obrázek 9).
Tabulku lze řadit podle většiny sloupců pomocí šipek vpravo od názvu sloupce.
Obr. 9 Přehled ohrožení železniční sítě padajícími stromy
Uživatelskou sekci najdete pod ikonou v horní liště. Můžete zde měnit základní nastavení uživatelského účtu. Pokud máte přiřazenou roli "editor", uvidíte zde také seznam uživatelů.
V části uživatelský účet jsou základní informace o vašem účtu včetně počtu vložených spadlých stromů nebo posledním přihlášení do aplikací.
V části upozornění emailem si můžete nastavit hlídače, který po každé aktualizaci předpovědního modelu (tedy 4x denně) zkontroluje, jestli ve vašem zájmovém území nedojde v následujících 42 hodinách na některém z hektometrů k překročení vámi nastavené kategorie. Pokud ano, informuje vás o tom emailem.
Klinkutím na tlačítko Nové pravidlo se zobrazí nabídka, pomocí které si můžete vybrat zájmové území - oblastní ředitelství, nebo správu tratě nebo traťový okrsek a dále také kategorii (obr. 10).
Pokud hodnota na některém hektometru ve vybraném zájmovém území dosáhne či překročí vybranou kategorii, přijde vám upozornění emailem. Pokud nevyberete žádnou územní jednotku, budou se upozornění posílat pro celou republiku.
Ve spodní části stránky lze změnit přihlašovací údaje.
Obr. 10 Vytvoření pravidla pro zaslání mailového upozornění
Pokud má váš účet přiřazenou roli editor, najdete v uživatelské sekci také seznam uživatelů. Ke každému uživateli zde najdete základní informace a statistiky. Kromě toho jim můžete také přiřazovat role či uživatele zablokovat - například pokud z nějakého důvodu vkládá nepravdivé informace o pádech stromů.