Verča Dohnalová & Ivča Jelínková: Upgrade cyklostezek v Brně

Upgrade cyklostezek v Brně

Jak to celé vzniklo?
O digitální akademii jsme si povídaly, když jsme spolu šly na kávu. Při bavení se o technologiích, které bychom se mohly naučit, jsme naprosto ztratily pojem o čase a když jsme do akademie byly nakonec obě přijaté, jásaly jsme.
Už na začátku akademie se jevila myšlenka zpracovávat data, která by nám odkryla možnosti vylepšení brněnských cyklostezek. A kde jinde získat relevantnější data, než z výzvy Do práce na kole. Tato výzva nabývá na popularitě v celé České republice. Každý rok v květnu vystartují cyklisté a běžci, kteří se do práce a z práce pohybují po své typické trase, kterou snímají pomocí GPS souřadnic do své aplikace. Díky tomuto projektu jsme získaly anonymizovaná data reálného pohybu účastníků výzvy po celé České republice. Vyjednávání o datech však nebylo úplně snadné, protože si spolek Automat velmi dobře uvědomuje hodnotu dat – my jsme se nevzdaly,  ukázaly jsme svůj zápal pro dobrou věc a dohodli jsme se.
Skvělý start. Dávalo by však smysl tato data porovnat ještě s dalšími daty. Nejlepší variantou se zdály záměry Magistrátu města Brna. Udělalo nám radost, že data poskytli a my tak měly dalších 14 zdrojových souborů dat, se kterými jsme mohly reálná data pohybu cyklistů vykreslit a porovnávat.



Vize našeho projektu
Na základě reálného pohybu cyklistů a běžců v Brně navrhnout úpravy cyklotras, které budou zvyšovat jejich bezpečnost. Pro přehlednost budeme dále používat označení cyklisté. 

Dílčí cíle projektu

• Porovnat data reálného pohybu cyklistů s navrhovanými a realizovanými záměry cyklotras + s nehodami a dalšími daty poskytnutými Magistrátem města Brna.
• Vykreslit novou vrstvu četnosti reálného pohybu cyklistů, díky kterým nejčetnější nemonitorované úseky získají pozornost MMB.
• Navržení nových řešení pro MMB + zpětná vazba na jejich stávající návrhy a na aplikaci cyklistických opatření, díky které jsme získaly zmiňovaná data.

Načtení a čištění dat
Pro načtení dat (formát gpx) od spolku Automat, organizující výzvu Do práce na kole, jsme použily script v Pythonu. Pomocí kterého jsme načetly data do MySQL. Jednalo se o souřadnice bodů jednotlivých cest. Zvažovaly jsme nejprve metodu stahování a vykreslování Open street mapy po malých čtvercích.
Nakonec přišla spásná myšlenka napojit se na knihovnu Static map. Ve chvíli, kdy byla data v MySQL databázi, začalo čištění a ořezávání dat.
Tuto fázi jsme dramaticky odlehčily a jeví se, že byla hotova lusknutím prstu. Opak je pravdou. Na začátku jsme naprosto postrádaly datový model. Po asi 12hodinovém nahrávání dat na tisíc a jeden způsob, jsme na pár minut zajásaly a zaplavila nás vlna vítězství. Následně nám naše mentorka nakreslila datový model a přelívaní dat započalo. V rámci dokončení první fáze projektu bych se nebála nás definovat přebornicemi v disciplíně nahrávání dat mnoha metodami a zefektivňování datových modelů.

Příkaz, kterým jsme data očistily
Jelikož data z projektu Do práce na kole byla celorepubliková a vyskytovaly se v nich jisté odchylky, jako třeba trasy z Japonska, použily jsme pro čištění dotazování v MySQL. Dále jsme ořezávaly dle zeměpisné šířky a délky Brna a znovu ukládaly do nové, speciálně připravené tabulky v MySQL.



Načítání vrstev od Magistrátu města Brna:
Následně jsme načítaly postupně data od MMB. Jednalo se o 3 druhy stromových struktur gpx souborů (routes, track pointy a way pointy). K nahrání posloužily další tři skripty v Pythonu – podle struktury zdrojového souboru a polohy jednotlivých atributů.

Skrip pro nahrávání RTE souborů:

Skript pro nahrávání WPT souborů:

Skript pro nahrávání TRK souborů:

Na cestě k výsledkům.
Aneb vykreslení mapy, která prolíná data Do práce na kole a data Magistrátu města Brna.
K interpretaci dat nám pomohlo vykreslení mapy, která protíná postupně data MMB s daty z Do práce na kole. Díky tomu jsme mohly postupně porovnat reálný pohyb cyklistů s každou jednotlivou vrstvou dat od MMB. Zvolily jsme opět příkaz v Pythonu. Jednalo se o použití knihovny Staticmap k vykreslení sítě, která zaokrouhlovala jednotlivé body a souřadnice do námi požadovaných cyklistických cest. Jemnost sítě musela být zvolena optimálně, aby se do výsledků nepletly cesty, které tam nepatří a zároveň aby zůstaly pro nás zásadní cesty. Ideálně zvolená jemnost nakonec odpovídala cca 2,5 metru. Rovnala se zaokrouhlení na 4 a po 1/3 desetinného místa (např.: 4,33; 4,66; 4,99).

K ideálnímu stavu, ze kterého bychom posuzovaly výsledky, už nám chybělo pouze vykreslení nejvíce a nejméně frekventovaných tras na mapě.

Heatmapa tras, aneb vykreslení nejvíce a nejméně frekventovaných cest
Díky scriptu v Pythonu jsme mohly vykreslit četnost tras. Pro prezentaci dosažených výsledků bylo potřeba vykreslit je přímo v mapě – zvolily jsme heatmapy. Četnost udává námi zvolený odstín barvy. Použily jsme barevný model HSL z toho důvodu, že v rámci něj měníme ve skriptu pouze 1 parametr.

Vykreslená heatmapa
Tato heatmapa zohledňuje nejen prokreslení dat reálného pohybu cyklistů s brněnskými cyklostezkami, ale zároveň barevně a pomocí tloušťky vykresluje intenzitu pohybu cyklistů. Tuto heatmapu je možné použít jako novou vrstvu aplikace cyklistických opatření MMB.




Obrázek: Heatmapa s protnutými daty zohledňujícími intenzitu pohybu cyklistů.

Legenda:
Modrá = Reálný pohyb cyklistů a běžců (světlejší znamená četnější)
Červená = Cyklostezky v Brně

Interpretace výsledků:
V našem projektu jsme se zaměřily hlavně na oblasti kolem velkých firemních zón. Povšimly jsme si, že oblasti, jako je např. Spielberk Office či Černovická terasa, mají velmi frekventované komunikace s nedostatečným řešením pro cyklisty. Jedná se o komunikace, které tyto zóny přímo obklopují, případně komunikace, kterými do těchto zón cyklisté a běžci proudí.

1. Oblast kolem Spielberk Office
Jak se můžeme podívat na obrázku níže, přiléhající komunikace jsou opravdu velmi vytížené. Rády bychom poukázaly hlavně na Renneskou třídu a ulici Polní, které nejsou pro cyklisty nijak upraveny. Na těchto ulicích je zároveň častý výskyt přestupku “cyklista na chodníku” dle dat z aplikace MMB. Pohyb cyklistů jasně vede k firmám ze Spielberk office, proto doporučujeme tyto komunikace ošetřit.
Jediná hrozba, kterou spatřujeme, spočívá v tom, že parcely města Brna se vyskytují pouze na části Renneské třídy. Ulice Polní je naopak plně pokryta parcelami města Brna, z čehož vyplývá, že náprava této situace by byla možná.

Obrázek: Komunikace vedoucí k firemní zóně “Spielberk Office” → Renneská třída, Polní, Poříčí, Nové Sady, Štýřické náměstí.


Obrázek: Pohled na cyklistické ošetření komunikační zóny vedoucí k firemní zóně "Spielberk Office".
Zdroj: aplikace cykloopatření MMB.




Obrázek: Bližší pohled na ulici Polní, která není z pohledu cyklistů nijak ošetřena a zahrnuje časté přestupky "Cyklista na chodníku".
Zdroj: aplikace cykloopatření MMB.


Obrázek: Renneská třída pohledem cyklisty. Na cyklistická opatření této ulice jsou vzneseny podněty od občanů, v prioritách města Brna se však zatím nenacházejí. 
Zdroj: Googlemaps.

2. Slatina: Ulice Průmyslová, Vlastimila Pecha a Ericha Roučky
Zajímavý nález jsme zaznamenaly ve Slatině v ulicích Průmyslová, Vlastimila Pecha a Ericha Roučky. Jedná se o komunikaci, která obklopuje brněnskou průmyslovou zónu zvanou Černovická terasa. Intenzita cyklistů zde byla velmi vysoká, avšak v rámci cyklistického pentlogramu města Brna jsme zjistily, že zde neprobíhá měření intenzity cyklodopravy. V tomto konkrétním místě tedy vidíme prostor pro zlepšení.



Obrázek: Ulice Průmyslová, Vlastimila Pecha a Ericha Roučky, které obkličují tzv. Černovickou terasu, známou brněnskou průmyslovou zónu.

Část ulice Průmyslová je zahrnuta v navrhovaných cykloopatřeních, avšak ne celá. Přitom jsme zaznamenaly velmi intenzivní pohyb cyklistů po celé její délce. Na ulici Vlastimila Pecha je v současné chvíli nově zrealizovaná stezka pro chodce a cyklisty, ale ulice Ericha Roučky není vyřešena nijak.


Obrázek: Ulice Průmyslová očima cyklisty.

3. Hlinky, Veletržní, Výstavní
Místem, které zaujalo naši pozornost, jsou také Hlinky. Jelikož na Hlinkách je nejčastější počet zaznamenaných přestupků “cyklista na chodníku”.

Obrázek: Ulice Hlinky, Veletržní a Výstavní.

Velmi intenzivní pohyb registrujeme také na ulici Veletržní a Výstavní, které pro cyklisty nejsou taktéž ošetřeny. Přitom je na těchto komunikacích pohyb cyklistů velmi intenzivní a zároveň jim nahrává to, že jsou na nich parcely vlastněné městem Brnem.

Obrázek: Zoom ulice Hlinky, Veletržní a Výstavní.


Obrázek: Ulice Veletržní.
Zdroj: Google.


Obrázek: Ulice Výstavní.
Zdroj: Ulice Google.

Shrnutí výsledků a doporučení
1. Nová vrstva dat do aplikace cykloopatření MMB.
Výsledkem našeho projektu je vykreslení zbrusu nové vrstvy dat reálného pohybu cyklistů a běžců po městě Brně. V této vrstvě je zohledněna barevně intenzita pohybu a díky pythonímu scriptu lze tuto vrstvu prokreslovat s dalšími vrstvami dat od MMB.

2. Navrhly jsme zlepšení cykloopatření na konkrétních místech v Brně. Vše na základě dat reálného pohybu cyklistů. 
Těmito místy byly komunikace vedoucí k firemní zóně Spielberk Office (ulice Renneská třída, ulice Polní). Dále komunikace obklopující průmyslovou zónu Černovická terasa (ulice Průmyslová, Vlastimila Pecha a Ericha Roučky). Posledním místem pro zlepšení byly trasy vedoucí k Mendlovu náměstí (ulice Hlinky, Veletržní a Výstavní).

3. Zpětná vazba pro marketingové oddělení MMB.
Nebylo to sice naším primárním cílem, ale i tak bychom tímto rády navrhly zvýšení marketingových aktivit, které by podpořily povědomí o aplikaci cyklistických opatření MMB. Aplikace je nesmírně propracovaná, data v ní jsou aktuální a mohla by mít velký přínos pro brněnské cyklistické nadšence.
Tuto aplikaci jsme ukazovaly cyklistům, se kterými jsme projekt konzultovaly a ani jeden o ní neměl povědomí. Přitom tuto aplikaci hodnotily velmi pozitivně.

Konkrétní námi navržené kroky vedoucí k podpoře marketingu:

• Promo na Facebookové stránce MMB.
• Marketingová podpora v cyklopůjčovnách a bikesharingových půjčovnách (např. možná spolupráce s organizací Rekola, letáčky na pobočkách, případně QR kódy na jejich kolech s odkazem na aplikaci).
• Spolupráce se spolkem Automat, který organizuje výzvu Do práce na kole + vzájemná marketingová podpora (prolinkování vzájemných odkazů, QR kódy na trikách Do práce na kole, které dostává každý účastník projektu, spolupráce na organizaci eventů pro cyklisty, vzájemné sdílení na sociálních sítích).
• Založení instagramu MMB, sdílení postupné práce na upgradování cyklostezek, sdílení obrázků "ze života" datových analytiků MMB (dělají velmi smysluplnou práci a nikdo o tom neví).

Závěrečné poděkování
Rády bychom tímto chtěly poděkovat našim dvěma mentorkám Lenči Kmeťové a Kačce Brabcové, za jejich cenné rady, praktickou pomoc a hlavně svatou trpělivost.
Speciální poděkování patří Jirkovi, který byl cenným mentorem a skvělým vedoucím v pozadí, který trpělivě zodpovídal veškeré naše dotazy a celý projekt vizionářsky posouval vpřed.