Что представляет собой дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst?—ArcMap

Доступно с лицензией Network Analyst.

Что такое сеть?

Дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst extension позволяет ответить на следующие вопросы:

Какой маршрут из точки А в точку В является самым коротким?
Какие дома находятся в пределах 5 минутной досягаемости от пожарной части?
Какие рынки сбыта охватывает предприятие?
Зелеными точками отмечены склады в разных городах, а полигонами отмечены соответствующие им рынки сбыта, которые разделены на три кольца. Добраться до зеленых полигонов можно на грузовой машине за 2 часа, до оранжевых – за четыре часа, а до красных – за шесть часов.
Человек хочет посетить магазин. Какой филиал магазина должен посетить потенциальный клиент, чтобы сократить время в пути?
Какие машины скорой помощи или полицейские машины могут добраться до места происшествия быстрее всего?
Ближайшие патрульные полицейские машины закреплены за происшествиями. Количество полицейских, присутствие которых необходимо на каждом местоположении, зависит от серьезности происшествия. Маршруты и предполагаемая быстрота реагирования генерируются для каждой машины.
Каким образом с помощью автопарка грузовых или ремонтно-аварийных машин можно повысить уровень обслуживания клиента и сократить транспортные расходы?
Три грузовика, доставляющие продукты, принадлежащие оптовой базе, распределены между продуктовыми магазинами. Им присвоены соответствующие маршруты движения к магазинам, позволяющие сократить транспортные расходы. Вместимость машин, перерывы на обед и максимальное время в пути – ограничивающие факторы, также учитывающиеся при решении задачи.
Где лучше всего открыть магазин, чтобы расширить рынок сбыта?
Если сокращается компания, какие из магазинов стоит закрыть, чтобы сохранить наиболее полный спрос?
Каковы текущие или исторические условия трафика и как они влияют на результаты сетевого анализа?

Дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst extension может с успехом применяться предприятиями, общественными службами и другими организациями, позволяя им вести свою деятельность более эффективно и принимать более выгодные стратегические решения. Данные о том, кто нуждается в их товарах или услугах помогут таким организациям лучше понимать текущую и потенциальную динамику рынка. Можно сократить транспортные расходы, оптимально распределив остановки и определив кратчайшие пути между этими остановками с учетом ограничивающих факторов, таких как временные интервалы/окна, вместимость машин и максимальное время в пути. Уровень обслуживания клиентов можно повысить за счет сокращения быстроты реагирования или более удачного расположения пункта обслуживания. Дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst extension помогает лучше понимать и решать задачи такого характера.

Исследователи и аналитики могут использовать возможности дополнительного модуля для определения наименее затратных сетевых путей между несколькими исходными точками и пунктами назначения. Создаваемые модулем ArcGIS Network Analyst extension матрицы стоимости достижения цели Источник-Назначение часто содержат начальные вводные данные для выполнения более масштабных расчетов. Например, при прогнозировании транспортных потоков часто учитываются данные о расстоянии до определенных узлов транспортной сети. Значения этих сетевых расстояний используются при вычислении математических выражений, помогающих прогнозировать прохождение маршрута.

Решение матрицы стоимости достижения цели — Матрица стоимости достижения цели вычисляет наименее затратные сетевые пути из исходных точек до пунктов назначения. Она выводит линейные объекты, связывающие исходные точки с пунктами назначения. Каждый линейный объект хранит общую сетевую стоимость маршрута в виде атрибутивного значения. Аналитики часто используют данные таблицы атрибутов в качестве входных данных при работе с приложениями линейного программирования.

Подобным образом при осуществлении расчетов в пространственной статистике можно получить более точные результаты, если вместо прямолинейных расстояний использовать сетевые расстояния. В качестве примера рассмотрим анализ дорожного-транспортного происшествия, целью которого является выявление кластеров дорожно-транспортных происшествий, определение их причин и принятие мер по снижению их числа. Так как автомобили передвигаются по дорогам, определение кластеров дорожно-транспортных происшествий с помощью сетевых расстояний является намного более эффективным, чем использование прямолинейных расстояний.

Чтобы получить ответы на перечисленные выше вопросы, для выполнения сетевого анализа нужен набор сетевых данных, моделирующий транспортную сеть.

Что такое сеть?

Сеть – это система взаимосвязанных элементов, таких как ребра (линии) и соединения (точки), представляющих собой возможные маршруты из одного местоположения в другое.

Люди, ресурсы и товары, как правило, путешествуют по сети: легковые и грузовые автомобили перемещаются по дорогам, самолеты летают по установленным курсам, нефть течет по трубопроводам. Моделирование возможных путей движения в сети позволяет выполнять анализ движения нефти, грузовых автомобилей и других агентов сети. Простейшей задачей сетевого анализа является нахождение кратчайшего пути между двумя точками.

ArcGIS группирует сети по двум категориям: геометрические сети и наборы сетевых данных.

Геометрические сети (сети коммуникаций и рек)

В сетях коммуникаций и рек, таких как сети электроснабжения, газопроводы, канализационные и водопроводы, одновременно можно перемещаться по ребрам только в одном направлении. Агент сети, например нефть, текущая по трубе, не может выбирать ни направление движения, ни маршрут, так как они определяются внешними факторами: силой гравитации, электромагнитными полями, давлением воды и так далее. Оператор может контролировать движение агента, управляя воздействием на него внешних факторов.

Схема трубы, являющейся частью коммуникационной сети. — В ArcGIS, речную сеть и сети коммуникаций, такие как трубопроводы, лучше всего моделировать с использованием геометрических сетей, что не требует использования дополнительного модуля ArcGIS Network Analyst extension.

Наборы сетевых данных (транспортные сети)

В транспортных сетях, таких как улицы, тротуары и железнодорожные сети, можно передвигаться по ребрам в обоих направлениях. Агент сети, например водитель грузовика, перемещающийся по дорогам, обычно может выбирать направление движения и пункт назначения.

Схема дорожной сети, являющейся транспортной сетью — Транспортные сети, например, дорожные, лучше всего строить в ArcGIS при помощи наборов сетевых данных. Для работы с наборами сетевых данных и выполнения их анализа необходим дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst extension.

Мультимодальные наборы сетевых данных

С помощью набора сетевых данных можно смоделировать одиночный режим перемещения, например, по дорогам, или мультимодальную сеть, состоящую из нескольких режимов перемещения: по автомобильным, железным дорогам и судоходным руслам.

Мультимодальный маршрут, состоящий из улиц и линий метро. — Наименее затратный маршрут для пешехода, передвигающегося по уличной сети и сети линий метро.

Трехмерные наборы сетевых данных

С помощью трехмерных наборов сетевых данных можно моделировать проходы между зданиями, шахтами, пещерами и так далее.

Трехмерная сеть и анализ маршрута — Наиболее быстрый маршрут между точкой, находящейся на первом этаже здания, и точкой на третьем этаже. С помощью ограничений можно выполнить анализ, исключающий лестницы из маршрутов для инвалидных колясок, или лифты при планировании путей эвакуации.

Если у вас есть уличные объекты с точными координатами по оси z, их можно использовать применительно к объектам, содержащим значения координат оси z, моделирующим проходы в зданиях, для создания трехмерных сетей университетского городка или даже целого города. Это может помочь ответить на следующие вопросы:

Каким образом проходит лучший маршрут для инвалидных колясок между комнатами в разных зданиях?
Какие этажи высотного здания противопожарная команда не сможет достичь за восемь минут?