Fonctionnement de l’outil Générer des temps de trajet de seuil

Disponible avec une licence Business Analyst.

L’outil Générer des temps de trajet de seuilpermet de générer des zones de chalandise isochrones qui utilisent le réseau de transport et s’élargissent vers l’extérieur jusqu’à ce que le critère de seuil soit atteint. La taille du polygone en sortie dépend de la valeur fournie dans le paramètre Valeurs de seuil pour la variable de seuil sélectionnée dans le jeu de données Business Analyst.

L’outil Générer des temps de trajet de seuil dépend de la classe d’entités points en entrée, de la variable de seuil et des valeurs de seuil. Étant donné que l’outil de géotraitement comporte des paramètres basés sur la distance, il utilise un jeu de données réseau pour effectuer le calcul.

Détails de l’algorithme

Le concept d’algorithme de recherche de racine est utilisé dans l’outil Générer des temps de trajet de seuil. Alors que l’objectif d’un algorithme de recherche de racine consiste à rechercher les zéros pour la fonction F(t), l’algorithme implémenté dans cet outil est optimisé pour s’approcher du minimum de la fonction F(t) au lieu du zéro exactement.

• THvalue : valeur de seuil (constante), fournie par l’utilisateur.
• THvariable : variable de seuil utilisée dans l’analyse, par exemple, 2021 Total Population. DTpoly est enrichi avec cette variable à chaque itération.
• DTpoly(Point(xy),t) : polygone isochrone autour du point avec les coordonnées (xy) et la valeur d’unité de distance (t).

L’algorithme est itératif et l’objectif final vise à trouver une unité de distance (t), où F(t) est égal à presque zéro (ou zéro). À chaque itération, l’algorithme calcule une nouvelle estimation de (t) ainsi que la nouvelle valeur de F(t), et vérifie les différentes conditions d’arrêt. L’itération s’arrête lorsque l’une des conditions d’arrêt (répertoriées ci-dessous) est remplie. La valeur de l’unité de distance (t) est ensuite utilisée pour générer un polygone isochrone entourant les rues traversables. Ce polygone est ensuite réparti et enrichi avec la variable de seuil, et la valeur enrichie est plus proche de la valeur de seuil.

Les paramètres suivants de l’outil de géotraitement sont des conditions d’arrêt pour l’algorithme de recherche de racine :

• Limite des itérations : nombre d’itérations pour trouver la valeur d’unité de distance (t) où F(t) est égal à zéro. Ce paramètre est facultatif.
• Pas minimal : unités de distance minimale entre un candidat de zone seuil et le suivant alors que le modèle approche de la valeur de seuil pour prévenir les itérations infinies. Ce paramètre est facultatif.
• Différence de seuil en pourcentage : différence en pourcentage maximale entre la valeur cible et la valeur seuil qui sera utilisée lors de la détermination du temps de trajet de seuil (5 % par exemple). La valeur par défaut est 5.

Remarque :

Comme l’algorithme est optimisé pour atteindre le minimum de la fonction F(t), l’algorithme de calcul de racine n’atteint pas toujours zéro. Cela vient du fait que les itérations peuvent continuer indéfiniment à essayer d’atteindre exactement zéro, ce qui impacte la performance de l’outil. Pour éviter cela, l’outil procède à l’itération jusqu’à ce que le pas minimal entre deux itérations soit égal à 2 secondes ou 22 mètres. Le pas minimal par défaut est remplacé si un utilisateur saisit une valeur différente.

La valeur d’unité de distance (t) provenant de l’algorithme de recherche de racine est utilisée pour générer des polygones isochrones, qui sont basés sur l’algorithme Zone de desserte. L’objectif de l’algorithme Zone de desserte vise à renvoyer un polygone contenant le sous-ensemble d’entités tronçons connectées qui se trouvent dans la distance de réseau spécifiée ou la limite de coût.

Exemple de processus d’outil

Examinons une analyse dans laquelle vous recherchez un emplacement idéal pour un nouveau centre social. En fonction d’une analyse précédente, vous savez que le nombre total de foyers requis pour la prise en charge du nouveau centre social est de 7 000. À l’aide des ces informations, vous pouvez utiliser l’outil Générer des temps de trajet de seuil pour visualiser les zones de chalandise à partir desquelles les personnes se rendront au centre social et le temps que cela leur prendra.

Localiser les emplacements potentiels sur le réseau de transport

Étant donné que l’outil Générer des temps de trajet de seuil comporte des paramètres basés sur la distance qui utilisent le jeu de données réseau, les centres sociaux proposés doivent d’abord être capturés sur les rues qui constituent le jeu de données réseau.

Lancer l’itération de valeurs temporelles, de zones de chalandise isochrones et de la répartition

L’outil adopte ensuite l’algorithme de recherche de racine et exécute l’itération plusieurs fois jusqu’à ce que la fonction F(t) soit égale à zéro. Pour chaque valeur de temps (t) répétée par l’algorithme de calcul de racine, le solveur crée une zone de chalandise isochrone à l’aide de la valeur temporelle (t). Il enrichit ensuite chaque zone de chalandise avec la variable de seuil (dans cet exemple, 2021 Total Households). Cette itération continue jusqu’à ce que F(t) soit égal à zéro (ou presque zéro). À ce stade, le solveur possède désormais une valeur temporelle (t) qui sera utilisée dans l’étape suivante.

Calculer une zone de chalandise isochrone avec le temps (t) où F(t) est égal à zéro

Une fois que la valeur temporelle (t) est trouvée à l’endroit où la fonction F(t) est égale à zéro (ou presque zéro), une zone de chalandise isochrone finale est créée autour des centres sociaux proposés par l’entrée.

L’image suivante présente les polygones isochrones qui sont générés autour des deux centres sociaux en entrée :

Vous pouvez voir que les deux polygones n’ont pas la même taille. Cela est dû au fait que le centre-ville de Charlotte (polygone inférieur gauche) possède une densité de population plus élevée, ce qui correspond à un nombre total de foyers supérieur sur de plus petites zones, comparativement aux banlieues de Charlotte. En termes d’algorithme, cela signifie que l’algorithme de calcul de racine a trouvé des valeurs (t) différentes pour les deux centres sociaux en entrée, où F(t) est égal à zéro.

Enrichir la variable de seuil

Les zones de chalandise isochrones sont ensuite enrichies avec la variable de seuil (2021 Total Households) à l’aide de la méthode de répartition sur une maille fine. La méthode de répartition dépend de la taille de la zone de chalandise et de l’étendue de l’analyse.

Géométrie en sortie et attributs

Le solveur génère les polygones autour de chaque point en entrée et génère des informations attributaires clés dans la table attributaire de la couche de polygones.

Pour l’analyse ci-dessus, les attributs clés sont les suivants :

2021 Total Households et Actual Value : ces champs contiennent la valeur enrichie pour le polygone isochrone qui a été créé autour de chaque centre social. Ces valeurs sont proches de la valeur de seuil 7 000, mais les zones qui capturent le nombre total de foyers sont de tailles différentes.

Remarque :

Le nom de champ 2021 Total Households apparaît dans la table car 2021 Total Households a été utilisé comme variable de seuil dans cette analyse. En fonction de la variable de seuil que vous choisissez, le champ approprié est généré dans la couche en sortie.

Radius et Radius Units : le champ Radius contient la valeur temporelle où F(t) était proche de zéro. La zone de chalandise isochrone autour du centre social a été créée à l’aide de cette valeur. Le champ Radius Units indique les unités de mesure pour la zone de chalandise. Les unités de rayon dépendent des paramètres Type de distance et Unités de distance utilisés dans l’outil.

Vous pouvez voir la façon dont les valeurs Radius diffèrent pour les deux centres sociaux en entrée, tandis que les zones capturent toujours environ 7 000 foyers. Le centre social du centre-ville de Charlotte nécessitera que la population des foyers effectue un trajet en voiture de seulement 3,17 minutes pour atteindre le seuil, tandis que le centre social de Concord (banlieue de Charlotte) nécessitera que la population des foyers effectue un trajet en voiture de 6,3 minutes pour atteindre le seuil.

L’analyse ci-dessus permet aux décideurs de visualiser les zones de chalandise en prenant en compte la démographie sous-jacente et le réseau routier réel autour des centres sociaux proposés. Les zones de chalandise provenant de l’outil Générer des temps de trajet de seuil peuvent être analysées plus précisément pour choisir le site idéal pour le nouveau centre social.