Иерархия в сетевом анализе

Вы можете провести сетевой анализ, используя иерархию сети. Иерархия классифицирует сеть по заданному числу уровней. Обычно от трех до пяти уровней. Трехуровневая иерархия, к примеру, может быть разделена на следующие категории, представленные целыми числами:

  • Первичные маршруты (автострады и автомагистрали с ограниченным доступом)
  • Вторичные маршруты (основные и артериальные маршруты)
  • Локальные маршруты (коллекторы и локальные улицы)

При выполнении сетевого анализа с использованием иерархии применяются эвристические методы, что позволяет снизить время вычисления, ограничив поиск пути преимущественно среди ребер более высоких уровней иерархии. Например, когда используется трехуровневая иерархия, то для начальных и конечных точек маршрута в непосредственной близости от них рассматриваются только дороги третьего уровня, а немного дальше от них – второго уровня. Поскольку при построении маршрута рассматриваются только дороги более высоких уровней иерархии, то может быть выбран маршрут с большей стоимостью, чем если бы вы произвели расчет маршрута для этих же точек без использования иерархии.

Сравнение неиерархического анализа маршрутов с иерархическим

Преимущества иерархического сетевого анализа

Ниже приведены преимущества использования иерархического сетевого анализа:

  • Как правило, занимает меньше времени на расчет решения. Разница во времени особенно заметна, если сеть достаточно велика и первичные и вторичные маршруты соединены между собой, а остановки не складываются воедино на локальных дорогах.
  • Следовать инструкциям путевого листа при движении по главным и второстепенным дорогам обычно легче, поскольку на них лучше видны уличные знаки, и по пути встречается меньше пересечений с другими дорогами.
  • Результаты сетевого анализа с использованием иерархии позволяют получить такой маршрут, который бы выбрали сами водители. Например, водители грузовиков обычно предпочитают маршруты по главным дорогам, поскольку при движении по локальным дорогам повышается вероятность сложных маневров и остановок, что приводит к увеличению расхода топлива и объемов вредных выбросов. Однако несмотря на то, что дороги с более высоким уровнем иерархии имеют больше шансов быть выбранными для маршрута, нельзя сказать, что при расчете маршрута дороги с более высоким уровнем иерархии имеют приоритет над дорогами с низким уровнем иерархии.

Более подробно о настройке приоритета сетевых элементов с помощью атрибутов ограничений

Использовать иерархию в анализе необязательно, даже когда у вас есть такая возможность. Все зависит от особенностей ваших данных и конкретной сетевой задачи. Если вы не уверены, выполнять анализ с использованием иерархии или без нее, сравните результаты обоих решений и определите, какие результаты вам подходят больше.

Как работает иерархия

В процессе выполнения сетевого анализа происходит постепенное уменьшение числа дорог, среди которых производится поиск, и в конце остаются только дороги с более высокими уровнями иерархии. Механизм расчета маршрута начинает одновременное движение вперед от исходного пункта и назад от пункта назначения. Поиск по локальным дорогам продолжается, пока не будут найдены переходы на второстепенные дороги, после чего поиск идет только по второстепенным и главным дорогам Механизм расчета продолжает поиск по второстепенным дорогам, пока не будут найдены наилучшие переходы на главные дороги После этого поиск идет только по главным дорогам без учета дорог с более низкими уровнями иерархии, пока пути от исходного пункта и от пункта назначения не встретятся, и не определится маршрут, соединяющий исходный пункт и пункт назначения.

Целью механизма расчета маршрута является минимизация стоимости перемещения по сети и выбор дорог более высокого уровня иерархии. На следующем рисунке показана работа иерархического механизма расчета:

Шаги иерархического расчета

Если поместить барьер на маршрут, использующий иерархию, механизм расчета попытается найти альтернативный маршрут, временно понижая уровень иерархии для объезда барьера или выбирая совершенно другой маршрут, в зависимости от того, какой путь будет короче.

Если автомагистраль не имеет соединения, механизм расчета маршрута не понижает уровень до локальных улиц, чтобы найти соединение. Вместо этого выводится сообщение об ошибке. ArcGIS предполагает, что дороги наивысшего уровня иерархии соединены.

Пример отключения иерархии

Все другие слои сетевого анализа, за исключением сервисной зоны, используют описанный выше метод иерархического поиска.

Использование иерархии в сетевом анализе

Вы можете включить иерархию для любого добавляемого слоя сетевого анализа, выполнив следующие шаги:

  1. Щелкните правой кнопкой мыши на слое анализа и нажмите Свойства, чтобы открыть страницу свойств слоя.
  2. Выберите Режим передвижения и разверните раздел Дополнительно.
  3. Отметьте Использовать иерархию.
    Примечание:

    Инструмент решения задач использует ранги иерархии во время проведения анализа. О том, как можно изменить диапазоны иерархии, определяющие атрибуты иерархии, см. в разделе Атрибут иерархии. Однако, если ваш набор сетевых данных находится в режиме «только чтение», Вы не сможете изменить ранги иерархии.