Барьеры — это классы объектов в слоях сетевого анализа, которые ограничивают или изменяют стоимость находящихся под ними ребер и соединений связанного набора сетевых данных. Барьеры разделены на три типа геометрии (точечный, линейный и полигональный) и предназначены для моделирования временных изменений в сети. Ниже приводится описание различных типов барьеров:
- Ограничительный точечный барьер может использоваться для создания модели упавшего дерева, инцидента, оборванной линии электропередач или любых других объектов и ситуаций, которые полностью блокируют движение в конкретном месте сети. Для точечных барьеров, расположенных на ребрах, перемещение может быть разрешено по ребру, но не через барьер. В некоторых случаях перемещение может быть запрещено в любом месте ребра, на котором расположен ограничительный точечный барьер.
На карте слева показан кратчайший путь между двумя остановками без каких-либо ограничительных точечных барьеров. На карте справа изображена дорога, движение по которой заблокировано упавшим деревом, поэтому кратчайший путь между теми же точками будет самым длинным. - Барьер дополнительной стоимости разрешает движение через барьер, однако при этом возникает стоимость, указанная вами, например, за одну минуту. Барьеры дополнительной стоимости можно использовать для моделирования задержки по причине автомобильной аварии, либо вызванной затратой дополнительного времени, которое требуется грузовику, перевозящему опасные материалы, для остановки на железнодорожных переездах.
Время перемещения от остановки 1 к остановке 2 будет одинаковым при движении по северной или южной части участка; тем не менее, так как пересечение железнодорожного переезда грузовиками приводит к временным задержкам (смоделированным при помощи барьеров дополнительной стоимости), выбран маршрут только с одним железнодорожным переездом. Стоимость пересечения барьера добавляется к накопительной стоимости полученного маршрута. - Ограничивающий линейный барьер запрещает передвижение там, где барьер пересекает сеть. Например, при помощи ограничивающего линейного барьера можно смоделировать парад или марш протеста, блокирующие движение по нескольким уличным сегментам. Барьер такого типа может также быстро запретить пересечение несколько дорог, отделяя, таким образом, результаты от нежелательных участков вашей сети.
На карте слева показан кратчайший путь между двумя точками. На карте справа показан кратчайший путь в ситуации, когда несколько улиц заблокированы ограничивающим линейным барьером. - Линейный барьер масштабируемой стоимости не ограничивает перемещение по ребрам и соединениям, которые он покрывает; наоборот, он масштабирует стоимость передвижения по покрываемым ребрам и соединениям в соответствии с указанным вами коэффициентом. Назначение коэффициента, равного 0.5, означает, что ожидаемое перемещение будет в два раза быстрее обычного. Коэффициент, равный 2.0, означает, что ожидаемое перемещение будет в два раза медленнее обычного. Может возникнуть необходимость увеличить время перемещения с помощью линейного барьера масштабируемой стоимости, когда движение на определенном участке автострады временно замедлено строительными работами.
Кратчайший путь между двумя точками показан на карте слева. На карте справа линейный барьер масштабируемой стоимости увеличивает стоимость перемещения по покрываемым им дорогам. В отличие от ограничивающего барьера, маршрут может проходить по барьеру, однако при этом его стоимость будет изменена. Механизм расчета использует измененную стоимость при вычислении наилучшего маршрута. Более того, измененная стоимость включена в накопительную стоимость конечных результатов. - Ограничивающий полигональный барьер запрещает передвижение там, где полигон пересекает сеть. Одним из способов использования такого барьера является моделирование наводнений, покрывающих области сети и делающих перемещение по ним невозможным.
На карте слева показан кратчайший путь между двумя точками. На карте справа полигональный барьер блокирует затопленные улицы, поэтому кратчайший путь между этими же двумя точками уже другой. - Полигональный барьер масштабируемой стоимости не ограничивает перемещение по ребрам и соединениям, которые он покрывает; наоборот, он масштабирует стоимость пересечения покрываемых ребер и соединений в соответствии с указанными вами коэффициентом, например, 0,25, что будет означать, что ожидаемое перемещение в четыре раза быстрее обычного. Коэффициент 3,0 означает, что ожидаемое перемещение будет в три раза медленнее обычного. Барьеры такого типа могут использоваться для моделирования бурь, из-за которых скорость перемещения в указанных регионах будет снижена.
На карте слева показан маршрут, который проходит в зоне ненастной погоды без учета влияния неблагоприятных дорожных условий на время перемещения. На карте справа полигональный барьер масштабируемой стоимости удваивает время перемещения по дорогам, оказавшимся в зоне бури. Обратите внимание, что маршрут по-прежнему проходит через южный участок грозового фронта, так как будет быстрее потратить больше времени, медленно передвигаясь по небольшому грозовому участку, чем ехать в зоне, полностью охваченной бурей. Как и в случае с линейным барьером масштабируемой стоимости, механизм расчета использует измененную стоимость при вычислении наилучшего маршрута. Более того, измененная стоимость включена в накопительную стоимость конечных результатов.
Барьеры являются частью слоя сетевого анализа, а не набора сетевых данных. Следовательно, барьеры влияют только на тот слой сетевого анализа, в котором они находятся. Если барьеры требуются для других анализов, их необходимо загрузить в соответствующий слой сетевого анализа. В качестве альтернативы вместо использования барьеров можно отредактировать набор сетевых данных.
Все изменения, которые барьеры вносят в способность пересечения или стоимость сети, также можно выполнить посредством правок набора сетевых данных. Помимо этого, барьеры помогают быстро изменять параметры сети и аннулировать эти изменения, что идеально подходит для моделирования временных изменений стоимости: дерево, препятствующее движению, в конце концов, будет убрано, а наводнение, в конечном счете, пойдет на убыль. После завершения ситуации, которая моделируется барьером, его можно просто удалить.
Так как барьеры могут выступать в роли альтернативы редактированию, вы можете изменять способность пересечения и стоимость сети даже, если у вас нет прав для редактирования. Например, если у вас имеется не редактируемый набор сетевых данных , такой как StreetMap Premium North America, и на ваш взгляд, значения стоимости неточно отражают время перемещения в указанной области, можно добавить полигональный барьер и установить для импеданса более подходящие значения. Однако при использовании барьеров производительность решающего устройства может снизиться.
Время, необходимое для создания или загрузки линейного или полигонального барьера, пропорционально равно количеству сетевых элементов, которые он покрывает. Использование барьеров для покрытия густонаселенных или крупных регионов сети может быть невозможным.
Точечные, линейные и полигональные барьеры
Классы барьеров имеются во всех слоях сетевого анализа.
Можно добавлять барьеры в класс барьеров с помощью инструмента Создать на вкладке Редактировать либо инструмента Добавить местоположения.
Барьеры имеют атрибуты, которые можно просматривать и изменять в таблице атрибутов, где перечислены все барьеры и их атрибуты для этого класса барьеров, или же на панели Атрибуты, где отображается только один барьер со своими атрибутами.
Слой объектов Точечные барьеры
При загрузке или создании точечного барьера он замыкается на ближайшее сетевое ребро или соединение в рамках допуска поиска. Положение барьера в сети обозначается полями сетевого положения (SourceID, SourceOID, SideOfEdge и PosAlong). Если ограничительный точечный барьер находится на ребре, можно либо ограничить только передвижение через этот барьер, либо ограничить ребро полностью. Точечный барьер масштабируемой стоимости добавляет стоимость при любом его пересечении.
Свойства точечных барьеров
В следующих таблицах описываются свойства точечных барьеров:
Поля ввода точечных барьеров
| Входное поле | Описание |
|---|---|
ObjectID | Управляемое системой поле ID. |
Name | Имя объекта сетевого анализа. |
BarrierType | Указывает, ограничивает ли точечный барьер перемещение полностью или добавляет стоимость при его пересечении. Доступны следующие опции:
|
FullEdge | Это свойство является специфичным для ограничительных точечных барьеров на элементах ребер. Значением по умолчанию является False.
|
Attr_[Cost] (Например, Attr_Minutes, где Minutes - это атрибут стоимости сети.) | Это свойство является специфичным для барьеров дополнительной стоимости и ограничивается значениями, которые превышают или равны нулю. Оно указывает, какое количество стоимости сети добавляется при перемещении через барьер. |
Поля сетевого местоположения
| Вместе эти четыре свойства описывают точку в сети, где расположен объект. Дополнительные сведения о способе размещения входных данных в сети |
CurbApproach | Свойство CurbApproach указывает направление движения, на которое влияет барьер. Доступны следующие опции:
Так как соединения являются точками и не имеют сторон, барьеры на соединениях влияют на все транспортные средства независимо от свойства CurbApproach. |
Поля ввода/вывода точечных барьеров
| Входное/Выходное поле | Описание |
|---|---|
Status | Данное поле ограничивается посредством домена перечисленных ниже значений (их кодированные значения указаны в скобках).
По завершении операции расчета статус может быть изменен с помощью одного из приведенных ниже значений статуса.
|
Слой объектов Линейные барьеры
В то время как точечные барьеры привязываются к ближайшему ребру или соединению, линейные барьеры не замыкаются на сеть. Линейные барьеры должны накладываться на ребра и соединения, чтобы воздействовать на них.
Если линейный барьер предназначен для разрезания сетевых элементов и блокирования перемещения в месте, в котором барьер пересекает ребра и соединения, в сеансе редактирования нужно создать линейный объект и загрузить его в класс линейных барьеров.
Свойства линейных барьеров
В следующей таблице описываются свойства линейных барьеров:
Поля ввода линейных барьеров
| Входное поле | Описание |
|---|---|
ObjectID | Управляемое системой поле ID. |
Name | Имя объекта сетевого анализа. |
BarrierType | Указывает, ограничивает ли барьер перемещение полностью или масштабирует стоимость прохождения через него. Доступны следующие опции:
|
Attr_[Cost] (Например, Attr_Minutes, где Minutes - это атрибут стоимости сети.) | Это свойство является специфичным для барьеров с масштабированной стоимостью. Это тот коэффициент, на который умножается стоимость для ребер, целиком находящихся под барьером. Значения должны быть равны нулю или больше нуля; при этом обратите внимание, что, если задать нулевое значение, то механизм расчета, скорее всего, вернет бессмысленный результат, так как соответствующие ребра становятся свободными для прохождения. Рекомендуется использовать значения, большие нуля. |
Класс объектов Полигональные барьеры
Полигональные барьеры похожи на линейные в том, что они не замыкаются на сети. Полигональные барьеры должны накладываться на ребра и соединения, чтобы воздействовать на них.
Свойства полигональных барьеров
Свойства полигональных барьеров идентичны свойствам линейных барьеров и описываются в следующей таблице:
Поля ввода полигональных барьеров
| Входное поле | Описание |
|---|---|
ObjectID | Управляемое системой поле ID. |
Name | Имя объекта сетевого анализа. |
BarrierType | Указывает, ограничивает ли барьер перемещение полностью или масштабирует стоимость прохождения через него. Доступны следующие опции:
|
Attr_[Cost] (Например, Attr_Minutes, где Minutes - это атрибут стоимости сети.) | Это свойство является специфичным для барьеров с масштабированной стоимостью. Это тот коэффициент, на который умножается стоимость для ребер, целиком находящихся под барьером. Значения должны быть равны нулю или больше нуля; при этом обратите внимание, что, если задать нулевое значение, то механизм расчета, скорее всего, вернет бессмысленный результат, так как соответствующие ребра становятся свободными для прохождения. Рекомендуется использовать значения, большие нуля. |
Приоритет перекрывающихся объектов
При перекрывании двух или более барьеров модуль ArcGIS Network Analyst выполняет набор правил для обеспечения надлежащего поведения и результатов.
- Ограничительные барьеры обладают приоритетом над барьерами дополнительной стоимости и барьерами масштабируемой стоимости.
- В случае совпадения двух или более барьеров дополнительной стоимости значения Attr_[Cost] добавляются к каждому типу стоимости.
- В случае перекрытия двух или нескольких барьеров масштабируемой стоимости значения Attr_[Cost] умножаются друг на друга для каждого типа стоимости и умножаются на соответствующую стоимость покрываемой части нижележащего ребра.
- При перекрывании и барьеров дополнительной стоимости, и барьеров масштабируемой стоимости барьеры масштабируемой стоимости сначала умножаются на покрываемые части нижележащего ребра. Затем это произведение добавляется к соответствующим значениям Attr_[Cost] барьеров дополнительной стоимости.
Методы создания барьеров
В этом разделе приводится описание некоторых предусмотренных опций создания барьеров, а также их преимуществ и недостатков, чтобы помочь вам понять разные подходы и выбрать тот, который лучше всего соответствует вашим потребностям.
Точечные барьеры связаны только с одним сетевым элементом, даже если он совпадает с другим элементом. В качестве альтернативы линейные и полигональные барьеры по умолчанию влияют на все сетевые элементы, покрываемые ими. Если какой-либо сетевой элемент за линейным или полигональным барьером не учтен, это может привести к непредвиденным последствиям. Например, если дорога на эстакаде ремонтируется и к эстакаде добавлен ограничительный линейный объект, будет ограничено движение как по участку эстакады, так и по проходящей под ней дороге. Это вызвано тем, что линейный барьер касается обеих дорог в двумерном пространстве. Необходимо тщательно продумать способ создания объектов.
Ниже приведены несколько дополнительных способов разрешения ситуации с эстакадой, описанной выше, при помощи которых можно перекрыть движение по эстакаде без необходимости блокирования расположенной ниже дороги.
Использовать точечный барьер - линейный барьер на эстакаде можно заменить точечным, для свойства которого FullEdge задано значение true. Свойство FullEdge установит ограничение для всего ребра, а так как в качестве барьера установлен точечный барьер, ограничение будет распространяться только на ребро, на котором он находится.
Однако необходимо помнить, что точечные барьеры с полным ребром нельзя настроить таким образом, чтобы они воздействовали только на второстепенный участок ребра. Наблюдается некоторая потеря точности по сравнению с линейными барьерами, которые могут покрыть и повлиять на второстепенные участки. Кроме того, визуализация точечного барьера может быть обманчивой, так как барьер отображается в виде точки, но в действительности ограничивает все ребро.
Использовать среду редактирования - для обеспечения действительного соответствия линейного барьера ребру, подобному тому, которое представляет эстакаду, можно создать линейный объект в среде редактирования, в которой можно выполнить трассировку исходного объекта. Затем новый совпадающий линейный объект может быть загружен в класс линейных барьеров.
Необходимо аккуратное редактирование, которое позволит избежать ограничения движения на дороге под эстакадой. Например, можно создать один линейный объект на эстакаде, построить буфер вокруг дороги, расположенной ниже, а затем вырезать область буфера. Это создаст две линии с каждой стороны дороги, которые могут быть загружены в класс линейных барьеров. Другой вариант — просто трассировать два ребра на эстакаде, по одному с каждой стороны от расположенной ниже дороги. Для этого требуется несколько больше усилий, но визуализация эффектов, которые имеются у барьеров в сети, является четкой, так как задействованные элементы покрываются линейным барьером.
В разных сценариях также могут оказаться ценными другие способы создания линейных барьеров. Ниже приведены примеры:
- Загрузить выбранные объекты - Выберите объекты, например улицы, и загрузите их в класс барьеров. Это обеспечит совпадение линейных барьеров и улицы.
- Загрузить маршрут из другого сетевого анализа - В другом слое сетевого анализа создайте маршрут, а затем загрузите его обратно в первоначальный слой анализа в виде линейного барьера. Этот способ обеспечивает совпадение барьера и улиц, и вместо покрытия ребер только полностью, он обеспечивает гибкость для создания линейных барьеров, которые могут покрывать ребра лишь частично.