مقدمه
تجزیه و تحلیل شبکه فرآیندی برای حل مسئله عملی با تجزیه و تحلیل در مدل شبکه است، مانند تجزیه و تحلیل مسیر، تجزیه و تحلیل منطقه خدمات و یافتن نزدیکترین تسهیلات. در حال حاضر تحلیل شبکه به طور گسترده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفته است. ما به شما چند نمونه از جمله ناوبری الکترونیکی، مخابرات، حمل و نقل، گردشگری می پردازیم. همانطور که همه می دانیم، در دنیای اطلاعات جغرافیایی، زیرساخت های عمومی (تاسیسات برق، مخابرات، شبکه تلویزیون کابلی، ترافیک جاده ها، شبکه آب و غیره) به عنوان یک سیستم شبکه متشکل از خطوط به هم پیوسته زیادی انتزاع می شود. تا زمانی که یک سیستم شبکه ای داشته باشند که نیاز به مدیریت و تحلیل فضایی داشته باشند، می توانند از این راه حل بهره ببرند.
تجزیه و تحلیل شبکه، تجارت و خدمات عمومی و همچنین زندگی روزمره ما را تسهیل می کند. نتیجه تجزیه و تحلیل می تواند یک پیشنهاد اجرایی موثر برای کمک به کاربر برای تصمیم گیری منطقی ارائه دهد. تجزیه و تحلیل شبکه می تواند به حل مشکلات عملی زیر کمک کند:
- کوتاه ترین مسیر از نقطه A تا نقطه B چیست؟
- در جاذبه های توریستی، چگونه می توان سفره ای را انتخاب کرد که بیشترین نقاط دیدنی را در یک زمان خاص پشت سر بگذارد؟
- محدوده پوشش مشتریان یک سوپرمارکت تازه افتتاح شده چقدر است؟
- چگونه می توان ماشین آتش نشانی اخیر را برای نجات در صورت آتش سوزی اعزام کرد؟
- چگونه یک توزیع کننده می تواند تمام وظایف تحویل خود را در کوتاه ترین زمان انجام دهد؟
مرحله فنی
۱٫ ساخت مدل شبکه
اولین قدم برای دستیابی به تحلیل شبکه، ایجاد مجموعه داده مدل شبکه است. تجزیه و تحلیل شبکه نمی تواند اجرا شود اگر آن را فقط برای مجموعه داده خط اجرا کنیم، باید یک مجموعه داده مدل شبکه از آن ایجاد کنیم. دو نوع مدل شبکه SuperMap وجود دارد: مدل شبکه حمل و نقل و مدل شبکه امکانات عمومی. هر دو مدل را می توان با شبکه دو بعدی و شبکه سه بعدی نشان داد.
تفاوت اصلی بین دو مدل شبکه به شرح زیر است:
- مدل شبکه حمل و نقل یک شبکه غیر جهت دار است و رایج ترین آن شبکه حمل و نقل مسیر است. تحلیل شبکه ترافیک معمولاً برای جستجوی مسیر و مکان یابی استفاده می شود.
- در حالی که مدل شبکه تسهیلات یک شبکه جهت دار است که معمولاً شامل خطوط لوله گاز طبیعی، رودخانه ها و غیره می باشد. در این وبینار به طور عمده به مدل شبکه ترافیک می پردازیم.
اساساً شبکه مدلی است که از گروهی از کمان‌ها، گره‌ها و ویژگی‌های آنها به هم مرتبط هستند. این شبکه می تواند جاده های دنیای واقعی، خط لوله و غیره را بیان کند.
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، شبکه نه تنها دارای رابطه توپولوژیکی انتزاعی بین قوس و گره است، بلکه دارای ویژگی مکان هندسی و ویژگی ویژگی جغرافیایی داده های مکانی GIS است. منظور ما از رابطه توپولوژیکی چیست؟ رابطه توپولوژیکی همبستگی متقابل بین شی جغرافیایی در موقعیت مکانی است، مانند رابطه اتصال گره ها و خطوط، و خطوط و چندضلعی ها.
بنابراین، موارد زیر مفاهیم اساسی درگیر در مدل شبکه را شرح می دهد. آن ها هستند
- گره ها، که مکان هایی هستند که قوس ها به شبکه متصل می شوند
- قوس ها، قطعه قوس لبه ای در شبکه است که توسط گره ها با سایر کمان ها متصل می شود.
- مقاومت شبکه، که هزینه گره ها و کمان هایی است که اساساً در فیلد ویژگی به عنوان فیلد مقاومت ذخیره می شود.
- نقطه مرکزی
- لبه های مانع و نقاط مانع
- میز چرخشی که باعث صرفه جویی در هزینه چرخش می شود. چرخش خود فرآیندی است که یک قوس از گره میانی عبور می کند تا به قوس مجاور برسد
برای ایجاد یک مدل شبکه، باید قبل از ساخت داده های شبکه، آماده سازی زیر را انجام دهیم
ابتدا مجموعه داده ساخت داده های شبکه را آماده کنید. مجموعه داده نقطه ای، مجموعه داده خطی و مجموعه داده شبکه را می توان برای ساخت داده های شبکه استفاده کرد. که در آن، داده های نقطه ای اختیاری است، حتی اگر داده های نقطه ای را انتخاب نکنید، همچنان می توانید یک مجموعه داده شبکه بسازید.
دوم، اطلاعات میدانی مجموعه داده شبکه را آماده کنید. باید اطمینان حاصل کنید که داده‌های خطی برای ساخت شبکه حاوی فیلدی است که مقاومت شبکه را نشان می‌دهد، مانند فیلدهایی که اطلاعات زمان و فاصله را نشان می‌دهند. از این مقاومت می توان بعداً به عنوان وزنه استفاده کرد. اگر می‌خواهید تحلیل مسیر را انجام دهید و می‌خواهید اطلاعات متنی جدول مسیر را تولید کنید، لطفاً مطمئن شوید که داده‌های خط برای ساخت شبکه حاوی فیلدهای دستورالعمل مورد نیاز مانند نام جاده یا نام سایت باشد.
۲٫ تحلیل مسیر بهینه
اکنون تحلیل مسیر بهینه را انجام خواهیم داد. تحلیل مسیر بهینه یکی از عملکردهای رایج تحلیل شبکه است. تحلیل مسیر بهینه برای یافتن مسیر کمترین مقاومت بین دو نقطه در شبکه استفاده می شود. کمترین مقاومت معنای متفاوتی دارد: مانند مواردی که بر اساس یک عامل واحد مانند کوتاهترین زمان، کمترین هزینه، بهترین شرایط ترافیکی یا موارد دیگر هستند. کوتاه ترین مسیر یک مورد خاص از تک عامل مسیر بهینه است.
اگر پارامترهای لبه‌ها را بررسی کنیم، شکل اول تفاوت نتیجه تحلیل مسیر بهینه را نشان می‌دهد. این پارامترها مسیر را با کمترین تعداد یال تجزیه و تحلیل خواهند کرد. به عنوان مثال، تعداد یال های مسیر قرمز کمتر از تعداد یال های مسیر سبز است. اما در واقع، طول کلی مسیرهای حاصل ممکن است کوتاهترین نباشد.
قبل از انجام هرگونه تحلیل شبکه بر اساس مجموعه داده شبکه، باید تنظیمات محیط را تنظیم کنیم. پنجره تنظیمات محیط برای تنظیم پارامترهای کلی تحلیل شبکه استفاده می شود.
۳٫ مشکل فروشنده دوره گرد (TSP)
تجزیه و تحلیل مسئله فروشنده دوره گرد (TSP) تجزیه و تحلیل مسیر نامرتب است. تجزیه و تحلیل TSP می تواند تجزیه و تحلیل TSP می تواند ترتیب بازدید از گره ها را تعیین کند و هدف آن بدست آوردن حداقل (یا نزدیک به حداقل) مجموع امپدانس های مسیر سفر است.
تفاوت بین تجزیه و تحلیل TSP و تحلیل مسیر بهینه در روش بازدید از تمام گره های شبکه است. اولی می تواند ترتیب بازدید از گره ها را تعیین کند، اما دومی باید گره ها را طبق ترتیب مشخص شده بازدید کند. شکل نشان می دهد که تحلیل مسیر بهینه از توقف ۱ تا توقف ۲ خواهد بود، در حالی که تحلیل TSP از توقف ۱ تا توقف ۴ خواهد بود، زیرا این کوتاه ترین فاصله است.
۴٫ نزدیکترین تجزیه و تحلیل تسهیلات
مفهوم اصلی تحلیل نزدیکترین تسهیلات، یافتن نزدیکترین نقطه تسهیلات به نقطه شناخته شده (نقطه رویداد) است. شما می توانید یک یا چند نقطه تسهیلات را پیدا کنید که با حداقل هزینه می توانید به آنها دسترسی پیدا کنید. نتیجه تجزیه و تحلیل مسیر بهینه بین نقطه رویداد تا نقطه تسهیلات است. به عنوان مثال، یک حادثه رانندگی رخ می دهد، مجروحان باید ظرف مدت ۱۰ دقیقه برای درمان اورژانسی به نزدیکترین بیمارستان اعزام شوند، بیمارستان های اطراف که در عرض ۱۰ دقیقه نمی توان به آنها رسید، مورد توجه قرار نمی گیرد. در این حالت محل حادثه یک نقطه رویداد و بیمارستان های اطراف آن نقاط تاسیساتی هستند. در اصل، پرس و جوی نزدیکترین تسهیلات نیز تحلیل مسیر است. در حین تجزیه و تحلیل، باید بخش هایی را در نظر بگیریم که دارای نقاط مانع و لبه های مانع هستند که نمی توان از آنها عبور کرد.
۵٫ تجزیه و تحلیل منطقه خدمات
تجزیه و تحلیل منطقه خدماتی برای یافتن مشروط محدوده منطقه خدماتی است که ایستگاه های خدمات مشخص شده می توانند ارائه دهند. ابتدا باید دو مفهوم اساسی را درک کنید:
- ایستگاه های خدمات: نقطه مرکزی خدمات، ارائه مکان خدمات، مانند سوپرمارکت، اداره پست، بیمارستان اجتماعی و غیره
- ناحیه سرویس: ناحیه ای که در یک امپدانس معین نقطه مشخصی را به عنوان مرکز می گیرد و شامل تمام لبه های قابل دسترسی است. به طور ساده، به منطقه ای اطلاق می شود که با توجه به برخی شرایط خاص، برای ارائه یک سرویس خاص، به عنوان مثال، منطقه تحت کنترل یک ایستگاه پلیس محلی بر اساس تقسیمات اداری، به آن خدمات ارائه می شود.
در تجزیه و تحلیل شبکه، گره های شبکه با منابع به عنوان ایستگاه های سرویس انتزاع می شوند، حداکثر فاصله ایستگاه های سرویس به عنوان شعاع سرویس انتزاع می شود. در نتایج تجزیه و تحلیل می توانید شبکه خدمات و منطقه خدمات (چند ضلعی) را دریافت کنید. تجزیه و تحلیل عموماً برای ارزیابی و تجزیه و تحلیل دامنه خدمات تأسیسات عمومی از نظر مسیر مانند اداره پست، بیمارستان، سوپرمارکت و غیره استفاده می شود تا مرجعی برای انتخاب مکان بهینه تأسیسات عمومی ارائه شود.
۶٫ تجزیه و تحلیل مکان-تخصیص
تخصیص مکان عبارت است از انتخاب مکان بهینه برای یک یا چند ارائه دهنده خدمات در یک منطقه خاص، به طوری که امکانات یکی از مقرون به صرفه ترین راه ها برای ارائه خدمات و کالاها باشد. مکان – تخصیص چیزی بیش از نحوه مکان یابی است، که همچنین نیاز به تخصیص خواسته های نقاط خواستار به منطقه خدماتی مناسب دارد.
به عنوان مثال: یک شهر دارای ۱۵ بیمارستان است که توزیع آنها در شکل زیر نشان داده شده است. اکنون می خواهید از بین ۱۵ بیمارستان، ۷ بیمارستان را به عنوان بیمارستان های متمرکز شهر برای معاینه فیزیکی آزمون ورودی انتخاب کنید. برای تسهیل معاینه فیزیکی داوطلبان باید تا حد امکان مناطق را پوشش دهد. شما ۷ مکان بهینه از ۱۵ بیمارستان را برای معاینه فیزیکی انتخاب خواهید کرد (همانطور که در شکل سمت چپ نشان داده شده است، نماد قرمز نشان دهنده ۱۵ بیمارستان است). بیمارستان معاینه فیزیکی باید اطمینان حاصل کند که کمتر از ۳۰ دقیقه پیاده روی یا سواری برای داوطلبان طول می کشد. بر اساس این شرایط، تجزیه و تحلیل مکان-تخصیص بهترین مکان ها را نشان می دهد و محدوده خدمات هر بیمارستان را دور می زند (همانطور که در شکل سمت راست نشان داده شده است، نقاط نشان داده شده با رنگ های مختلف نشان دهنده ۷ مکان بهینه برای معاینه فیزیکی است).
مزایایی که می توانیم داشته باشیم
SuperMap تجزیه و تحلیل ترافیک مختلفی را ارائه می دهد که بینش مکان را بر اساس مسیریابی و تجزیه و تحلیل شبکه افزایش می دهد. به عنوان یکی از اجزای اصلی در نقشه پایه، جاده ای که در یک مجموعه داده خطی نگهداری می شود، یک شی قدرتمند برای ارائه راه حل ناملموس به شما است، زمانی که با موفقیت آن ها را تجزیه و تحلیل کنید، به ملموس تبدیل می شود. علاوه بر این، هر دو فرآیند و نتیجه برای انجام در ترمینال های مختلف مانند دسکتاپ (iDesktop)، برنامه موبایل (iMovile و iTablet)، و همچنین مبتنی بر وب (iServer و iClient) در دسترس هستند.