Netzwerkattribute

Netzwerkattribute sind Eigenschaften von Netzwerkelementen, die die Möglichkeit zur Erstellung von Polygonzügen innerhalb des Netzwerks steuern. Beispiele für Attribute sind die Zeit, die für einen bestimmten Straßenabschnitt benötigt wird, Angaben darüber, welche Straßen für welche Fahrzeuge eingeschränkt sind, Geschwindigkeiten für bestimmte Straßen und Einbahnstraßen.

Netzwerkattribute weisen fünf grundlegende Eigenschaften auf: Name, Verwendungstyp, Einheiten, Datentyp und standardmäßige Verwendung. Zudem verfügen sie über eine Gruppe von Zuweisungen, die die Werte für die Elemente definieren:

• Der Verwendungstyp gibt an, wie das Attribut während der Analyse verwendet wird, die als Analyse von Kosten, Deskriptoren, Einschränkungen oder Hierarchie identifiziert wird.
• Einheiten eines Kostenattributs sind entweder Entfernungs- oder Zeiteinheiten (z. B. Zentimeter, Meter, Meilen, Minuten und Sekunden).

  Deskriptoren, Hierarchien und Einschränkungen haben unbekannte Einheiten.

• Datentypen können entweder als Boolesche, Integer-, Float- oder Double-Typen auftreten.

  Kostenattribute können nicht vom Booleschen Datentyp sein. Einschränkungen sind immer vom Booleschen Typ, wohingegen eine Hierarchie immer ein Integer-Typ ist.

• Durch die Einstellung Als Standard verwenden werden diese Attribute für einen neu erstellten Netzwerkanalyse-Layer automatisch festgelegt.

  Wenn ein Kosten-, Restriktions- oder Hierarchieattribut als Standard festgelegt wird, wird für die Netzwerkanalyse-Layer, die basierend auf dem Netzwerk-Dataset erstellt werden, automatisch dieses Attribut verwendet. Im Netzwerk-Dataset kann nur ein Kostenattribut für die standardmäßige Verwendung festgelegt werden. Deskriptor-Attribute können nicht standardmäßig verwendet werden.

Netzwerkattribute werden entweder im Assistenten Neues Netzwerk-Dataset (beim Definieren eines neuen Netzwerks) oder im Dialogfeld Eigenschaften: Netzwerk-Dataset auf der Registerkarte Attribute erstellt. Um Netzwerkattribute zu erstellen, müssen Sie zunächst den Namen des Attributs, seine Verwendung, seine Einheiten und seinen Datentyp definieren. Als Nächstes weisen Sie jeder Quelle, die beim Berechnen des Netzwerk-Datasets Werte für das Netzwerkattribut bereitstellt, Evaluatoren zu. Wählen Sie hierfür das Attribut aus, und klicken Sie auf Evaluatoren.

Weitere Informationen zu den in einem Netzwerk verwendeten Evaluator-Typen

Netzwerkattribute können auch Parameter aufweisen, die von den zugehörigen Evaluatoren verwendet werden können. Parameter ermöglichen eine dynamische Analyse mit Netzwerkattributen durch Modellieren von Eigenschaften wie LKW-Höhe oder -Gewicht, Wetterfaktoren oder Strömungsgeschwindigkeiten. Restriktionsattribute verfügen immer über einen Parameter mit dem Namen "+++Restriction Usage+++".

Weitere Informationen zum Verwenden von Parametern mit Netzwerkattributen

Kosten

Bestimmte Attribute werden zum Messen und Modellieren von Impedanzen verwendet, wie z. B. Fahrzeit (Fahrzeit entlang einer Straße) oder Bedarf (Menge des Mülls, der von einer Straße abgeholt wird). Diese Attribute können entlang einer Kante proportional aufgeteilt werden. Wenn die Fahrzeit z. B. als Kostenattribut modelliert wird, ist zum Durchlaufen einer halben Kante die Hälfte der Zeit erforderlich, die zum Durchlaufen der gesamten Kante benötigt wird: Wenn die Fahrzeit zum Durchlaufen der Kante 3 Minuten beträgt, dauert das Durchlaufen der halben Kante 1,5 Minuten. Wenn Sie eine 1,5-Minuten-Route entlang dieser Kante suchen, wird das Routen-Feature aus der ersten Hälfte des Kanten-Features erstellt.

Die Netzwerkanalyse bezieht häufig während der Berechnung eines Pfades (auch Suchen der besten Route genannt) die Kostenminimierung (Impedanz) mit ein. Beispiele hierfür sind das Suchen der schnellsten Route (Minimierung der Fahrzeit) oder der kürzesten Route (Minimierung der Entfernung). Fahrzeit (Fahrzeit, Laufzeit für Fußgänger) und Entfernung (Meter) zählen ebenfalls zu den Kostenattributen des Netzwerk-Datasets.

Achtung:

Die Solver von Network Analyst unterstützen nicht das Verringern negativer Impedanzwerte. Wenn als Impedanz-Attribut eines Solvers ein Kostenattribut mit negativen Werten verwendet wird, werden die Netzwerkelemente mit negativen Werten durch den Solver als unzulässig behandelt.

Deskriptoren

Deskriptoren sind Attribute, die Charakteristika des Netzwerks oder seiner Elemente beschreiben. Im Gegensatz zu Kosten werden Deskriptoren nicht aufgeteilt. Der Wert ist also noch von der Länge des Kantenelements abhängig. Beispiel: Die Anzahl von Fahrbahnen ist ein Deskriptor in einem Straßennetz. Die Geschwindigkeitsbegrenzung auf Straßen ist ein weiteres Deskriptor-Attribut für ein Straßennetz. Obwohl es sich hierbei nicht um ein Kostenattribut handelt, das als Impedanz verwendet werden kann, kann dieses Attribut in Zusammenhang mit Entfernung verwendet werden, um ein Kostenattribut zu erstellen (z. B. Fahrzeit), das dann als Impedanz verwendet werden kann.

Einschränkungen

Einschränkungen können für einzelne Elemente bestimmt werden, sodass während einer Analyse das Durchlaufen eingeschränkter Elemente vollkommen unzulässig ist, vermieden wird oder sogar bevorzugt wird.

Einschränkungen können zum Zeitpunkt der Berechnung mithilfe von Kontrollkästchen aktiviert und deaktiviert werden. Darüber hinaus können Sie eine Einschränkung aktivieren, das Element jedoch nur dann wirklich einschränken, wenn ein eingegebener Wert zum Zeitpunkt der Berechnung bestimmte Kriterien erfüllt. Wenn ein Fahrzeug, für das Sie zurzeit eine Route erstellen, ein bestimmtes Gewicht überschreitet, können Sie auf diese Weise eine Gewichtungseinschränkung aktivieren, das Gewicht des Fahrzeuges eingeben und die Berechnung durchführen. Von Network Analyst wird dann die beste Route gesucht, auf der Straßen ausgeschlossen werden, auf denen die Gewichtsobergrenze überschritten würde.

Weitere Informationen zum Festlegen von Einschränkungen als Parameter für die Routenanalyse

In allen Fällen wird ein Restriktionsattribut mit einem booleschen Datentyp definiert, sodass jedes Netzwerkelement entweder über die Einschränkung verfügt (der boolesche Wert ergibt "true") oder nicht über die Einschränkung verfügt (der boolesche Wert ergibt "false"). Allen Restriktionsattributen wird automatisch ein Parameter "+++Restriction Usage+++" hinzugefügt. Sie können jedoch bei Bedarf weitere Parameter hinzufügen. Der Parameter "+++Restriction Usage+++" kann in ArcGIS for Desktop auf einen der folgenden sieben Werte festgelegt werden:

• +++Prohibit+++
• +++Avoid: High+++
• +++Avoid: Medium+++
• +++Avoid: Low+++
• +++Prefer: Low+++
• +++Prefer: Medium+++
• +++Prefer: High+++

Der diesem Parameter zugewiesene Wert bestimmt, ob durch das Restriktionsattribut die damit verknüpften Netzwerkelemente verhindert, vermieden oder bevorzugt werden. Weiterhin kann der Grad, zu dem Netzwerkelemente vermieden oder bevorzugt werden, durch "Hoch", "Mittel" oder "Niedrig" definiert werden. In den drei folgenden Unterabschnitten werden die allgemeinen Einschränkungsverwendungen vorgestellt.

Verhindern von Netzwerkelementen

Am häufigsten werden Einschränkungen verwendet, um das Durchfahren zu verhindern. Beispiel: Mit einem Restriktionsattribut können Sie Einbahnstraßen modellieren, sodass die Straße nur in einer Richtung durchfahren werden kann, nicht jedoch in der umgekehrten Richtung. Auf ähnliche Weise kann durch ein Restriktionsattribut ein Durchfahren auf Gehwegen völlig verhindert werden, sodass die als Gehwege gekennzeichneten Netzwerkelemente aus allen Routen für motorisierte Fahrzeuge ausgeschlossen werden.

Vermeiden von Netzwerkelementen

Statt das Durchfahren bei bestimmten Netzwerkelementen zu verhindern, können Sie eine Verhinderungs-Einschränkung teilweise lockern. Dadurch wird das Durchfahren der Elemente durch den Solver vermieden, sofern dies nicht unmöglich oder zu kostenaufwändig ist. Wenn Sie z. B. Routen für gewerbliche Lieferfahrzeuge erstellen und vermeiden möchten, dass sie auf Privatstraßen fahren, können Sie ein Restriktionsattribut verwenden und den Parameter "+++Restriction Usage+++" auf "+++Avoid+++" festlegen. Auf diese Weise werden Privatstraßen in den meisten Fällen vermieden, wenn eine Zustellung jedoch zufällig auf einer Privatstraße erfolgen muss, kann das Ziel dennoch auf dieser Route erreicht werden. Wenn das Vermeiden einer Privatstraße auf dem Weg zu einem Stopp zu kostspielig ist (das heißt, der Umweg um die Privatstraße zu lang ist), wird die Störung ebenfalls durch den Solver zugelassen und das Fahrzeug über die Privatstraße geleitet.

Vorziehen von Netzwerkelementen

Der dritte Typ des Restriktionsattributs ist eine Bevorzugungs-Einschränkung. Obwohl dies der Bezeichnung "Einschränkung" widerspricht, werden Netzwerkelemente durch eine Bevorzugungs-Einschränkung attraktiver für einen Solver, sodass die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass sie in die Ergebnisse einbezogen werden. Betrachten Sie das Beispiel eines Lastwagens, der gefährliche Materialien (Gefahrgut) geladen hat. Auf manchen Straßen ist das Transportieren von Gefahrgut unzulässig, auf anderen ist es zulässig, und auf wieder anderen wird es bevorzugt, da ein Unfall auf diesen Straßen von Notfallhelfern am einfachsten zu erreichen und zu kontrollieren wäre. Sie können diese Regeln modellieren, indem Sie ein Restriktionsattribut mit einem Wert für "+++Restriction Usage+++" von "+++Prohibit+++" für die Straßen konfigurieren, auf denen das Transportieren von Gefahrgut unzulässig ist, und ein weiteres Restriktionsattribut mit einem Wert für "+++Restriction Usage+++" von "+++Prefer+++" für die Straßen konfigurieren, auf denen Gefahrguttransporte bevorzugt werden. Dies führt dazu, dass die Fahrzeuge nie auf unzulässige Straßen geleitet und meist auf bevorzugte Straßen geleitet werden.

Hierarchie

Hierarchie ist die Reihenfolge oder Rangstufe, die Netzwerkelementen zugewiesen wird. Ein Straßennetz kann über ein Attribut für die Quellen-Features verfügen, durch das die Straßen in drei (oder mehr) Klassen unterteilt werden, z. B. lokal, sekundär, und primär. Sie können dieses Attribut für die Quellen-Features verwenden, um ein Hierarchieattribut für das Netzwerk-Dataset zu erstellen.

Wenn ein Hierarchieattribut vorhanden ist, können Sie beim Berechnen einer Netzwerkanalyse auswählen, ob es verwendet oder ignoriert werden soll.

Durch Verwenden einer Hierarchie verringert sich meist der Zeitaufwand zum Berechnen einer Analyse über ein großes Netzwerk hinweg. Es wird außerdem simuliert, wie Fahrer im Allgemeinen Autobahnen und Fernstraßen auswählen, da das Navigieren auf höherwertigen Straßen besser vorherzusagen und einfacher als auf niederwertigen Straßen ist. Der Nachteil von hierarchischen Berechnungen ist, dass sie nicht genau sind. Das heißt, durch Ignorieren der Hierarchie lassen sich möglicherweise die Fahrzeit und Entfernung weiter verringern.

Weitere Informationen zum Ausführen einer Netzwerkanalyse mit Hierarchie