שימוש ברכיב ה-Network Analyst לייעול העבודה הארגונית
במאמר זה נדבר על Network כרשת כבישים ולא כרשת תשתית (לרשתות תשתית קיים פתרון אחר בשם – Geometric Network או Utility Network).
מה זה Network?
Network – רשת, היא מערכת של אלמנטים המחוברים זה לזה. המערכת מורכבת מ-Edges (קווים) וצמתים (נקודות). למערכת סט חוקים הכולל הגדרות כמו:
- חיבוריות – צמתים, גשרים, מנהרות
- עלות – זמן/מרחק
- מגבלות – איסורי פניה, גובה, משקל, חומרים מסוכנים, רכב ציבורי.
* במאמר זה נדבר על Network כרשת כבישים ולא כרשת תשתית (לרשתות תשתית קיים פתרון אחר בשם – geometric network או utility network).
הרחבת Network Analyst:
ההרחבה מאפשרת יצירה ובנייה של רשת כבישים חדשה. כמו כן, ניתן לערוך ולבצע עדכונים ברשת קיימת. ובנוסף מאפשרת ביצוע ניתוחים על גבי הרשת.
באמצעות ההרחבה ניתן ליצור גם רשת מסוג multi – modal המשלבת כמה סוגי רשתות שונים, למשל רשת המשלבת הולכי רגל ותחבורה ציבורית.
ההרחבה קיימת עבור ArcGIS Pro וגם עבור ArcMap. היא מכילה כלים מובנים לעבודה, כליToolbox וגם ניתנת לתפעול עם פייתון. קיימת גם הרחבה ל -Server המאפשרת פרסום Network Services לשימוש ביישומי פורטל, JS API, ויישומי Runtime.
מקור הנתונים:
בניית רשת דרכים מצריכה נתוני דרכים וכבישים. הנתונים צריכים לכלול למשל טווח כתובות עבור כל מקטע בכביש, מהירות מותרת, איסורי פנייה, ומגבלות רשת נוספות. כדי להקל על תהליך בניית הרשת ולהבטיח שתהיה עדכנית ואמינה – מומלץ לרכוש מידע מהימן מספק נתונים ידוע.
ספקי נתונים:
Here – חברה בינלאומית המספקת נתוני מיפוי וניווט בכיסוי עולמי. קיים בישראל צוות מקומי המתחזק את המאגר.
מפה – חברה ישראלית המספקת נתוני מיפוי וניווט בכיסוי ארצי.
ספקי הנתונים הנ"ל מספקים מבנה נתונים המתאים לבניית Network Dataset. המבנה מאפשר ביצוע ניתוחים באמצעות הרחבת Network Analyst. המידע שחברת "Here" ו-"מפה" מספקים הוא Raw data, הכוונה היא שיש לעבד אותו ולבנות ממנו Network Dataset .
סוג נוסף של נתונים הם נתוני Traffic – נתוני תנועה היסטוריים ונתוני תנועה ב – Real Time. הוספת נתוני Traffic היא אופציונלית. ללא נתוני תנועה, חישוב הזמן מבוצע על בסיס מהירות מותרת בכביש. מדובר באיזשהו ממוצע כללי שלא יתן ביטוי לשינויים מהותיים במהלך שעות היום, והימים השונים בשבוע.
נתונים היסטוריים מכילים טבלה עם עומסים ממוצעים לשבוע ממוצע עם נתוני עומס כל 15 דקות. בנתוני זמן אמת העומסים מתעדכנים מטבלה שמעודכנת בזמן אמת בטווחים שונים והחישוב מבוצע על העומס שקיים באותו רגע.
נתוני זמן אמת רלוונטים לאפליקציות שעושות אופטימיזציה למסלולים מיידים.
עבור רשת שנבנתה על סמך נתוני "HERE"- ניתן לעבוד עם נתוניTraffic של חברת Here וחברת Decell.
*בקרוב חברת Here תספק נתוני Real Time בארץ.
עבור רשת שנבנתה על סמך נתוני "מפה"- ניתן לעבוד עם נתוני Traffic של חברת Decell.
Decell – חברה המספקת מידע אודות מצב התנועה בארץ בזמן אמת, וכן בעלת מידע תחבורתי היסטורי עשיר.
בניית רשת – Network Dataset:
הרשת תהיה בנויה מהאלמנטים הבאים:
Line features – שכבה קווית,edges , לרוב תהיה שכבת הרחובות.
Point features – שכבה נקודתית של צמתים, היא מייצגת את מפגשי הקווים.
Turns – שכבה קווית המגדירה כיצד ניתן לנוע בין edge ל-edge.
בתמונה, דוגמא ל – Network Dataset בשם Rounting_ND:
הגדרת חיבוריות:
כאשר יוצרים רשת דו ממדית במטרה לדמות עולם תלת ממדי, במבט על קווים נחתכים לא בהכרח מחוברים (לדוגמא: גשר, מנהרה, מחלף..).
לשם כך דרוש שדה בסט הנתונים שיגדיר את המפלס בו סגמנט אחד יתחבר לסגמנטים אחרים.
הגדרת עלות (Cost):
נהוג להגדיר זמן או מרחק. המרחק אומנם יהיה קבוע לסגמנט, אבל זמן מעבר מקטע יכול להשתנות כתלוי אמצעי התחבורה בו משתמשים.
לדוגמא – זמן נסיעה באופניים, זמן הליכה, זמן נסיעה ברכב חירום.
הגדרת היררכיה (Hierarchy):
ניתן להגדיר היררכיה בכבישים, לרוב אנו נעדיף לנוע בהיררכיה הגבוה ביותר – שם הנסיעה יעילה יותר,מהירה יותר ויש בה פחות מגבלות.
דוגמא – כביש ארצי, כביש אזורי, כביש מקומי.
הגדרת Travel Modes:
בעת בניית הרשת אנו מגדירים Travel Mode, המגדיר סט חוקים שונה עבור משתמשים שונים ברשת.
דוגמאות:
- הולך רגל יכול לנוע גם על רחוב המוגדר נגד כיוון הנסיעה.
- אוטובוס ינוע על נתיב תחבורה ציבורית
- נהג משאית לא יבצע פניות פרסה
*ניתן להגדיר הגדרות ספציפיות נוספות לרשת הכבישים. למשל – האם המסלול יעבור בכביש 6, הנתיב המהיר, מנהרות הכרמל, שטחי AB וכו'..
**עוד על בניית רשת ניתן ללמוד כאן ובסרטון:
סוגי ניתוחי רשת
המערכת מכילה מספר ניתוחי רשת מובנים.
גישה ל-Network Analyst ב -ArcGis Pro :
למי שיש הרחבה – ניגש לניתוחי הרשת דרך לשונית Analysis ונבחר ב- Network analyst. לאחר מכן נבחר אם להשתמש ברשת מקומית או ברשת ה-online.
*שימוש ברשת ה-online צורכת קרדיטים.
אם אין לנו הרחבה ניתן לגשת לכלי ניתוחי הרשת דרך ready to use tools.
Route Analysis:
- מציאת המסלול הקצר ביותר בין שתי נקודות
- מציאת מסלול בין תחנות לפי סדר הנקבע מראש
- מציאת מסלול אופטימלי בין תחנות – בעיית הסוכן הנוסע ((TSP
- מציאת מספר מסלולים בניתוח בודד
*ניתן להגדיר שנקודת ההתחלה תהיה גם נקודת הסיום.
**ניתן להגדיר שהנקודה הראשונה והאחרונה הן קשיחות ושהכלי יעשה אופצטימיזציה לנקודות ביניהן.
Service Area Analysis:
מציאת כיסוי של אזור שירות על סמך מרחק או זמן. בשונה מ-Buffer, אזור השירות יתאר את האזורים אליהם ניתן להגיע על גבי רשת הכבישים.
Closest Facility Analysis:
בהינתן שכבת מתקנים נותני שירות ומקבלי שירות, הניתוח ימצא את המסלול הקצר/המהיר ביניהם.
ניתן לבחור את מספר המתקנים אליהם יווצרו מסלולים וכן את זמן התגובה המקסימלי.
דוגמא: במקרה של שריפה – מציאת תחנות כיבוי האש הקרובות ביותר.
Location-Allocation Analysis:
הקצאה מרחבית של משאבים בהתאם למקורות ודרישה.
מאפשר למשל:
- מציאת מיקום אופטימלי עבור הקמת סניף חדש כתלות בביקוש.
- הקצאת תלמידים לבתי ספר כתלות במרחק וגודל הכיתות.
OD Cost Matrix Analysis:
מציאת מרחקים וזמני נסיעה ממקורות מרובים ליעדים מרובים.
ניתן להגדיר מרחק/זמן חיפוש מקסימלי ואת מספר היעדים.
Vehicle Routing Problem:
פתרונות לוגיסטיים, מציאת מסלולים יעילים עבור צי רכבים תוך אילוצים כמו:
- שעות העבודה וההפסקות של כל נהג
- מגבלת משקל/נפח המשאית
- עצירות לטובת מילוי סחורה
שימוש ב –ArcGIS Online:
סיבות להשתמש בשירותי ה-Online:
- מנוהל ומעודכן ע"י ESRI
- מידע מהימן ואיכותי בכיסוי עולמי (נתוני Here)
- כולל נתונים תנועה היסטוריים ו-LIVE (בחלק מהמקומות)
- לא חייבים להשתמש בהרחבת Network Analyst
- אין צורך ב-Network Dataset (רשת)
- עונה על הצורך לבצע ניתוחי רשת בכמות קטנה ללא רכישת הרחבה ונתונים
הפעולות צורכות קרדיטים
Network Analysis – ArcGIS Online:
ניתן לגשת לכלי ניתוח הרשת דרך לשונית Analysis, תחת Find Locations ותחת Use Proximity.
Directions – ArcGIS Online:
מציאת מסלול בין מספר תחנות, בדומה לכלי Route ב-desktop.
ניתן לעבוד גם דרך Web App Builder וגם דרך יישומים אחרים כמו פיתוחי runtime.
Drive Time Areas – ArcGIS Online:
מציאת השטח אליו ניתן להגיע תוך הגדרת זמן/מרחק.
בדומה לכלי Service Area ב-desktop.
הסבר על צריכת Credits:
שימוש בכלי ניתוחי הרשת של ArcGis Online צורך קרדיטים.
*כדאי להגביל את ההרצה רק לתחום הנראה במפה כדי להגביל את צריכת הקרדיטים.
לקריאה נוספת על צריכת קרדיטים – לחץ כאן.
Network Analysis – ArcMAP:
לבעלי הרחבה, ניתן לגשת לכלי ניתוח הרשת דרך סרגל Network analyst.
למי שאין הרחבה, ניתן לגשת לכלי ניתוח הרשת דרך הקטלוג עם, Ready to use Services מצריך Sign In ל- ArcGis Online.
