網(wǎng)絡(luò)分析概述和主要功能

網(wǎng)絡(luò)分析概述和主要功能目錄CONTENTS二、主要功能一、網(wǎng)絡(luò)分析概述一、網(wǎng)絡(luò)分析概述網(wǎng)絡(luò)分析是運(yùn)籌學(xué)模型中的一個(gè)基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運(yùn)行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運(yùn)輸費(fèi)用最低等。其基本思想在于人類活動(dòng)總是趨于按一定目標(biāo)選擇達(dá)到最佳效果的空間位置。網(wǎng)絡(luò)分析是空間分析的一個(gè)重要方面，它依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（線性實(shí)體之間，線性實(shí)體與節(jié)點(diǎn)之間，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié)、聯(lián)通關(guān)系）通過考查網(wǎng)絡(luò)元素的空間和屬性數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的分析計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)分析是電子地圖的重要分析功能，其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本組成部分和屬性如下：網(wǎng)絡(luò)分析概述一、項(xiàng)目概況1、連通路線或鏈（link）

網(wǎng)絡(luò)中的鏈?zhǔn)乾F(xiàn)實(shí)中各種線路的抽象，是網(wǎng)絡(luò)中資源流動(dòng)的線路，如道路、河流、管線等。它構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)模型的框架，可以用線來表示，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求。2、節(jié)點(diǎn)（node）

節(jié)點(diǎn)即網(wǎng)絡(luò)鏈與網(wǎng)絡(luò)鏈之間的連接點(diǎn)，如港口、車站、道路的交叉路口、電站等。其狀態(tài)屬性包括節(jié)點(diǎn)上的資源數(shù)量等。3、障礙（barrier）

障礙即網(wǎng)絡(luò)中資源不能通過的點(diǎn)，可能是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，也可能是網(wǎng)絡(luò)邊上的某個(gè)點(diǎn)，表示該網(wǎng)絡(luò)不能通行。網(wǎng)絡(luò)分析概述4、拐點(diǎn)（turn）

拐點(diǎn)即網(wǎng)絡(luò)鏈的分割節(jié)點(diǎn)，表示了網(wǎng)絡(luò)鏈與網(wǎng)絡(luò)鏈之間的關(guān)系。其狀態(tài)屬性包括阻力，如在很多大城市的十字路口禁止左拐。5、中心（center）

中心是網(wǎng)絡(luò)中具有一定容量，能夠從鏈上獲取資源發(fā)散資源的節(jié)點(diǎn)。如水庫、商業(yè)中心、電站等，其狀態(tài)屬性包括資源容量（如總量）、阻力限額（中心到鏈的最大距離或時(shí)間限制）。6、站點(diǎn)（stop）

站點(diǎn)是在路徑選擇中拾起或放下資源的節(jié)點(diǎn)。如公共汽車站點(diǎn)等。其狀態(tài)屬性包括資源需求，如經(jīng)過某個(gè)站點(diǎn)不同線路公交車的數(shù)量。

除了基本的組成部分外，有時(shí)還要增加一些特殊結(jié)構(gòu)，如鄰接點(diǎn)沒有什么實(shí)際意義，不代表任何有意義的實(shí)體，只是進(jìn)行路徑分析的需要，人為加上去的輔助信息。網(wǎng)絡(luò)分析概述二、網(wǎng)絡(luò)分析主要功能一、項(xiàng)目概況網(wǎng)絡(luò)分析主要功能1、路徑分析在電子地圖中，路徑分析是指：在指定的網(wǎng)絡(luò)中，按照指定的要求，求出給定兩點(diǎn)之間符合要求的路徑。路徑分析作為網(wǎng)絡(luò)分析的重點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。例如在城市規(guī)劃中，通信線路的鋪設(shè)，交通管理線路的確定，車輛導(dǎo)航等。一、項(xiàng)目概況網(wǎng)絡(luò)分析主要功能(1)最短路徑方程在歐氏空間E2中，設(shè)x，y，z為任意三點(diǎn)，令d(x,y)為x→y的距離，則有d(x,y)≤d(x,z)+（z,y）,當(dāng)且僅當(dāng)z在x,y的連線上時(shí)等式成立。類似地，令dk為頂點(diǎn)vi到vj的最短路徑長度，wij為vi到vj上的權(quán)值，對(duì)于（vi，vj）不屬于E的頂點(diǎn)對(duì)，令wij=∞,顯然：并且，當(dāng)且僅當(dāng)邊（vj，vk）在v1到vk的最短路徑上時(shí)，等式成立。由于dk是v1到vk的最短路徑，設(shè)該路徑的最后一段弧為（vj，vk）則由局部與整體的關(guān)系，路的前一段v1到vj的長度也必為從v1到vj的最短路徑。這個(gè)整體最優(yōu)則局部也最優(yōu)的原理正是最短路徑算法設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。這就是最短路徑方程，然而直接求解此方程比較困難，目前幾乎所有的最短路徑算法都是圍繞著怎樣解這個(gè)方程的問題。網(wǎng)絡(luò)分析主要功能(2)兩類最短路徑問題若一條邊（vi，vj）的權(quán)值表示它的長度，道路u={e1,e2,…,ek}的長度即為u上所有邊的長度之和,.在賦權(quán)圖中給定一個(gè)頂點(diǎn)vi（稱為起點(diǎn)）和vj（稱為終點(diǎn)），所謂最短路徑問題就是在vi和vj之間的所有路徑中，尋求長度最小的路徑，這樣的路徑稱為從vi到vj的最短路徑。其中，第一個(gè)頂點(diǎn)和最后一個(gè)頂點(diǎn)相同的路徑稱為回路或環(huán)（cycle）,而頂點(diǎn)不重復(fù)出現(xiàn)的路徑稱為簡單路徑。最短路徑算法?？煞譃閮纱箢悾簡卧袋c(diǎn)間的最短路徑算法（singlesourceshortestpath）和所有點(diǎn)對(duì)間的最短路徑算法（allpairsshortestpath）。后者是在整個(gè)算法中，求得所有點(diǎn)間的最短距離。而前者僅求得一點(diǎn)到其他點(diǎn)的最短路徑。網(wǎng)絡(luò)分析主要功能2、資源分配資源分配網(wǎng)絡(luò)模型由中心點(diǎn)（分配中心或收集中心）及其屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。分配有兩種形式，一種是由分配中心向四周分配，另一種是由四周向收集中心聚集。資源分配的應(yīng)用包括消防站點(diǎn)分布和求援區(qū)劃分、學(xué)校選址、垃圾收集站點(diǎn)分布、停水停電對(duì)區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響估計(jì)等。(1)負(fù)荷設(shè)計(jì)負(fù)荷設(shè)計(jì)可用于估計(jì)排水系統(tǒng)在暴雨期間是否溢流，輸電系統(tǒng)是否超載等。網(wǎng)絡(luò)分析主要功能b時(shí)間和距離估算時(shí)間和距離估算除用于交通時(shí)間和交通距離分析外，還可模擬水、電等資源或能量在網(wǎng)絡(luò)上的距離損耗。網(wǎng)絡(luò)分析的具體門類、對(duì)象、要求變化非常多，一般的GIS軟件往往只能提供一些常用的分析方法，或提供描述網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)模型和存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)庫。其中最常用的方法是線性阻抗