How to 10 : การวิเคราะห์โครงข่าย (Network Analysis)

การสร้าง Network Dataset

เป็นชุดข้อมูลที่ใช้ในการจ้าลองโครงข่ายการขนส่ง ซึ่ง สร้างมาจากข้อมูลจุดและเส้น การเลี้ยว และการเชื่อมต่อรูปแบบต่าง ๆ

Network dataset จะจ้าลองโครงข่ายถนนตามข้อมูล และเงื่อนไขที่ ต้องการ เช่น ต้องการวิเคราะห์เส้นทางการขนส่งสินค้า 
ซึ่งต้องเป็น เส้นทางที่สั้นที่สุด เป็นต้น

นอกจากนี้ยังสามารถก้าหนดเงื่อนไขให้ตรงตามสภาพความเป็นจริงได้มากขึ้น 

เช่น จุดห้ามเลี้ยว จุดกลับรถ หรือบริเวณที่ห้ามรถผ่าน

องค์ประกอบของ Network dataset

- เส้น (Edge) ใช้สำหรับเชื่อมต่อองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น แยก

- จุดเชื่อมต่อ (Junction) ใช้สำหรับเชื่อมต่อเส้น และกำหนด ทิศทางของเส้น

- การเลี้ยว (Turn) เป็นตัวกำหนดทิศทางของเส้น

ในแต่ละองค์ประกอบจะต้องใส่ข้อมูลคุณลักษณะเพื่อน้าไปใช้กำหนด เงื่อนไขตามต้องการ

หลักการเชื่อมต่อ (Connectivity)

การเชื่อมต่อแบบกลุ่ม (Connectivity group)

การเชื่อมต่อเส้นภายในโครงข่ายเดียวกัน 

การเชื่อมต่อข้อมูลเส้นถนนต่าง ๆ ในโครงข่ายเดียวกันเข้าด้วยกัน มีวิธีการเชื่อมต่อ 2 รูปแบบ ได้แก่

1. Endpoint connectivity  ข้อมูลเส้นจะถูกเชื่อมต่อที่จุดปลาย เท่านั้น สามารถน้าไปใช้ในการจ้าลองในกรณีที่มีการข้ามผ่านวัตถุ เช่น สะพาน หรืออุโมงค์

2. Vertex connectivity  ข้อมูลเส้นจะถูกแบ่งเป็นเส้นย่อย ๆ ที่ จุดตัดของเส้น

การสร้าง Network Dataset เริ่มจากการเปิดโครงข่ายถนนออกมา 

เปิดดูข้อมูลของชั้นข้อมูลที่เราเปิดขึ้นมา โดยคลิกขวาที่ชั้นข้อมูล จากนั้นเลือก Open Attribute table

ตรวจดูข้อมูลในตารางว่ามีอะไรบ้าง และส่วนไหนที่สามารถนำมาใช้ได้บ้าง โดยข้อมูลนั้นต้องมีชื่อถนน , ระยะทาง , บอกระยะทางในแต่ละเส้น และแต่ว่าจะให้ความเร็วระยะทางเท่าไร 

ต่อมาคือเปิดข้อมูลที่บอกแนวเลี้ยวของถนน หรือกำหนดห้ามเลี้ยว

ทำการ Zoom In เพื่อดูข้อมูล จะสังเกตุว่าชั้นข้อมูลจะเป็นลักษณะทางโค้งต่างๆ รวมถึงจุดกลับรถด้วย

สร้าง Personal Geodatabase โดยการคลิกขวาที่โฟรเดอร์ที่ต้องการ เลือก New > Personal Geodatabase ตั้งชื่อว่า MyNetwork

จากนั้นคลิกขวาที่ Personal Geodatabase เลือกที่ New > Feature Dataset  

ช่อง Name ตั้งชื่อเป็น mynetwork คลิก Next

เลือกค่าพิกัดที่มีอยู่ล้วโดยการคลิกที่ Import 

เลือกค่าพิกัด Streets ที่อยู่ใน Network Analyst > RoadNetwork > Pari.gdb > RoadNetwork > Streets จากนั้นคลิก Add

ช่อง Name ปรากฏชื่อของพิกัดที่ทำการ Import จากนั้นคลิก Next

ใช้พิกัดเดิม จากนั้นคลิก Next

ใช้ค่าพิกัดเดิมจากนั้นคลิก Finish

เมือได้ Feature Dataset แล้วใช้ทำการ Import ข้อมูลเข้ามาโดยการคลิกขวาที่ Feature Dataset > Import > Feature Class (multiple คือการเลือกนำเข้าหลายข้อมูลพร้อมกัน)  

เลือกที่ Import

เลือกข้อมูล ParisTurns , Streets  ที่อยู่ใน Network Analyst > RoadNetwork 
> Pari.gdb > ParisTurns , Streets จากนั้นคลิก Add

ทั้ง 2 ข้อมูลจะปรากฏอยู่ในช่อง Input Features  จากนั้นคลิก OK

จากนั้นคลิกขวาที่ Feature Dataset เลือก New > Network Dataset

หน้าต่าง New Network Dataset ช่อง Enter a name for your network dataset ใส่ชื่อที่ต้องการ คลิก Next

เลือกข้อมูลโครงข่าย

การตั้งค่าจุดเลี้ยว โปรแกรมจะถามว่า เราต้องการจะจำลองข้อมูลหรือไม่ แต่ถ้ามีข้อมูลอยู่แล้วให้เลือกตามโปรแกรมกำหนด จากนั้นคลิก Next

เลือก Connectivity...

การเชื่อมต่อข้อมูลมี 2 แบบคือ
- Anv Vertes สามารถต่อส่วนใดของเส้นก็ได้
- End Point คือการเชื่อมต่อจากจุดปลาย ในตัวอย่างจะใช้เป็นการเชื่อมแบบ End Point จากนั้นคลิก OK

ตรวจสอบข้อมูลจากนั้นคลิก OK

เมื่อตั้งค่าเสร็จให้คลิกที่ Next

ถ้าไม่ต้องการเพิ่มชั้นความสูงของถนน ให้คลิก Next

ตั้งค่า Attribute ที่สำคัญจากนั้นคลิก Next 

ทำการตั้งค่าการเดินทาง คลิกที่ Directions 

เปลี่ยนหน่วยความยาวเป็นหน่วย และหน่วยเวลาเป็นนาที ในช่อง Name ให้เลือก Full_name จากนั้นคลิก OK

คลิก Next

ตรวจสอบข้อมูลจากนั้นคลิก Finish

 โปรแกรมจะถามว่าข้อมูลมีค่า Error เล็กน้อยต้องการเปิดหรือไม่ ให้คลิก Close  

โปรแกรมจะถามว่าต้องการจะแสดงข้อมูลเลยหรือไม่ คลิก Yes

การวิเคราะห์เส้นทางที่ดีที่สุด (Best route analysis)

การวิเคราะห์เส้นทางที่ดีที่สุด (Best route analysis) เป็นการหาเส้นทางที่มี Cost น้อยที่สุด 

โดย Cost ในที่นี้อาจเป็น ระยะทางหรือระยะเวลาที่ใช้ในการเดินทางก็ได้

การหาเส้นทางที่ดีที่สุดนี้จะต้องท้าการกำหนดจุดเริ่มต้นและจุดปลายทาง 

ซึ่งอาจใช้ในการหาเส้นทางการขนส่งสินค้า เส้นทางการเดินรถ หรือ เส้นทางการเดินทาง

การวิเคราะห์เส้นทางการเดินทาง/ ท่องเที่ยว/ขนส่งสินค้าจากจุดหนึ่งไปยัง อีกจุดหนึ่ง 

โดยอาจกำหนดเป็นเส้นทาง ที่สั้นที่สุด (Shortest route) หรือ เร็วที่สุด (Fastest or quickest route)

เรียกเครื่องมือ Network Analyst ที่อยู่ในแถบ Toolbox 

คลิกที่ Network Analyst > New Route

จากนั้นคลิกที่ Show / Hide Network Analyst window จะปรากฏหน้าต่าง Network Analyst 
ทำการจุดตำแหน่งที่ต้องขึ้นมา 2 จุดคือจุดต้นและจุดปลาย โดยใช้คำสั่ง Create Network Location tool

คลิกที่ Route Properties จะปรากฏหน้าต่าง Layer Properties เลือก Analysis Settings 
ช่อง Impedance เลือกเป็น Meters 

จากนั้นคลิกคำสั่ง Solve ก็จะแสดงเส้นทางขั้นมา

เพื่อดูข้อมูลของการเดินทางคลิกที่ Direction Window จะแสดงทั้งเวลาในการเดินทาง , ระยะทาง และแผนที่

การเคลื่อนย้ายจุดจะใช้คำสั่ง Select / Move Network Location Tool จากนั้นนำเมาส์ไปเคลื่อนย้ายจุดได้ตามต้องการ

คลิกที่ Solve เพื่อแสดงเส้นทางที่เราทำการย้ายจุดข้อมูลใหม่แล้ว

สมารถทำจุดตำแหน่งเพิ่ม โดยการคลิกที่คำสั่ง Create Network Location tool เพื่อจุดข้อมูลเพิ่ม จากนั้นคลิก Solve เพื่อแสดงเส้นทาง

วิธีการทำเป็นข้อมูล Shapefile คลิกขวาที่ Routes เลือกที่ Data > Export Data 

คลิก OK 

วิธีการลบข้อมูลคือ คลิกขวาที่ข้อมูลจากนั้นเลือกที่ Remove 

การวิเคราะห์พื้นที่ให้บริการ (Service area analysis)

พื้นที่ให้บริการ คือ พื้นที่หรือบริเวณที่สามารถเข้าถึงได้จากจุดที่กำหนด

เช่น การหาพื้นที่ให้บริการที่ใช้เวลา 5 นาทีในการเข้าถึงจากร้านค้าที่ กำหนด 

ซึ่งสามารถคำนวณจ้านวนประชากร (ลูกค้า) ขนาดของพื้นที่ หรือสิ่งอื่น ๆ ที่อยู่ภายในพื้นที่ให้บริการ

คลิกที่ Network Analyst > New Service Area 

จากนั้นคลิกที่ Show / Hide Network Analyst window จะปรากฏหน้าต่าง Network Analyst 

คลิก Create Network Location tool และจุดลงบนแผนที่ จากนั้นคลิก Service Area Properties 

เมื่อคลิกที่ Service Area Properties จะปรากฏหน้าต่าง Layer Properties เลือก Analysis Settings 
ช่อง Impedance เลือกเป็น Minutes และช่อง Default Breaks กำหนดเวลาเลือกเป็น 10 จากนั้คลิก OK

คลิกที่ Solve เพื่อแสดงข้อมูล 

 การวิเคราะห์หาสิ่งอำนวยความสะดวกที่ใกล้ที่สุด (Closest facility analysis)

การวิเคราะห์หาสิ่งอ้านวยความสะดวกที่ใกล้ที่สุดสามารถใช้ในการ คำนวณระยะทาง (และระยะเวลา) ในการเดินจากเหตุการณ์ไปยังสิ่ง อ้านวยความสะดวก นอกจากนี้ยังสามารถหาตำแหน่งของสิ่งอำนวยความสะดวกที่อยู่ใกล้ที่สุดได้ด้วย

รถลาดตระเวนของตำรวจที่ ถูกกำหนดให้รับผิดชอบใน การเกิดอุบัติภัยแต่ละจุด เพื่อรักษาความปลอดภัย โดยสามารถท้าการวิเคราะห์ จุดที่รถลาดตระเวนจะ เดินทางไปยังจุดที่เกิด

อุบัติภัยได้ใกล้และเร็วที่สุด

คลิกที่ Network Analyst > New Closest Facility 

คลิก Create Network Location tool และทำการกำหนดจุดของ Facilities ซึ่งกำหนดให้เป็น โรงพยาบาล (วงกลมสีน้ำเงิน)
และ Incidents ซึ่งกำหนดให้เป็นอุบัติเหตุ (สีเหลี่ยมสีเขียว)

คลิกที่ Closest Facility Properties จะปรากฏหน้าต่าง Layer Properties เลือก Analysis Settings 
ช่อง Impedance เลือกเป็น Meters 

คลิกที่ Solve เพื่อแสดงเส้นทาง

เพื่อดูข้อมูลของการเดินทางคลิกที่ Direction Window จะแสดงทั้งเวลาในการเดินทาง , ระยะทาง และแผนที่

การวิเคราะห์เมทริกซ์ค่าใช้จ่ายระหว่างจุดเริ่มต้นกับจุดปลายทาง (Origin-Destination cost matrix analysis)

OD cost matrix ใช้ในการหาและคำนวณเส้นทางที่สั้นที่สุดในกรณีที่มี จุดเริ่มต้นและจุดปลายทางหลายแห่ง

ในการคำนวณ OD cost matrix นี้ สามารถกำหนดจ้านวนจุดปลายทาง ตามที่ต้องการได้

คลิกที่ Network Analyst > New OD Cost Matrix 

คลิก Create Network Location tool และทำการกำหนดจุดของ Origins ซึ่งกำหนดเป็นคลั่งสินค้า (แทนด้วยวงกลมสีส้ม)
และ Destinations ซึ่งกำหนดเป็นร้านค้า (แทนด้วยสีเหลี่ยมสีม่วง)

คลิกที่ OD Cost Matrix  Properties จะปรากฏหน้าต่าง Layer Properties เลือก Analysis Settings 
ช่อง Impedance เลือกเป็น Meters จากนั้นคลิก OK

คลิก Solve เพื่อแสดงข้อมูลเส้นทาง

ทำการดูข้อมูล คลิกขวาที่ Lines > Open Attribute 

ตารางจะบอกถึงความสัมพันธ์ของคลั่งสินค้า และร้านค้า 

Video How to 10 : การวิเคราะห์โครงข่าย (Network Analysis)

 

http://www.youtube.com/watch?v=lmBg1BlfHYQ&feature=youtu.be

อ้างอิง : สื่อการสอน อาจารย์ ดร.ณรงค์  พลีรักษ์ คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์  มหาวิทยาลัยบูรพา