Was ist Network Analyst?

Mithilfe der Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" können Sie z. B. Antworten auf folgende Fragen finden:

• Was ist die schnellste Möglichkeit, von Punkt A zu Punkt B zu gelangen?
• Welche Häuser liegen im Abstand von fünf Minuten von einer Feuerwache?
• Welche Markteinzugsbereiche deckt ein Geschäft ab?

  Die grünen Punkte stehen für Lager in verschiedenen Städten, und die Polygone geben ihre Markteinzugsbereiche an, die in drei Ringe unterteilt sind. Die umgebenden grünen Polygone können von Lastwagen innerhalb von zwei Stunden erreicht werden, die orangefarbenen Polygone innerhalb von vier Stunden und die roten Polygone innerhalb von sechs Stunden.

• Eine Person möchte ein Geschäft besuchen. Welche Niederlassung sollte der potenzielle Kunde besuchen, um die Fahrzeit möglichst gering zu halten?
• Welche Kranken- oder Streifenwagen können am schnellsten auf ein Ereignis reagieren?

  Die nächstgelegenen Polizeistreifen werden Ereignissen zugewiesen. Die Anzahl der Polizisten, die an den einzelnen Orten benötigt werden, hängt vom Schweregrad (der Gewichtung) des Ereignisses ab. Es werden Routen und erwartete Reaktionszeiten für die einzelnen Fahrzeuge generiert.

• Wie kann eine Flotte von Auslieferungs- oder Servicefahrzeugen den Kundendienst verbessern und die Transportkosten reduzieren?

  Drei Lastwagen zur Auslieferung von Lebensmitteln werden an einem Vertriebszentrum Lebensmittelgeschäften und Routen zu den Geschäften zugewiesen, bei denen die Transportkosten möglichst gering sind. Die Analyse umfasst Einschränkungen in Bezug auf Fahrzeugkapazitäten, Mittagspausen und maximale Fahrzeiten.

• Wo kann ein Unternehmen ein Geschäft eröffnen, um den Marktanteil zu erhöhen?
• Welche Geschäfte sollte ein Unternehmen, das zu Kürzungen gezwungen ist, schließen, damit bei der Nachfrage auch weiterhin möglichst hohe Gesamtwerte erreicht werden?

Unternehmen, der öffentliche Dienst und andere Organisationen profitieren von Network Analyst, weil der Betrieb besser abgewickelt und bessere strategische Entscheidungen getroffen werden können. Diese Organisationen entwickeln ein besseres Verständnis der dynamischen Märkte, sowohl der aktuellen Märkte als auch zukünftiger Märkte, nachdem sie ermittelt haben, wer Zugang zu ihren Waren oder Dienstleistungen hat. Transportkosten können gesenkt werden, indem Stopps optimal geplant und die kürzesten Wege zwischen den Stopps ermittelt werden, wobei verschiedene Einschränkungen wie Zeitfenster, Fahrzeugkapazitäten und maximale Fahrzeiten berücksichtigt werden. Der Kundendienst kann mithilfe von kürzeren Reaktionszeiten oder kundenfreundlicheren Standorten verbessert werden. Network Analyst erleichtert die Ermittlung und Lösung von Problemen dieser Art.

Forscher und Analysten profitieren gleichermaßen von der Network Analyst-Funktion zum Bestimmen der kostengünstigsten Netzwerkrouten zwischen verschiedenen Start- und Zielorten. Die Start-Ziel-Kostenmatrizen, die Network Analyst erstellt, dienen häufig als Eingabe für umfangreichere Analysen. Bei Vorhersagen des Reiseverhaltens werden z. B. in vielen Fällen die Entfernungen verwendet, die Personen zum Erreichen bestimmter Reiseziele zurücklegen müssen. Diese Netzwerkentfernungen werden in mathematischen Ausdrücken angewendet, um Vorhersagen für Reisen treffen zu können.

Bei der Start-Ziel-Kostenmatrix-Analyse werden die kostengünstigsten Routen im Netzwerk von Startpunkten zu Zielen berechnet. Als Ausgabe ergeben sich Linien-Features, die Startpunkte mit Zielen verknüpfen. Jedes Linien-Feature speichert die gesamten Netzwerkkosten der Reise als Attributwert. Analysten verwenden die Attributtabelle häufig als Eingabe für Anwendungen zum linearen Programmieren.

Außerdem können bei einigen Analysen der räumlichen Statistik genauere Ergebnisse erzielt werden, wenn anstelle von geradlinigen Entfernungen Netzwerkentfernungen verwendet werden. Betrachten wir z. B. die Verkehrsereignisanalyse. Das Ziel besteht dabei darin, Ansammlungen (Cluster) von Verkehrsunfällen zu ermitteln, die Ursachen festzustellen und Maßnahmen zu ergreifen, um die Anzahl der Unfälle zu reduzieren. Da Fahrzeuge auf Straßen fahren, ist das Ermitteln von Verkehrsunfällen mithilfe von Netzwerkentfernungen viel effektiver als die Verwendung von geradlinigen Entfernungen.

Bevor Sie Netzwerkanalysen durchführen können, um Fragen wie in den oben aufgeführten Beispielen zu beantworten, benötigen Sie ein Netzwerk-Dataset, das ein Verkehrsnetzwerk modelliert.

Was ist ein Netzwerk?

Ein Netzwerk ist ein System verbundener Elemente, z. B. Kanten (Linien) und Verbindungsknoten (Punkte), die mögliche Routen von einem Ort zu einem anderen darstellen.

Personen, Ressourcen und Waren werden normalerweise in Netzwerken transportiert: Autos und Lastwagen fahren auf Straßen, Verkehrsflugzeuge fliegen auf festgelegten Flugrouten und Öl fließt durch Pipelines. Indem potenzielle Routen innerhalb eines Netzwerkes modelliert werden, können Analysen in Bezug auf die Bewegung von Öl, Lastwagen oder anderen Elementen (Agenten) im Netzwerk erstellt werden. Die häufigste Netzwerkanalyse ist die Ermittlung der kürzesten Route zwischen zwei Punkten.

ArcGIS gruppiert Netzwerke in zwei Kategorien: geometrische Netzwerke und Netzwerk-Datasets.

Geometrische Netzwerke (Versorgungs- und Flussnetze)

In Fluss- und Versorgungsnetzen – wie Strom-, Gas-, Abwasser- und Wasserleitungen – ist die Bewegung entlang von Kanten nur in jeweils einer Richtung möglich. Der Agent im Netzwerk – z. B. das Öl in einer Pipeline – kann die Fließrichtung nicht wählen. Die eingeschlagene Route wird von externen Kräften bestimmt: Erdanziehungskraft, Elektromagnetismus, Wasserdruck usw. Ein Ingenieur kann den Fluss des Agenten bestimmen, indem er steuert, wie externe Kräfte auf den Agenten wirken.

Hinweis:

In ArcGIS ist für Versorgungs- und Flussnetze die Modellierung mit geometrischen Netzwerken am besten geeignet.

Flussnetze und Versorgungsnetze, z. B. eine Pipeline, werden in ArcGIS am besten mithilfe geometrischer Netzwerke modelliert, für die keine Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" erforderlich ist.

Netzwerk-Datasets (Verkehrsnetze)

In Verkehrsnetzen – wie Straßen-, Fußweg- und Eisenbahnnetzen –ist die Bewegung entlang von Kanten in beiden Richtungen möglich. Der Agent des Netzwerks – z. B. ein Lastwagenfahrer, der auf Straßen fährt – kann die Fahrtrichtung und das Ziel normalerweise selbst bestimmen.

Hinweis:

In ArcGIS werden Verkehrsnetze am besten mithilfe von Netzwerk-Datasets modelliert.

Lizenz:

Die Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" ist erforderlich, um Netzwerk-Datasets zu erstellen und zu bearbeiten.

Verkehrsnetze, z. B. Straßen, können in ArcGIS am besten mithilfe von Netzwerk-Datasets modelliert werden. Für das Arbeiten mit Netzwerk-Datasets und das Durchführen von Analysen für diese ist die Erweiterung "ArcGIS Network Analyst" erforderlich.

Multimodale Netzwerk-Datasets

Ein Netzwerk-Dataset kann einen einzelnen Transportmodus, z. B. Straßen, oder ein multimodales Netzwerk mit mehreren Transportmodi wie Straßen, Eisenbahnlinien und Wasserläufe modellieren.

Es wird die kostengünstigste Route für einen Fußgänger angezeigt, der das Straßennetz zu Fuß durchqueren und das U-Bahn-Netz nutzen kann.

3D-Netzwerk-Datasets

Mithilfe von dreidimensionalen Netzwerk-Datasets können Sie die inneren Routen von Gebäuden, Bergwerken, Höhlen usw. modellieren.

Eine schnellste Route verbindet einen Stopp im ersten Stock eines Gebäudes mit einem Stopp im dritten Stock. Mithilfe von Einschränkungen können Sie Analysen ausführen, wie bei barrierefreien Routen Treppen oder für Flucht- und Rettungspläne Aufzüge vermieden werden.

Falls Sie über Straßen-Features mit genauen Werten für die Z-Koordinate verfügen, können Sie diese mit Features verwenden, die Z-Werte berücksichtigen und Routen innerhalb von Gebäuden modellieren, um Campus-Netzwerke oder sogar Netzwerke von Städten in 3D zu erstellen. Auf diese Weise können Sie z. B. folgende Fragen beantworten:

• Welche barrierefreie Route zwischen Räumen in mehreren Gebäuden ist die beste?
• Welche Etagen eines Hochhauses können nicht innerhalb von acht Minuten von der Feuerwehr erreicht werden?