剖析TransCAD矩陣索引轉換和操作

在上次發(fā)布的文章中，只給出了矩陣索引的原理，并沒有說明相應的操作注意事項。為了使新用戶更容易理解創(chuàng)建索引操作，這次重新發(fā)布并補充說明矩陣索引的操作設置。

TransCAD的數據庫自帶ID字段是自動管理地理要素的需要，這樣可以減少用戶編輯的工作量，實現自動管理（例如EMME軟件，添加一個路段，用戶需要先添加兩個節(jié)點FromNode和ToNode，然后再添加路段）。

舉個例子，在路網維護中，ID編號1-10的路段，后來你刪除了ID=5的路段，新增的路段ID就是11，不會是5。如果用戶希望重新編號，只要自己添加一個字段，編碼后導出新的地理文件的ID字段選擇為你自己定義的字段即可。

由于地理文件的ID字段是自動生成的，基于以上特點，為了方便管理，一般用戶會自己進行自定義編碼（添加字段編碼即可），例如對交通小區(qū)的編碼。為了提高計算效率和將模型計算結果和GIS數據關聯，TransCAD的交通分配等使用數據庫自動的ID字段值，因此，用戶需要做一個“索引”，即把自己的編碼和數據庫的ID對應起來。

EMME，VISUM或者CUBE，一般會把形心連線和形心點，作為單獨的管理對象，甚至在界面里看起來是不同的圖層。根據交通分配網絡算法等原理，實際上形心連線和形心點，是和路網、公交超級網絡都是放在一起參與運算的，是一張網中的輔助link和node的特殊情況。

例如一個形心點連接了2個以上的形心連線，TransCAD就可以設置是否允許穿越形心（其他軟件一般是不允許穿越）。如在EMME軟件中，建立交通模型數據庫時，會讓你定義有多少交通小區(qū)，如果定義1000個，可以只使用900個形心（當然矩陣都是1000*1000，有點浪費存儲空間，emme4以后的矩陣也采取了壓縮技術，會好一點），一般把節(jié)點1-1000的號碼留給形心。

如果后面超過1000個小區(qū)了，那可能需要重新定義他的bank（數據庫）了。TransCAD的處理方法是，不管用戶的節(jié)點自動編碼多大和多亂，用戶需要做一個自定義交通小區(qū)編碼和形心節(jié)點ID的對應表（通過地理分析運算很快就完成，具體的做法是：在節(jié)點數據表選擇要處理的形心記錄到選擇集，右擊交通小區(qū)號碼字段，Fill填充，用TAG方法，然后選擇交通小區(qū)圖層里定義的編碼字段即可），這樣做的好處是，隨時可以把哪些點當做形心，或者哪些路段當做形心連線，不事先約定交通小區(qū)數。

例如，高速公路網的運行OD數據，相關聯的出入口OD的形心單獨設置，和通常意義的交通小區(qū)形心不同，可以在“一張網”中同時方便地管理。一個精細的全市交通模型，有時候針對局部區(qū)域的分析，其他區(qū)域可以用大區(qū)或者中區(qū)的形心連線和形心點臨時代替，以減少不關心區(qū)域的分配計算量。當然，局部的交通區(qū)域分析需要細化交通分區(qū)，用戶也可以隨心所欲地切分交通小區(qū)并添加形心。

具體地說，自己編號的交通小區(qū)是101--105（ZONE_ID字段，可以通過交通小區(qū)圖層地理分析計算自動得到，前面已經講述），對應的形心在路網上的節(jié)點編號是90001-90005（ID字段）。

矩陣索引的另外一個作用是，使用不同對應的編號、字符等顯示矩陣，例如可以是地鐵站名稱顯示票價矩陣，也可以索引為站點編號，或者其他的定義編號，這和矩陣標簽功能類似。

以上矩陣索引相關內容，在TransModeler中同理。

為了便于用戶操作，這里再對創(chuàng)建矩陣索引的界面設置做點說明。

（1）TransCAD的一個矩陣文件里面可以有很多個矩陣，但他們的有一些相同的基本信息，例如矩陣索引。因此建立矩陣索引是針對一個矩陣文件的所有矩陣的。

（2）矩陣索引有時候需要將矩陣編號從交通小區(qū)編碼（TAZ或ZONE_ID）轉為節(jié)點編碼（ID），有時候也需要將矩陣編號反過來從節(jié)點編碼（ID）轉到交通小區(qū)編碼（TAZ或ZONE_ID）。前者主要是指按照交通分區(qū)計算得到矩陣，需要在網絡中轉為節(jié)點ID編碼進行交通分配，公交分配等。

后者主要是指網絡中得到的成本Skim矩陣，如OD對的時間，距離等矩陣，需要轉換為交通小區(qū)編碼進行方式劃分計算等。

TIP1：通常情況。一般來說，矩陣索引的數據表可以采用網絡的節(jié)點圖層（Nodes、Endpoits等），節(jié)點的數量往往多余矩陣的維度，因此節(jié)點圖層會有一個選擇集（例如形心集合Centroids），選擇相應數量的節(jié)點和矩陣維度對應。

TIP2：從交通小區(qū)編碼（TAZ或ZONE_ID）轉為節(jié)點編碼（ID）。索引取名為TAZ2ID。矩陣現有基本索引中的Field要選擇交通小區(qū)編碼，本例中對話框上部的Field選為TAZ。索引后的編碼，要選路網節(jié)點圖層的編碼，本例中對話框下部的Field選為ID。新的索引中，集合Selection選擇節(jié)點圖層中預先設置的形心集合Centroids。

TIP3：從節(jié)點編碼（ID）轉到交通小區(qū)編碼（TAZ或ZONE_ID）。索引取名為ID2TAZ。矩陣現有基本索引中的Field要選擇節(jié)點編碼，本例中對話框上部（現有矩陣索引的編碼）的Field選為ID。索引后的編碼，要選交通小區(qū)的編碼，本例中對話框下部（新矩陣索引的編碼）的Field選為TAZ。新的索引中，集合Selection仍然選擇節(jié)點圖層中預先設置的形心集合Centroids。

TIP4：索引后的矩陣維度變小。一般情況下，節(jié)點圖層選擇集（例如形心集合Centroids）要素的數量和矩陣維度對應。特殊情況下，也可以只選擇一部分矩陣要素在索引轉換后顯示。例如，全市交通模型中有市內的交通小區(qū)形心點2000個，對外交通道口特殊形心50個。

如果矩陣是2050*2050，但索引得到的只要2000*2000的矩陣。譬如方式選擇時，希望道路網絡2050*2050Skim矩陣轉為市內交通小區(qū)編碼，即TIP3的情況（這里只是打個比方，當然Skim矩陣的時候可以只選2000個市內小區(qū)）。這時，對話框下部Selection集合中只選擇了2000個市內交通小區(qū)形心，索引后得到的矩陣就會變成2000*2000。

TIP5：索引后的矩陣維度變大。有些情況下，用戶對話框上部選擇的編碼字段的所有值，沒有被矩陣現有索引的編號全部包含。簡單點說，就是節(jié)點圖層的形心數量大于矩陣維度，或者說有些要索引的原始ID，在矩陣中是沒有的。

例如全市矩陣是基于全市網絡節(jié)點ID編號得到的OD，現在有一個子區(qū)域的矩陣，矩陣編號值僅僅包含全市網絡的一部分ID，想更新一下這部分數據，但不想單獨再選擇一次子區(qū)域矩陣的形心（或者把小矩陣索引為和大矩陣一致便于操作），就要先把子區(qū)域矩陣索引修改一致后進行更新，用戶實際上也只是需要使用矩陣的一部分。

這時，對話框上部需要勾選“Allow IDs not in Matrix”，否則會提示出錯。彈出界面提示用戶：

這些算是高級應用了，初學者即使沒碰到這種應用情況，也會接收到類似的界面錯誤彈出，感到力不從心。主要原因還是沒搞清對話框上部是矩陣當前索引的情況設置，下部是矩陣新的索引情況設置，并需要在節(jié)點集合中選擇合適數量的要素。常見的錯誤就是TIP2和TIP3的界面設置搞反了，或者形心集合沒選對。

TIP6：行列數不同的矩陣索引。TransCAD的矩陣不一定需要N*N的方陣，可以是M*N，例如停車換乘（P+R）矩陣。這時矩陣的行和列要分別建立索引，即用戶界面的User for分別選擇Rows和Columns，二不是選Both。

來源：TransCAD和TransModeler交通軟件

編輯：jq