淺析TransCAD的路網(wǎng)連通性檢查使用

網(wǎng)絡(luò)具有正確的拓?fù)潢P(guān)系是進(jìn)行道路和公交路徑分析的基礎(chǔ)。拓?fù)潢P(guān)系的建立，是交通模型網(wǎng)絡(luò)和一般規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)圖紙的本質(zhì)區(qū)別。任何交通模型軟件使用路網(wǎng)都需要具有良好的拓?fù)潢P(guān)系。國(guó)內(nèi)很多城市在建模之初，拿到的路網(wǎng)資料往往是沒(méi)有拓?fù)潢P(guān)系的AutoCAD和shp文件，導(dǎo)入交通模型軟件后必須進(jìn)行拓?fù)錂z查。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系包括節(jié)點(diǎn)和路段的連通性，路段通行方向等等。這里主要談的連通性，例如：AutoCAD繪圖不夠精致導(dǎo)致兩個(gè)路段沒(méi)有在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連（形成兩個(gè)距離很近的節(jié)點(diǎn)）；路段在交叉口沒(méi)有斷開(kāi)造成和交叉路段不連通；跨線橋、立交橋等不該連通的交叉節(jié)點(diǎn)形成了連通的節(jié)點(diǎn)等等。TransCAD為路網(wǎng)的連通性檢查提供了工具。關(guān)于交通網(wǎng)絡(luò)的更多信息，請(qǐng)參考：TransCAD導(dǎo)入常用交通規(guī)劃軟件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

“在使用TransCAD構(gòu)建道路網(wǎng)絡(luò)前需要做的一步為檢查線層的連通性，其主要目的是檢查線網(wǎng)中是否有虛接的路段或不連通的節(jié)點(diǎn)，以免在網(wǎng)絡(luò)成本Skim或者交通分配等步驟發(fā)生錯(cuò)誤”，這句話看似十分好理解，但在實(shí)際操作過(guò)程中卻對(duì)初學(xué)者造成了不少困擾，沒(méi)記錯(cuò)的話已經(jīng)有4~5個(gè)人找我聊這個(gè)問(wèn)題。

通過(guò)與他們溝通發(fā)現(xiàn)：主要難點(diǎn)是難以理清楚連通性是如何檢查的以及檢查的結(jié)果代表著什么，另外互聯(lián)網(wǎng)上可參考的資料也是寥寥無(wú)幾，自學(xué)起來(lái)也是有較大的困難，因此很多人在進(jìn)行道路網(wǎng)絡(luò)建模時(shí)雖然做了這一步工作，但對(duì)這一塊知識(shí)也是模棱兩可，掌握程度不高。

我當(dāng)初對(duì)這一塊知識(shí)也是理解不到位，甚至有一定的曲解，不過(guò)最近經(jīng)過(guò)親自嘗試后，自認(rèn)為是體會(huì)到了這里面的東西，遂寫(xiě)篇圖文給大家分享一下。

徐同學(xué)認(rèn)為，了解以下幾個(gè)問(wèn)題非常重要：

（1）誰(shuí)檢查了誰(shuí)？即在檢查的過(guò)程中，是選中節(jié)點(diǎn)自身被標(biāo)記還是說(shuō)以該節(jié)點(diǎn)為中心在搜索閾內(nèi)去標(biāo)記其它的節(jié)點(diǎn)？

（2）節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記的觸發(fā)條件是什么？

（3）被標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的不同顏色代表著什么？

（4）如果節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記了，它肯定有問(wèn)題嗎？

（5）線層連通性檢查的閾值一般設(shè)置為多少？是否有推薦值？

本著探索的態(tài)度，部分問(wèn)題我會(huì)采用測(cè)試的方法來(lái)一步步求證。如果您對(duì)這一塊知識(shí)也有困惑，可以跟著我的思路往下走，我想思考問(wèn)題的方式遠(yuǎn)比光得到一個(gè)結(jié)論更重要。

1、誰(shuí)檢查了誰(shuí)？

為了解決這個(gè)問(wèn)題，不妨做以下測(cè)試：

這里假設(shè)有A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，中間的距離大概是2.56m，如圖1，我們使用連通性檢查功能，將閾值設(shè)置為3m，節(jié)點(diǎn)選擇為All，如圖2，運(yùn)行程序，得到的結(jié)果是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都被給標(biāo)記了，如圖3所示。

圖 1 測(cè)試搭建

圖 2設(shè)置連通性檢查各項(xiàng)屬性

圖 3測(cè)試結(jié)果

看到這里，我便陷入了思考：是節(jié)點(diǎn)A標(biāo)記了B，還是B標(biāo)記了A，還是A、B各自標(biāo)記了自身？為了解決這個(gè)疑惑，這里可以換一種思路來(lái)進(jìn)行測(cè)試，在進(jìn)行線層連通性檢查之前，先構(gòu)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)的選擇集，選擇集中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)A，如圖4所示。

圖 4 建立選擇集

接著在檢查連通性對(duì)話框的Node Selection中選擇剛設(shè)置好的選擇集，即節(jié)點(diǎn)A，如圖5，設(shè)置完成之后運(yùn)行連通性檢查程序，運(yùn)行結(jié)果如圖6所示。

圖 5設(shè)置連通性檢查的各項(xiàng)屬性

圖 6測(cè)試結(jié)果

很明顯是節(jié)點(diǎn)A自己被標(biāo)記了，因此這里便可以得到第一條結(jié)論：線層連通性檢查是以選擇集自身的節(jié)點(diǎn)為對(duì)象來(lái)進(jìn)行搜索檢查，如果滿足被檢查的條件，節(jié)點(diǎn)自身就會(huì)被標(biāo)記出來(lái)。

2、節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記的觸發(fā)條件是什么？

我最初在學(xué)習(xí)這一塊的知識(shí)的時(shí)候，會(huì)經(jīng)驗(yàn)性的陷入到一種誤區(qū)中，即認(rèn)為是在節(jié)點(diǎn)的搜素域內(nèi)有其它節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)才會(huì)被標(biāo)記出來(lái)，事實(shí)上，這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，具體可以看下面這個(gè)測(cè)試： 假設(shè)有A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中節(jié)點(diǎn)A被賦予到選擇集中，也是待會(huì)檢查的中心點(diǎn)，A到路段BC的垂直距離大概是2.56m，到B、C節(jié)點(diǎn)的距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2.56m，如圖7所示。

圖7 測(cè)試搭建

這里進(jìn)將連通性檢查的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為節(jié)點(diǎn)A，閾值設(shè)置為3m（大于垂直距離而小于到B、C節(jié)點(diǎn)的距離），設(shè)置完成之后運(yùn)行程序，結(jié)果如圖8所示。

圖 8設(shè)置連通性檢查的各項(xiàng)屬性

結(jié)果是節(jié)點(diǎn)A仍舊被標(biāo)記了，因此接著可以得到第2條結(jié)論：節(jié)點(diǎn)在檢查的過(guò)程中，是以節(jié)點(diǎn)本身為中心，以閾值為半徑圓形范圍內(nèi)進(jìn)行搜索，如果搜索到其它的路段，該節(jié)點(diǎn)就被標(biāo)記出來(lái)，軟件認(rèn)為它是存在潛在問(wèn)題的節(jié)點(diǎn)，如圖9所示。

圖9 搜索示意圖

3、被標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)的不同顏色代表著什么？

為了回答這個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行以下測(cè)試：改變檢查節(jié)點(diǎn)相連通的路段數(shù)量，如圖10（a）（b）（c）所示，路段數(shù)分別設(shè)置為為1條，2條和3條，在這個(gè)基礎(chǔ)上來(lái)運(yùn)行線層連通性檢查程序，結(jié)果如圖11所示。

圖 10測(cè)試搭建

圖11測(cè)試結(jié)果

不難發(fā)現(xiàn)，3個(gè)節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記為不同的顏色，通過(guò)打開(kāi)選擇集工具，可以看到軟件自動(dòng)創(chuàng)建了3個(gè)選擇集，如圖12所示：

圖 12 3個(gè)選擇集

再結(jié)合軟件使用手冊(cè)，可以知道，不同的顏色代表著不同的Level，具體含義為：

Level 1：包含只有一條連接線路的節(jié)點(diǎn)；

Level 2：包含具有兩條連接線路的節(jié)點(diǎn)；

Level 3：包含具有三條或更多連接線路的節(jié)點(diǎn)；

因此這里可以得到第3條結(jié)論：被檢查出來(lái)的節(jié)點(diǎn)的不同顏色表示不同數(shù)量的線連接，Level越小，表示節(jié)點(diǎn)連通性潛在問(wèn)題的可能性越大。例子中紅色節(jié)點(diǎn)僅有孤立的路段和它連通，并且和一個(gè)路段距離很近而沒(méi)有連通，很有可能和實(shí)際不符，綠色和黃色則是連通這個(gè)節(jié)點(diǎn)的路段數(shù)變多的情況。正如軟件手冊(cè)所描述到：“每個(gè)選擇集都有各自的樣式。通過(guò)檢查選定的節(jié)點(diǎn)，您可以專注于潛在的問(wèn)題，然后使用地圖編輯工具糾正任何問(wèn)題。”

4、如果節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記了，它肯定有問(wèn)題嗎？

這個(gè)很容易回答，并不是這樣，節(jié)點(diǎn)被檢查出來(lái)，只能表明存在“潛在”問(wèn)題，而不是一定有問(wèn)題，如現(xiàn)實(shí)生活中確實(shí)存在兩條道路沒(méi)有交點(diǎn)、不互通的鐵路跨線橋、隧道等情況，如圖13所示。

5、檢查的閾值一般設(shè)置為多少？是否有推薦值？

這個(gè)貌似沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法，大多數(shù)軟件使用者還是按照自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)試探性給一些數(shù)值，如1m、2m、10m......，有人建議閾值設(shè)置為50m左右。大家也不必過(guò)多的糾結(jié)，運(yùn)用時(shí)只需要滿足自己的項(xiàng)目需求，把潛在的問(wèn)題節(jié)點(diǎn)找出來(lái)，有明顯問(wèn)題的進(jìn)行修正即可。

一般來(lái)說(shuō)，檢查的閾值可以從小到大設(shè)置，修正一批節(jié)點(diǎn)后，把閾值放大進(jìn)行逐步檢查。我們建議可以10m，20m，50m和100m進(jìn)行逐步檢查處理。太大的閾值找到的潛在問(wèn)題節(jié)點(diǎn)，很可能不是實(shí)際存在的問(wèn)題。

等我理清楚了上面這些問(wèn)題，再去回頭看了一下用戶手冊(cè)在這一塊的講解，頓時(shí)有一種豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。事實(shí)上手冊(cè)對(duì)各個(gè)地方表達(dá)都極為準(zhǔn)確，基本上沒(méi)有什么歧義，只是當(dāng)時(shí)自己的知識(shí)儲(chǔ)備量欠缺，難以體會(huì)手冊(cè)的所表達(dá)的精髓罷了。

審核編輯：劉清