V tomto článku si prohlédneme některé pokročilejší konfigurace, které lze aplikovat na gravity-based networks, abychom odpověděli na složitější otázky a zlepšili kvalitu dat. Podíváme se, jak utility network řeší tyto výzvy pomocí subnetworks, terminals a pravidel.
Je vše propojeno?
Možnost spouštět trasování k identifikaci směru toku v našem systému je užitečný analytický nástroj, ale běžnou otázkou, na kterou potřebujeme odpovědět, je, zda jsou všechny naše prvky správně propojeny. Nejjednodušší, ale nejméně efektivní způsob, jak to zjistit, je umístit trasovací místo do vaší mapy a spustit connected trace. Tento trace identifikuje všechny prvky, které jsou průchozí k tomuto místu. To funguje dobře pro malé sítě, kde je vše propojeno, ale pokud je váš dataset velmi velký, tento trace zabere více času a pokud vaše data nejsou všechna připojena k jednomu propojenému systému, musíte poskytnout více startovacích míst k pokrytí celé vaší sítě.
Níže můžete vidět příklad datasetu stormwater. Protože jsou modelovány pouze catchment areas a ne řeky a kanály, které je spojují, nelze použít jediný connectivity trace k identifikaci odpojených prvků.
Jedním ze způsobů, jak utility network může pomoci identifikovat odpojené prvky, je konfigurace subnetworks. Subnetwork představuje pojmenovanou podmnožinu naší utility network se sadou zařízení odpovědných za řízení zdrojů v této oblasti. V případě stormwater network jsou to obvykle outfalls, které řídí každou catchment area.
Pokud bychom všechny outfalls našich catchment areas proměnili v subnetwork controllers, mohli bychom spustit trace a najít vše, co je připojeno k naší síti. Můžeme to simulovat spuštěním connected trace s každým outfall v naší síti jako startovacím místem.
Pokud bychom vytvořili jedinou subnetwork nazvanou „Stormwater System“, s každým z těchto zařízení jako subnetwork controllerem, vybrané prvky na obrázku výše by představovaly podobu této subnetwoky. I když je to užitečné z pohledu počáteční kontroly kvality, bylo by mnohem užitečnější modelovat každou skupinu outfalls spravujících oblast jako kontrolory pro konkrétní catchment area. Inženýři spoléhající na GIS data pro údržbu plánovacích a inženýrských modelů již tuto informaci sledují mimo GIS. Modelováním catchment areas uvnitř GIS můžeme ověřit, že změny nejsou jen topologicky správné, ale také validují informace požadované inženýry nebo plánovači pro tvorbu jejich modelů.
V závislosti na kvalitě, složitosti a objemu dat můžete rozhodnout modelovat pouze jednu subnetwork pro celý systém nebo vytvořit samostatné subnetworks pro každou catchment area. Budeme diskutovat o obtížnějším úkolu konfigurace samostatných subnetworks. Tyto instrukce předpokládají, že při spuštění nástroje Migrate to Utility Network jste identifikovali jednu nebo více vrstev obsahujících controllery; pokud ne, budete muset provést další konfiguraci umožňující prvku být subnetwork controllerem.
Pravidla a Terminály
Ve výchozím nastavení nástroj Migrate to Utility Network nakonfiguruje subnetwork controllery v sink-based network tak, aby se připojovaly k prvkům pouze pomocí jejich Upstream terminalu. Pokud nemodelujete nic po proudu vašich outfalls, můžete přejít do další sekce a zjistit, jak vytvořit své subnetwork controllery.
První věc, kterou bychom měli udělat, je zkontrolovat pravidla v naší síti pomocí dialogu vlastností sítě. Níže vidíme podmnožinu pravidel pro naše discharge points. Pokud se podíváme pozorněji, vidíme, že discharge points byly nakonfigurovány tak, aby se připojovaly ke všem typům linií v našem modelu pomocí jejich upstream terminalu.
Můžeme tato pravidla zpřesnit tak, aby přesněji odrážela způsob připojení našich discharge points k ostatním prvkům v síti.
- Outfall – Tyto prvky umožňují potrubí vypouštět do otevřeného odtoku
- Overflow – Tyto prvky umožňují potrubí nebo virtuální odtokové linii přetéct do otevřeného odtoku
- Standard Outlet – Tyto prvky umožňují potrubí vypouštět do virtuální odtokové linie
- Terminal Discharge – Tyto prvky umožňují potrubí nebo otevřenému odtoku opustit systém
Musíme spustit nástroje Add Rule a Delete Rule, abychom nakonfigurovali pravidla podle těchto požadavků. Jakmile nakonfigurujeme pravidla a povolíme topologii sítě, pravděpodobně uvidíme chyby konektivity (červené čáry na obrázku níže) v naší databázi u mnoha discharge points.
V závislosti na vašich datech a úpravách pravidel uvidíte dva různé druhy chyb: Neplatná konektivita – Neexistuje pravidlo umožňující připojení dvou prvků.
Nejednoznačná konektivita – Existuje více než jedno pravidlo umožňující připojení prvků.
I když bychom mohli každou chybu individuálně zkontrolovat a opravit ji jednu po druhé, pokud je chyb více než pár, je efektivnější použít nástroj Analyze Network Data pro získání souhrnu všech typů chyb.
Kromě vytvoření vrstvy pro kontrolu chyb nástroj také generuje soubor RuleCandidates.csv. Tento soubor obsahuje pravidla, která by mohla být přidána do sítě k vyřešení chyb konektivity. Pečlivě si seznam pravidel před importem projděte a importujte pouze ta pravidla pro prvky, které by měly být povoleny k připojení. Možná budete muset konzultovat s inženýrem nebo pracovníkem v terénu ohledně vhodnosti těchto pravidel. Více o tomto procesu se dozvíte v článku Refining connectivity rule.
Jakmile určíte pravidla k přidání, použijte nástroj Import Rules k jejich vložení do utility network. Nezapomeňte před přidáním pravidel deaktivovat topologii sítě.
Po přidání chybějících pravidel a opětovném povolení topologie sítě budete muset použít nástroj Modify Terminal Connections k vyřešení nejednoznačné konektivity. To je nutné pouze tehdy, pokud má linie povoleno připojit se k více než jednomu terminálu na zařízení.
Pokud chcete více příkladů řešení těchto typů chyb konektivity, najdete tři tutoriály pomáhající vás provést tímto rozhodovacím procesem v sérii učení o editaci a konektivitě.
Jakmile bude topologie vaší sítě povolena a bez chyb, jsme připraveni pokračovat ve vytváření subnetworks.
Vytvoření jednoduché subnetwoky
První věc je identifikovat outfalls fungující jako subnetwork controllery pro každou catchment area v naší síti. To lze provést spuštěním connectivity trace pro oblast sítě a zastavením vždy při dosažení outfallu nakonfigurovaného jako subnetwork controller. I když bychom mohli ručně vybrat a přidat bariéry pro tyto prvky, často je jednodušší použít condition barrier k automatické identifikaci těchto prvků při trasování. K tomu přidáme condition barrier do našeho trace pro prvky s kategorií Subnetwork Controller.
To způsobí zastavení trace u jakéhokoli prvku jehož asset type má kategorii Subnetwork Controller – v tomto případě outfalls. Tato síťová kategorie je zpočátku naplněna nástrojem Migrate to Utility Network pro všechna mapování označená jako controllery. Později ji můžete upravit pomocí nástroje Set Network Category. Výsledky takového trace vidíme níže.
V tomto případě máme oblast propojenou s jedním outfallem. Použijte nástroj Modify Subnetwork Controller k nastavení upstream terminalu outfallu – strany přijímající materiály – jako subnetwork controller nové catchment area. Subnetwork controller potřebuje jedinečný název i tato oblast musí mít svůj vlastní jedinečný název. Pokud diskutujeme o catchment areas a outfalls s inženýry nebo provozem, mohou již mít specifické identifikátory které chtějí používat. Použití stejných jedinečných identifikátorů jako jiné oddělení usnadní spolupráci a komunikaci.
Po ověření změny sítí můžeme nyní spustit subnetwork trace a zobrazit všechny prvky připojené k tomuto outfallu.
Můžeme také použít nástroj update subnetwork ke uložení názvu catchment area u těchto prvků. To nám usnadňuje identifikaci které prvky patří do catchment area a které ne.
Po spuštění tohoto nástroje vidíme že všechny prvky v této subnetwoce mají vyplněný název subnetwoky.
A vidíme že nyní existuje prvek linky subnetwoky reprezentující všechny linky v této catchment area.
Jakmile použijete Update Subnetwork tool k vytvoření linky subnetwoky, tato subnetwork se objeví v panelu Find Subnetwork když je tato linka v aktuálním rozsahu zobrazení.
Nyní když jsme viděli jak vytvořit jednoduchou subnetwork s jedním kontrolorem podíváme se jak řešit catchment s více outfally.
Subnetworks s více kontrolory
Ne každá subnetwork má jediného kontrolora. Stormwater networks často mají více outfalls odpovědných za vypouštění vody z catchment area podle množství vody v systému v daném čase.
Proces začínáme stejně; provedením connectivity trace v síti a zacházením se subnetwork controllery jako bariérami což způsobí zastavení trace u outfallů. Zvažte vytvoření a použití konfigurace trace pro tento proces aby byl jednodušší.
V tomto případě máme catchment area se třemi outfally. Opakujeme stejný postup jako výše; každý outfall pojmenujeme jedinečně ale všem dáme stejný název subnetwoky protože sdílí odpovědnost za vypouštění vody ze stejné oblasti.
Poznámka: Pokud neposkytnete jméno subnetwork controlleru nástroj automaticky použije global id prvku.
Znovu ověřte topologii sítě a spusťte aktualizaci subnetwork, abyste dokončili vytvoření druhé catchment.
Opakujte tento proces, dokud všechny prvky v síti nepatří do subnetwork. Zní to jednoduše, ale podívejme se na některé z nejčastějších problémů, které mohou nastat.
Chybějící Controllers
Použití tohoto procesu poskytuje spolehlivý, ale manuální způsob identifikace všech vašich subnetworks. Nejčastějším problémem, na který narazíte, je, že subnetwork controllers mohou chybět ve vašich datech, nebo problémy s daty mohou způsobit, že catchment area se jeví mnohem větší, než by měla být. Na příkladu níže vidíme, že to, co mělo být malou catchment area, se zobrazuje jako mnohem větší oblast.
Pokud přiblížíme oblast vyznačenou na obrázku výše, můžeme vidět, že problém je v tom, že mezi potrubími catchment a otevřeným kanálem, do kterého odtéká, není žádný outfall. Toto je vyznačeno na grafice níže.
Pro opravu této chyby bychom spolupracovali s inženýrem nebo terénní posádkou, aby GIS odpovídal tomu, co je aktuálně nainstalováno v terénu. V tomto případě bychom vytvořili outfall mezi potrubím a říčním kanálem. Poté bychom tento nový outfall označili jako subnetwork controller pro naši třetí catchment area.
Pokud se podíváme pozorně na výše uvedený snímek obrazovky, můžeme vidět, že v této oblasti stále existuje potenciální problém. Některá potrubí severně od této catchment nemají žádný výstup. Pokud přiblížíme, můžeme vidět, že tato oblast by pravděpodobně měla být připojena k catchment area. Museli bychom potvrdit s inženýrem nebo terénní posádkou, zda tomu tak skutečně je, ale jakmile určíme jak/nebo zda je připojena, můžeme pak aktualizovat naše GIS data tak, aby to odrážela.
Závěr
V tomto článku jste se naučili používat subnetworks, pravidla a terminals ke zlepšení kvality vašich dat. Viděli jste, jak vám to umožnilo identifikovat chybějící prvky, nesprávně propojené prvky a jak identifikovat místa ve vaší síti bez jakýchkoli výstupů. Pokud máte zájem o pokročilejší analytické úkoly jako správa watershed nebo sewershed nebo správa sub-basinů a catchments, dejte nám vědět! Pokud máte jakékoli otázky ohledně utility network, určitě je položte na Esri Community site.
Pokud chcete vědět více o používání utility network ke správě gravitačních sítí, jako jsou data kanalizace a dešťové vody, prosím prozkoumejte Learn ArcGIS Utility Network for Sewer and Stormwater vzdělávací sérii. Tato vzdělávací série obsahuje tutoriály a články, které ukazují, jak řešit potřeby průmyslu kanalizace a dešťové vody pomocí utility network.
