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鉄道路線の概略図を作成する

JimBarry

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geographic and schematic rail map<\/span><\/span><\/P>鉄道データを持っている場合、GISデータを地理空間で維持することが重要なだけでなく、データを概略図で表示できることも重要です。多くの鉄道組織は、地理データをGISで管理し、概略図や軌道図に使用するツールやデータベースとは別に管理しており、編集プロセスやペースも異なります。そのため、データが古くなったり同期が取れなくなることが非常に簡単に起こります。<\/P><\/span><\/P>ユーザーにとって意味があり直感的な概略ビューを作成するには、これらの軌道が互いにどのように関連しているかを概略図ツールに伝えるためのネットワーク属性を追加するなど、データの編集が少し必要です。<\/P><\/span><\/P>これは私の鉄道の一部で、ここに概略図を作成したいと思います。<\/P>このFeature Datasetには、鉄道の軌道線と列車の流れを制御するためのスイッチ装置のレイヤーがあります。ネットワークを図示する前に、トレースネットワークを構築する必要があります。<\/P><\/span><\/P>ここではArcGIS Proに含まれる新しいTrace Networkツールを使用します。<\/P>以前は概略図マップを作成したい場合、ArcGIS Utility NetworkまたはArcGIS Schematicsを使用する必要がありました。<\/P>しかし2020年のバージョン2.6から、この新しい「Trace Network Tools」ツールボックスが利用可能になりました。これにより、基本的なルーティング、トレース、およびフロー操作だけでなく、概略図マップ生成用のダイアグラムツールも使用できます。<\/P>このツールボックスには必要なものがすべて揃っています。<\/P><\/span><\/P>先に進む前に、スパー線、ループ線、ターンアウト、ヤードなど複雑なエリアで軌道の階層を表すNetwork Attributes（ネットワーク属性）を作成する必要があります。<\/P><\/span><\/P>最低限、ポイントとポリラインのフィーチャクラスが必要です。小規模から始めるために、軌道のポリラインフィーチャクラスと軌道スイッチのポイントフィーチャクラスを使用しています。Trace Networkはこれら2つのフィーチャクラスがFeature Dataset内にあることを要求し、その後Create Trace Networkツールを使用できます。<\/P><\/span><\/P>新しいTrace Networkをマップにドラッグすると、トポロジーエラーの検出と解決に役立ついくつかのトレースネットワーク編集レイヤーが表示されます。<\/P><\/span><\/P>ここでは図示したい軌道を選択し、水色で選択されています。<\/P><\/span><\/P>トポロジーエラーが解決されトポロジーがクリーンになったら、新しいダイアグラムを作成できます。それが構築されたら、そのダイアグラムにテンプレートを適用できます。<\/P>Apply Relative Mainline Diagramツールは鉄道向けに特別設計されており、それを適用すると次のようなダイアグラムになります...<\/P><\/span><\/P>...このようになります。
ネットワーク属性を適切に設定したため、きれいで直感的に使いやすい概略図になりました。もちろんY軸は見やすくするため少し拡大していますが、X軸は軌道もスイッチ位置もすべて縮尺通りです。X軸を縮尺通りに保つことは重要で、これはトラックチャート編集ワークフローへダイアグラムをエクスポートしたい場合に役立ちます。トラックチャートは通常X軸距離を縮尺通り保持したいからです。

ダイアグラムに満足したら、それを通常のフィーチャクラスとしてエクスポートし、同じキャリブレーションポイントを適用して地理データと同様に線形位置参照システム（Linear Location Referencing System）を適用できます。

必要ならば、この概略図マップを同じマップ内に取り込むことも可能です。このように地理データと概略データを並べてGIS内で作業することを好む鉄道もいくつか見ています。必須ではありませんが、それが望みならオプションとして利用できます。

同じツールと技術の別例です。今回はLA Metro transit rail networkで同様の処理です。同じく鉄道とスイッチを概略化しますがX軸は縮尺通り保っています。

このプロセスのビデオウォークスルーをご覧になりたい場合は、こちらのビデオをご覧ください。

***2023-09-18: こちらはより詳細な最新情報付きビデオです。

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JimBarry

That looks great. I have had folks ask me in the past if the editing in of the network attribute values could be automated in some way, rather than manually adding a value to each and every polyline. If you find that you can sort that out, that would be great. Or perhaps you can automate it so that maybe 90% of the values come out well, and only a small percentage need some manual tweaking. Good luck with that.

As for the screen grab you included above, to me it looks great with the exception of the tiny segment circled in red here below. I think I would like to see that segment go straight along the main track rather than jog down at an angle like that. I bet that's something you can fix by adjusting the network attribute value so that it matches the main line, if you find that it actually matches the value of the crossover?

matteatsbrainz

Thanks Jim, that seems to have completely solved it and I'm now getting very pretty track diagrams. I believe there will be a way I could create a python code to assign track hierarchy automatically using this logic. Thank you so much for your help!

JimBarry

Hi Matt:

Well, that's where it starts to get a little bit more art than science. There's no one single way to add network attribute values to your track lines. Sometimes it's a bit of trial and error. The graphic further above in this article shows one example. Basically you start by adding a column to your tracks feature class' attribute table. I typically call mine "NetAttribs". Then I add a value to each track from 1 to N, giving each track a value that roughly represents how far that track is, perpendicularly from the main line.

So the main line track would be 1, and if there's another main track parallel to it, that would be a 3, and any crossovers between those two tracks would be a 2. Then counting out to the left and to the right, the first spur or siding loop just off those main lines would be a 5, and any crossovers between the mainline and that first spur or siding loop would be a 4. Then, depending on how many tracks are laid out parallel to the main tracks, just count those out in increments of 2, using the number in between to handle crossovers between parallel tracks. This can start to get a bit hair when you're dealing with rail yards, but you may need to get creative and try a few different sets of values until the end result created by the Apply Relative Mainline network diagram layout tool gives you the end result you're looking for.

The graphic above takes a slightly different approach, but while neither approach is definitively right or wrong, you'll find that different approaches produce slightly different results. So it really comes down to what you want the end result to look like. And that varies quite a bit, given that the arrangement of track out in the world can vary quite a bit.

For more information, see Appendix A, in the ArcGIS Railroad Data Model documentation. There's also a video which goes into this in a bit more detail.

Once you're done editing this NetAttribs column, then you can use these steps to add the network attribute to the trace network:

1. Disable Network Topology

2. Add Network Attribute

3. Set Network Attribute

4. Enable Network Topology

5. Validate Network Topology

Then after you build a basic diagram, you can then run the Apply Relative Mainline Layout network diagram tool and use your new network attribute as the "Line Attribute" parameter and the "Line Classification > Type Attribute" parameter.

If you ever wanted to do a screen share walk through on this, feel free to reach out to me directly at jbarry@esri.com

matteatsbrainz

Hey Jim, I hope you are doing well. Bit of a green geospatial mapper here so, sorry if this is a silly question. I have some track data that I am trying to create a map schematic of, however I don't quite understand how you created your Network Attributes that represent the hierarchy of tracks?

JimBarry

A few years ago, yes. But these days I wouldn't recommend ArcGIS Schematics unless you're already using it and are happy with it, alongside ArcMap.

These days, with ArcGIS Pro, you can use a combination of Trace Network tools (or Utility Network) and Network Diagram tools, specifically the Apply Relative Mainline diagram layout tool. Once you have the diagram, if you want you can bring it into a Layout, say, 5 miles at a time using Map Series, if you're trying to make, say, 5 mile sheets like we often see with track charts, at least in the US.

GoWest

Good stuff!
Can you make a Track Chart out of the trace network? Maybe you need Arc Schematics for that?

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