Sens de circulation dans un réseau géométrique

Dans les applications de réseau de distribution, il peut être essentiel de connaître le sens de circulation dans les tronçons du réseau. La matière première qui circule dans le réseau (eau, électricité et pétrole) ne choisit pas son itinéraire. Le réseau impose le sens de circulation en configurant les sources, les cuvettes et le sens du tronçon. C'est la raison pour laquelle lorsque nous faisons référence au flux des matières premières dans un réseau de distribution, nous parlons de flux dirigé.

Deux méthodes permettent de déterminer le sens de circulation dans un réseau :

• Sens de numérisation des tronçons de réseau
• Définition des jonctions du flux des sources ou des cuvettes

Les sources et les cuvettes dirigent le flux via un réseau de distribution. Les sources sont des jonctions qui repoussent le flux vers les tronçons du réseau. Dans un réseau de distribution d'eau, par exemple, les stations de pompage peuvent être modélisées en tant que sources, car elles redistribuent l'eau pompée via des canalisations. Les cuvettes sont des jonctions qui attirent le flux à partir des tronçons du réseau. Dans un réseau de rivière, par exemple, l'embouchure peut être modélisée comme une cuvette étant donné que la gravité attire l'eau vers elle. Le flux s'éloigne des sources ou se dirige vers les cuvettes. Le sens de circulation pouvant être déterminé avec des sources ou des cuvettes, il suffit généralement de préciser uniquement les sources ou les cuvettes d'un réseau (sinon, votre réseau peut comporter des tronçons avec un flux indéterminé).

Il est important de garder à l'esprit que les entités désactivées sont prises en compte lors de la définition du sens de circulation. La désactivation d'une entité revient à empêcher le flux de la traverser. Cette opération implique donc que le sens de circulation ne peut pas être défini pour les entités désactivées ni pour les entités connectées aux sources ou cuvettes exclusivement via l'entité désactivée.

Sens de circulation à l'aide du sens de numérisation des tronçons

Le sens de circulation selon le sens de numérisation est déterminé par les éléments suivants :

• la connectivité du réseau,
• la direction des entités tronçon.

Dans de nombreux réseaux, le sens de numérisation des tronçons de réseau reflète la direction du flux à travers ces tronçons. Ce scénario est bien connu dans les réseaux de distribution d'eau, qu'il s'agisse de réseaux de distribution d'eau, d'eaux usées ou hydrographiques. Si vos données sont configurées de la sorte, vous pouvez exploiter le sens de numérisation pour déterminer le sens de circulation. Le sens de circulation peut être spécifié comme étant dans le sens de numérisation ou dans le sens inverse. Toutefois, vous ne pouvez spécifier ces informations qu'au niveau du réseau et non pour des tronçons individuels. Vous ne pouvez définir le sens de circulation en fonction du sens de numérisation qu'à l'aide de l'outil de géotraitement Définir le sens de circulation.

Sens de circulation à l'aide de sources et de cuvettes

Le sens de circulation en fonction des sources et des cuvettes est déterminé par les éléments suivants :

• la connectivité du réseau,

• l'emplacement des sources et des cuvettes du réseau,

• l'état d'activation ou de désactivation des entités.

Vous devez choisir d'utiliser des sources et des cuvettes pour diriger le flux via un réseau géométrique au moment de la création du réseau. Ce paramètre est appliqué aux classes d'entités jonctions. Lorsque vous créez un réseau avec des classe d'entités jonctions en fonction des sources ou des cuvettes, les entités jonctions individuelles peuvent alors être définies comme des sources ou des cuvettes. Les sources sont des jonctions qui repoussent le flux vers les tronçons du réseau. Dans un réseau de distribution d'eau, par exemple, les stations de pompage peuvent être modélisées en tant que sources, car elles redistribuent l'eau pompée via des canalisations. Les cuvettes sont des jonctions qui attirent le flux à partir des tronçons du réseau. Par exemple, dans un réseau d'égout, une station de traitement des eaux usées peut être modelée comme une cuvette puisque la gravité dirige l'eau vers cette dernière. Le flux s'éloigne des sources ou se dirige vers les cuvettes. Le sens de circulation pouvant être déterminé avec des sources ou des cuvettes, vous ne devez utiliser que des sources ou des cuvettes dans un réseau (sinon, votre réseau peut comporter des tronçons avec un flux indéterminé).

Il est important de garder à l'esprit que les entités désactivées sont prises en compte lors de la définition du sens de circulation. La désactivation d'une entité revient à empêcher le flux de la traverser. Cette opération implique donc que le sens de circulation ne peut pas être défini pour les entités désactivées ni pour les entités connectées aux sources ou cuvettes exclusivement via l'entité désactivée.

Trois catégories de sens de circulation

Après avoir défini le sens de circulation du réseau, une des trois catégories de flux suivantes est attribuée à un tronçon.

Sens de flux déterminé

Si le sens de circulation d'un tronçon peut être défini de manière unique à partir de la connectivité du réseau, de l'emplacement des sources et des cuvettes et de l'état activé ou désactivé des entités, l'entité possède un flux déterminé. Lorsque le sens de circulation dépend du sens de numérisation, le flux sera spécifié comme étant dans le sens dans lequel l'entité a été numérisée, ou dans le sens contraire, selon la définition du sens de circulation.

Sens de flux indéterminé

Un flux indéterminé dans un réseau se produit lorsque le sens de circulation ne peut pas être défini de manière unique à partir de la topologie du réseau, de l'emplacement des sources et des cuvettes et des états d'activation ou de désactivation des entités. Lorsque vous définissez le sens de circulation en fonction du sens de numérisation, aucun tronçon ne doit jamais présenter un flux indéterminé.

Dans un réseau dans lequel le sens de circulation est déterminé en fonction des sources et des cuvettes, un flux indéterminé se produit pour les tronçons qui font partie d'une boucle ou d'un circuit fermé. Cette situation se produit également dans un tronçon dont le flux est déterminé par plusieurs sources et cuvettes, ou lorsqu'une source ou une cuvette dirige le flux dans une direction à travers le tronçon tandis que l'autre source ou cuvette achemine le flux dans la direction opposée.

Prenons l'exemple d'un réseau géométrique dont les sources et les cuvettes sont positionnées ainsi :

Cet exemple illustre le flux indéterminé.

Dans ce cas, le sens de circulation des tronçons 1 et 2 est défini, mais le tronçon 3 affiche un flux indéterminé. Pour comprendre pourquoi le tronçon 3 affiche un flux indéterminé, prenons l'exemple où seule la source est présente.

Cet exemple illustre le flux le long des trois tronçons lors de la définition d'une source uniquement.

Il en résulte que le sens de circulation du tronçon 3 se dirige vers la droite.

Prenons maintenant l'exemple où seule la cuvette est présente.

Cet exemple illustre le flux le long des trois tronçons lors de la définition d'une cuvette uniquement.

Il en résulte que le sens de circulation du tronçon 3 se dirige vers la gauche. En raison des sens de circulation potentiels opposés du tronçon 3, un conflit se produit.

Pour chaque tronçon, si le sens de circulation représente un compromis entre l'exemple à une seule source et l'exemple à une seule cuvette, celui-ci est défini selon cette direction (voir les tronçons 1 et 2). Cependant, en cas de conflit comme pour le tronçon 3, le sens de circulation est défini sur indéterminé car cette situation peut produire deux types de résultats.

Un tronçon comportant une source à chaque extrémité produit également un flux indéterminé.

Sens de circulation non initialisé

Un flux non initialisé dans un réseau se produit au niveau des tronçons isolés des sources et des cuvettes. Cette situation se produit lorsque le tronçon n'est pas topologiquement connecté aux sources et aux cuvettes via le réseau, ou lorsque le tronçon est uniquement connecté aux sources et cuvettes via les entités désactivées. Comme c'est le cas pour un flux indéterminé, lorsque vous établissez le sens de circulation en fonction du sens de numérisation, aucun tronçon ne doit présenter de flux non initialisé.

Spécification du sens de circulation en fonction des sources et des cuvettes

Pour établir le sens de circulation dans un réseau géométrique avec des sources et des cuvettes, vous devez configurer les jonctions du réseau pour qu'elles se comportent comme des sources et des cuvettes générant le sens de circulation approprié.

Après la définition du sens de circulation du réseau, un flux indéterminé peut se produire même si vous connaissez le sens de circulation, car ce dernier est déterminé par les propriétés du réseau ou les entités constituant le réseau, en plus de la connectivité ou de l'emplacement des sources et cuvettes.

Dans un réseau de distribution d'eau, par exemple, le sens de circulation est déterminé par la différence de pression aux deux extrémités d'une canalisation. La pression exercée à chaque extrémité dépend du matériau de la canalisation, du diamètre, du débit, de la configuration physique (y compris la présence de goulets d'étranglement, de valves ou de coudes), de la température de l'eau, de l'altitude des extrémités et de la connectivité du réseau. ArcGIS permettant de gérer les réseaux classiques (et non pas les réseaux d'un domaine spécifique), ces informations ne sont pas utilisées lors de la définition du sens de circulation. Le sens de circulation peut donc être indéterminé sur certains tronçons de ces réseaux.

Un jeu de variables similaires existe pour chaque domaine. Les développeurs peuvent créer des analyseurs personnalisés qui utilisent ces variables pour rechercher le sens de circulation dans des réseaux de domaine spécifique.