几何网络中的流向

在公用事业网络应用中，了解网络边上的流向十分重要。水、电、石油等物资不能在网络中自由流动。网络一般通过其源配置、汇点和边方向来限制流向。这就是为什么我们在探讨物资在几何网络中的流动时会将其作为定向流动探讨。

确定网络中流向的方法有两种：

• 网络边的数字化方向
• 通过定义源或汇流动的交汇点

源和汇驱动各种资源流沿着几何网络流动。源是交汇点要素，它通过网络的边推动流朝着远离自身的方向流动。例如，在配水网络中，可以将泵站建模为源，因为它们将驱动管路中的水流朝着远离泵站的方向流动。汇是交汇点要素，它通过网络的边吸引流向着朝向自身的方向流动。例如，在河流网络中，河口可以建模为汇，因为重力驱使所有的水流都朝向河口流动。流从源流出，流向汇。由于流向既可以通过源又可以通过汇来建立，所以通常只需要在网络中指定源或者汇即可（否则，网络中可能会存在流向不确定的边）。

要切记，设置流向时需要考虑到禁用的要素。禁用要素会使流无法从要素中通过。因此，禁用要素意味着无法为禁用的要素设置流向，也无法为那些仅通过禁用的要素连接到源或汇的要素设置流向。

使用边的数字化方向的流向

使用数字化方向的流向可通过下列方法确定：

• 网络的连通性
• 边要素的方向

在许多网络中，网络边的数字化方向反映出流向应通过这些边。这种情况广泛应用于供水管网；无论是供水/排污管网还是河流网络。如果数据以这种方式建立，则可以利用数字化方向来建立流向。流向可以指定为沿着数字化方向或与数字化方向相反；但是，这种指定只能在网络级别上进行，不能在各边上进行。使用边的数字化方向的流向只能使用设置流向地理处理工具来设置。

使用源和汇的流向

通过源和汇的流向可使用下列方法确定：

• 网络的连通性

• 网络中源和汇的位置

• 要素的启用或禁用状态

使用源和汇来驱动流沿着几何网络流动的决定必须在网络创建时做出，且设置为应用于交汇点要素类。通过源或汇使用交汇点要素类来创建网络时，各交汇点要素可以定义为源或汇。源是交汇点要素，它通过网络的边推动流朝着远离自身的方向流动。例如，在配水网络中，可以将泵站建模为源，因为它们将驱动管路中的水流朝着远离泵站的方向流动。汇是交汇点要素，它通过网络的边吸引流向着朝向自身的方向流动。例如，在下水道管网中，污水处理厂可以建模为汇，因为重力驱使所有的水流都朝向污水处理厂流动。流从源流出，流向汇。由于流向既可以通过源又可以通过汇来建立，所以通常只需要在网络中指定源或者汇即可（否则，网络中可能会存在流向不确定的边）。

要切记，设置流向时需要考虑到禁用的要素。禁用要素会使流无法从要素中通过。因此，禁用要素意味着无法为禁用的要素设置流向，也无法为那些仅通过禁用的要素连接到源或汇的要素设置流向。

流向的三个类别

为网络设置流向后，边会具有下列三个流向类别之一：

确定性流向

如果根据网络的连通性、源和汇的位置以及要素的状态（启用或禁用）可以确定边的唯一流向，即可认为要素具有确定的流向。基于数字化方向的流向，会将流向指定为与基于如何定义流向的要素数字化方向相同或相反。

不确定流向

当无法根据网络拓扑、源和汇的位置以及要素的状态（启用或禁用）确定唯一流向时，网络中就会出现不确定的流向。基于数字化方向定义流向时，不应有任何流向未确定的边。

在基于源或汇建立流向的网络中，不确定流向通常会出现在形成回路或闭合线一部分的边上。流向由多个源和汇确定的边也可能出现不确定流向，原因是一个源或汇在边上朝一个方向流动而另一个源或汇则反向流动。

例如，考虑一个源和汇的位置如下图所示的几何网络：

此示例说明不确定流向。

在本例中，边 1 和 2 的流向已设置，但边 3 具有不确定流向。要理解为何边 3 具有不确定流向的原因，请首先考虑只存在源的情况。

此示例说明仅指定源时三个边的流向。

其结果是，边 3 的流向为向右。

接着考虑只存在汇的情况。

此示例说明仅指定汇时三个边的流向。

其结果是，边 3 的流向为向左。由于边 3 也可能具有相反的流向，因此产生了冲突。

对于每个边，如果流向在仅存在源和仅存在汇的情况下都保持一致，则流向应设置为相应方向（如边 1 和 2 所示）。但是，如果存在冲突（如边 3），则应将流向设置为不确定，因为存在两种可能性。

此外，如果边的两端都有一个源也会导致不确定性流向。

未初始化流向

当网络中的边与源和汇相隔离时，在边中会出现未初始化流向。如果边未通过网络与源和汇建立拓扑连接，或者边仅通过禁用的元素与源和汇建立连接，则可能发生上述情况。与不确定的流向一样，基于数字化方向建立流向时，不应有未初始化流向的边。

指定基于源和汇的流向

要使用源和汇在几何网络上建立流向，必须选择网络中的交汇点作为源和汇来生成正确的流向。

在为您的网络设置流向后，即使在知道流向的时候也可能会出现不确定流向，因为除了源和汇的连通性或位置以外，流向还取决于网络的属性或构成网络的要素。

例如，在供水管网中，管道中水流的方向取决于管道两端的水压差。管道每端的压力受到很多因素的影响，如：管道的制造材料、管道直径、管道中的流速、管路的实际配置情况（包括所有的瓶颈、阀或锐弯）、水温、管道末端的高程以及网络的连通性。由于 ArcGIS 仅处理常规网络（而不处理特定属性域类型的网络），所以设置流向时并不会用到上述信息。因此，在这些网络中可将某些边的流向设置为不确定。

在每个属性域中都存在一组类似的变量。开发者可以编写使用这些变量的自定义流向求解程序，以便在特定属性域网络中查找确定性流向。