Transport network analysis
نقل و حمل کا نیٹ ورک، یا نقل و حمل کا نیٹ ورک، جغرافیائی جگہ میں ایک نیٹ ورک یا گراف ہے، جو ایک ایسے بنیادی ڈھانچے کو بیان کرتا ہے جو نقل و حرکت یا بہاؤ کی اجازت دیتا ہے اور اسے روکتا ہے۔ مثالوں میں شامل ہیں لیکن سڑک کے نیٹ ورک، ریلوے، ہوائی راستوں، پائپ لائنوں، آبی گزرگاہوں اور بجلی کی لائنوں تک محدود نہیں ہیں۔ ان نیٹ ورکس کی ڈیجیٹل نمائندگی، اور ان کے تجزیے کے طریقے، مقامی تجزیہ، جغرافیائی معلومات کے نظام، عوامی افادیت، اور ٹرانسپورٹ انجینئرنگ کا ایک بنیادی حصہ ہیں۔ نیٹ ورک تجزیہ گراف تھیوری کے نظریات اور الگورتھم کا ایک اطلاق ہے اور قربت تجزیہ کی ایک شکل ہے۔ تاریخ جغرافیائی مظاہر پر گراف تھیوری کے اطلاق کو ابتدائی تاریخ میں تسلیم کیا گیا تھا۔ گراف تھیوریسٹوں کے ذریعہ شروع کیے گئے بہت سے ابتدائی مسائل اور نظریات جغرافیائی حالات سے متاثر تھے، جیسے کہ کونگس برگ کے سات پل کا مسئلہ، جو گراف تھیوری کی اصل بنیادوں میں سے ایک تھا جب اسے 1736 میں لیون ہارڈ اویلر نے حل کیا تھا۔ 1970 کی دہائی میں، جغرافیائی اطلاعاتی نظام کے ابتدائی ڈویلپرز نے اس تعلق کو دوبارہ قائم کیا، جنہوں نے اسے کثیر الاضحی کے ٹپوولوجیکل ڈیٹا ڈھانچے (جو یہاں مطابقت کا حامل نہیں ہے)، اور ٹرانسپورٹ نیٹ ورک کے تجزیے میں استعمال کیا۔ ابتدائی کام، جیسے ٹنکلر (1977)، بنیادی طور پر سادہ اسکیمیٹک نیٹ ورکس پر مرکوز تھے، ممکنہ طور پر لکیری ڈیٹا کی نمایاں مقدار کی کمی اور بہت سے الگورتھم کی کمپیوٹیشنل پیچیدگی کی وجہ سے۔ جی آئی ایس سافٹ ویئر میں نیٹ ورک تجزیہ الگورتھم کا مکمل نفاذ 1990 کی دہائی تک ظاہر نہیں ہوا تھا، بلکہ آج کل عام طور پر جدید ٹولز دستیاب ہیں۔ نیٹ ورک ڈیٹا نیٹ ورک تجزیہ کے لیے نیٹ ورک کے عناصر اور اس کی خصوصیات کی نمائندگی کرنے والے تفصیلی ڈیٹا کی ضرورت ہوتی ہے۔ نیٹ ورک ڈیٹا سیٹ کا بنیادی حصہ پولی لائنز کی ایک ویکٹر پرت ہے جو سفر کے راستوں کی نمائندگی کرتی ہے، یا تو عین مطابق جغرافیائی راستے یا اسکیمیٹک خاکے، جنہیں کناروں کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، نیٹ ورک ٹوپولوجی پر معلومات کی ضرورت ہوتی ہے، جو لائنوں کے درمیان رابطوں کی نمائندگی کرتی ہے، اس طرح ایک لائن سے دوسری لائن تک نقل و حمل کو ماڈل بنانے کے قابل بناتی ہے۔ عام طور پر، یہ کنکشن پوائنٹس، یا نوڈس، ایک اضافی ڈیٹا سیٹ کے طور پر شامل ہوتے ہیں۔ کناروں اور نوڈس دونوں کو حرکت یا بہاؤ سے متعلق خصوصیات سے منسوب کیا جاتا ہے: صلاحیت، اجازت شدہ بہاؤ کے حجم پر کسی بھی حد کی پیمائش، جیسے سڑک میں لینوں کی تعداد، ٹیلی مواصلات بینڈوڈتھ، یا پائپ قطر۔ رکاوٹ، بہاؤ کے خلاف کسی بھی مزاحمت یا بہاؤ کی رفتار کی پیمائش، جیسے رفتار کی حد یا گلی کے چوراہے پر ممنوع موڑ کی سمت، کنارے کے ساتھ یا نوڈ کے ذریعے انفرادی سفر کے ذریعے جمع ہونے والی لاگت، عام طور پر گزرا ہوا وقت، فاصلے کے رگڑ کے اصول کو مدنظر رکھتے ہوئے۔ مثال کے طور پر، اسٹریٹ نیٹ ورک میں ایک نوڈ کو ایک مخصوص بائیں مڑنے یا دائیں مڑنے کے لیے مختلف وقت درکار ہو سکتا ہے۔ اس طرح کے اخراجات وقت کے ساتھ مختلف ہو سکتے ہیں، جیسے کہ شہری گلی کے ساتھ سفر کے وقت کا نمونہ ٹریفک کے حجم کے روزانہ کے چکروں پر منحصر ہوتا ہے۔ بہاؤ کا حجم، ہونے والی اصل حرکت کی پیمائش۔ یہ سینسر نیٹ ورک جیسے ٹریفک کاؤنٹرز، یا ایک مدت کے دوران عام رجحانات، جیسے سالانہ اوسط یومیہ ٹریفک (اے اے ڈی ٹی) کا استعمال کرتے ہوئے جمع کی گئی مخصوص ٹائم انکوڈ پیمائش ہو سکتی ہے۔ تجزیہ کے طریقے نیٹ ورک کے بہاؤ سے متعلق مسائل اور کاموں کو حل کرنے کے لیے طریقوں، الگورتھم اور تکنیکوں کی ایک وسیع رینج تیار کی گئی ہے۔ ان میں سے کچھ ہر قسم کے ٹرانسپورٹ نیٹ ورک کے لیے عام ہیں، جبکہ دیگر مخصوص ایپلیکیشن ڈومینز کے لیے مخصوص ہیں۔ ان میں سے بہت سے الگورتھم تجارتی اور اوپن سورس GIS سافٹ ویئر میں نافذ کیے جاتے ہیں، جیسے GRASS GIS اور Esri ArcGIS تک نیٹ ورک تجزیہ کار کی توسیع۔ نیٹ ورک میں سب سے آسان اور سب سے عام کاموں میں سے ایک نیٹ ورک کے ساتھ دو پوائنٹس کو جوڑنے والا بہترین راستہ تلاش کرنا ہے، جس کی زیادہ سے زیادہ تعریف کسی قسم کی لاگت کو کم کرنے کے طور پر کی گئی ہے، جیسے فاصلہ، توانائی کے اخراجات، یا وقت۔ ایک عام مثال اسٹریٹ نیٹ ورک میں ہدایات تلاش کرنا ہے، جو تقریبا کسی بھی ویب اسٹریٹ میپنگ ایپلی کیشن کی خصوصیت ہے جیسے گوگل میپس۔ اس کام کو حل کرنے کا سب سے مقبول طریقہ، جو زیادہ تر جی آئی ایس اور میپنگ سافٹ ویئر میں لاگو ہوتا ہے، ڈیجسٹرا کا الگورتھم ہے۔ بنیادی پوائنٹ ٹو پوائنٹ روٹنگ کے علاوہ، جامع روٹنگ کے مسائل بھی عام ہیں۔ ٹریولنگ سیلز مین کا مسئلہ متعدد مقامات تک پہنچنے کے لیے زیادہ سے زیادہ (کم سے کم فاصلہ/لاگت) آرڈر اور روٹ کا مطالبہ کرتا ہے۔ یہ ایک این پی سخت مسئلہ ہے، لیکن چھوٹے حل سیٹ کی وجہ سے غیر محدود جگہ کے مقابلے نیٹ ورک کی جگہ میں حل کرنا کچھ آسان ہے۔ وہیکل روٹنگ کا مسئلہ اس کی عمومی شکل ہے، جس سے متعدد بیک وقت راستوں کو منزلوں تک پہنچنے کی اجازت ملتی ہے۔ روٹ انسپیکشن یا "چینی پوسٹ مین" کا مسئلہ زیادہ سے زیادہ (کم سے کم فاصلہ/لاگت) راستہ مانگتا ہے جو ہر کنارے سے گزرتا ہے۔ ایک عام اطلاق کچرے کے ٹرکوں کی روٹنگ ہے۔ یہ کثیر الجہتی وقت کے الگورتھم کے ساتھ حل کرنے کے لیے ایک بہت آسان مسئلہ ثابت ہوتا ہے۔ مقام کا تجزیہ مسائل کے اس طبقے کا مقصد نیٹ ورک کے ساتھ ایک یا زیادہ سہولیات کے لیے بہترین مقام تلاش کرنا ہے، جس میں نیٹ ورک میں پوائنٹس کے دوسرے سیٹ پر (یا اس سے) مجموعی یا اوسط سفری لاگت کو کم سے کم کرنے کے طور پر زیادہ سے زیادہ تعریف کی گئی ہے۔ ایک عام مثال خوردہ دکانوں کے ایک سیٹ پر شپنگ کے اخراجات کو کم کرنے کے لیے گودام کے مقام کا تعین کرنا ہے، یا اپنے ممکنہ گاہکوں کی رہائش گاہوں سے سفر کے وقت کو کم کرنے کے لیے خوردہ دکان کا مقام۔ غیر محدود (کارٹیشین کوآرڈینیٹ) جگہ میں، یہ ایک این پی-سخت مسئلہ ہے جس کے لیے لائیڈ کے الگورتھم جیسے ہیورسٹک حل کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن نیٹ ورک کی جگہ میں اسے تعیناتی طور پر حل کیا جا سکتا ہے۔ مخصوص ایپلی کیشنز اکثر مسئلے میں مزید رکاوٹیں شامل کرتی ہیں، جیسے کہ پہلے سے موجود یا مسابقتی سہولیات کا مقام، سہولت کی صلاحیتیں، یا زیادہ سے زیادہ لاگت۔ سروس ایریا ایک نیٹ ورک سروس ایریا غیر محدود جگہ میں بفر کے مترادف ہے، اس علاقے کی عکاسی جس تک کسی نقطہ (عام طور پر سروس کی سہولت) سے کسی مخصوص فاصلے سے کم یا دیگر جمع شدہ لاگت میں پہنچا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، فائر اسٹیشن کے لیے ترجیحی سروس ایریا اسٹریٹ سیگمنٹس کا مجموعہ ہوگا جو یہ تھوڑے وقت میں پہنچ سکتا ہے۔ جب متعدد سہولیات ہوں گی، تو ہر کنارے کو قریب ترین سہولت کے لیے تفویض کیا جائے گا، جس کا نتیجہ ورونوئی خاکہ کے مترادف ہوگا۔ غلطی کا تجزیہ پبلک یوٹیلیٹی نیٹ ورکس میں ایک عام ایپلی کیشن نیٹ ورک میں غلطیوں یا وقفوں کے ممکنہ مقامات کی شناخت ہے (جسے اکثر دفن کیا جاتا ہے یا بصورت دیگر براہ راست مشاہدہ کرنا مشکل ہوتا ہے)، ان رپورٹس سے اخذ کیا جاتا ہے جن کا آسانی سے پتہ لگایا جا سکتا ہے، جیسے گاہکوں کی شکایات۔ ٹرانسپورٹ انجینئرنگ ٹریفک کا شماریاتی طبیعیات کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے۔ بریس کا پیراڈوکس فلو نیٹ ورک ہیورسٹک روٹنگ انٹرپلانٹری ٹرانسپورٹ نیٹ ورک نیٹ ورک سائنس پرکولیشن تھیوری اسٹریٹ نیٹ ورک ریل نیٹ ورک ملٹی ماڈل ٹرانسپورٹ چین سپلائی چین لاجسٹکس حوالہ جات نیٹ ورک روڈ انفراسٹرکچر پیدل چلنے والے انفراسٹرکچر نیٹ ورک بھی دیکھیں۔