2     基本概念

一个设施网络的本质是一组边（edges）和交汇点（junctions）的组合，并通过一定的连通性规则来对真实世界的网络设施进行表达和建模，即用户通过指定构成设施网络的基本元素（点线对象）的含义和规则来指定所要建模的资源怎样在设置网络中进行流动。

如图 2‑1所示为一个简单的市政水网设施网络示意图：其中蓝色粗线为主管线，分别由1、2、3三段构成，黑色细线4和5为支线管道，红色交汇点Node 1和Node 2为主管线和支线的交汇连接点。

边（Edges）：在构建设施网络过程中一般由线对象组成，在设施网络模型中用来表示资源流通管道（如水管、电线、天然气管线等）。

简单边（Simple Edges）：简单边即只能在首尾两头连接两个交汇点的边，如图 2‑1 市政水网设施网络示意图中所示的支线水管（4和5），其一头和主管线相连接，另一头和其它次级管线相连接。或者说简单边不具有内部的连通性，如果需要在其中加入一个新的交汇点则必须在物理上将其打断为两个简单边。

复杂边（Complex Edges）：复杂边除了具有简单边首尾两端的交汇点外还可以在其中添加交汇点。如图 2‑1中的蓝色水网主管线所示，虽然其通过交汇点Node 1和Node 2连接了两个支线管线但其并没有被真正打断，即其可以在中间添加任意多个交汇点而不被真正物理打断。

注：共相式GIS内核现有体系中暂时没有复杂边的概念，即所有复杂边出现时都被物理打断，作为简单边进行处理。

交汇点（Junctions）：在构建设施网络过程中一般由点对象组成，在设施网络模型中用来表示两条以及多条资源流通管道的交汇，如水网的泵站和阀门、电网的电闸、天然气网的供气点等。

用户指定交汇点（User defined junctions）：由用户通过在建立设施网络中指定一些用于构建的点对象产生的交汇点，对应逻辑网络中的单一交汇点元素。

孤立交汇点（Orphan junctions）：在将边加入到设施网络中时，系统会默认将此边的起始和终止节点加入为孤立交汇点，用于自动保持和维护设施网络的联通性。如果想去除某些孤立交汇点，则只能当这些点已被包含在用户指定交汇点时才可以，否则会破坏掉设施网络的连通性。

连通性规则（connectivity rules）：在大多数的真实设施网络中，用户并不希望所有的边类型可以逻辑连接所有的交汇点类型，或者所有的边类型可以连接其它的所有的边类型，比如一个消防栓类型的交汇点应该只能被连接到消防支线类型的边上，而一个直径为0.8米的主管线只能通过一个减压阀类型的交汇点连接直径为0.5米的支线管线。因此就需要为设施网络设置一定的联通性规则来表达这些限制。

联通性规则通过定义每一种类型可以连接哪些类型，且可以连接多少个数目的某一类型来达到限制的目的。具体可以分为两类：

边-交汇点规则（edge-junction rules）：定义类型A的边可以连接哪些类型B的交汇点。

边-边规则（edge-edge rules）：定义类型为A的边可以通过哪些交汇点类型连接类型为B的边。

默认交汇点（Default junctions）：当为一对边类型分别为A和B的边指定了联通规则后（即此两类型的边可以联通），可以为它们俩添加一个默认交汇点类型，添加后当用户为一条已存在的类型为A的边添加联通一条类型为B的边时，可以不显式指定二者间交汇点类型，由系统自动添加为默认交汇点类型。

逻辑网络（logical network）：当用户通过点线对象和联通规则构建出一个设施网络时，系统同时为其建立起一个逻辑网络用来表达联通性和快速追踪计算资源流向。设施网络中的一个边或交汇点要素有可能对应逻辑网络中的多个边或者交汇点元素。逻辑网络不去存储实际的坐标值，而主要以一组表的形式进行管理和维护，当设施网络中的边和交汇点被编辑和更新后，系统会自动维护对应的逻辑网络，而下面介绍的源和汇，网络权重以及要素有效和失效信息都通过逻辑网络来体现。即用户直接接触的是几何网络，而系统需要在几何网络基础上构建出逻辑网络用于具体的分析算法。

源（source）：指资源流出交汇点，如真实网络中的电站和水站等。

汇（sink）：指资源流入交汇点，如真实网络中的电网和水网用户接入点。

网络权重（network weight）：每一个网络都可以与一组权重相关联，比如在水网中可以存在一个水压权重，其和每段边的长度关联，表达的含义是水流通过管道每运行一段则水压由于管道摩擦的存在会不断减少。一种网络权重可以与某一类对象的某一字段相关联也可以和多种对象进行关联，且权重可以为0，如孤立交汇点没有和任何字段关联的权重都为0。

要素有效和失效（enabled and disabled features）：逻辑网络中的边和交汇点都可以因为某种原因而失效，失效的边或交汇点则变成了网络的障碍，有效和失效可以由一个字段来进行表示。