剖析TransCAD矩阵索引转换和操作

在上次发布的文章中，只给出了矩阵索引的原理，并没有说明相应的操作注意事项。为了使新用户更容易理解创建索引操作，这次重新发布并补充说明矩阵索引的操作设置。

TransCAD的数据库自带ID字段是自动管理地理要素的需要，这样可以减少用户编辑的工作量，实现自动管理（例如EMME软件，添加一个路段，用户需要先添加两个节点FromNode和ToNode，然后再添加路段）。

举个例子，在路网维护中，ID编号1-10的路段，后来你删除了ID=5的路段，新增的路段ID就是11，不会是5。如果用户希望重新编号，只要自己添加一个字段，编码后导出新的地理文件的ID字段选择为你自己定义的字段即可。

由于地理文件的ID字段是自动生成的，基于以上特点，为了方便管理，一般用户会自己进行自定义编码（添加字段编码即可），例如对交通小区的编码。为了提高计算效率和将模型计算结果和GIS数据关联，TransCAD的交通分配等使用数据库自动的ID字段值，因此，用户需要做一个“索引”，即把自己的编码和数据库的ID对应起来。

EMME，VISUM或者CUBE，一般会把形心连线和形心点，作为单独的管理对象，甚至在界面里看起来是不同的图层。根据交通分配网络算法等原理，实际上形心连线和形心点，是和路网、公交超级网络都是放在一起参与运算的，是一张网中的辅助link和node的特殊情况。

例如一个形心点连接了2个以上的形心连线，TransCAD就可以设置是否允许穿越形心（其他软件一般是不允许穿越）。如在EMME软件中，建立交通模型数据库时，会让你定义有多少交通小区，如果定义1000个，可以只使用900个形心（当然矩阵都是1000*1000，有点浪费存储空间，emme4以后的矩阵也采取了压缩技术，会好一点），一般把节点1-1000的号码留给形心。

如果后面超过1000个小区了，那可能需要重新定义他的bank（数据库）了。TransCAD的处理方法是，不管用户的节点自动编码多大和多乱，用户需要做一个自定义交通小区编码和形心节点ID的对应表（通过地理分析运算很快就完成，具体的做法是：在节点数据表选择要处理的形心记录到选择集，右击交通小区号码字段，Fill填充，用TAG方法，然后选择交通小区图层里定义的编码字段即可），这样做的好处是，随时可以把哪些点当做形心，或者哪些路段当做形心连线，不事先约定交通小区数。

例如，高速公路网的运行OD数据，相关联的出入口OD的形心单独设置，和通常意义的交通小区形心不同，可以在“一张网”中同时方便地管理。一个精细的全市交通模型，有时候针对局部区域的分析，其他区域可以用大区或者中区的形心连线和形心点临时代替，以减少不关心区域的分配计算量。当然，局部的交通区域分析需要细化交通分区，用户也可以随心所欲地切分交通小区并添加形心。

具体地说，自己编号的交通小区是101--105（ZONE_ID字段，可以通过交通小区图层地理分析计算自动得到，前面已经讲述），对应的形心在路网上的节点编号是90001-90005（ID字段）。

矩阵索引的另外一个作用是，使用不同对应的编号、字符等显示矩阵，例如可以是地铁站名称显示票价矩阵，也可以索引为站点编号，或者其他的定义编号，这和矩阵标签功能类似。

以上矩阵索引相关内容，在TransModeler中同理。

为了便于用户操作，这里再对创建矩阵索引的界面设置做点说明。

（1）TransCAD的一个矩阵文件里面可以有很多个矩阵，但他们的有一些相同的基本信息，例如矩阵索引。因此建立矩阵索引是针对一个矩阵文件的所有矩阵的。

（2）矩阵索引有时候需要将矩阵编号从交通小区编码（TAZ或ZONE_ID）转为节点编码（ID），有时候也需要将矩阵编号反过来从节点编码（ID）转到交通小区编码（TAZ或ZONE_ID）。前者主要是指按照交通分区计算得到矩阵，需要在网络中转为节点ID编码进行交通分配，公交分配等。

后者主要是指网络中得到的成本Skim矩阵，如OD对的时间，距离等矩阵，需要转换为交通小区编码进行方式划分计算等。

TIP1：通常情况。一般来说，矩阵索引的数据表可以采用网络的节点图层（Nodes、Endpoits等），节点的数量往往多余矩阵的维度，因此节点图层会有一个选择集（例如形心集合Centroids），选择相应数量的节点和矩阵维度对应。

TIP2：从交通小区编码（TAZ或ZONE_ID）转为节点编码（ID）。索引取名为TAZ2ID。矩阵现有基本索引中的Field要选择交通小区编码，本例中对话框上部的Field选为TAZ。索引后的编码，要选路网节点图层的编码，本例中对话框下部的Field选为ID。新的索引中，集合Selection选择节点图层中预先设置的形心集合Centroids。

TIP3：从节点编码（ID）转到交通小区编码（TAZ或ZONE_ID）。索引取名为ID2TAZ。矩阵现有基本索引中的Field要选择节点编码，本例中对话框上部（现有矩阵索引的编码）的Field选为ID。索引后的编码，要选交通小区的编码，本例中对话框下部（新矩阵索引的编码）的Field选为TAZ。新的索引中，集合Selection仍然选择节点图层中预先设置的形心集合Centroids。

TIP4：索引后的矩阵维度变小。一般情况下，节点图层选择集（例如形心集合Centroids）要素的数量和矩阵维度对应。特殊情况下，也可以只选择一部分矩阵要素在索引转换后显示。例如，全市交通模型中有市内的交通小区形心点2000个，对外交通道口特殊形心50个。

如果矩阵是2050*2050，但索引得到的只要2000*2000的矩阵。譬如方式选择时，希望道路网络2050*2050Skim矩阵转为市内交通小区编码，即TIP3的情况（这里只是打个比方，当然Skim矩阵的时候可以只选2000个市内小区）。这时，对话框下部Selection集合中只选择了2000个市内交通小区形心，索引后得到的矩阵就会变成2000*2000。

TIP5：索引后的矩阵维度变大。有些情况下，用户对话框上部选择的编码字段的所有值，没有被矩阵现有索引的编号全部包含。简单点说，就是节点图层的形心数量大于矩阵维度，或者说有些要索引的原始ID，在矩阵中是没有的。

例如全市矩阵是基于全市网络节点ID编号得到的OD，现在有一个子区域的矩阵，矩阵编号值仅仅包含全市网络的一部分ID，想更新一下这部分数据，但不想单独再选择一次子区域矩阵的形心（或者把小矩阵索引为和大矩阵一致便于操作），就要先把子区域矩阵索引修改一致后进行更新，用户实际上也只是需要使用矩阵的一部分。

这时，对话框上部需要勾选“Allow IDs not in Matrix”，否则会提示出错。弹出界面提示用户：

这些算是高级应用了，初学者即使没碰到这种应用情况，也会接收到类似的界面错误弹出，感到力不从心。主要原因还是没搞清对话框上部是矩阵当前索引的情况设置，下部是矩阵新的索引情况设置，并需要在节点集合中选择合适数量的要素。常见的错误就是TIP2和TIP3的界面设置搞反了，或者形心集合没选对。

TIP6：行列数不同的矩阵索引。TransCAD的矩阵不一定需要N*N的方阵，可以是M*N，例如停车换乘（P+R）矩阵。这时矩阵的行和列要分别建立索引，即用户界面的User for分别选择Rows和Columns，二不是选Both。

来源：TransCAD和TransModeler交通软件

编辑：jq