中国铁路货运网编组站布局特性

以铁路货运网为基础,构建了铁路地理网和铁路运输网,运用复杂网络理论分析编组站的布局特征,研究得出了编组站的度、介数、脆弱性、出入度与出入强度、强度相关性等网络指标。基于铁路地理网的统计结果显示,我国编组站的平均度为 4.36,介数与度是正相关的,丰台西、山海关、向塘西等编组站的脆弱性较为突出。基于铁路运输网的统计结果显示,编组站的平均入度为 11.3,平均入强度为 3331.7,平均出度为 11.2,平均出强度为 3478.9,入强度与入度、出强度与出度均呈现正相关趋势,编组站强度相关性研究显示铁路运输网属于非同类混合网络,出入强度较高的编组站倾向于与其他出入强度较低的节点连接。     

集装箱航运网络拓扑特性研究

从复杂网络理论角度出发,验证了集装箱航运网络具备无标度和小世界特性,由集装箱航运网络节点度分布、度相关性以及度与介数相关性分析得到了度较大的节点对集装箱航运网络影响程度较大的结论.选择度较大节点作为优先攻击目标,随机生成节点序列作为出错目标,进而比较出错和攻击对集装箱航运网络聚集系数、平均距离和网络效率等重要网络特性的影响.通过分析发现集装箱航运网络具有较好的鲁棒性,同时也具有较大的脆弱性.     

城市轨道交通换乘节点与网络运行效率关系研究

换乘节点是城市轨道交通不同线路间转乘的必经场所,对城市轨道交通系统运行有重要影响.本文基于复杂网络理论,将平均路径长度、网络局部效率和网络全局效率作为网络运行效率的评价指标,研究了换乘节点比例、换乘节点衔接线路数及换乘节点分布与网络运行效率的变化关系.研究表明,网络平均路径长度随换乘节点比例、换乘节点衔接线路数增加呈幂函数降低;网络局部效率随换乘节点比例增加呈指数下降,网络全局效率随换乘节点比例增加呈对数增加且换乘效率越高,增长越明显;换乘节点衔接线路数的增加会降低网络局部效率,增加网络全局效率;换乘节点在各线路分布越均匀,网络全局效率越高.     

京津冀城际铁路网特性分析

京津冀城际铁路网规划的实施，为以轨道交通方式实现城市间的互联互通提供了新思路。基于复杂网络理论，构建京津冀城际铁路换乘网拓扑结构模型，统计分析网络主要静态参数，结合复杂网络面临的典型攻击类型，研究京津冀城际网在选择性攻击下相关指标的变化情况，并分析网络中站点的贡献度。经过比较，以北京、天津和石家庄为代表的重要节点失效后，全局效率分别降低了3.93%、3.83%和3.49%,可见规划中以天津和石家庄为核心的多中心路网格局设置，对疏解北京非首都功能起到了积极的促进作用。     

基于复杂网络的城市路网结构分析方法(英文)

在城市道路网络的基础上,探讨了应用复杂网络理论的可行性和有效性。运用Dijkstra最短路径算法和Space L方法建立初始拓扑网络,并建立了节点度、边度和节点路阻的特性指标模型。在反映路网功能真实性的前提下,优化了拓扑网络,并以某市中心城区道路交通数据为例进行实例分析。分析结果表明:在初始网络中,节点度数的均值为2.850 0,标准差为0.670 8;节点路阻的平均值为84.680 0s,标准差为11.768 8s;在优化网络中,节点度数的均值为38.750 0,标准差为24.683 0,节点路阻的平均值为91.780 0s,标准差为18.862 8s;东西向边的平均度数为42.00,南北向边的平均度数为29.86,内部边的平均度数为55.00,外部边的平均度数为28.33。在优化网络中,当度数较大的节点在路网中失稳时,在非拥挤状态下,最短路径路阻增大,而在拥挤状态下,网络会瘫痪。度数较大的节点与真实路网中交叉口重要程度相符,能够体现交叉口重要程度的差异性。     

基于可达性的市域轨道交通换乘节点选址研究

为解决市域铁路与城市内部轨道交通的换乘节点选址问题,促进市域铁路在城市边缘与其他制式轨道交通形成良好衔接开展研究.首先,对通勤旅客由城市外围到达城市内部的出行过程进行分析,并对传统的空间句法加以改进,以计算备选换乘节点的可达性、量化备选节点在轨道交通网络中的重要程度;其次,提出基于可达性的市域铁路与城市轨道交通换乘节点的选址步骤;最后,以成都市为例,解决市域铁路环线与城市轨道交通换乘节点的选址问题.研究结果表明:基于轨道交通节点可达性的选址方法可为制定市域铁路与城市轨道交通换乘节点的选址策略提供参考.     

基于复杂网络的航空联盟航线网络鲁棒性分析

利用复杂网络方法,以三大航空联盟(星空联盟、天合联盟、寰宇一家)航线网络为研究对象,对三大航空联盟网络的拓扑特性与鲁棒性进行对比分析。研究结果表明,星空联盟网络辐射的节点数最多、平均度数最大,三大联盟网络都具有无标度特征和小世界网络效应;随机攻击下,三大联盟网络都具有较强的鲁棒性,而蓄意攻击下,各联盟网络的鲁棒性都较弱;蓄意攻击和随机攻击下,网络的鲁棒性都表现为:星空联盟优于天合联盟和寰宇一家。据此为联盟航线网络优化设计的研究提供了一定理论依据。     

公共汽电车复杂网络模型构建与特性分析——以淄博市为例

研究公共汽电车网络特性对于合理优化线路及站点布局具有重要作用。基于复杂网络理论,使用L空间、P空间和R空间三种建模方法,分别建立公共汽电车加权网络模型,并利用Gephi软件分析网络的节点度、平均路径长度、聚类系数等静态拓扑参数。进而对淄博市公共汽电车网络进行实例分析,并与不同规模城市进行对比。研究结果显示,淄博市市区公共汽电车站点网络的度分布符合指数分布,不具有明显的无标度特性,公共汽电车换乘网络和线路网络具有明显小世界特性。居民乘坐公共汽电车出行一次,平均需要经过13.77个站点并换乘1.32次,基本可以满足当前出行需求,但是与国家公交都市建设示范城市相比仍然存在邻近站点之间连接线路不足、具有换乘功能的站点较少、网络稳定性差等问题。     

基于复杂网络理论的广州轨道交通网络可靠性研究

城市轨道交通网络是由轨道线路和车站组成的复杂网络,利用复杂网络理论探讨轨道线网的可靠性对提升其可达性和运营效率有重要意义. 采用space L方法对广州轨道交通网络进行了拓扑建模,计算分析了节点度、聚类系数、平均路径长度等指标及其分布规律,并重点研究了换乘车站故障情况下整个轨道交通网络受影响程度及可靠性. 结果表明,现阶段广州轨道交通网络呈现随机网络的特征,换乘车站发生运营故障将严重影响网络中的较长距离出行,降低轨道交通网络的客流吸引度,广州轨道交通网络在换乘车站故障后其全局效率降低,局部效率不变,车站之间的紧密程度较差.     

区域综合运输通道抗毁性分析

区域运输通道是区域运输线路的骨干.通道抗毁性分析对发现通道网络薄弱环节、优化通道网络规划、保障运输安全等具有重要意义.以成渝经济区为例,抽取其运输通道网络,构建L空间下的复杂网络模型,构建基于节点度、节点运输重要度和节点介数的攻击策略,以网络全局效率和最大连通子图节点比为测度,借助Matlab和Pajek软件进行抗毁性分析仿真.结果表明：成渝经济区运输通道平均路径长度较大,连通性有待提高,在进行通道中公路、铁路网络规划时应注意联络线的布设,重庆、成都等应作为关键节点重点建设和保护.     

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针对北京市三环内实际交通网络,分别构建城市道路交通网络和由城市轨道交通网络叠加形成的城市复合交通网络模型。基于复杂网络理论,采用Matlab计算节点度、聚类系数、平均路径长度、介数和节点紧密度等指标,分析了其分布规律,然后对这两个网络模型的统计特征值进行比较分析。结果表明,它们都具有一定的随机网络模型和无标度网络模型的小聚类系数特征,叠加后的城市交通网络直径和平均最短路径减小,平均度、聚类系数和节点紧密度都有不同程度增加,使整个路网的可达性得到了一定的提高,网络承载力变大。     

城市复合交通网络的若干特性研究

针对北京市三环内实际交通网络,分别构建城市道路交通网络和由城市轨道交通网络叠加形成的城市复合交通网络模型.基于复杂网络理论,采用Matlab 计算节点度、聚类系数、平均路径长度、介数和节点紧密度等指标,分析了其分布规律,然后对这两个网络模型的统计特征值进行比较分析.结果表明,它们都具有一定的随机网络模型和无标度网络模型的小聚类系数特征,叠加后的城市交通网络直径和平均最短路径减小,平均度、聚类系数和节点紧密度都有不同程度增加,使整个路网的可达性得到了一定的提高,网络承载力变大.     

基于复杂网络的高速铁路运输服务网络重构模型

运用复杂网络理论,基于L空间构建了以列车数量、运行时间为权重的高速铁路运输服务网络(该网络中包括525个车站、2 666列列车).在此基础上,利用度、强度、介数等复杂网络评价指标对两种网络进行对比分析,明确两种网络的不同运输意义,节点在两种网络中的不同作用.然后,充分考虑高速铁路路网乘客出行特征,以城市枢纽为研究重点、以运行时间为权重重构我国高速铁路运输服务网络,对比重构前后复杂网络指标值的变化,重点分析网络重构前后的网络特征、典型枢纽的变化.最后,基于分析结果为城市枢纽的客运换乘组织和车站分工提出参考方案.     

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目前针对中国城市公交复杂网络的实证研究仍然仅限于数个大城市,而对不同规模城市的公交网络在拓扑结构上是否存在不依赖于人口、社会、经济等外部因素的共性特征,以及城市公交系统演化机制的研究尚不多见.本文实证研究了330个中国城市P空间下公交复杂网络结构特征,发现度分布普遍呈指数分布,表示公交网络演化机制为随机连接而非择优连接;普遍具有较大的簇系数和较小的平均最短路径,呈现典型的小世界特征;网络同配性在N=1 000处发生相变,N>1 000的网络普遍正相关,反之负相关.C与K呈幂律下降关系,表明各城市公交网络具有等级模块性.本文研究结果可为理解城市公交系统演化规律、交通网络建模研究提供指导和参考.     

2000-2018年全国民航网络结构特征及演化

航空网络在实现区域互联互通，加强社会经济体发展与合作中起着重要作用。基于网络分析方法，采用2000-2018年航班数据，探索研究全国民航网络结构特征及其变化规律。结果表明：网络密度表现出先降低后升高的趋势，具有异速增长特征，航班密度则先升高后降低。网络具有小世界特征，特征路径长度和集聚系数分别呈下降态势和倒“U”型变化。节点度和邻近中心性均值增加，城市直接连通性和全局可达性显著提高。不同中心性指标之间具有较高相关性，度与邻近中心性相关性最高，但随时间变化不明显；度与中介中心性、中介中心性与邻近中心性的相关性较低，整体呈上升趋势。航班分布空间分异特征明显，东部地区城市间航班联系数量占比最高，但呈下降趋势；东-中、东-西部地区城市间航班联系数量占比提升，民航网络的发展重心呈现向西偏移趋势。     

一种棋盘形路网中的公交环线网规划方法

公交线网规划是公交系统设计的关键,较大程度上决定公交系统的运行状况。本文针对现有公交线网客流量不均衡、平高峰转换迟缓、非直线系数较大等问题,以棋盘形路网为研究范围,提出一种在棋盘形路网下的环线布置思路。该方法用环线交错覆盖路网,首先在设定的换乘系数约束下满足直达客流,然后在约束条件限制下对线网局部到整体进行修正,从而完成整个线网的初步布设。最后考虑从不同目的和角度出发修正得到的公交线网,最终比选得到最优方案。     

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随着新线的建设,城市轨道交通网络规模不断扩大,不同时期的网络特征不同,以北京为例分析发展变化规律,可以为轨道交通网络化运营提供建议.根据复杂网络理论,首先对比了北京市轨道交通规划路网和目前运营路网的网络特征值,分析了特征值的变化规律,得出规划路网的平均度、聚集系数、平均最短距离等指标均有所增大,但由于服务半径扩大,网络效率略有下降.然后针对重要节点失效和线路失效,对比了失效后的网络弹性,并确定了网络中的重要节点.结果表明：节点失效和线路失效对规划路网的影响较小,部分车站的重要度随着网络完善而发生改变,对于运营路网,必须保障重要节点的可靠性.     

广州轨道交通网络的复杂网络特性研究

分别在L空间和P空间中对广州轨道交通网络进行拓扑建模,并对两个拓扑结构中的网络的平均路径长度、聚类系数、度分布等复杂网络特性指标分别进行计算和分析。结果表明,现阶段的广州轨道交通网络具有随机网络的特性,轨道网络的直达性较好,但是网络的连通性有待提高。