降雨条件下城市道路网络拓扑结构脆弱性分析

受全球气候变化的影响,近几年极端天气增多,城市暴雨灾害频发,导致城市道路网络遭受严重破坏.为减小暴雨灾害给人民带来的生命财产损失,降雨条件下城市道路网络拓扑结构脆弱性分析方法的提出由显重要.本文在综合了国内外脆弱性研究理论与方法的基础上,界定了降雨条件下城市道路网络脆弱性的内涵;结合不同降雨强度对城市道路网络影响进行分析,综合路网中的介数和交通流量来定义节点和边的重要度的指标,对道路网络脆弱源进行识别;然后引用最小割度向量指标对城市道路网络拓扑结构脆弱性进行分析.为城市规划、城市管理道路网络防灾减灾提供参考依据.     

基于最小生成树法的物流结点选址和线路优化模型研究

在物流研究中,经常要涉及物流结点选址和线路优化问题。在选址模型中,一般采用直线和折线两种方法来计算结点间的距离。在分析重心法基础上,指出该方法存在一定的不合理性,并提出基于最小生成树法的物流结点选址和线路优化模型,其算法比较表明,两个模型各有特色,通过VB编程运行程序可得出最小费用值,实现了物流网络间结点的优化问题。     

基于最小生成树法的物流结点选址和线路优化模型研究

在物流研究中,经常要涉及物流结点选址和线路优化问题.在选址模型中,一般采用直线和折线两种方法来计算结点问的距离.在分析重心法基础上,指出该方法存在一定的不合理性,并提出基于最小生成树法的物流结点选址和线路优化模型,其算法比较表明,两个模型各有特色,通过VB编程运行程序可得出最小费用值,实现了物流网络间结点的优化问题.     

基于潮流游走介数的电网脆弱环节辨识方法研究

大停电事故的发生,除了人为误操作等因素以外,电网中自身存在的不稳定因素才是事故发生的根源。对于电网中脆弱元件的识别,传统的方法往往仅偏重于分析网络结构脆弱性或者状态脆弱性中的某个方面,缺乏一种全局的观念。因此,本文基于随机游走算法和潮流跟踪理论,综合考虑电网的拓扑结构和运行状态,通过计算式来分析电网中发电机因子和负荷因子对潮流传输的影响,从中研究了一种通过潮流游走介数来辨识电力系统中脆弱环节的方法。通过仿真分析,验证了方法的可行性和有效性。     

城市路网脆弱性预警

为尽可能降低由于城市路网存在脆弱性而造成的难以恢复的损失,路网脆弱性预警模型的建立非常必要。从脆弱源与路网脆弱性的复杂耦合关系出发,综合拓扑结构和流量运行状态,选取评价指标,采用灰色聚类的方法建立模型。将聚类结果属于第一灰类的路段定义为危险路段,需要发布预警信息并采取措施改善。实例分析采用黄石市某子路网,验证模型可行性,并研究在路网流量逐渐加大、考虑级联失效的情况下,聚类结果的变化情况。     

基于复杂网络理论的地铁线网脆弱性分析

针对突发事件造成的节点失效会严重影响地铁运营的效率这一问题,提出了一套基于复杂网络理论的地铁线网脆弱性分析方法。以武汉市现阶段地铁线网为例,采用Pajek构建了涵盖58个站点,57条连接边的当前城市地铁线网拓扑结构图,系统分析了随机攻击和蓄意攻击模式下城市地铁网络的静态与动态脆弱性水平。结果表明:累计节点蓄意攻击对地铁线网破坏性最大,随机攻击次之,单个节点蓄意攻击最小,度大节点为线网中的脆弱点。     

基于改进GN算法的路网脆弱性诊断模型

分析了路网脆弱性的含义.根据道路网络的特点,改进了复杂网络理论中的社团划分算法———GN算法,提出了基于GN算法的路网脆弱性诊断模型.以路段介数值作为评判路段重要性的依据,在已知路网基本结构条件和交通需求分布的条件下,对路网中脆弱路段的空间分布和脆弱路段的失效顺序进行了识别.实例分析了基于GN算法识别路网脆弱性的诊断效果和模型的实用性.     

电力系统脆弱线路辨识研究现状

随着电网进一步互联互通，大停电事故波及的范围越来越大. 电力系统脆弱线路的辨识对预防连锁故障发生、保障系统安全稳定运行具有重要的理论和现实意义. 为此，综述了目前电力系统脆弱线路辨识的研究方法. 将近年来电力系统脆弱辨识方法的相关研究成果分为两大类:第一类基于电力系统状态分析，以潮流计算和电网动态特性为核心，介绍了熵理论法、连锁故障模拟法、风险评估法、能量函数法和强化学习法5种方法在电力系统脆弱线路辨识中的应用；第二类以复杂网络理论为背景，详细归纳了改进介数法、最大流理论法和对偶图法在电力系统脆弱线路辨识中的应用. 然后分析了现有方法具有兼顾系统结构和状态、考虑系统静动态特性的优点，以及缺乏考虑源荷不确定性，仅仅考虑单一线路脆弱性的不足. 最后，结合电力系统发展需求，提出了考虑新能源并网、移动冲击负荷接入、基于数据驱动以及组合脆弱线路辨识为下一步的主要研究方向.      

基于复杂网络理论的快递网络脆弱性分析

快递网络是快递行业运营的基础和保障,有意或者无意地攻击快递网络会使网络出现不同程度的"瘫痪",影响正常的快递运营。基于复杂网络理论分析了我国快递网络的拓扑特性和脆弱性。对快递网络的拓扑特性分析发现该网络为无标度网络,具有小世界现象,网络没有社区结构,这些特征均说明了快递网络节点之间连接密度较大、网络特性良好。进一步对网络的脆弱性分析发现网络在面对随机故障时能更好地保持原有网络性能,此外文章提出考虑节点异质性的"社会效益",来评价快递网络的脆弱性。结果表明快递网络在遭受攻击后,网络的社会效益比其他指标下降得更慢,尤其是随机故障。     

基于交叉口函数的城镇指路标志设置模型

结合路网的拓扑结构,定义了用于确定指路标志的状态函数集,给出了3个描述路网拓扑特征的交叉口函数:邻近结点集、结点-弧段夹角集和连通结点集,基于Dijkstra最短路径的思想,运用交叉口函数建立了城镇指路标志的标识模型:以待标识城镇为中心,在城镇的影响区域内,通过向外搜索交叉口邻近结点集来确定指路标志的设置,并使每个结点上标识的路径都是最优的。实例分析表明,该模型生成的指路标志,能有效地指引道路使用者前往目的地。     

基于多层复杂网络的物流枢纽城市多尺度分析及发育评价

多层网络(Multilayer Network)是国际研究领域正在兴起的概念,着眼于以不同准则叠加聚合的互补性网络的系统特征和影响力.以全球物流枢纽城市为研究对象,在构建海运、空运、物流企业组织及国际贸易网络的基础上,借助Gephi分析工具,试图从网络结构特性及节点物流运行能力揭示多层物流网络的复杂性特征,实现网络聚合并运用t-SNE与聚类算法,评估城市发育水平并探索其空间分布规律.结果表明：物流网络表现出显著的小世界及无标度特性;呈现以“欧洲西部-亚洲东部及南部-亚洲西部-北美洲东部”为核心的菱形空间结构;其分布具有明显的层级性,不同等级城市分布具有空间异质性.     

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.     

基于变权的多目标物流网络货流分配方法

为克服多目标物流网络货流分配问题中加权求和求解方法的主观片面性,在具有固定拓扑结构的物流网络的基础上,建立了以运输线路和物流节点能力为约束条件、以物流成本最小、最长单程运送时间最短以及网络使用率最高为优化目标的多目标物流网络货流分配优化模型,并提出了基于变权的模型求解方法:首先,构建了物流网络变权模型,通过状态变权函数实现变权操作,使变权结果不仅反映了决策者的主观偏好,而且与客观的目标状态值相关联;其次,根据物流网络变权模型计算基于优化目标变权综合的路径状态值,并进行最优路径选择和货流分配;最后,通过算例对优化模型及求解方法进行了验证.      

两个轴辐式网络协同建设的多层编码遗传算法

为了降低物流网络的建设成本投入，充分利用物流资源，提出轴辐式网络间的协同建设. 同时建设两个轴辐式物流网络，一个轴辐式网络为自己网络中的每一个枢纽从另一个轴辐式网络中选择一组协作枢纽，两个网络可以共同使用协作枢纽. 目标是使两个轴辐式网络的建设成本和它们之间的协作成本总和最小. 首先，运用混合整数规划模型描述所研究的问题；其次，根据问题的复杂度，设计了多层编码的遗传算法来解决问题，一条染色体分别表示了两个轴辐式网络；最后，在算例中进行了参数敏感性分析，分析参数对各部分成本和物流网络结构及协作枢纽的影响. 分析结果表明:在两个网络的协同建设中，一个网络中转移到另一个网络的流量大小对两个网络各自的网络结构和构建成本具有显著的影响；协同建设能够同时系统化地优化两个轴辐式网络，降低成本，整合物流资源.      

中国煤炭运输网络空间演化

为了研究中国煤炭运输网络的演变规律和内在作用机制, 借鉴复杂网络的建模思想, 提出了综合煤炭价格成本和运输成本选择机制的煤炭运输网络演化模型, 并通过调节模型参数, 分析了其对网络特性的影响; 为反映煤炭价格动态波动对节点选择的影响, 构建了服务于演化模型的煤炭价格波动函数; 采用1998年中国煤炭运输数据进行仿真计算, 并将仿真结果与2016年中国煤炭运输网络特性进行对比, 以验证提出的煤炭运输网络演化模型的合理性。研究结果表明: 节点强度比节点度更适合用于分析中国煤炭运输网络特性; 中国煤炭运输网络为异配网络, 移走少数高强度节点会严重影响网络的连通性, 增加煤炭运输进口节点会减小移走少数高强度节点对网络的影响; 增加煤炭运输出口节点能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 能大大提高山东、辽宁等地区的港口潜力, 带动地区经济发展; 增加煤炭运输进口节点会使中国东南部沿海地区和中部地区成为关键节点, 也能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 但网络抗毁性会减弱, 网络中关键节点与非关键节点连接的倾向性会逐渐减弱, 网络的传递性和紧密程度表现为先升高后降低的趋势。可见, 在增加煤炭运输进出口节点的同时, 应加强对煤炭运输网络的整体规划和对枢纽地区的建设和管理, 合理引导煤炭运输资源配置, 以提高中国煤炭运输网络的整体性能。      

我国农村物流网络节点体系发展思路

为服务乡村振兴战略实施、深入贯彻落实“四好农村路”建设精神，及时了解新时期我国农村物流网络体系的发展现状，探索农村物流网络节点建设的发展对策，通过实地调研、问卷调查、文献调查等调查方法以及指标对比分析法、分组分析法等统计方法，对农村物流网络节点的数量、分布规律及特点等进行了分析，对农村物流运输组织模式类别进行了划分，并总结了各模式下农村物流网络节点的特点。在此基础上，提出我国下一步推进农村物流网络节点发展的思路，认为构建我国农村物流网络节点体系应注重因地制宜，坚持“建管运”并举，促进物流服务与产业发展协同联动。     

基于点线能力约束的多层级节点协同布局优化模型及算法研究

多层级物流节点布局对物流系统的降本增效具有重要作用. 提出物流网络简化处理策略，结合实际物理网络结构，以最短路径、共同弧段及通道运能三要素为重点构建了多层级物流节点的网络拓扑；在此基础上，结合不同层级物流节点的最大服务半径、服务能力及成本等属性，系统性考虑节点及通道运能，构建基于点线能力约束的多层级节点协同布局优化模型；结合模型决策变量特点，利用改进的和声搜索算法进行求解. 采用实际案例进行测试和应用，进行相应情景分析. 结果表明，模型及算法具有良好的适应性，为实际多层级物流节点选址提供一定决策依据.     

准班轮模式下干散货船枢纽港转运及联营优化

以不定期方式为主的传统国际干散货运输市场开始出现定时定班的准班轮化运营方式，同时，40万t超大型船舶的增加将干散货船由点到点的直达运输转变为部分航线的枢纽转运结构.本文对干散货船枢纽港转运网络的转运节点和不同承运人联营合作后船队运力结构进行研究.考虑港口靠泊能力限制和起讫港口进出口需求约束，建立基于改进遗传算法的干散货船枢纽港转运网络模型；以中国进口铁矿石运输市场为例进行仿真，并对比不同运力规模合作方案.结果表明，枢纽转运网络收益优于传统直达运输，收益提升效果与干支线运力规模相关；枢纽转运节点以可以挂靠大型矿砂船的港口作为首选，同时需要兼顾选择部分转运港口，以辐射中部、南部港口.     

应用网络流模型解决航班衔接问题

针对单枢纽机场航线结构的特点，以所需飞机数最少为目标，提出了一种描述航班衔接问题的图论模型及优化算法。首先将航班衔接问题转化为航班节的衔接问题，并建立一个描述航班节衔接问题的二部图，将航班衔接问题转化为二部图的最大匹配问题，然后由二部图生成一个具有单源汇网络特征的辅助图，利用Ford-Fulkerson算法求该网络的最大流，进而得到二部图的最大匹配，从而得到了一个需用飞机数最少的航班节衔接方案，为利用计算机自动编制并优化航班衔接方案提供了一种可行方法。并且通过调整过站时间上限，可以得出不同的航班衔接方案，为制订生产计划提供了必要的灵活性。     

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针对无容量约束的单分配轴-辐式物流网络设计问题的特点,为其建立了单分配p-枢纽中位模型,并提出了一种基于蚁群算法的启发式求解算法. 该算法分两步实现：首先利用蚁群算法来确定网络中枢纽节点的位置,然后用另一种启发式算法将非枢纽节点分配给枢纽节点,同时,将一种基于6种邻域结构的变邻域搜索算法作为蚁群算法的局域搜索策略以提升算法的全局搜索能力,并加快收敛速度. 最后结合澳大利亚邮政数据进行了算例仿真实验,并对蚁群算法中参数的合理设置进行了测试分析,实验结果表明,该算法在求解此问题时有着良好的有效性和较快的求解效率.