河谷型城市公交网络脆弱性研究——以兰州市为例

应用复杂网络理论,以兰州市为例研究河谷型城市公交网络的脆弱性.首先, 根据L 空间模型构建城市公交站点网络,分析该网络静态拓扑特性.然后,基于随意攻击 和蓄意攻击两种攻击模式,建立城市公交网络脆弱性测度指标,并对两种攻击模式下公 交网络的脆弱性进行分析.研究结果表明,由于兰州市特殊的河谷型地形特征,在蓄意攻 击下的脆弱性远远强于其在随意攻击下的脆弱性.最后,结合公交网络脆弱性特征研究公 交网络核心站点选取策略.结果表明,基于度的核心站点选择更适合兰州市公交网络,这 为兰州市交通规划和交通网络优化决策提供理论依据.     

站点可达性方法对公交不平等测度的影响研究

基于缓冲区法(Buffer method)的站点可达性是公交不平等测度的基础数据，通常按乘客到站距离计算方式(直线或沿路网)或数量分布方式(随距离衰减或不衰减)对计算站点可达性的直线缓冲区法进行改进，但可达性计算结果差异对公交不平等测度的影响尚不明确。基于此，以浙江省海宁市为例，将直线缓冲区法与路网缓冲区法、直线衰减法、路网衰减法3种改进方法计算的站点可达性与公交基尼系数进行比较。结果发现：按到站距离计算方式(即路网缓冲区法)改进直线缓冲区法使基尼系数降低 13.60%，按乘客数量分布方式改进(即直线衰减法)使基尼系数降低 35.75%，按两种方式共同改进(即路网衰减法)使基尼系数降低40.56%；改进方法均使小区间可达性值差距减小，按乘客数量分布比按到站距离方式的改进效果更明显；市区比农村的公交基尼系数受可达性方法影响更大，这可能与路网、人口分布的城乡差异有关，且不同可达性方法测度城市与农村公交不平等时存在不同甚至相矛盾的结论。研究表明：简化方法会高估公交不平等且对城市与农村影响不同，因人口或路网数据缺失而选择缓冲区法时应核减公交基尼系数值，数据完备时应选用路网衰减法。     

城市群客运交通网络可靠性修复仿真

为对遭受攻击的城市群客运交通网络进行有效的修复,及时恢复网络功能,研究了不同攻击策略下城市群客运交通网络可靠性修复最优化方法. 首先,探究城市群客运交通网络特点,采用了站点映射法构建城市群客运交通网络模型. 其次,在对随即攻击、蓄意攻击和不完全信息攻击3种攻击策略进行深入分析基础上,探究城市群客运交通网络级联修复现象机理,构建城市群客运交通网络可靠性修复机制模型,并提出了衡量城市群客运交通网络可靠性测度指标. 最后,以呼包鄂城市群为研究对象,取信息模糊度分别为1.0、0.8、0.2、0情况下进行仿真分析,通过指标变化对比得到各种攻击策略下最优化修复方法. 结果表明:随机攻击策略下采用偏好修复能保持网络较高的最大连通子图相对规模,修复节点与修复连边策略分别可将修复程度维持在0.87、0.65左右;在蓄意攻击策略下重点修复效果显著,修复程度可最终维持在0.70左右;不完全信息攻击策略下城市群客运交通网络可靠性修复最优化策略依据信息模糊度的大小而定,并存在阀值. 与此发现,发现节点攻击危害性远超于连边攻击,有关部门应更加重视城市群客运交通网络站点的建设与定期维护.      

客流特征视角下的轨道交通网络特征及其脆弱性

为提高城市轨道交通网络脆弱性评估的客观性, 将乘客需求特性集成到网络脆弱性的计算中; 在城市轨道交通网络Space L空间下静态拓扑结构的基础上, 以客流为权重建立了轨道交通加权网络; 基于客流指标提出了车站连接强度和加权节点介数, 用于反映动态网络结构特征, 度量节点间相互作用强度; 针对城市轨道交通网络客流的时空特性, 结合网络客流需求特性, 基于出行消耗最大容限阈值, 构建了站点故障条件下的乘客有效路径子图和网络客流的OD损失率, 进而评估城市轨道交通网络的脆弱性; 以西安城市轨道交通网络为例, 从网络客流视角分析了城市轨道交通网络特征及其脆弱性。研究结果表明: 西安市轨道交通网络具有小世界网络特性, 平均路径长度为10.7, 其中小寨站和北大街站为网络关键节点, 其车站连接强度分别为166 795、149 059, 加权节点介数分别为0.365、0.369, 这两个站点的中断对西安市轨道交通网络效率的影响分别为40.1%、39.4%;乘客出行容限阈值极大地影响着网络中站点的重要性排序, 网络脆弱性随着乘客出行容限阈值的增大而逐渐降低; 脆弱性与介数的相关性强于脆弱性与度和强度的相关性, 随着出行容限阈值的增大, 加权介数与其脆弱性的关联性逐渐降低。可见, 提出的计算指标和方法突出了客流特征与乘客需求对轨道交通网络脆弱性的影响, 能够很好地体现轨道交通网络的功能特性。      

基于加权耦合映像格子的地铁网络稳定性演化研究

为研究地铁网络的韧性演化规律，本文从网络连通性、自适应性、有效性角度构建评估地铁网络稳定性的测度指标，考虑交通网络中OD流量分布的影响，提出基于加权耦合映像格子模型的地铁网络级联失效分析方法。以北京地铁2014年和2018年两个网络为例，构建基于P空间客流加权复杂网络的动态稳定性分析模型，选取网络中重要程度不同的3个节点，对这两个地铁网络开展干扰强度不同的模拟蓄意攻击，对比分析北京地铁网络稳定性的演化规律。数值分析结果表明，随着北京地铁网络拓扑结构由小世界网络向无标度网络演化，2018年北京地铁网络的稳定性和抗毁性要显著高于2014年；对客流量大的站点攻击强度越大时，网络节点相继故障传播越显著，网络瘫痪概率也越高，瘫痪速度也越快。本文研究结果可为优化地铁线网结构和站点设置、加强安全运营管理提供科学的理论依据。     

基于可达性的城市群交通网络公平性分析

研究交通网络的可达性和公平性有助于更好地把握城市群范围内不同城市的发展水平和差异,更具针对性地制定规划和功能提升策略。利用实时路径规划数据,获取公路及公路衔接高铁两出行场景下的出行成本,运用Arcgis工具分析城市群内交通网络可达性;提出基尼系数与泰尔指数双指标公平性测度思路,对比分析其可达性差异特征;以关中平原城市群为例进行验证。结果表明：城市群范围内高铁网络的可达性水平整体高于公路网络,但存在部分地区(无高铁站点)高铁出行可达性低于公路网络出行;公路网络可达性呈现出由核心城市逐级递减的格局,高铁网络呈现出沿线路廊道向两侧递减的格局;出行时间可达性数量分布具有一定的正态特征,而空间可达性分布则显示出指数分布特征;两出行场景下的可达性分布均表现为不公平,基于经济发展水平的可达性分布不公平性更强;高铁网络加剧了城市间的时间可达性差异,但缩小了城市间的经济潜力差距。     

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。     

蓄意攻击下城市群客运交通网络级联抗毁性仿真

为研究城市群客运交通系统对蓄意破坏的抵抗能力,本文以复合交通网络模型研究城市群客运交通网络级联抗毁性.首先,构建城市群客运复合交通网络模型,并用实际客流加权.其次,采用改进的剩余容量分配策略,构建复合交通网络级联失效模型.再次,提出了网络效率和加权最大连通子图相对规模两个指标的网络抗毁性评估标准.最后,采用蓄意攻击策略,以呼包鄂城市群为实例进行仿真.结果表明：在蓄意攻击下,两次攻击即可使城市群客运交通网络抗毁性下降 90%左右;一定客运需求下,过载能力调节参数存在阈值,若站点建设力度超越该值则会造成不必要的浪费.     

基于子网连接点分布的分布式交通分配方法

提出多点连接双子网分布式分配的方法,将整网分为具有共同连接点的子网．基于一般交通分布,分配组合模型及其网络变换解法,提出连接点吸引测度的具体度量方法。OD点在不同子网的跨网需求的分配转化为寻找连接点分布,使在该分布下,各子网平衡可达整网平衡。由此,分布式分配转化为2个部分：连接点分布,子网分配组合计算以及基于连接点分布的子网分配。分析表明,在此分布式分配中,各子网既独立完成各自的分配任务又通过在迭代过程中相互传递阻抗信息和连接点分布信息来协同工作,具有分布式系统的优点,而且计算结果表明分布式分配是可行的。     

重大公共卫生灾害主动限流背景下城市轨道交通网络集成韧性

分析了重大公共卫生灾害对城市轨道交通网络集成韧性的影响机理；基于韧性曲线模型对传统韧性测度方法进行了修正，构建了面向重大公共卫生灾害影响的城市轨道交通网络集成韧性测度方法；评估了城市轨道交通网络节点重要度水平，运用复杂网络构建了城市轨道交通网络拓扑模型，对节点客流进行了模拟分配；应用SEZIR传染病传播模型模拟了灾害传播过程，研究了城市轨道交通在重大公共卫生灾害背景下的集成韧性水平演化规律；以西安市疫情发展过程为研究对象，对主动客流限制下城市轨道交通网络的集成韧性水平进行了模拟和数值分析。研究结果表明：主动客流限制措施能够有效提高城市轨道交通网络对重大公共卫生灾害的阻断能力，当客流限制水平达到30%后，重大公共卫生灾害传播过程趋于平缓；主动客流限制措施会直接导致城市轨道交通网络运行效率降低，但能够提升城市轨道交通网络在重大公共卫生灾害影响下的集成韧性水平；当客流限制水平分别为70%、40%和20%时，城市轨道交通网络集成韧性水平的改善提升效果更加明显，累积改善效果分别可达到10.73%、46.87%和226.81%。     

多核化枢纽港集疏运系统优化研究

根据上海国际航运中心的区域港口布局特征,在基于广义费用最小化的港口集疏运系统优化模型基础上,通过分析建立了包括公路、水路、铁路等多种运输方式的路段和转运枢纽广义费用函数,标定了主要参数,并借助货运分析软件STAN开展综合网络平衡分配,得到了主要枢纽港的吞吐量规模及分布的结果.结果表明,上海国际航运中心呈现多核化发展态势,主枢纽港上海港综合服务功能增强,在水路分担比例不断提高的同时,公路集疏运系统仍需扩大运输组织范围.     

综合运输层次下多交通模式的耦合协调性分析

针对综合运输中多交通模式的耦合协调问题,定量明确了耦合协调性概念.首先分析建立起动静结合的多层次评定要素主框架,并给出了同时考虑综合发展水平和耦合协调度判断模型的方法;然后运用我国 2006—2015年公路、铁路、水运、航空 4类运输方式数据集,对多交通模式间的耦合协调情况进行求解分析与讨论验证,指出了水路和公路子系统协调发展中的短板;最后提出了有针对性的评价建议与改善举措.实例结果表明,该建模方法论体系及指标选用科学有效,能够为多式联运组织运营的政策制定、管理规划等提供有益参考借鉴和指导依据.     

综合运输层次下多交通模式的耦合协调性分析

针对综合运输中多交通模式的耦合协调问题,定量明确了耦合协调性概念.首先分析建立起动静结合的多层次评定要素主框架,并给出了同时考虑综合发展水平和耦合协调度判断模型的方法;然后运用我国 2006-2015年公路、铁路、水运、航空 4类运输方式数据集,对多交通模式间的耦合协调情况进行求解分析与讨论验证,指出了水路和公路子系统协调发展中的短板;最后提出了有针对性的评价建议与改善举措.实例结果表明,该建模方法论体系及指标选用科学有效,能够为多式联运组织运营的政策制定、管理规划等提供有益参考借鉴和指导依据.     

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建立以公路网面积密度和运输密度为指标的公路网分布均衡性评价指标体系. 将基尼系数原理与公路网分布均衡性评价相结合,建立公路网分布均衡性评价模型,并以温州市域公路网为例,进行实证研究. 结果表明：温州公路网布局正由低水平的绝对均衡向更高水平的不均衡方向发展,当前路网分布相对合理,但高等级公路分布存在显著的不均衡现象;公路网布局与区域交通运输强度分布的协调性得到明显提高,当前公路客运密度分布处于相对平均状态,公路货运密度分布处于绝对平均状态. 研究结果基本符合温州公路网发展特征.     

基于基尼系数的公路网分布均衡性评价研究

建立以公路网面积密度和运输密度为指标的公路网分布均衡性评价指标体系. 将基尼系数原理与公路网分布均衡性评价相结合,建立公路网分布均衡性评价模型,并以温州市域公路网为例,进行实证研究. 结果表明：温州公路网布局正由低水平的绝对均衡向更高水平的不均衡方向发展,当前路网分布相对合理,但高等级公路分布存在显著的不均衡现象;公路网布局与区域交通运输强度分布的协调性得到明显提高,当前公路客运密度分布处于相对平均状态,公路货运密度分布处于绝对平均状态. 研究结果基本符合温州公路网发展特征.     

国内运输市场发展现状及其分析

介绍了我国运输市场的总体规模与发展水平,从铁路运输、道路运输、水路运输和航空运输四个方面分析了我国运输市场的现状及其存在问题,并且提出了改革我国运输市场的策略。     

基于专项调查的属地与工具运输量分析——以辽宁省为例

我国铁路、民航等运输量统计都能够获得属地区域运输量,但公路运输量统计调查得到的是工具运输量,难以获得属地公路运输量,运输量统计与经济社会发展指标脱节.为了研究属地运输量,以2013年交通运输业经济统计专项调查为契机,有效利用全国各省专项调查数据,以辽宁省为例,探索分析公路属地客运量和属地货运量,并比较工具运输量与属地运输量的区别,进行流量流向分析.属地客运量与工具客运量基本相同,市级属地客运量与工具客运量的比值在0.91～1.15之间;属地货运量与工具货运量差异相对较大,市级属地货运量与工具货运量比值在0.70～1.68之间.在公路属地运输量基础上,进一步综合铁路、民航、水运等其他运输方式数据,可形成完整的区域综合运输量数据,进而深入分析研究交通运输与经济社会发展的协调关系,从而为有效推动综合运输体系协调发展奠定基础.     

基于BP神经网络的浙江省交通发展预测问题研究

基于BP神经网络研究了多因素的交通预测问题。通过分析影响交通指标预测值的15个因素信息，预测到2015年浙江省公路总里程为94984b，其中高速公路总里程为4533km，对今后浙江省交通发展规划具有一定的指导意义。