基于复杂网络的全球集装箱海运网络脆弱性分析

集装箱班轮运输具有定港挂靠的特点,单个港口的失效容易发生连锁反应,进而对整个海运网络产生影响.为研究全球集装箱海运网络的脆弱性,根据全球运力前10班轮公司的航线数据构建全球集装箱海运网络,运用复杂网络理论在分析海运网络拓扑结构特征的基础上,模拟了集装箱海运网络在港口随机故障和蓄意攻击两种模式下的海运网络平均度、集聚系数、最大连通子图以及平均距离等特征参数的变化情况.同时针对贝鲁特港爆炸事件,分析了该港口关闭对全球集装箱海运网络的影响.结果显示:集装箱海运网络在面对蓄意攻击时具有更大的脆弱性,贝鲁特港爆炸事件对海运网络的局部区域产生了较大影响.     

基于 k-壳分解的集装箱海运网络度分布研究

运用复杂网络理论,研究集装箱海运网络度分布情况。以往研究中多认为海运网络节点度分布具有无标度特性,文中基于k-壳分解法获得不同层次的东亚区域集装箱海运拓扑网络,并计算出不同层次网络的节点度分布;通过分析不同层次网络的节点度分布情况,发现东亚区域集装箱海运网络存在明显的度值分层,并在双对数坐标下不存在显著负相关性。鉴于幂律分布是惟一满足无标度特性的分布形式,且实证网络中不同层次节点度分布图均明显存在不符合幂律分布的迹象,可见东亚区域集装箱海运网络分布不具备无标度特性,并提出造成这种状况的原因。     

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以复杂网络理论为基础,分析海运网络的拓扑结构具有无标度网络特性,可运用BA无标度网络模型构建演化海运网络.连接概率是BA模型中节点优先连接的重要依据,据此,针对海运网络港口节点进行研究,通过加权量化和MATLAB编程将影响节点间连接的因素组成节点吸引度,引入连接概率公式,改进了BA模型.分别选取2010年全球15个和25个主要集装箱港口的相关数据,运用上述改进BA模型分别得到不同规模的海运网络演化情况,演化结果验证了海运复杂网络具有无标度网络特征,呈现的特性与网络规模没有必然联系,规模大的网络平均路径更长、集聚性更强,度值相差更悬殊.进一步运用全球班轮航线实际网络进行验证,得到两者结构特性基本相同.     

传播动力学视角下集装箱海运网络关键港口节点识别

将船期延误与重要港口节点的识别问题相结合，通过传播动力学模型，对世界集装箱海运 网络的传播特性进行分析，发现港口节点传播能力与度值满足幂为16.84的幂律分布，具有无标 度特征，且度值与传播影响力的相关性较强。以 SIS(Susceptible-Infected-Susceptible)模型为基 础，结合网络结构特性，比较不同节点传播影响力评估方法发现，节点间最短路径长度是衡量节 点传播能力的一个重要因素。基于引力模型，提出考虑度值、节点核心位置及节点间最短路径长 度的综合取值法，验证了改进引力模型在世界集装箱海运网络节点传播能力评估中的适用性，发 现综合取值法对模型精确度提高有促进作用。研究得到：世界各港口传播影响力排序，为关键港 口的识别提供了不同视角；高传播影响力港口普遍集中在亚洲区域，其次为欧洲地区；高连通性 与高传播影响力无正相关性。     

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.     

基于多层复杂网络的轨道交通产业链优化

为对轨道交通产业链进行网络性能优化,首先,基于复杂网络理论,采用SpaceL法建立了轨道交通产业链依存性多层复杂网络拓扑结构,描述轨道交通产业链基本结构;随后,选取相关评价指标,运用蓄意攻击、随机攻击的方式,分析了轨道交通产业网络性能在攻击下所表现出的变化趋势及相关特性,并结合熵权法以及节点收缩方法,分别对节点与边的相对重要性、关键节点的位置以及加大投入下关键节点的重要度变化趋势进行分析;最后,以成都轨道交通产业链为例进行了分析验证.结果 表明:轨道交通产业链多层复杂网络在受到攻击时点相对于边有更高的重要度,对网络中的节点加大投入时,网络中某些节点,特别是关键节点,对短期内快速优化网络性能有着显著的作用.     

基于复杂网络的湖北省高速公路网特性分析

以湖北省高速公路网为研究对象,选取Space-P方法建立其网络拓扑模型,分析高速公路网的静态特性、中心性和鲁棒性.研究结果表明:湖北省高速公路的网络结构具有明显的小世界网络特性,节点间通过较少次的路径转换便可通达,网络连通性好;在随机攻击策略下,路网表现出良好的鲁棒性,但部分节点的节点度和聚类系数较低,局部地区的连通性较差;从节点中心性分析角度看,高速公路网部分节点重要性过高,在蓄意攻击策略下,路网性能降低显著.     

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。     

中国铁路网的拓扑特性

从铁路的基础设施、停靠站点及系统换乘3个方面构建了物理网、运输网和换乘网3种网络模型,运用统计分析的方法分析了它们的拓扑特性.统计结果显示：铁路物理网的平均聚集系数近似为零,多数节点的度数为3,遭受突发事件,很容易造成不连通.铁路运输网大部分节点度数为2,平均经过12.49个车站到达目的地,铁路换乘网具有较大的平均聚集系数和较小的平均最短距离,该网络是具有无标度性质的小世界网络.文中给出了重要节点的标定方法,并运用此方法标定了中国铁路网的重要节点.在此基础上,分析了在不同攻击情况下的网络弹性,结果显示铁路换乘网对于随机攻击具有很好的容错性.     

基于复杂网络的国家综合立体交通网主骨架分析

《国家综合立体交通网规划纲要》中提出要加快建设高效率国家综合立体交通网主骨架.本文借助复杂网络相关理论,以L空间方法构建了国家综合立体交通网主骨架区域网络与城市网络,分析了区域与城市之间的连接情况.结果 表明:在由21个重点区域构成的区域网络中,每个重点区域与其他区域至少有2条路径相连接,且区域网络具有小世界的特点,说明重点区域之间连接紧密,可靠性强.在由116个节点构成的城市网络中,城市间连边以极、组群、组团等不同类型重点区域城市之间的连边为主;在考虑城市空间距离的加权网络中,重庆、西安等节点重要度较高,建议重点关注各种交通方式在这些节点的相互衔接情况以提升运输效率.在鲁棒性分析中,发现加权网络对随机攻击和基于接近度中心性的蓄意攻击鲁棒性较好,而对基于介数中心性和PageRank中心性的蓄意攻击鲁棒性较差.通过对主骨架的网络特性进行分析并识别其重要节点,本文研究结果不仅证实了主骨架规划的合理性,还可为重点区域及城市的综合交通运输规划提供其连接情况、支撑作用与拓扑重要性等理论层面的参考.     

船舶规范化安全评估(FSA)与船舶航行安全

文章在简要说明规范化安全评估(FSA,Formal Safety Assessment,也译为综合安全评估)的目的、方法和特点的基础上,根据船舶航行安全的需要,结合中远集装箱运输有限公司/上海远洋运输公司和上海港引航管理站船舶安全航行与引航FSA应用研究的具体情况和结果,论述了FSA在船舶航行安全中的具体应用方法,并就进一步做好FSA在船舶航行安全中的应用工作提出了一些意见和设想。     

模块化教学模式下中高职课程衔接研究——以南通航运职业技术学院电气自动化专业为例

文章结合南通航运职业技术学院电气自动化专业启动的中高职衔接改革,提出了构建“提升能力、结合证书、模块化设置”的中高职课程衔接的模式,以实现真正意义上的中高职课程衔接。     

基于灰色模型和指数平滑法的集装箱吞吐量预测

提出了在灰色模型GM(1,1)和三次指数平滑法基础上的组合预测方法。集装箱吞吐体系是一个灰色系统,因此可以通过灰色系统进行建模并预测其吞吐量,通过对宁波港历年集装箱吞吐量的观察,发现其吞吐量呈持续的曲线增长趋势,因此考虑采用三次指数平滑法进行预测,在灰色GM(1,1)和三次指数平滑法的基础上采用了加权组合预测的方法,对宁波港今后几年的集装箱吞吐量进行了预测.     

北京市地铁网络拓扑结构复杂性研究

针对北京市地铁实际网络及运营关系，分别构建了SpaceL和SpaceP拓扑结构模型．基于复杂网络理论，应用现有和新的特征统计指标对两种不同的拓扑结构模型复杂性进行了分析．对SpaceL模型的研究显示，其节点度符合指数为4．1的幂律分布，满足无标度特性；其网络平均距离为15．26，连通度为0．36，代表容错性的补图效率为96．7％，说明其具备小世界网络短距离、高容错性的特点，但不同节点的补图效率显示，少量hub节点的故障会对网络造成较大损失，需重点防护．对SpaceP模型的研究显示，其网络度分布同样具有“幂律结尾”的无标度特性，幂指数为4．2；其平均距离为2．68，小于网络规模的对数（5．2），聚类系数达到0．94，具有明显的小世界特征．研究表明无论是实际网络还是运营层面上，地铁线网都具有复杂网络特征，这对进一步研究地铁线网的结构特性具有启示作用．     

基于灰色模型和指数平滑法的集装箱吞吐量预测

提出了在灰色模型GM(1,1)和三次指数平滑法基础上的组合预测方法。集装箱吞吐体系是一个灰色系统,因此可以通过灰色系统进行建模并预测其吞吐量,通过对宁波港历年集装箱吞吐量的观察,发现其吞吐量呈持续的曲线增长趋势,因此考虑采用三次指数平滑法进行预测,在灰色GM(1,1)和三次指数平滑法的基础上采用了加权组合预测的方法,对宁波港今后几年的集装箱吞吐量进行了预测.     

寡头垄断模式下集装箱运价影响机制实证分析

梳理影响市场运费走势的要素体系，进而构建基于数据分析为基础的理论框 架，然后选择分析几类核心因素与市场运费之间的关系，来探究寡头垄断模式下影响市 场的主要因素与运价指数的数据本身之间的影响机制.研究发现：单位运力年周转率与集 装箱运费指数（China Container Freight Index，CCFI）之间不存在协整关系，GDP、原油价 格与CCFI 之间并无Granger 关系，而闲置运力是影响CCFI 变化的Granger 原因；同时 CCFI与闲置运力各自都存在严格的自相关与溢出效应.     

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。     

安全智能集装箱标准体系框架研究

自“911恐怖袭击事件”后,安全智能集装箱的概念被第一次正式提出,以解决集装箱在运输过程中的安全和效率问题.在阐述安全智能集装箱的概念和功能的基础上,研究其现状及发展趋势,重点提出安全智能集装箱的标准体系框架,以期通过标准的制定推动安全智能集装箱的发展.     

基于SE-DEA模型的油轮航运企业竞争力分析

提出用超效率数据包络分析(SE-DEA)模型对油轮航运企业竞争力进行纵向评价,并以招商能源运输股份有限公司为例进行分析。结果表明:招商能源运输股份有限公司2010年竞争力相对于其他年份有所提高,原因是其2010年长期合同比率较高,保证了公司营业收入的稳定;SE-DEA适用于对油轮航运企业竞争力的分析。     

港口作业机械大气污染物排放研究

建立详细的大气污染物排放清单是港口企业实现精细化管理的基础,但目前有关大气污染物排放计算的研究还不充分。本文通过对大气污染物排放的计算方法分析,经过实地调研,选取本地化的污染物排放因子,采用燃料消耗法,对2013年龙潭集装箱港区主要大气污染物NOx,VOCs,CO,SOx和PM10的排放量进行计算,得出龙潭集装箱港口作业机械大气污染物排放清单,以此分析南京龙潭集装箱港节能减排潜力,并提出相应的改进措施。