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.      

基于通勤模式的都市圈中心结构判别研究

面对日益严重的城市交通问题，城市管理者尝试从城市空间规划层面引导交通出行模式的转型，调节供需关系，缓解交通问题，而中心结构识别作为城市空间规划的重要步骤，在分析方法与数据应用等方面仍然受限。本文利用百度位置数据挖掘出的都市圈通勤数据，采用基于网格的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)密度聚类算法，识别出我国35个主要都市圈的中心布局，并根据5种通勤模式的理论模型和相应的量化指标对都市圈中心结构进行判别，最后对主要中心结构下影响通勤效率的因素进行回归分析。研究发现，虽然不同都市圈的中心布局差异明显，但大部分都市圈表现为非均衡多中心结构。不同中心结构的 分布呈现出一定的地域特征，单中心结构都市圈主要位于中西部城市，而约束扩散结构和均衡多中心结构都市圈大多是由东部沿海开放城市发展形成。城市规模与通勤时耗的相关性最为显著，职住平衡度对通勤时耗也有较大影响。上述研究结果为针对性地制定不同都市圈的资源配 置策略和通勤效率优化策略提供了有效支撑，对都市圈空间规划和交通可持续发展具有一定的理论价值和现实指导意义。     

城市群交通网络级联失效建模与可靠性仿真

为增强城市群交通网络抵抗突发灾害的能力,减少级联失效所带来的危害以提升网络的可靠性,本研究基于城市群交通网络级联失效模型进行研究。首先,构建城市群单种运输方式的交通网络模型,将地理距离较近的节点进行叠加以构建城市群交通网络模型。其次,根据容量-负荷模型以及城市群的特点,在失效节点的负荷分配时考虑了地理距离与节点度的相对重要程度,构建城市群交通网络级联失效模型。并以网络效率作为可靠性测度指标,从而度量级联失效的影响。最后,以呼包鄂城市群为研究对象构建了道路-轨道交通网络模型,就不同的攻击策略、容量系数、地理距离权重与节点度权重对城市群交通网络级联失效现象进行仿真,研究网络可靠性的变化。结果表明:无论是随机攻击或是蓄意攻击,容量系数较大时网络可靠性较低;并且当容量系数均匀增大时,级联失效的影响具有明显突变性。在随机攻击下,容量系数的不均衡性使得网络效率下降较快,级联失效产生的影响较为严重;地理距离权重以及节点度权重影响着网络效率出现跳跃式下降的时刻,地理距离权重越大,出现的时刻越晚;在蓄意攻击下,容量系数存在阈值,当容量系数小于该值时,网络效率的变化趋势相似;地理距离权重与节点度权重存在某特定值使得级联失效的影响较小。     

城市群复合交通网络级联抗毁性

为保障城市群交通运输系统运营安全,解决城市群交通运输系统站点或线路故障引起的交通网络瘫痪问题,以"复合"的视角对网络级联抗毁性进行深入研究。针对不同运输方式交通网络节点、连边的差异性,构建基于强度和运输方式分担率的城市群复合交通网络模型,进行网络级联失效分析。考虑节点暂停状态对网络性能的影响,分析节点受损后的负载重分配,构建城市群复合交通网络级联失效模型,并引入基于观测信息模糊度的不完全信息攻击策略,以修正后的测度指标评估级联失效对网络抗毁性造成的影响。以呼包鄂城市群为例进行仿真试验,发现轨道子网的叠加增大了节点的过载承受能力,将大量失效节点转变为暂停节点。同时,容量参数、过载能力调节参数越大网络的级联抗毁性越强,而观测信息模糊度越大,网络级联抗毁性不一定越强,其产生作用的阈值为0.4。结果表明:复合交通网络的构建提高了单一运输方式交通子网的级联抗毁性。城市群交通子网的叠加可以增大节点的过载承受能力,将大量失效节点转变为暂停节点,通过增大节点容量并提高其过载承受能力,能够防止级联失效对复合交通网络产生的不利影响。通过对识别出的关键节点加强防护可以进一步优化复合交通网络的级联抗毁性。