基于复杂网络的航班运行风险传播分析

为研究航班运行风险传播机理,基于民航航班运行程序,采集航班运行数据及航空公司、机场、机组、机务、空管等工作表现做为研究样本;采用经验建网法、时间序列相空间重构法和Spearman 相关系数3 种方法,构建面向航班运行风险传播问题的复杂网络,经过计算证实,使用Spearman 相关系数建网效果最佳;对应民航常用控制方法,引入重要度r 、改进感染率β′和改进恢复率γ′概念,提出适用于航班运行的改进SIR 模型,最后对风险网络传播进行动力学分析. 计算结果表明：重要度r =0.4 时,感染节点密度曲线峰值下降10%,达到峰值时间推迟5%;改进恢复率γ′=0.9 时,感染节点峰值降低6%. 证实加入重要度,改进恢复率可有效抑制风险网络传播;说明识别风险网络中对关键节点加以控制,提高风险节点恢复比率和速度,可有效提高航班安全保障能力.     

复杂城市交通网络拥堵传播的改进SIS模型

：为深入分析城市交通网络拥堵动态演进过程,建立了交通拥堵传播的改进SIS模型（传染病模 型）。模型根据目标节点自身受随机因素的影响、其邻居节点的状态和影响能力以及不同状态节点间 的耦合强度,动态计算目标节点由畅通变为拥堵又恢复畅通的概率,并进一步考虑了不同交通状态的 传播时间对拥堵传播的影响。基于BA Barabási-Albert 无标度网络对传播过程进行仿真,拥堵随时 间的演化与相关研究一致,验证了模型的有效性。仿真结果表明：根据作用节点属性的不同,随 机因素对拥堵的初始规模、传播速度及传播稳定状态的阻塞水平具有不同的影响能力;不同状态 节点间的相互作用对拥堵传播具有重要作用;畅通状态与拥堵状态平均传播时间的比值对拥堵传 播的影响存在阈值;不同状态传播时间的波动性对拥堵传播速度、平衡态阻塞水平具有一定影响。     

基于双层规划的城市交通拥塞疏导优化研究

为研究城市路网区域信号控制下的交通子区划分及交通拥塞疏导优化问题,明确交通拥 塞控制子区划分影响因素并建立相邻交叉口关联度模型,将拥塞控制区域划分为“疏散区”“平衡 区”。考虑“疏散区”“平衡区”不同的优化目标构建城市路网交通拥塞疏导优化双层规划模型,并 以昆明市部分城市路网作为实验对象,通过仿真将实际控制方案与本文模型计算方案的控制效 果进行对比,以此验证模型的适用性和有效性。仿真结果表明：除两个方案的平均停车次数优化 效果一般以外,其他控制效果指标均具有很大的优化提升,其中车辆平均延误时间降低了7.7 s, 重度拥塞里程比例下降了10.1%,路网车辆占有率下降了14.1%。综上可知,本文的疏导优化模 型控制可快速疏导和有效缓解交通拥塞,模型具有良好的有效性,可为路网交通拥塞分区治理及 疏导控制提供参考。     

考虑边界条件不确定性的城市交通拥塞风险分布迁移规律研究

为分析交通联通边界(交通量、交通扩散系数)对特定城市研究区域内交通拥塞迁移规律的影响机理。本文从新的角度考虑城市交通拥塞风险分布迁移规律,将污染质迁移数值模拟模型运用到城市道路交通拥塞风险迁移中。首先对贵阳某区域2020年6~7月的城市交通调查数据及爬取的部分高德地图数据进行处理,并将研究区域以交通联通边界、交通隔断边界、区域分区边界划分为区域1和区域2。在此基础上考虑交通联通边界并建立基于城市交通拥塞风险分布及迁移数值替代模型,并运用Monte Carlo方法对贵阳某研究区域的输入输出结果进行统计分析,并将实际路网数据值输入替代模型,将结果与路网真实情况和高德地图情况进行对比,所建立模型的预测精度比高德地图高3.7%,且模拟交通拥塞风险迁移规律较高。结果表明,交通联通边界对城市交通拥塞迁移数值模拟模型预报有很大影响,统计分析研究区域模拟模型的结果,可以有效评估不同交通联通边界条件对研究区域交通拥塞风险分布情况和准确预报研究区域内遭受不同交通拥塞程度的风险。综上可知,本文建立的模型能高效精准分析城市交通拥塞的风险分布迁移规律,可为城市路网分区分段分点治理交通拥塞提供新的参考。     

复杂网络理论在城市交通网络分析中的应用

介绍了复杂网络的基本概念并详细分析了城市交通网络的特性。列举了2种将城市交通网络抽象为复杂网络的方法,探讨了各自存在的不足。从网络实证、网络演化机制、网络演化性质、网络动力学和网络结构稳定性5个方面总结了复杂网络理论在城市交通网络分析中的研究进展,指出了目前存在的问题。最后给出了城市交通网络复杂性研究的几个可能方向。     

城市轨道交通超大客流网络拥挤传播研究

为研究城市轨道交通超大客流传播的时间规律以及不同数量拥堵站点对整体轨道交通网络的影响,通过定义超大客流,引用疾病传播理论,建立了基于网络拥挤模型的超大客流拥堵网络疾病传播模型,并运用Adams微分方程数值进行模型求解。对反演参数得到的SIR传染病模型的传播特性拟合运用于轨道交通网络,并通过不同的初始拥堵站点数量进行仿真。研究表明：轨道交通超大客流的病态传播受传染概率、恢复概率、初始拥堵站点数影响,该联系为超大客流网络拥挤传播提供一种新的研究思路。     

无标度网下传播拥塞量与时间关系的研究

文章以复杂网络知识为基础,通过对无标度网络及度分布平均场的介绍,利用网络中度与集群系数的联系,研究因特网信息包传播过程中的一般拥塞模型,并解析无标度网络中的拥塞量与时间的关系。这样就能够预测拥塞量,以便及时有效执行相关措施     

基于交通环境因子的城市交通规划框架

引入了交通环境容量和交通环境承载力概念,相应建立了城市交通环境承载力模型,包括交通尾气承载力（APC）模型,交通噪声承载力（TNC）模型,并分析了传统城市交通规划的不足,构建了基于交通环境承载力（TECC）的城市交通规划理论框架,从交通环境角度修正传统城市交通规划思路。     

基于GIS的多粒度复杂网络模型

为提高城市路网失效传播分析和可靠性分析的准确性,研究了路网发生故障的3种失效形式.在此基础上,基于复杂网络理论,提出了一种多粒度复杂网络模型;通过构建粒度空间,将城市交通广义路网表达为多粒度复杂路网.为检验模型的有效性,以成都市区路网为例,建立了道路的多粒度复杂网络模型;基于该网络结构,进行了路网失效传播分析以及分别针对随机攻击和蓄意攻击的路网可靠性分析.研究结果表明,城市道路多粒度复杂网络能更准确地进行路网失效传播分析和可靠性分析,为进一步研究城市交通网络故障的动态演化提供了有利条件.     

交通事件下快速路拥堵蔓延消散时空范围模型

研究了交通事件下拥堵蔓延消散的时空范围分析方法与模型,交通事件引发的拥堵会以某一初始蔓延速度向上游蔓延,直至达到最大蔓延边界后开始消散.通过对事件下拥堵蔓延速度的影响因素进行量化分析,建立了时变的拥堵蔓延速度模型;然后通过收集处理数据,进行参数估计;最后利用实际数据,进行了模型的实例应用,对不同情况下的交通拥堵蔓延消散规律进行了研究.该模型可预测交通事件下的交通拥堵边界和持续时间,便于交管部门制定缓堵策略.     

轨道交通拥挤传播速率量化模型研究

轨道交通作为综合客运交通系统的骨干,影响着城市客运交通乃至社会经济的正常运转,对其大客流拥挤传播规律的研究有助于提高轨道交通系统的运输安全和效率.以往学者研究的大客流传播模型中往往参数量化缺失或者缺乏实际意义,因此,本文着眼于量化大客流传播模型中的参数,旨在构建客流影响下的拥挤传播模型.首先,分析大客流传播模型中参数及其影响因素,阐述现有传播速率量化模型;其次,以客流的不确定性作为研究对象,分析客流传播特征;再次,通过轨道交通客流数据量化模型参数相关的客流和列车剩余载客能力,界定大客流影响阈值;然后,构建考虑客流因素的传染病模型,量化拥挤传播速率,据此分析客流对轨道交通拥挤传播的影响;最后,以北京地铁13号线为例,比较不同时段、不同换乘情况下其大客流拥挤传播影响范围的差异,分析其原因,从而为优化轨道交通系统的服务水平及大客流事件应急处置提供参考和借鉴.     

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“交通7+1论坛”第九次会议围绕“大城市交通拥堵瓶颈相关基础科学问题研究”主题,探讨了大城市交通拥堵瓶颈形成机理与拥堵传播特性、道路交通流非线性动力学特性、城市交通系统的时空复杂性与结构演变、城市交通系统的组织优化控制、交通信息融合集成与计算实验等问题,分析了我国城市交通的特点,论述了结合中国城市实际情况,进行相关基础科学问题研究的重要性,并以北京地铁5号线的开通运营为案例,剖析了相关公交客流的变化趋势,以及对交通结构的影响。     

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网络异质性与网络结构有着直接的关联,是分析交通拥塞不可忽略的因素.本文研究网络异质性与网络规模的关系,并分析网络异质性指标对交通拥塞的影响.为此,给出网络异质性指标的定义,并建立基于异质结构的交通流模型.结果表明,网络异质性随着网络规模的增加而减小.当网络规模一定且在异质性小于临界值时,拥塞随着网络异质性的变大而增加.进一步研究发现,在异质性到达临界值时,路段平均输出车辆数最小而网络中的累积车辆到达最大,此时拥塞最为严峻.因此,具有小于和高于异质性指标临界值的网络具有更好的抗拥塞能力,调节网络的异质性指标可以改善交通网络的拥堵.     

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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.     

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通过对城市交通路网的交通信号控制方法的综述,为管理人员决策、科研和工程技术人员的研究开发提供有价值的参考依据。中国城市交通系统独具特色,交通路网包括街区路网,又包括快速路、并通过出入口匝道与街区路网耦合在一起,路网上的交通流包括机动车、自行车和行人的混合交通流。因此,城市交通控制系统是一个复杂的非线性大系统,为交通信号控制方法提出了很多新的问题和挑战。本文详细分析了街区路网、快速路网交通信号控制方法的研究进展,以及突发性交通拥挤的管理方面的现状和发展趋势。     

利用传染病模型研究空中交通拥挤传播规律

为避免以往研究中主要集中在拥挤传播网络分布和现实数据观察等表象环节,发掘空中交通拥挤传播演变的科学规律,以空中交通拥挤传播与传染病传播过程的相似性分析为切入点,参考传染病SIR 模型,建立空中交通拥挤传播模型,并利用相轨线分析和参数分析等方法,得到拥挤传播趋势及阈值,解释了拥挤传播影响因子和消散因子对拥挤传播过程的影响.结合亚特兰大和白云机场实际延误数据,发现所建模型能够恰当地表述基本拥挤过程,但各类因子需根据运行实际调整而无法形成固定值,且对较复杂的拥挤过程需要引入新的参数.