基于复杂网络理论的客运专线网络可靠性分析

随着客运专线网络的逐渐完善,人们对其可靠性也提出了更高要求。利用复杂网络理论对客运专线网络的可靠性进行分析,有利于发现网络中的关键节点及薄弱环节,从而有针对性地对网络进行完善。基于复杂网络理论,建立客运专线网络模型,并计算该复杂网络模型的静态统计特征,包括度分布、聚类系数和平均路径长度,得出客运专线网络是典型的无标度复杂网络。分别在随机性攻击和选择性攻击两种模式下,从网络的全局效率和最大连通子图的相对大小两个指标,对客运专线网络的可靠性进行分析,得知客运专线网络对随机性攻击的抗破坏能力较强,而对选择性攻击的抗攻击能力较弱,最后提出了提高客运专线网络可靠性的建议。     

广州轨道交通网络的复杂网络特性研究

分别在L空间和P空间中对广州轨道交通网络进行拓扑建模,并对两个拓扑结构中的网络的平均路径长度、聚类系数、度分布等复杂网络特性指标分别进行计算和分析。结果表明,现阶段的广州轨道交通网络具有随机网络的特性,轨道网络的直达性较好,但是网络的连通性有待提高。     

城市轨道交通有权网络相继故障可靠性研究

城市轨道交通各条线路和车站因其所承载客流量多少不同在网络结构的地位也不同,仅从网络结构来评价可靠性可能会产生误判.本文根据地铁网络智能卡数据构建了网络权重矩阵,结合网络结构确定了无权、有权网络的复杂网络参数,并基于有无权重 两个网络分别定义了4 种相继故障的策略参数及网络可靠性评价模型.以北京市轨道交通为实例系统性分析有无权重两个网络的可靠性,结果表明,模型可操作性强,弥补了城 市轨道交通网络可靠性研究的不足,加载了客流的网络脆性更明显,站点重要性排序也 发生较大变化.     

基于复杂网络理论的城市路网脆弱性研究

首先,介绍了复杂网络的静态统计特性,并以新乡市区路网为例计算了映射后包括度、介数、聚类系数等在内的复杂网络统计特征值。然后,针对城市路网的拓扑特性,以复杂网络理论统计特性为基础,建立了路网脆弱性研究模型。以新乡市路网为例,研究了新乡市路网在随机性攻击和最大度攻击两种攻击策略下路网显示出的脆弱性。最后,通过逐个攻击网络节点的方法定量计算出路网中各个节点对于攻击表现出的脆弱性,通过该方法找到了路网中的关键路段,这对于后交通时代以维护为主体的路网保护具有重要的现实意义。     

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...     

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。     

基于复杂网络理论的网络容量估算

基于复杂网络理论统计参数的介数概念,给出了网络在发生随机故障后,网络中边的最大介数估算公式.边的介数是指通过该边的最短路径数量,网络中拥有最大介数的边在通信过程中最容易出现拥塞,提出估计公式的意义在于：能够更好的估算在各种情形下网络所能容纳的通信连接的数量,即可以更准确的估计网络容量.实验表明,所提出的估计公式具有合理性,为边的介数估算提供了一种新的方法,也可以为流量工程的设计及网络规划等提供重要依据.     

多种失效模式下高速公路复杂网络可靠性研究

提出以设计时速为基准的路网行程时间可靠性的计算方法,建立基于延迟系数的行程时间可靠性模型,探究在不同失效策略下,路网行程时间可靠性的变化规律.以高速公路网为例,利用对偶法对高速公路网进行拓扑结构建模,计算拓扑网络中的节点度,设置路网连通可靠性、行程时间可靠性和道路阻断及拥挤状态下的路网可靠性三种情景,分析不同情景下路网可靠性的变化规律.结果表明:与以往的模型相比,基于延迟系数的高速公路网行程时间可靠性模型可准确有效地反映其路网在不同失效模式下的运行特性.随着低速道路的条数增加,路网行程时间可靠性降低.行程时间系数和延迟系数均达到最小值时,此时的路网行程时间可靠性的值最大.     

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。     

基于复杂网络理论的电力网络节点安全性分析

针对电力系统复杂网络信息系统的安全问题,根据枢纽变电站分布情况及网络拓扑结构,应用复杂网络中的社团结构探索方法将电力网络划分为若干个分区.根据划分后的各个分区,确定电力网络中需要重点保护的节点和公共连边.实验结果表明:通过复杂网络中社团结构探索方法能够有效地反映电力网络的社团结构特性,为防御电力网络遭受恶性破坏提供了理论根据.     

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城市轨道交通网络是由轨道线路和车站组成的复杂网络,利用复杂网络理论探讨轨道线网的可靠性对提升其可达性和运营效率有重要意义. 采用space L方法对广州轨道交通网络进行了拓扑建模,计算分析了节点度、聚类系数、平均路径长度等指标及其分布规律,并重点研究了换乘车站故障情况下整个轨道交通网络受影响程度及可靠性. 结果表明,现阶段广州轨道交通网络呈现随机网络的特征,换乘车站发生运营故障将严重影响网络中的较长距离出行,降低轨道交通网络的客流吸引度,广州轨道交通网络在换乘车站故障后其全局效率降低,局部效率不变,车站之间的紧密程度较差.     

城市轨道交通网络可靠性分析

为预防突发事件对城市轨道交通网络的影响,提高应变能力、增强运营稳定性,有必要对其网络可靠性进行分析。以上海市轨道交通网络为实证对象,基于L空间和P空间方法建立两种网络拓扑结构,分析其复杂网络的静态特性。提出针对车站删除方法的4种攻击策略,并对各种攻击策略下网络可靠性的变化进行比较分析。结果表明,轨道交通车站网络和换乘网络对随机攻击具有鲁棒性,对蓄意攻击具有脆弱性;动态攻击策略对网络可靠性的影响比静态攻击策略更大。     

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随着新线的建设,城市轨道交通网络规模不断扩大,不同时期的网络特征不同,以北京为例分析发展变化规律,可以为轨道交通网络化运营提供建议.根据复杂网络理论,首先对比了北京市轨道交通规划路网和目前运营路网的网络特征值,分析了特征值的变化规律,得出规划路网的平均度、聚集系数、平均最短距离等指标均有所增大,但由于服务半径扩大,网络效率略有下降.然后针对重要节点失效和线路失效,对比了失效后的网络弹性,并确定了网络中的重要节点.结果表明：节点失效和线路失效对规划路网的影响较小,部分车站的重要度随着网络完善而发生改变,对于运营路网,必须保障重要节点的可靠性.     

城市轨道交通系统网络复杂性研究

随着交通拥堵的加剧,轨道交通以其快速、大运量的特点得到了青睐,其运营里程迅猛增加且在一定范围内呈现网络化运营趋势.轨道交通网络复杂性研究正在经历从单一网络静态拓扑结构扩展至多层网络动态分配特征的深入过程.在介绍拓扑结构与交通流网络的表示方法和网络复杂性评价指标的基础上,归纳轨道交通网络具有小世界、层次性及站间距幂律分布等静态拓扑特性,呈现明显幂律行为的数量分布及时空集聚等交通流特征.针对轨道交通系统的多层网络研究表明网络负载基本符合幂律分布.研究深化了对轨道交通运行机理的认知,有助于真实网络的预测和控制工作,为探索轨道交通网络化运营、一体化发展条件下客流预测、运力与需求匹配提供了参考方向.     

复杂公交网络的系统可靠性分析

系统可靠性是指在规定的使用期间和预定的工作条件下,系统能完成预定功能的能力.对于大城市公交系统而言,其复杂性很大,因而系统可靠性的计算比较烦琐.文中分析了公交网络的复杂性以及影响因素,对复杂公交网络的简化方法进行了研究,并在此基础上对其可靠性进行分析,计算出整个公交网的可靠度.     

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

城市轨道交通各条线路和车站相互连接,联系紧密,其中的节点故障会在网络迅速传播,造成较大范围的拥堵,影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性,对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化,进而产生流量的重分配.接着,建立了城市轨道交通网络级联失效模型,并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估,仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后,以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.     

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城市公共交通网络是由公交线路和停靠站点构成的复杂网络,网络的几何性质对站点间的可达性具有重要影响。本文采用Space P法对合肥市公共交通网络进行拓扑,并计算分析了节点的度、群集系数、节点介数以及平均路径长度4个指标及其分布规律。结果表明,合肥市公共交通网络具有明显的小世界网络特性。采用系统聚类分析方法将公交站点归类,并通过比较各类站点对公交网络平均换乘次数的影响,确定了各类站点的相对重要性。站点的聚类结果可为公共交通网络管理、规划方案的制定提供参考。     

基于复杂网络的南京城市轨道交通站点重要度评估

随着城市化进程的迅速推进以及大都市城市轨道交通网络化运营的逐步实现,城市轨道交通在城市交通系统中扮演的角色越来越重要,一旦城市轨道交通网络中的重要节点发生了紧急事件,必然会严重影响到城市轨道交通的正常运营。本文主要利用复杂网络理论对城市轨道交通网络进行分析,首先介绍了城市轨道交通网络的复杂网络特征,在此基础上提出利用SpaceL方法构建城市轨道交通网络拓扑结构,并且使用TOPSIS方法构建基于城市轨道交通网络特性的节点重要度评估模型,以南京地铁为例,得出南京城市轨道交通站点重要度排序。确定城市轨道交通中的关键节点,可以给城市轨道交通网络可靠性的研究提供很大的帮助,对于城市轨道交通网络的优化有着重要的意义。