基于复杂网络理论的长沙市公交网络拓扑性质研究

采用复杂网络的研究方法,针对长沙市公交网络建立了公交线路、公交换乘和公交停靠站点复杂网络模型,利用这3个网络所产生的拓扑特性指标,如度分布、聚类系数、平均路径长度等,讨论了长沙市公交网络的网络拓扑特性,并证明了长沙市公交网络为小世界网络或无标度网络.      

城市公交网络的拓扑结构及其演化模型研究

城市公交网络的拓扑结构特性源于其内在的演化生成机制.以国内4个城市公交网络为研究对象,分别在L空间和P空间对这些网络的度分布、集聚系数和平均路径长度进行了计算和分析.研究发现,公交网络中经过站点的线路教分布服从幂律分布,节点的度分布服从指数分布.基于此,提出了公交网络的演化生成机制--线路择优连接和站点随机游走机制,并构建了公交网络的演化模型.数值仿真结果表明,模型反映了公交网络演化生成过程的关键要素.     

基于拓扑性质的河谷型城市公交站点网络复杂特性分析——以兰州市为例

基于复杂网络理论,以兰州市为例研究河谷型城市公交站点网络复杂特性。首先,构建兰州市公交网络的拓扑结构,使网络既具有复杂网络的拓扑性质,同时又具有具体的地理位置信息;其次,运用Pajek软件对所构建的拓扑结构进行定量分析;然后,结合公交网络复杂特性,对兰州市的公交网络应进行多边化规划,以防重要节点受到破坏而发生网络瘫痪;最后,分析兰州市公交站点网络的静态特征,为河谷型城市公交站点网络的发展和完善提出建议。     

基于复杂网络理论的国内地铁网络特性分析

基于复杂网络理论,在分析国内地铁网络拓扑结构的基础上对其相继故障进行了研究.结果表明:国内地铁网络具有较大平均最短路径,聚类系数近似为零,节点度和介数具有线性正相关性,度分布近似为Poisson分布,网络结构近似为随机网络;在相继故障扩散过程中蓄意攻击比随机攻击具有较快的传播速度,但在扰动幅度和故障规模关系中呈现出相似的变化趋势,蓄意攻击效果并不明显.      

考虑边界效应的运输联系网络建模及其复杂特性

边界效应是城市化进程中运输交流动态演变的必然结果,考虑边界效应的运输联系网络结构特征研究是运输组织优化和基础设施空间布局的关键。聚焦于区域运输联系在拓扑空间下的动态演变,将网络空间尺度的确定流程引入到传统运输联系网络的构建方法体系中,建立了考虑边界效应的区域运输联系网络的建模流程及方法。在此基础上,利用复杂网络理论,从无标度特性和小世界特性两个角度,构建了区域运输联系网络复杂特性的分析方法。以云南省为案例地区进行了实证分析,并将获取的网络复杂特性与传统运输联系网络构建方法获取结果进行了对比分析。结果表明:(1)城市尺度网络介于随机网络和无标度网络之间,正处于简单随机结构向复杂有序结构的转化期,且县域尺度网络呈现显著的无标度特性。(2)城市尺度和县域尺度下的运输联系网络均表现出小世界特征,但城市尺度网络表现出更小的平均路径长度和更大的聚类系数,说明其货运交流的运行效率优于县域尺度网络。(3)若不考虑跨界运输联系,城市尺度和县域尺度下运输联系网络的平均路径长度将偏小,网络的运营效率将被高估,县域尺度网络的小世界特征判断也将被误判,一定程度上验证了边界效应在运输联系特征刻画中的不可忽视性。     

复杂网络基本模型分析

复杂网络的研究对于理解复杂系统的结构和行为至关重要。本文我们从平均路径长度、聚集系数、度分布对随机网络、小世界网络、无标度网络几种复杂网络基本模型进行了分析。     

公交线路最优选择设计

本文研究的是公交线路最优选择问题。以满足乘客需求为基本依据,考虑了公交直达、公交与公交之间换乘1次和2次到达三种情况,提出了基于最小换乘次数的城市公交网络最优路径算法。     

基于路口通行权的大站快线公交路径算法

在无法设置公交优先信号的交叉口如何提高公交车辆的通行效率,是研究公交运行路径算法的主要目标.以一般信号交叉口的通行权为基础条件,以大站快线公交运行路径为研究对象,提出一种合理的公交运行路径选择算法:通过有效路段判别方法构建公交运行网络,路径搜索生成有效路径集合;引用和优化道路通行能力手册计算方法,对不同有效路径方案的路段阻抗和交叉口延误进行计算,分析不同路径方案的总延误值,确定公交运行路径推荐方案.研究表明:该算法具有一定的适用性和可操作性,有助于提高大站快线公交站点间运行效率,可尝试用于复杂多路径路网的公交运行路径导航.     

机场集疏运路网可靠性评价方法研究

为了对机场集疏运路网可靠性进行评估,通过分析其节点重要度差异及道路等级划分明显特性,得知机场专用道和衔接道的路网组合形式区别于城市路网。为此,在传统复杂网络特征指标算法上赋予对应的边权重,并重新定义其指标及计算方法,从而提出了改进的机场集疏运复杂网络模型。通过ArcGIS、模拟实验等方法结合北京首都机场集疏运路网实例,验证了该模型的可行性。其结果表明:传统复杂网络度分布服从泊松分布,而改进的复杂网络节点强度分布服从幂律分布,能较好的反映出机场集疏运路网的无标度特性,科学性、准确性较强;其次,改进的复杂网络模型加权集聚系数为0.015,仅占传统复杂网络模型集聚系数的20%,平均加权距离10.38,高于平均路径长度1.15,与机场集疏运道路等级划分特性明显更契合,但无标度特性并不明显。同时,通过模拟攻击实验发现节点强度对路网可靠性的影响比节点重要度大,通过对该类节点加以重点保护能有效提高机场集疏运路网的可靠性。     

城市多模式交通网络的复杂网络特性与鲁棒性研究

为深入分析城市多模式交通网络的复杂特性,促进多模式交通的协同发展.采用原始映射法构建了包括小汽车网络、地面公交网络和轨道交通网络三者叠加而成的城市多模式交通网络模型.结合城市交通网络的实际运行情况,综合考虑客流量和运行时间的影响因素,对传统加权方式进行改进,方便建立更加准确、贴近现实的城市多模式加权交通网络模型.利用复杂网络的分析方法,应用Pajek和Ucinet这2种网络分析软件,对哈尔滨市多模式加权交通网络及3个单一模式子网络的复杂网络特性进行实证对比分析.提出城市多模式交通网络鲁棒性分析指标,对比研究交通网络受到攻击时的稳定性.结果 表明,相比单一模式的子网络,叠加后的城市多模式交通网络聚类系数增加,节点间紧密度有所增强,具有典型的小世界特性,表现出对随机攻击的鲁棒性和对蓄意攻击的脆弱性.      

基于全样本大数据的公交停靠站时间规律分析

为了更加全面地评价城市公交运行状况,提升乘客出行效率和公交运营效率,研究从城市公交停靠站时间与总行程时间相关关系的角度出发,研究了基于全样本大数据的公交停靠站时间规律分析方法.通过收集济南市公交行程时间的全样本大数据,在对公交行程时间和停靠站时间典型问题和异常数据预处理的基础上,计算不同公交班次的停靠站时间比例系数,构建了公交停靠站时间计算模型,分析了线路差异、驾驶员(车辆)差异、运行时段差异、行程时间差异等因素对比例系数的影响,并与江阴市的典型线路进行对比.研究结果表明,随着数据样本量的增加,公交停靠站时间比例系数会逐渐收敛至一个稳定值,且受到线路、时间、驾驶员等因素的影响较小,具有较强的可靠性和适用性,并提出城市公交系统的公交停靠站时间比例系数的建议取值为0.25.      

基于蚂蚁算法的公交网络最短路径问题研究

通过改进的蚂蚁算法来解决公交网络信息系统中的最短路径问题。提出以换乘次数最少、出行距离最短为目标的路径求解算法，并给出了算法流程。分析了基于蚂蚁算法的城市公交网络的选择策略：选择某条路径即给该路径赋以一定的信息素，信息素愈大的路径，成为最短路径的可能性愈大。并利用改进的蚂蚁算法实现了公交网络乘客信息查询。     

基于复杂网络的长三角航线网络结构特征分析

复杂网络是指具备复杂拓扑结构和动力学行为的大规模网络.近年来,随着复杂网络的小世界属性和无标度性质被揭示,复杂网络研究开始受到众多学科研究人员的关注,并逐步延伸到航空网络领域.在复杂网络理论的基础上针对我国长三角地区航空网络进行拓扑结构分析,主要运用了度分布、聚集系数、平均路径长度等指标,结果表明其具有明显的小世界特性和无标度性.通过3个不同的中心势指标发现该网络的中心化程度较高,具有以上海、南京等地机场为中心的枢纽辐射式航线网络的特性.此外,通过记录蓄意攻击下的网络效率的变化情况分析出该网络抗毁性较差.      

基于GBAS的公交出行最优路径选择算法

通过对城市公交网络的描述,结合居民公交出行路径选择的特征,提出了以换乘次数最少为首要目标,以出行距离最短为次要目标的基于GBAS(基于图的蚁群系统)的公交出行最优路径选择算法。算法让分群蚂蚁从起点站行走至终点站后,在所有走过的路径中,通过对换乘次数和出行距离进行计算后选择最优路径,并对该路径上的信息素进行加强,其他路径上的信息素进行挥发,经过若干次外循环迭代后,分群蚂蚁会选择信息素最强的路径行走,即为公交出行的最优路径。用一个算例对算法的有效性进行验证。     

北京地铁昌平线南延对公交运营线路的影响研究

轨道交通的快速扩张给常规地面公交发展带来一定挑战,探究轨道交通对地面公交的影响作用机理,寻求两者融合发展具有重要意义。本文以北京地铁昌平线南延区域为研究对象,首先分析受新开地铁影响,学院路一带公交线路运营状况,其次运用交通四阶段法预测新开地铁对地面公交客流量的影响,分具体线路剖析其影响程度,最后提出实现公交线网优化思路、策略和实施路径,为其他城市公交线网优化提供参考。     

常规干线公交网络空间方向分布及结构特性分析方法

空间结构合理的常规干线公交网络可以帮助城市提升公共交通服务效率,缓解道路交通压力。为深入分析城市常规干线公交网络空间结构特性,使用公交网络GIS信息嵌入拓扑结构模型的方式开展研究。借鉴道路网空间信息测度方法,基于香农熵理论提出公交线路方向熵和公交网络方向熵分析方法。根据提取的公交网络拓扑结构中相邻站点间线路段的空间方向信息,使用方向熵测度得到公交线路及网络空间方向分布情况。在现有的规范及研究中,选取并拓展能够体现公交线网空间结构特性的指标,与方向熵组成常规干线公交线网空间结构分析指标体系,从线路和网络2个层面出发探究常规干线公交网络空间方向分布并分析其结构特性。以哈尔滨市63条常规干线公交组成的网络为例进行分析。网络空间方向分布结果表明：公交网络方向熵为2.84,大于网络内任意单条线路方向熵。验证得到公交线路方向熵的测度结果与线路的实际情况相符,方向熵可以有效量化公交线网拓扑结构的空间方向分布;在指标间的相关性方面,公交线路方向熵与公交线路长度的相关性最高,公交线路站点对重复系数与公交刷卡数的相关性次之。网络结构特性分析结果表明：哈尔滨市63条常规公交干线组成网络的平均集聚系数为0.4...     

基于复杂网络方法的粤港澳大湾区城际高速公路路网鲁棒性研究

选取粤港澳大湾区城际高速公路路网为研究对象，采用对偶映射法建立相应的复杂网络模型，运用复杂网络特性指标节点度、度分布、平均路径长度、平均聚集系数分析其网络拓扑结构，并用随机攻击和蓄意攻击两种攻击策略，以最大连通子图相对大小、平均路径长度、网络相对效率等3个指标对该网络的鲁棒性进行评价。结果表明：网络拓扑结构上，粤港澳大湾区城际高速公路路网是小世界网络但并不是无标度网络；鲁棒性分析方面，节点度高的节点是影响路网鲁棒性的主要因素，该路网由于路网中节点度大与节点度小的节点数量相当，因此在面对随机攻击时较蓄意攻击表现得较为鲁棒。     

城市群公路客运网络空间结构特征提取方法

公路客运网络的空间结构特征能够为区域公路客运规划提供基础依据。基于复杂网络理论,引入平均运距这一重要的运输特征量,建立了城市群公路客运网络空间结构提取方法。通过度与度分布、簇系数、平均路径长度、点强度、相关性分析等指标的测度,高效提取了滇中城市群公路客运网络的空间结构特征。结果表明:滇中城市群公路客运网络具有较大的平均度、较高的簇系数和较小的平均路径长度,呈现高集聚-高通达-高效率的网络特征,整体结构具有小世界性;依据度的统计规律、累计分布服从指函数分布及点强度服从幂函数分布等数理关系的变化,公路客运网络节点的客运规模空间分布差异性显著,呈现以昆明市辖区、安宁市为"双中心"的空间格局;同时,客运规模较大的节点与经济发展中心地位基本吻合,但网络层级结构不明显;从点强度和度相关性的分析,发现客流空间分布的差异是两节点产生客运联系的直接原因,进一步结合旅客出行行为分析发现,当平均运距点强度越大时,旅客出行更倾向于在点权较大的节点汇集,表明平均运距的地域分布差异推动着客运规模较大的节点与客运规模较小的节点相互联系。     

考虑公共自行车的城市公交出行路径优化方法和模型

目前,城市公交出行路线优化时未考虑结合公共自行车的优点,使得现有的部分公交出行路径优化不够合理.针对这一情况,重点增加了对合理区域内步行、骑自行车换乘的考虑.分析公共自行车加公交出行路径优化的影响因素,并结合GIS建立公交(含公共自行车)数据模型,以换乘次数最少为优先目标,充分考虑合理区域内换乘的情况,起点和终点双向展开搜索,利用公交线路、公交站点集合求交集的方法查询出候选方案集.分别选取行程时间、乘车距离、步行距离较短的出行方案推荐给出行者.结合GIS系统利用该算法进行查询,将获得的优化方案与现有的优化方案进行比较,发现考虑自行车换乘的出行方案平均出行时间减少15.8%,平均出行距离减少18.7%,平均出行费用减少32.3%.      

城市公交网络均衡配流模型及算法的研究

根据城市交通网络均衡配流原理，探讨城市公交网络的Ｗａｒｄｒｏｐ均衡原则，提出一种更为简单的公交网络描述方法。在此基础上，给出了城市公交网络的均衡配流模型和算法。