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.      

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。     

铁水联运煤炭运输网络抗毁性研究

为了对煤炭运输网络的抗毁性进行评估,构建了铁水联运煤炭运输网络模型,选用不同的抗毁性测度作为分析指标,对网络节点失效的攻击过程进行了模拟,分析比较了各个抗毁性测度在不同攻击模式下的变化情况.结果表明,网络对于随机攻击表现出较好的抗毁性,而对于选择性攻击表现出脆弱性.随机移除30%的节点,网络的各项指标仍然维持在较高的水平;选择重新计算的最大度、最大介数攻击模式,当移除20%的节点,网络性能的降幅度超过80%.可以得出,部分度值和介数较大的节点对煤炭运输网络十分重要,通过对该类节点加以重点保护可以有效地提高网络的抗毁性.      

基于节点重要度的景区交通网络可靠性分析

构建景区交通网络,辨识重要景点并探讨不同攻击策略下网络的可靠性,对保障景区安全管理具有重要意义.以旅游景区为研究对象,构建了基于Space L的旅游景区交通网络的拓扑结构模型.研究旅游景区突发事件的时空分布形态及其规律,分析节点在网络中的影响及游客旅游体验.综合考虑节点度值、介数等客观指标,及游客旅游体验如游客拥挤感知等主观指标等属性,基于TOP-SIS算法评价景区交通网络的节点重要度.制定基于节点重要度的随机攻击和多种选择攻击策略,探讨不同攻击策略下景区交通网络的连通可靠性.结果表明,颐和园交通网络具有典型的小世界网络特征;网络在选择和随机攻击下节点失效率分别接近0.6和0.8时崩溃,表明选择攻击对景区网络连通可靠性的破坏强于随机攻击;按游客体验等主观指标TOPSIS法对网络选择攻击,网络效率降低速度比仅按度值客观指标排序的选择攻击快74.5%;根据排序结果筛选15个关键节点,并给出突发事件下的20条相应应急疏散线路.对于旅游景区运营网络,基于TOPSIS的节点重要度评价方法具有有效性和实用性.      

融合交通特性节点度和LISH模型的公路网关键节点辨识方法

为提高公路网特别是大规模复杂公路网关键节点的辨识效率,基于空间加权网络的度模型和复杂网络中辨识关键节点的LISH模型,以融合交通特性节点度和LISH模型来识别公路网中的关键节点。通过采用重新定义的具有交通特性的节点度,将公路网的交通特性因素加入LISH模型之中,完善了其在公路网关键节点辨识方面的应用条件,从而建立了公路网关键节点辨识的新方法。然后,以陕西省骨干公路网为研究对象,计算得出了陕西省骨干公路网关键节点,验证了模型的可行性和合理性。对比辨识结果表明:该模型对于辨识公路网关键节点较以往模型存在一定的优势,可以为快速获取大规模复杂公路网中的关键节点及与GIS技术结合实现公路网关键节点辨识提供一定的技术手段。     

基于选择性攻击的区域国防公路网可达性研究

区域国防公路网一般是指战区范围内战役层次的公路网,其可达性是评估已有公路网军事效益和经济效益的一项重要指标,也是规划、筹建新国防公路的重要参考。由于缺乏科学的区域国防公路网可达性的评价模型,目前主要采用一般公路网基于时间或距离的公路网可达性模型进行可达性的评价,无法满足军事特性的需求。为此,引入了加权距离来反映路段"物理距离",根据路段在基于最短"距离"的重要度中出现的频率,来选定不同攻击强度下的被攻击路段集,基于选择性攻击模型,建立了综合考虑行驶时间、路段军事权重、孤立节点、孤立路段的区域国防公路网可达性度量模型,并提出了模型的求解算法。最后,通过算例,验证了模型的正确性和算法的可行性。     

基于复杂网络理论的公路网结构特征

为进一步分析复杂公路网中线路的重要程度,采用对偶拓扑方法,将公路路段按照路名抽象为节点,将交叉口抽象为网络边,对实际公路网进行拓扑结构转换;通过构建网络可靠性指标,应用复杂网络节点度、接近中心性、中介中心性以及连通可靠性指标评价区域公路网结构特征,并给出基于模糊聚类的公路网等级划分方法。分析结果表明:基于对偶拓扑方法,应用复杂网络理论进行公路网结构特征研究,可从连通性、中心性、中间性和可靠性等多个角度反映线路在公路网中的重要程度。     

GIS技术在县域公路网规划中的应用

GIS技术在县域公路网中的应用将会使数据资料的获取和管理更加系统、高效、准确,从而带来数据搜集、管理方法的革命性变化,同时GIS特有的对空间数据的存储、管理和分析功能也将实现公路网规划过程的可视化操作,给县域公路网规划带来极大的方便和好处.文中介绍了GIS在交通方面的应用现状及建立基于GIS的县域公路网规划信息系统的必要性,提出了基于GIS的县域公路网规划信息系统功能分析的方法,并对基于GIS的实现系统进行了介绍.     

北京市公共交通网络系统的鲁棒性研究

作为城市生产、生活的重要支撑,城市公共交通系统应具备一定的鲁棒性以保证系统的高效运行。本文通过复杂网络建模,运用主成分分析方法综合多个指标,分析公共交通站点的重要程度,并从正序攻击、倒序攻击两个角度讨论北京市复合公共交通网络系统的鲁棒性。结果表明,北京市复合公共交通网络呈现无标度特性,而且公共交通站点的重要度能够用一个指标进行描述。此外,一组对照性攻击实验表明,正序攻击对公共交通网络的连通性和效率的影响极大,倒序攻击的影响则极小,亦说明所建立的重要度指标合理可行。     

三亚市道路网络复杂性研究

应用复杂网络理论研究城市道路网的网络特性。选择三亚市的道路网作为案例,建立道路网络模型,定义参数,研究其拓扑特性;在此基础上,研究三亚市道路网的鲁棒性。研究结果表明,三亚市路网具有明显的复杂网络的特性,此网络对随机攻击具有一定的抵御能力,择优攻击对此网络具有很强的破坏力。     

基于复杂网络的西部地区公路网可靠性研究

在复杂网络理论的基础上对西部地区公路网的脆弱性进行了分析,进而得出现有公路网的可靠性。为提升西部地区公路网结构的可靠性,采用原始法构建西部地区公路网的拓扑结构图,运用点度与度分布、平均路径长度、网络效率等统计特性指标,对所构建的拓扑结构进行定量分析;找出可靠性较低的城市进行点度的增加,研究增加后的西部地区公路网数据,并与相对应地区的"十三五"规划进行可靠性对比分析;指出脆弱性较高、节点度较低的格尔木、武威、天水、嘉峪关、白银市应进行多边化规划建设,从而对西部地区新型城镇化的发展起到良好的引导作用。     

经济新常态下区县公路网规划方法探讨

为了满足经济新常态下公路基础设施规划建设需要,通过分析经济新常态下公路交通发展特性,在传统的公路网规划方法的基础上,根据经济社会发展趋势及综合交通走廊分布情况,结合节点重要度法,建立适合于经济新常态下的公路网规划方法。将此方法应用于临朐县公路网规划实践,研究结果表明:规划后的公路网能够满足临朐县中长期交通发展需求,并能适应经济新常态发展。研究成果能够为经济新常态下公路网布局提供辅助决策依据。     

基于分形理论的公路网评价研究

针对以往公路网评价缺少几何总体性测度指标的情况,文中引进分形几何学中分维数概念分析公路网,并以湖南省攸县公路网为例进行分维数赋值研究,为湖南省攸县主干线公路网的发展提供了网络总体特征依据。     

成渝区域高速公路网络节点抗毁性研究

基于复杂网络理论构建成渝区域高速公路网络,对高速公路网络静态拓扑指标进行定量分析;利用级联失效理论,分别对网络中节点进行随机攻击和蓄意攻击,研究面对不同攻击情况时成渝区域高速公路网络的抗毁性。结果表明,适当增加节点容忍系数可提升网络抗毁性;成渝区域高速公路网络在随机攻击下抗毁性较高,在蓄意攻击下表现出脆弱性。     

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.      

县域公路网规划中OD矩阵估计的应用研究

为了研究县域公路网规划中OD矩阵估计方法的应用,在不同路网密度和不同交通小区划分的组合状态下,对县域交通出行OD分布进行估计。结果表明,路段交通流量观测点越多、交通小区划分面积越小、路网密度越高,OD反推结果再分配后的路段流量与观测值越接近。     

基于粗糙集和合理变权的公路网节点重要度测算方法

鉴于目前用于计算公路网节点重要度的方法主观性较强,本文提出基于粗糙集理论的知识属性约简并结合合理变权的公路网节点重要度测算方法。根据粗糙集理论强大离散数据处理功能,挖掘影响公路网节点重要度各影响因素之间的潜在关系,定量分析节点属性重要性,并确定属性的权值,同时采用变权综合决策的方法来计算公路网节点重要度,进而有效地避免常权在实际应用中忽略了准则之间的重要程度因方案准则的状态不同而发生变化的这一不合理现象。以苏州地区公路网为例,并与其他计算方法相比较,结果表明,该方法能够有效的计算公路网节点重要度,并在处理多节点、影响因素筛选及动态确定权重方面具有明显的优势。     

基于四因素指数的区域公路网布局形态比较分析

为提高公路网对经济社会发展的适应性,针对区域公路网布局优化问题,以建设成本、土地占用机会成本、运输成本、公路网使用效率四因素为决策变量,构建公路网四因素指数.根据公路交通资源的分布特征将区域公路网布局形态划分为分散型布局和集中型布局,以四因素指数为支撑,对两种布局形态的性能特征进行比较分析,从三节点公路网的布局形态入手,分析节点位置、交通需求分布对两种布局形态四因素指数的作用规律,最后以广州—湛江运输通道为例,分析复杂情景下两种布局形态的四因素指数.研究结果表明:公路网四因素指数可综合反映公路网系统功能及其对社会经济发展的贡献,方便布局方案的评价和比选;集中型布局在土地集约利用、交通运行效率等方面具有明显优势,是区域公路网布局优化的有效选择.     

动态收费控制对公路网拥挤度的影响研究

从动态收费控制的角度，对公路网拥挤度的转移进行研究，分析动态收费对公路网拥挤度的影响，提出道路收费影响的函数模型，从而为解决公路网的拥挤问题提供新的方法。     

蓄意攻击下城市轨道交通网络抗毁性分析

为分析蓄意攻击策略下的城市轨道交通网络抗毁性,考虑复杂网络理论中最大连通子图相对大小、相对网络效率等因素,提出一种面向蓄意攻击下的城市轨道交通网络抗毁性分析方法。首先,选取城市轨道交通抗毁性指标,对网络蓄意攻击策略进行分析;其次,采用Space L法构建城市轨道交通网络的拓扑结构图,从点度、度分布、平均路径长度、聚集系数、网络效率等统计特性指标,定量分析蓄意攻击下的城市轨道交通网络抗毁性;最后,以北京市城市轨道交通网络为例,分析其2015年至2018年的变化,并对蓄意攻击下城市轨道交通网络抗毁性进行验证。结果表明:BURT_2015和BURT_2018这2个网络的度分布及度相关的参数基本相同;BURT_2018局部连接有所改善,但网络全局效率下降13%;在抗毁性方面,攻击相同的比例节点(或连边)时,BURT_2018和BURT_2015具有相似的抗毁性,但BURT_2018需要为攻击做出更多努力,攻击相同数量的节点(或连边)时,BURT_2018抗毁性更卓越。研究结果进一步丰富了城市轨道交通网络特性的抗毁性分析方法,为城市轨道交通网络的运营管理和规划设计提供了有益借鉴。