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基于复杂网络理论的多方式城市交通网络的协同研究

赵鹏  
【摘要】:近年来,随着经济社会的快速发展,城市化进程加速,城市交通也处于一个高速发展的时期。城市轨道交通逐渐成为了城市交通领域的一个重要组成部分,尤其是在北京上海等这样的大城市中,城市轨道交通已经形成一个城市轨道交通的网络,与城市道路交通网络一起担负着城市居民的出行任务。但是在现有的城市交通网络上发展城市轨道交通也会带来一些新的问题,比如说新的城市交通网络结构是否稳定、轨道交通换乘点的交通承载力是否满足要求、已有道路交通能否适应新的轨道交通线路等,这些都是要仔细思考的问题。因此,如何能够使得城市道路交通和轨道交通共同和谐稳定的发展成为城市交通领域的一个十分重要的问题。本文利用复杂网络的拓扑结构理论结合北京城市(三环内)实际交通线网状况,分析研究了城市道路交通网络和城市轨道交通网络相互协同发展的问题。 首先,根据城市交通网络不同的组成要素,系统地阐述了城市道路交通网络、城市轨道交通网络以及由二者叠加形成的城市复合交通网络的基本特性。 其次,介绍了复杂网络理论的基本概念,在此基础上提出了复杂网络的几个基本统计特征量的概念及计算方法,包括:度和度分布、网络直径及平均路径长度、聚类系数、介数和节点紧密度。同时,也介绍了规则网络、随机图等几种常见的复杂网络拓扑结构模型的基本特性。 再次,利用复杂网络拓扑结构理论结合北京城市交通网络的实际情况构建了城市道路交通网络、城市轨道交通网络以及二者叠加而成的城市复合交通网络的复杂网络模型,利用城市道路交通网络和城市复合交通网络的拓扑结构模型进行计算,得出其复杂网络统计特征值的计算结果,并对结果进行相应的对比分析,得出网络统计特征值所反映的城市交通网络特性的变化情况。 最后,通过对比分析北京城市道路交通网络和复合交通网络的可达性变化情况,得出北京城市交通网络协同发展的几点思考,以期为北京城市交通网络的发展提出可供参考的建议。


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