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《天津大学》 2018年
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基于多层复杂网络的海运网络及其鲁棒性分析

刘泽羲  
【摘要】:全球海洋运输系统是一个由港口系统,航线系统以及管理系统等组成的复杂系统。近年来,伴随复杂网络理论的兴起,复杂网络相关研究为海洋运输系统的结构特性、鲁棒性、演化特性等提供了大量的理论基础。在这一背景下,本文做了如下工作:首先,本文提出了“海运网络本体”模型。以ABC本体模型为基础,通过定义本体模型中的类与关系,将现实世界与复杂网络空间中的概念及关系相结合,并对其特征算子进行定义。其次,本文针对全球海运网络进行了实证分析。计算其基本统计量指标,包括航线分布、平均转运次数、运输密度、中转能力、运输潜力、运输通达度。验证其符合复杂网络的小世界效应及无标度特征。同时,与其他交通网络进行对比,可发现整个海运网络具有明显的“核心——边缘”结构。最后,本文对全球海运网络进行鲁棒性分析。发现了当海运网络遭受随机攻击时,其最大连通子图规模大小下降相较于网络效率的下降速度较为缓慢,同时,当网络中关键节点受到攻击时,网络整体仍能保持较高的网络连通性,但网络效率会出现一定的下降,海运网络整体呈现出对随机攻击及选择性攻击的较强鲁棒性。本文构建了多层异质海运复杂网络框架,提出了海运网络特征分析算子。通过船期数据构建了海运网络,分析了该网络的统计特性指标,探讨了海运网络的鲁棒性,并评估网络遭受不同攻击时所受到的影响,实现了复杂网络理论与现实海洋运输系统的结合与应用。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O157.5;U69

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