收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于复杂网络的交通网络复杂性研究

胡一竑  
【摘要】: 很多现实生活中的系统都可以抽象为节点和边组成的网络系统。全球化经济和信息技术的发展使得各种网络规模在不断迅速扩大,网络复杂程度在不断增强,网络内各个节点相互作用日益复杂,对复杂的大规模网络系统的研究,已经成为学术界关注的热点和国际研究前沿领域。交通运输网络作为典型的复杂巨系统,是社会经济发展的重要基础。从理论上全面系统深入地研究交通网络系统的内在运行规律和机制,充分掌握交通网络在微观和宏观不同层面上的复杂性,提高交通网络系统的设计和管理水平,已经成为我国社会经济发展中的重大需求。 本文基于复杂网络理论,综合管理科学、计算机仿真、交通流分配模型等学科技术对交通网络复杂性进行研究,旨在分析大规模交通网络具有的普遍拓扑特性,揭示微观和宏观层面之间的内在联系,探索交通网络复杂运行规律和机理,为未来交通网络的设计和管理提供新的视角和决策依据。 全文遵循认识事物的一般研究思路,按照从实证研究到理论建模分析的先后次序,紧紧围绕交通网络的特性,由浅入深地对复杂交通网络的拓扑性质、内在机理进行深入系统的研究。论文首先针对现实中主要的三种类型交通网络:航空、道路、航海网络进行实证研究,发现这些交通网络虽然类型、功能、规模大相径庭,却拥有相同的无标度网络的特征。接着通过演化模型研究这些拓扑统计特征形成的内在原因,发现和交通网络上出行者基于成本的选择有关。然后反向研究交通网络底层的拓扑特性对交通网络上出行者行为的影响,提出了评价交通网络的效率指标。最后,对交通网络中的服务者——提供交通服务的公司组成的交通服务供应链进行了研究,阐述了未来交通服务供应链研究的前景和内容。 本文主要完成了如下几项工作: 一、实证证明航空网络、城市道路网络、航海网络这三种交通网络尽管类型、功能、规模都各不相同,但却具有相似的复杂统计拓扑性质。它们的点度分布都服从幂律分布,具有小世界网络性质。而且都存在一些关键的节点,破坏这些节点很容易破坏整个网络的连通性。这样的拓扑结构特性,尤其是航空网络和航海网络的“富者俱乐部”现象,和交通业普遍采用的轴辐射运营结构有很直接的关系。 二、研究交通网络的动态形成演变过程,提出了两种加权交通网络演化模型。第一个由乘客的中转行为驱动的加权网络演化模型,根据航空网络中常见的乘客选择中转路线的行为,提炼出了简单的行为规则,模拟交通网络动态演变过程。得到了理论解析解,仿真模拟结果和理论解非常符合。第二个基于成本驱动的加权网络演化模型,进一步根据乘客选择行为背后的经济原因:规模经济和拥挤效应,提炼出网络演变规则,通过仿真模拟得到了符合现实航空网络截尾幂律分布。通过这两个模型,说明乘客的中转还是直达的选择以及背后的深层经济成本的原因使得交通网络动态演变成具有特定拓扑特性的网络结构。 三、研究交通网络的效率评价问题,提出了交通网络整体效率评价模型和节点效率评价指标。中国航空网络和长江三角洲机场群的实证研究说明,该指标和其他文献已有的评价指标相比,更能反映交通网络中的节点实际地位。航空网络效率评价,对评价网络结构和调节控制变量促进整体网络效率的提高,能起到一定的辅助决策作用。 四、研究交通网络拓扑结构特征对其上的出行者均衡状态和网络效率的影响。基于经典交通流用户均衡模型,通过对不同拓扑结构的网络仿真计算,发现平均最短路长度和极化度指标可以在一定程度上直观反映交通网络性能,并将其应用于著名的Braess悖论。 五、对交通服务商构成的交通服务供应链网络进行初步探索,对可能的应用方向和前景进行了阐述。尤其对于竞争合作的复杂适应性,采用基于主体的建模方法进行了仿真模拟,发现在交通供应链中采取“竞合”策略的企业相对于单纯的竞争或者合作策略带来的表现要好,反映了目前经济中企业之间既竞争又合作的复杂环境和现状。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 闫栋;祁国宁;;大规模软件系统的无标度特性与演化模型[J];物理学报;2006年08期
2 李小强;张宁;;无标度二元网模型[J];系统工程学报;2010年06期
3 史定华;网络——探索复杂性的新途径[J];系统工程学报;2005年02期
4 莫辉辉;王姣娥;金凤君;;交通运输网络的复杂性研究[J];地理科学进展;2008年06期
5 赵一帆;;复杂网络中基于疾病传播模型的阻塞传播[J];科学技术与工程;2007年24期
6 王林;张婧婧;;复杂网络的中心化[J];复杂系统与复杂性科学;2006年01期
7 曾明华;李夏苗;刘大鹏;;城市群交通网络特性[J];系统工程;2009年03期
8 石山;;交通空间网络的实证及模型研究[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);2011年03期
9 欧晴;殷保群;奚宏生;;基于动态平衡流的网络赋权[J];中国科学技术大学学报;2006年11期
10 周涛,柏文洁,汪秉宏,刘之景,严钢;复杂网络研究概述[J];物理;2005年01期
11 李甫;徐鲁强;;基于复杂网络的P2P流媒体网络的研究[J];内江科技;2008年02期
12 郑敏;复杂网络的正弦稳态分析与计算方法[J];青海师范大学学报(自然科学版);1999年01期
13 高虹霓,杨建军,曹泽阳;提高大型交通网络最短路搜索效率研究[J];空军工程大学学报(自然科学版);2003年01期
14 周涛,傅忠谦,牛永伟,王达,曾燕,汪秉宏,周佩玲;复杂网络上传播动力学研究综述[J];自然科学进展;2005年05期
15 赵小梅;高自友;黄海军;;复杂网络的时空建模法(英文)[J];交通运输系统工程与信息;2006年03期
16 常慧;何阅;张义勇;苏蓓蓓;何大韧;;中国旅游线路的合作网络描述[J];科技导报;2006年09期
17 张季谦;陈含爽;刘建青;;网络拓扑结构对混沌同步能力的影响[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2007年03期
18 刘作仪;;复杂网络理论及相关管理复杂性研究的资助进展[J];中国科学基金;2008年01期
19 柏春广;蔡先华;;南京市交通网络的分形特征[J];地理研究;2008年06期
20 侯世中;龚白桦;黄亮;杨孔庆;;嵌入晶格的地理网络的逾渗[J];复杂系统与复杂性科学;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨建梅;陆履平;谢王丹;;广州软件企业竞争关系的复杂网络分析[A];第二届全国复杂动态网络学术论坛论文集[C];2005年
2 万阳松;陈忠;;加权股票网络中的无标度行为研究[A];第二届全国复杂动态网络学术论坛论文集[C];2005年
3 李增扬;李兵;何克清;梁鹏;余敦辉;;本体中的复杂网络特性研究[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集(一)[C];2006年
4 陈飞;陈增强;刘忠信;袁著祉;;一种度指数与聚集系数可调节的复杂网络模型[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
5 李增扬;李兵;何克清;;本体中复杂网络特性的发现[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
6 王仲君;黄红球;;一个具有确定度分布的有向网络模型[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
7 罗飞;魏开平;万润泽;;复杂网络中最短路径算法的研究及应用[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
8 秦琼;张放;刘海英;许鹏远;王志平;;复杂网络理论在大连公交网络中的应用[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
9 何大韧;;双层交通网络的跳跃发生相变及其标度律[A];第四届全国网络科学学术论坛暨研究生暑期学校论文集[C];2008年
10 刘斌;李德毅;;基于Community的复杂网络快速显示算法[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡一竑;基于复杂网络的交通网络复杂性研究[D];复旦大学;2008年
2 周海平;复杂网络的演化模型及传播动力学研究[D];贵州大学;2009年
3 郭龙;复杂网络上自组织临界现象及Opinion演化动力学研究[D];华中师范大学;2010年
4 郭淑娟;复杂网络的混沌同步与参数估计[D];上海大学;2010年
5 何红生;非线性波动与复杂网络的研究[D];兰州大学;2006年
6 李勇;复杂网络理论与应用研究[D];华南理工大学;2005年
7 贾春晓;基于复杂网络的推荐算法和合作行为研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 潘新;基于复杂网络的舆情传播模型研究[D];大连理工大学;2010年
9 史冬梅;复杂网络上的合作涌现空间公共品博弈中的异质性研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 杜文博;面向航空交通系统的复杂网络与网络动力学研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽;复杂网络中具有抑制作用的双信息传播建模与仿真[D];青岛大学;2010年
2 王忠;复杂网络在区域集群经济发展中的风险及控制研究[D];江苏大学;2010年
3 李天华;加权复杂网络的病毒传播和免疫策略研究[D];广西师范大学;2010年
4 张喜娟;具有风险预知的复杂网络传染病模型研究[D];中北大学;2010年
5 汪大明;复杂网络社团模型与结构研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 彭刚;因特网拓扑结构复杂性研究[D];华中师范大学;2006年
7 朱冰心;中国航空网络结构及其演化分析[D];复旦大学;2009年
8 陈康;复杂网络建模与特性研究[D];西安电子科技大学;2008年
9 刘亚冰;复杂网络中的社团结构特性研究[D];上海交通大学;2010年
10 冯建;复杂网络模型的构造与分析[D];东北大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 魏然 张聪 张素云;31亿元投资织密交通网络[N];菏泽日报;2007年
2 田维进;88条公路架起农村交通网络[N];铜仁日报;2007年
3 孙建国 邱文才 王新彬;太和公路分局着力构建和谐交通网络[N];安徽经济报;2008年
4 本刊记者 罗有华 王建中;建成交通网络中心 促进移民脱贫工程[N];市场报;2001年
5 陈健赵令蔚;构筑“1小时经济圈”综合交通网络[N];汕头日报;2007年
6 记者 刘为民乐志伟 通讯员 新跃华;怒江打造“大交通网络”[N];云南日报;2008年
7 本报记者 黎欣刚 通讯员 冯瑛;湘潭即将迎来大交通时代[N];湘潭日报;2008年
8 本报记者 何 杰;创建通州文明和谐的现代化交通网络[N];中国商报;2005年
9 本报记者 刘国栋;编织四通八达交通网[N];沈阳日报;2006年
10 刘三琴张睿;盾构机入地 广佛地铁开挖[N];南方日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978