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南京市区公交、地铁加权复合网络建模与实证分析

彭景新  
【摘要】:城市公共交通网络作为城市交通运输系统的核心组成部分,在居民的日常生活中扮演着重要的角色。伴随着城市的发展和人口的不断增加,城市居民不断增长的出行需求与拥堵的公共交通之间的矛盾日益突出。为了提升公共交通的服务质量,针对基于公交和地铁为主的城市公共交通网络的研究受到了广泛的关注。本文以复杂网络理论为基础,在深入分析了城市公共交通网络的拓扑结构和功能特性之后,构建了一种公交地铁加权复合网络模型,并对此模型进行了进一步的分析研究。本文的主要工作和成果如下:1.在公交地铁双层网络的基础上,通过添加地铁站点与其周围一定范围d内的公交站点间的连边,提出了一种公交地铁复合网络模型。考虑公交地铁载客量、行驶速度、路段运营线路数、路段距离和拥堵等因素的影响,定义了连边容量、时间和容量效率三种权值,对复合网络进行加权处理。研究表明,模型参数d的增大,使复合网络中节点和线路间的连接更加紧密。同时,共享单车行业的兴起使公交地铁连边的出行更加便捷高效,提高了各种出行方式的衔接配合效率,这将引导人们更多地在公交和地铁间换乘,满足人们的出行需求。2.由于常规和出行高峰时段网络存在很大的差异,本文定义了时变条件下网络连边容量、时间和容量效率权值。高峰时段为了增大运力,各线路的发车时间间隔会缩短,同时,随着道路上车流的增多,道路发生拥堵的风险增大。研究表明,出行高峰时段,连边容量会有显著的增大,但容量效率变化较小。增加公交站点和地铁站点周围共享单车的投放量,可以有效的提升整个网络的出行效率。3.本文通过局部评价指标和全局评指标对网络进行节点重要性分析。同时,根据本文定义的连边容量、时间和容量效率权值对网络进行连边重要性分析。研究表明:节点攻击策略下,基于容量效率的点权攻击方式对网络最大连通子图率和全局效率的影响较大;连边攻击策略下,基于时间成本和容量效率权值的攻击方式分别对网络全局效率和网络最大连通子图率的影响比较大。


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