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随机复杂网络模型及其在银川市公交中的应用

陈立强  
【摘要】:复杂网络随处可见,生活中存在着大量的复杂网络,这促使我们去研究这些复杂网络模型.城市交通作为一个随机、混合的典型复杂系统,可以用随机复杂网络的形式来研究.日益突出的交通拥堵、交通事故等问题给人们出行带来了很大的不便,严重影响着城市运行效率,造成了资源浪费和环境污染,困扰着交通管理部门,缓解城市交通拥堵迫在眉睫.复杂网络理论的不断完善和发展为解决此类问题提供了新的思路.本文应用概率统计与随机过程的相关理论,在离散图值马氏过程研究的基础上,建立了节点到达时间间隔为Poisson分布的连续时间演化的随机网络模型.考虑了点强度和边的方向性对网络演化的影响,构造了随机和择优混合连接的有向加权网络模型.根据站点间经过的公交线路数量为权重的有向加权网络算法,对银川市公交线路网络进行了相关的研究.具体研究内容如下:(1)在离散图值马氏过程的研究基础上,建立了节点到达时间间隔为Poisson分布的连续时间演化的随机网络模型,计算了网络拓扑参数,这种演化过程更加符合现实网络模型的演化机制.(2)在随机和择优混合连接的网络模型基础上,考虑了点强度和边的方向性对网络演化的影响,构造了随机和择优混合连接的有向加权网络模型.推导了这类网络模型的聚集系数、点强度、边权以及度分布等拓扑参数,这种演化机制使网络的演化过程更加完善.(3)根据站点间经过的公交线路数量为权重的有向加权网络算法,对银川市公交线路网络进行研究,计算其拓扑参数并进行分析.应用计算结果重点模拟了银川市公交线路网络的鲁棒性在蓄意攻击下的变化情况,找出了银川市公交网络中不合理的公交线路和公交站点.分析结果表明银川市现有公交设施基本可以满足乘客出行,但部分站点和线路布局不尽合理,针对存在的问题提出了相应的改进建议.


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