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基于复杂网络的地域公路交通网抗毁性分析

金雷  
【摘要】: 军事交通运输历来是军队作战的命脉,在战争中具有“牵一发而动全身”的作用。没有可靠的交通网络作支撑,就难以取得战争的主动权。公路交通是在大幅员地域组织军事运输的重要基础设施,其网络特性特别是抗毁性直接影响与制约军事交通保障效能的发挥。科学客观地对地域公路交通网络抗毁性进行分析评价,对于进一步完善和提高战区军事交通运输网络保障能力和水平极为重要。近年来复杂网络研究的兴起,为研究分析地域公路交通网络提供了新的思路。 本文以公路交通网络的抗毁性为研究问题,首先简要回顾国内外基于复杂网络理论的交通问题研究现状,简述复杂网络基本理论和本文使用的MATLAB软件。其次,研究了地域公路网复杂网络模型建模方法、过程,分析地域公路无权网络和加权网络的度、平均最短路径长度、聚类系数等基本静态特征,描述了地域公路交通网络的基本性质。再次,选择了合适的抗毁性评价指标和多种攻击策略,对地域公路交通无权网络和加权网络的毁伤进行了仿真和分析,研究了最优毁伤策略、毁伤特点等问题。最后,结合仿真研究结论,从复杂网络理论角度对地域公路交通网络安全防护建设进行了初步论证,提出了几点建议。 相比同类研究,本文突出了以下特点:一是目前复杂网络理论研究交通问题,主要集中在城市交通、航空、铁路等,对一个地域的公路交通系统的研究并不多见。通过分析地域公路交通网复杂网络性质,证明其属于随机网,不具备无标度网和小世界性质,这与以往对城市公共交通网和铁路、民航运输网的研究结果是不同的。二是在仿真实验上,进行了随机攻击和基于度值、介数、权重的去点和去边攻击,从尽可能全面的角度分析了地域公路交通网抗毁性,得出了研究地域的公路交通网毁伤阈值和最优毁伤策略。三是设定了一种简单运输任务背景下的仿真实验模型,从一个侧面考查了地域公路交通网上两条运输线路的抗毁性。


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