城市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性定量描述及比較研究.pdf

1、城市道路網(wǎng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人類生活的重要載體，也是保障城市繁榮、有序和高速發(fā)展的基礎(chǔ)。城市化過(guò)程的快速推進(jìn)，在提升交通運(yùn)輸效率的同時(shí)，也引致一些新的問(wèn)題，例如城市道路網(wǎng)飛速擴(kuò)張與交通擁堵，交通便捷度提高與環(huán)境污染，立體交通與部分道路利用效率不高等。要解決上述矛盾，很大程度上依賴于對(duì)道路網(wǎng)自身組織結(jié)構(gòu)與運(yùn)輸功能實(shí)現(xiàn)的深入透徹理解。
　　來(lái)自地球信息科學(xué)、地理學(xué)、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸工程、行為學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等多學(xué)科的國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)道路網(wǎng)的形態(tài)

2、、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制、特征與人類行為的關(guān)系、發(fā)展演進(jìn)模式等從多個(gè)角度和維度開(kāi)展了大量研究。而興起于20世紀(jì)末的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究，則與系統(tǒng)論、信息論、控制論等一起，構(gòu)成復(fù)雜性研究的四大支柱，也被成功用于道路網(wǎng)研究中。傳統(tǒng)分形理論局限于幾何分形。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與分形理論的有機(jī)集成，可定量描述道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，揭示道路網(wǎng)自組織結(jié)構(gòu)特征，以及結(jié)構(gòu)如何影響甚至決定其運(yùn)輸效率。本論文旨在提出道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性定量描述指標(biāo)，并將其用于多個(gè)現(xiàn)實(shí)城市道路網(wǎng)研究，探索

3、道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)自組織規(guī)律，并從理論上解析道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與功能間的聯(lián)系。論文主要工作如下:
　　一、以成都市道路網(wǎng)為案例，以路劃為表征方法，構(gòu)建基于路劃的道路網(wǎng)對(duì)偶圖，分析該道路網(wǎng)的小世界與無(wú)標(biāo)度特征。從理論上探討環(huán)狀道路和放射性道路在整個(gè)城市道路網(wǎng)絡(luò)中所發(fā)揮的骨架作用，使用度度、度簇、度與中介中心性、鄰近中心性等指標(biāo)揭示路劃之間的連通方式復(fù)雜性，并分析了各指標(biāo)間的相關(guān)性。
　　二、以格網(wǎng)式、環(huán)形放射式、自由式及混合式等多種模式道路網(wǎng)

4、為例，分別構(gòu)建其路網(wǎng)拓?fù)溥B通關(guān)系原始圖和對(duì)偶圖，比較各模式道路網(wǎng)在連接度、通達(dá)度、可達(dá)度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異質(zhì)性等方面的差異。結(jié)果表明，格網(wǎng)式道路網(wǎng)絡(luò)交通便捷程度較高，而自由模式道路網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性和連接性等都較低。環(huán)形放射和混合模式路網(wǎng)因其整體保持骨架特征下局部多采用格網(wǎng)模式填充二維平面，結(jié)構(gòu)特性常介于格網(wǎng)式與自由模式路網(wǎng)之間。
　　三、采用盒覆蓋法挖掘道路網(wǎng)在多個(gè)空間尺度上表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)分形特征。以三座城市的道路網(wǎng)為例，分別在多級(jí)空間尺度上探