城市復雜交通網絡級聯(lián)動力學與路段重要性評估研究.pdf

1、由于經濟的發(fā)展，城市汽車數量猛增導致市區(qū)道路網絡越來越復雜，從而呈現(xiàn)出一個復雜的巨系統(tǒng)。城市路網所表現(xiàn)出來的行駛緩慢、擁堵、甚至大面積的癱瘓是現(xiàn)代城市交通網絡亟需解決的問題。運用復雜網絡理論結合圖論、GIS等技術從網絡的結構與功能兩大方面展開對城市交通路網的深入研究是一種先進、有效的緩解城市路網擁堵的研究方法，已經成為交通領域中緩解擁堵問題的研究重點與熱點。城市交通網絡結構的研究包括了路網模型、拓撲結構等方面的內容，功能研究包括了交通流

2、動態(tài)分配、路網的可靠性、級聯(lián)動力學等方面的內容。為探索路網結構與功能的復雜性對交通擁堵形成的內在影響，本文首先研究路網的拓撲結構復雜性，基于城市路網的特點構建了群落結構的路網，驗證了其上的統(tǒng)計特征;然后基于GIS路網與對偶拓撲結構圖構建了非群落的復雜路網，研究了級聯(lián)實效過程，揭示了交通擁堵的內在成因;最后研究了路段節(jié)點重要性評估方法，為交通規(guī)劃和設計工作提供了科學決策參考。本論文的研究工作及創(chuàng)新成果有以下幾個方面:
　　1、研究了

3、大城市路網的分形特性。從這些分形的研究成果可以看出:城市復雜路網的分布區(qū)域特性呈現(xiàn)出覆蓋度、連通度從測算點開始的遞減分布趨勢。這一研究結果與復雜路網的模塊結構特性相吻合，因此，本文采用了基于行政區(qū)域的分割方法，在區(qū)域之間的公共臨界點采用了自定義的內聚函數，判定重復路段并構建群落結構的路網。在成都市路網上采用該方法構建了群落結構的路網，驗證了群落結構路網的復雜網絡統(tǒng)計特性，結果表明本文的路網群落結構的劃分算法是合理有效的。
　　2、

4、基于引力場路由的復雜路網的動態(tài)配流方法，為對偶結構的路網進行動態(tài)流量分配，提出了基于引力場路由策略的復雜網絡級聯(lián)失效的負荷-容量模型，并引入了平均路徑長度比和路網規(guī)模兩大評價指標。通過實驗證明:引力場路由配流的復雜路網級聯(lián)失效模型，在平均路徑長度比與網絡規(guī)模兩項指標上明顯優(yōu)于最短路由配流的級聯(lián)失效模型。
　　3、考慮到路網中的路段節(jié)點之間的相互作用不僅和鄰接節(jié)點相關，還和網絡中的其它節(jié)點都有關系，定義了m階鄰居節(jié)點的概念。利用這種

5、關系評估了復雜網絡節(jié)點的重要性并建立了基于多因素和單因素的評估模型。在BA網絡和成都市路網上對比了基于度、基于介數等評價方法的效果。實驗結果顯示該評估方法能提高評估結果的準確性。
　　4、提出了基于場論的復雜路網路段重要性的評估方法。利用了m階鄰居節(jié)點的概念和路段節(jié)點引力場的概念定義了基于引力場的路段重要性評估函數。評估函數中引入了α、β參數，動態(tài)地調節(jié)引力場取值相同的節(jié)點。最后在成都市路網上驗證該評估模型，得出了該評估模型在路段