基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的城市路網(wǎng)可靠性研究——以蘭州市為例.pdf

1、城市是人們?nèi)粘Ｉ畹闹饕獔?chǎng)所,路網(wǎng)是人們出行活動(dòng)的重要載體。近些年,隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們出行活動(dòng)的增加,交通堵塞頻繁發(fā)生。城市路網(wǎng)是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng),如何提高這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的效能和減少交通堵塞,如何提高這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性和快速恢復(fù)其通行能力,成為一個(gè)又一個(gè)擺在科研工作者面前的重要課題。
　　復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論是一門新興的系統(tǒng)理論,是復(fù)雜性科學(xué)的重要組成部分,是研究復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通、物流

2、、通信等諸多領(lǐng)域。但是我國(guó)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究尚處于起步階段,本文以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ)對(duì)蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)的相關(guān)特性展開(kāi)了研究。
　　目前全球范圍內(nèi)相對(duì)比較成熟的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析軟件有Pajek、Ucinet和NetMiner,其中只有Pajek是免費(fèi)的,比較適合初學(xué)者使用。本文選定Pajek為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的模擬仿真平臺(tái),以蘭州市城關(guān)區(qū)的道路長(zhǎng)度為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)進(jìn)行建模分析。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)模型不屬于無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò),

3、但具有小世界特性,屬于動(dòng)態(tài)隨機(jī)配置模型,表現(xiàn)出低聚性。通過(guò)Pajek提供的命令計(jì)算出了蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)模型的聚類系數(shù)、度和度分布、平均路徑長(zhǎng)度,結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析軟件R軟件得到了蘭州市城關(guān)區(qū)的邊的介數(shù)和路網(wǎng)效率。
　　在進(jìn)行可靠性研究時(shí),我們對(duì)蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)采取隨機(jī)性攻擊和選擇性攻擊,通過(guò)分析在不同攻擊模式下的網(wǎng)絡(luò)效率和最大連通子圖的變化情況,來(lái)研究蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)的可靠性。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)蘭州市城關(guān)區(qū)路網(wǎng)被移除20％左右的節(jié)點(diǎn)后,路