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不同地形特性城市公交网络脆弱性研究
| 论文题名： | 不同地形特性城市公交网络脆弱性研究 |
| 关键词： | 复杂网络;城市公交网络;社团结构;网络脆弱性;PageRank算法 |
| 摘要： | 随着都市化进程的加快，城市人口数量急剧膨胀，机动车数量与日俱增，居民日常出行需求持续增加，现有的交通资源已经很难满足高速增长的交通需求，随之而来的交通拥堵问题严重制约了城市的经济建设和社会发展。越来越多的城市实施公交优先作为缓解交通拥堵、促进城市发展的策略。公共交通在城市交通体系中的地位愈发重要，其将承担较大比例的居民出行需求，对城市发展和市民生活具有重大影响，因此城市公交网络的可靠性成为世人关注的重要问题。 本文基于复杂网络理论，以兰州和西安两个具有完全不同地形特性的城市为例，研究其公交网络的脆弱性问题，根据不同角度模拟网络节点失效，以及网络社团之间连边失效对网络连通性的影响。首先，介绍了复杂网络理论的基本知识以及交通网络的研究现状，复杂网络鲁棒性与脆弱性问题的研究现状；其次，根据实证数据建立兰州市和西安市公交网络模型，分析了网络的基本拓扑特性；第三，模拟网络节点在遭遇随机故障和基于度、介数、PageRank算法三种策略的蓄意攻击时失效对两个公交网络连通性的影响；第四，从网络社团结构特性出发，计算两个公交网络的社团结构划分，评价网络中各社团之间的连边失效对各个社团连通性的影响。 实证分析表明，两个城市公交网络在节点面对随机故障时都具有较好的鲁棒性，面对蓄意攻击都具有脆弱性，将PageRank算法引入到无向公交网络识别网络关键节点表现了优异的性能；同时两个网络都具有明显的社团结构特性，不同社团之间连边稀疏，部分社团极易因几条边的失效而脱离网络形成孤立的连通分支。对比结果发现，不同的地形特性在网络演化过程中对两个网络的拓扑特性以及网络节点面对不同类型攻击所表现出的脆弱性都没有产生明显影响；但是，网络的社团结构划分与各社团的脆弱性明显受到不同地形特性的影响，兰州市公交网络的社团划分受到其狭长的地形特性以及黄河、铁路东西穿城两次切割城市区域的限制，城区内许多社团表现脆弱，西安市公交网络的社团划分基本没有受到城市地形的限制，表现脆弱的社团大都位于城郊及远郊区县，城区内各社团间联系紧—。 |
| 作者： | 李宪 |
| 专业： | 运筹学与控制论 |
| 导师： | 马宇红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北师范大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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