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地铁—常规公交耦合网络演化模型及应用研究
| 论文题名： | 地铁—常规公交耦合网络演化模型及应用研究 |
| 关键词： | 城市公交网络;耦合关系;空间布局;关键节点;复杂网络理论 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通的大力发展，各个城市逐渐形成以常规公交与地铁为主体的多模式公交系统，城市多模式公交系统的形成，无疑增加了公交网络规划的复杂度。为了降低网络规划的成本，还原真实公交网络的生成过程，本文针对两种公交网络的耦合关系，基于复杂网络理论，对5个的城市公交网络数据进行了挖掘，结合城市路网对公交网络在城市空间下的演化做了探索性的研究。 首先，基于常规公交网络与地铁网络的耦合关系，建立了基础—核心公交网络的拓扑模型；使用模型对北京公交网络进行了拓扑建模，对比分析了北京公交耦合网络及其子网络在L空间与P空间下的度分布、平均路径长度、群聚系数等基本拓扑特征量，发现耦合网络的基本特征由基础网络决定，但地铁网络的嵌入可以提高整个公交系统的服务质量，验证了地铁—常规公交耦合网络的优异性。 然后，为研究耦合网络的演化特性，筛选了五个不同规模但具备相同线网结构的城市公交网络进行实证研究。通过对比分析五个公交网络的网络密度、累计度分布、邻居节点平均度等拓扑演化指标及空间布局演化指标，发现了公交网络生成周期，确定了不同规模网络的演化特征参数；进一步研究获得了地铁网络与常规公交网络的耦合特征及地铁网络首末站与换乘站的空间布局特征，补充了已有研究中地铁网络演化的空白，提出了耦合强度的概念，发现地铁网络初期站点更倾向于生成在耦合强度大的城市空间内，而随着网络规模的增大，地铁站点的生成与连接逐渐呈现出随机性。 接着，为还原真实网络的在城市空间下的生成，针对现有演化模型的不足，基于获得的公交耦合网络演化规律及演化特征参数，结合城市路网为演化生成的公交站点嵌入空间信息，构建了地铁—常规公交耦合网络的两阶段演化模型，通过设计仿真实验，演化模型还原了石家庄公交网络的基本线网形态，演化网络的各项评价指标分布也与真实网络保持一致，验证了模型的可行性和实践意义。 最后，为了更准确地评价公交站点的重要性，提出了拥挤度和耦合度两个新的评价指标，分别对石家庄原网络和模型预测网络进行了关键节点发现与节点重要性分层，绘制了公交网路站点的重要性层次分布图，实现了对网络中关键节点及潜在拥堵路段的定位，为城市公交网络的规划与运营提供决策导向。 |
| 作者： | 吴迪 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 冯树民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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