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基于复杂网络理论的中国高速铁路网络社团结构研究
| 论文题名： | 基于复杂网络理论的中国高速铁路网络社团结构研究 |
| 关键词： | 高速铁路网络;社团结构;复杂网络理论 |
| 摘要： | 复杂网络理论被应用到许多不同的领域，在高速铁路网络中的应用主要体现在利用复杂网络理论的指标对其进行特性分析，而对高速铁路网络中社团结构的相关研究并不多。通过研究高速铁路网中的社团结构，能够更好地掌握高速铁路网络结构特征，同时为高速铁路网络线路布局及优化提供新的参考。 首先，通过利用高铁线路和高铁车次数据构建了高速铁路地理网、车流网和服务网三种网络模型，并对其进行特性分析。结果表明，2014-2020年，在高速铁路地理网中，城市度值和聚类系数均有所增加，说明城市间高铁线路逐渐增多，相邻城市间联系程度得到增强。平均路径长度较大，说明城市间通达性水平较低。城市节点介数中心性两极分化严重，反映出地理网中结构存在不均衡的现象。在高速铁路车流网中，城市度值有所增加，城市间的直达高铁车次数量增加。聚类系数有所减小，城市间的高铁车次联系程度有所降低。平均路径长度有所增加，说明城市间高铁换乘水平降低。城市节点介数中心性两极分化情况相对减少，城市间连通性差异变小。 其次，分别用GN算法、Newman快速算法、Louvain算法、LPA算法和Walktrap算法这五种社团划分算法对高速铁路地理网和高速铁路服务网进行社团划分。研究表明，两种网络模型中的社团结构特征都较为显著。 最后，通过对高速铁路地理网和服务网中社团结构进行分析发现，高速铁路地理网中社团主要沿高速铁路线路分布，同时受到地理位置和行政区划等因素的影响。高速铁路服务网中社团个数明显少于高速铁路地理网，说明高速铁路服务网中城市间联系更加紧密。从基于多个中心性指标分层的城市节点分布情况看，社团内重要性较高的城市节点主要是省会城市或高速铁路枢纽城市。社团范围与城市群范围吻合度不高，在所有的城市群中同一城市群被划分到不同社团的情况相对较多，说明城市群内的高速铁路资源配置并不均衡。 |
| 作者： | 张令涛 |
| 专业： | 测绘工程 |
| 导师： | 吴风华;石木耀;郑征 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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