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考虑节点重要性的交通局域路网级联失效研究
| 论文题名： | 考虑节点重要性的交通局域路网级联失效研究 |
| 关键词： | 交通路网;拥堵现象;级联失效;节点重要性;聚类分析;复杂网络 |
| 摘要： | 随着城市化的发展扩大和复杂化，人口的迅速增长给城市带来巨大压力，同时伴随着交通需求量的增加，城市交通容易产生拥堵。城市交通结构复杂，在人口聚集的地方例如医院、商场、学校以及小区附近容易造成拥堵，在交通产生拥堵后会在网络中蔓延开来，从而引发道路交通的大面积拥堵。因此对道路产生拥堵后进行演化分析，演化过程考虑道路结构和节点的耦合因素。在进行道路演化前，首先判断道路中的节点的重要度，再针对不同重要度的节点分析拥堵演化，找到交通道路中的薄弱区域，并给出相应建议。 本文基于城市交通节点的重要性对交通节点进行评估，并对交通网络进行网络级联失效的演化研究。在节点重要性方面运用复杂网络的理论知识运用聚类算法对节点进行聚类分析，再利用耦合映像格子模型对网络级联失效的过程进行模拟分析，主要研究：（1）运用复杂网络的理论知识，分析道路网络建模的方法，建立有向加权的道路网络结构；（2）从节点的网络结构、节点邻近道路、节点的网络贡献度以及节点的区域性这四个角度建立城市交通网络节点中要性的评估体系，该体系包含8项指标，再利用自组织映射（SOM）神经网络、K-means和FCM模糊聚类方法设计一个混合的聚类方法SOM-K-FCM混合聚类法，用基于独立性权系数法对确定指标权重，得到划分结果，并利用误判率进行评价。对成都市金牛区的某区域的分析结果显示，SOM-K-FCM混合聚类算法将节点聚类成关键节点、重要节点、次要节点和一般节点，对比SOM-K-FCM算法与SOM-K算法误判率降低了9%；（3）对级联失效的演变过程进行分析，根据得到的节点权重对节点进行加权处理，结合道路网络的特点配合级联失效的演变过程构造无权拓扑网络耦合系数ε1与加权节点重要度耦合系数ε2，以此提出加权耦合映像格子模型。（4）结合研究区域利用改进的CML模型进行演化分析，分析在不同扰动强度及不同攻击方式下不同类别的节点失效后网络的变化情况，发现了道路网络的脆弱点、同步性变化以及前后期的平稳态特征。分析ε1与ε2随步长变化的过程，发现存在峰值，峰值过后耦合迅速失效。 |
| 作者： | 卢金霞 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 唐秋生;盛进路 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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