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复杂网络理论在城市公交系统中的应用
| 论文题名： | 复杂网络理论在城市公交系统中的应用 |
| 关键词： | 复杂网络理论;城市公交系统;拓扑结构;公交枢纽 |
| 摘要： | 随着城市交通的发展，城市公交系统越来越受到关注。本文利用复杂网络的基本理论知识，建立城市公交系统网络模型，通过对石家庄市和南京市的公交站点及公交线路进行数据统计，对两个城市的公交网络拓扑结构进行分析对比，从而研究分析城市公交系统中存在的优点与不足。 本文首先在第一章中简要介绍复杂网络的研究简史、基本概念和基本模型，并且阐述了本文的研究动机。然后，在第二章中介绍交通网络研究现状、交通网络模型的建立及研究方法。在此基础之上，于是在第三章中对石家庄市和南京市两座城市公交站点和公交换乘网络模型的网络拓扑特性：节点度分布、聚类系数、最短路径分布、介数分布进行了分析和对比，并且初步讨论了聚类系数与节点度之间的关系，介数在中心节点认定中的作用。经过统计发现，两座城市在公交换乘网络中度分布均服从指数分布，具有小世界特性，聚类系数与节点度之间服从幂律分布，具有无标度网络特性；在公交站点网络中度分布服从幂律分布，具有无标度网络特性；介数和节点度呈正比关系，在中心节点的认定中作用相同。其次，在第三章两个公交网络模型的基础上，进一步考虑到真实公交网络的复杂性特点，于是在第四章中建立了公交线路加权网络模型，进而讨论了加权网络的一些特性：边权分布、节点强度分布及加权聚类系数。通过对两座城市公交加权网络的研究，得出网络边权分布和节点强度分布均同样服从指数分布，具有小世界网络特性；并且分析计算了节点强度与度之间的关系：节点强度同介数一样也是认定节点中心性的一个标准。在第四章最后初步讨论了两座城市网络组织结构：加权聚类系数与节点度之间的关系。本文应用了Barrat等人的加权聚类系数定义，通过统计研究却发现两座城市表现大相径庭，南京市近似幂律分布，而石家庄市显得杂乱无章，分析原因以及前两章中同南京市公交网络结构的比较得出：石家庄市公交线路分布不均匀，城市中心过分集中，郊区公交线路少，且个别公交枢纽站点度分布过大，存在交通拥挤和瘫痪的隐患。最后，通过第三、四章的讨论，分析了两座城市网络结构的相同点、不同点以及产生区别的原因，在第五章中得出结论。 |
| 作者： | 赵莉莉 |
| 专业： | 理论物理 |
| 导师： | 杨世平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北师范大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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