安全技术-网络信息-城市交通网络拓扑结构复杂性研究
本论文主要研究城市交通网络拓扑结构的复杂性,结合复杂网络理论和网络优化观点,探讨城市交通网络的拓扑结构对交通系统的影响。本论文的主要贡献在于:(1)将用户平衡配流与复杂网络理论结合,研究了网络拓扑对交通塞的影响以及网络拓扑与交通流量的关系;(2)应用复杂网络理论,研究了城市交通网络上的级联失效问题,建立了三个城市交通网络级联失效模型,并在不同网络上进行了模拟实验;(3)研究了非线性粗抗函数条件下不同网路拓扑上的用户平衡效率损失以及阻塞条件下城市交通网貉上呈现的一般规律。
城市交通网络是城市交通系统的重要组成部分,是承载人类活动的基本构件之一,是城市繁荣、有序和高速发展的主要支撑条件。然而,城市交通问题日益严重,严重影响了城市的经济建设和运行效率,也给人们的工作和生活带来了种种不便和损害,已经成为制约城市可持续发展的主要瓶颈。
城市交通网络是一个典型的、开放的、复杂巨系统,城市交通运行规律极其复杂。在新的形势下,要缓解城市交通问题,构筑和谐交通体系,需要应用复杂系统的研究方法,结合系统科学的原理、多学科交叉的理论体系对城市交通系统复杂性开展深入的理论和应用研究,从整体、宏观的角度去认识整个交通系统,理解城市交通网络演化的内在机理和运彳亍规律。
近年来发展起来的复杂网络方法,为我们研究系统复杂性提供了一个新视角、新方法。小世界效应与无标度特性的科学发现撼起了对复杂网络结构及其动力学特性的研究热潮,提高了人们对现实肚界的科学认识。应用复杂网络理论,从理论上分析城市交通网络结构复杂性,是研究复杂交通网络的关键所在,同时也是城市交通网络研究的基础理论问题之一。
研究城市交通网络结构复杂性,不仅包括交通网络本身的拓扑特性,更为重要的是要研究不同网络拓扑条件下的城市交通所体现出来的特征。城市交通网络具有其他复杂网络相似的拓扑特性,但又具有不同于其他复杂网络的显著特点,如自主性和选择性。
同时人们逐渐认识到,无决大城市交通问题,必须以路线及道路网络为对象进行全面的分析。而对于城市交通网络来说,适应性和动态性也是它具有的基本特性。这意味着城市交通网络拓扑结构不是固定的、成熟的,也不是一成不变的。相反由于外部作用的驱动或者内部因素的作用,允许它随时间进行演化和调整。
因此,本论文的研究结果对城市交通网络的规划和优化具有重要的参考价值,为缓解城市交通问题和构筑和谐交通体系提供了有价值的建议。