基于复杂网络的道路网络关键节点挖掘
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2020-01-11
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中国科技论文在线
基于复杂网络的道路网络关键节点挖掘
杨筱娟
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作者简介：杨筱娟，（1986-），女，硕士研究生，智能交通. E-mail: yangxjuan@yeah.net
（北京邮电大学计算机学院，北京 100876）
摘要：道路交通网络具有复杂网络的特性，复杂网络中节点重要性的度量有重要的现实意义。
在分析现有的复杂网络节点重要性评价指标的基础上，结合交通网络的特点，提出了网络节
点重要性评价指标的新定义，通过点度、点权和介数来辨识重要节点。对这些节点的预防和
保护将有效地降低损失和影响，对智能运输系统中的灾难预防和城市道路规划建设具有重要
意义。使用原始表示法表示区域路网，选取区域交通交叉口作为节点，计算节点重要度，给
出相应的计算方法，并把该方法应用于一个实际的路网分析中。通过举例说明该方法符合实
际情况，有较好的应用价值。
关键词：智能交通系统；节点重要度；重要度指标；复杂网络
中图分类号：U491.1+3
Key Nodes Mining in Transport Networks Based on
Complex Network
Yang Xiaojuan
(School of Computer, Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing 100876)
Abstract: Transport networks display the features of complex networks, in which the vertices
importance measurement is crucial. After analyzing some classic importance measurements and the
characteristics of transport networks, NodeRank, a new method based on complex network, is proposed
in this paper to measure the importance of nodes in transportation network . It is a kind of method
which use point degree, point right and vertex betweenness to identify important node. It has great
meaning to disaster prevention of intelligent transportation system and urban road construction by
effectively protecting key nodes.Firstly use primitive representation to present regional network, then
select area traffic intersections as nodes to calculate the specific numerical value. Finally, we present a
case applying our method to mining key nodes in a real-world transport network. The example for a
district of Beijing city which is presented proves that the method has a good application value.
Keywords:Intelligent Traffic Systems; Node Importance ; Importance Index; Complex Network
0 引言
复杂网络广泛存在于现实世界中，如日常使用的 WWW 网络[1]；生物领域的食物链网
络 [2]。复杂网络中的小世界网络[3]和无标度网络[4]，越来越受到各个领域研究者的重视。
道路交通网络,不论是公交网络还是城市道路网络都具有复杂网络的特性。复杂网络理
论的研究，为交通网络复杂特性的研究提供了一个新的视角。2002 年，Latora 和 Marchiori
对波士顿地铁的小世界网络特性进行了分析[5]。2006 年，V Kalapala 和 V Sanwalani 等人研
究了道路网络的小世界网络特性[6]。2005 年，高自友 ，吴建军等[7]研究了公交网络的无
标度网络特性，并且提出了怎样确定公交网络中的枢纽站点这一难题。
交通网络中节点重要性的度量，对交通规划、交通系统分析乃至交通系统的安全评估都
有重要的意义。复杂网络研究中对节点重要性的特征量有很多，一些来自于传统的图论方法，
如节点的度[8]；而另外一些来自于社会学网络研究领域，如介数(Betweenness)[9]；还有一
些来自于网络信息检索领域，如：PageRank 值[10]。
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