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复杂网络理论在贵阳公共交通网络中的应用基础研究

作　者: 马景富
导　师: 王红蕾
学　校: 贵州大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 复杂网络公交网络无标度网络小世界网络抗毁性级联失效
分类号: O157.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 142次
引　用: 1次
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内容摘要

近年来,国内外掀起了研究复杂网络的热潮。许多来自数学、物理、计算机和生物领域的研究者都开始致力于复杂网络的研究。他们发现越来越多的实际网络具有复杂网络特性,并对复杂网络的模型、抗毁性及动力学特性做了很多研究。城市公共交通网络是城市交通网络的重要组成部分,在实际的生活中有着重要的作用,其设计、规划和实现对人们的出行有着重要的影响。城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的网络,公交网络构成了一个典型的复杂网络。本文以贵阳市的公共汽车交通系统中的停靠站点网络为研究对象,对其进行了复杂性分析,计算了网络的度分布、平均路径长度和聚集系数等指标。结果表明,贵阳市公交停靠站点网络的度分布符合幂率分布,并且具有较小的平均路径长度和较高的聚集系数。从而证实贵阳市公交停靠站点网络的小世界特性和无标度特性。复杂网络的研究在过去几年得到了迅速发展,其中复杂网络的抗毁性是研究焦点之一。在本文中,测试了贵阳市公交停靠站点网络在随机攻击和选择性攻击两种情况下的抗毁性。结果表明,该网络对节点的随机攻击具有较强的抗击能力,而对选择性攻击的抗击能力较弱。级联失效在交通网络上时有发生,对整个系统的破坏性巨大。如何应对级联失效所引起的大规模故障一直是网络科学的重要课题之一。本文对城市交通网络中的级联失效做了初步研究,为今后在这方面的研究打下了较为坚实的基础。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究的背景及意义  8-12
    1.1.1 复杂网络的研究概况  8-10
    1.1.2 复杂网络在交通网络上应用的研究现状  10-12
  1.2 本论文的主要工作  12-13
2 复杂网络中的基本概念和演化模型  13-27
  2.1 复杂网络中的基本概念  13-16
    2.1.1 复杂网络的定义和分类  13
    2.1.2 复杂网络的基本静态几何量  13-16
  2.2 复杂网络模型  16-26
    2.2.1 规则网络模型  16-17
    2.2.2 随机网络模型  17-19
    2.2.3 小世界网络模型  19-22
    2.2.4 无标度网络模型  22-26
  2.3 本章小结  26-27
3 城市公共交通网络的拓扑性质分析  27-37
  3.1 城市交通网络的特征  27
  3.2 城市交通网络的描述  27-29
  3.3 贵阳市公交网络的拓扑性质分析  29-35
    3.3.1 统计贵阳市公交资料和建立数据库  30
    3.3.2 确定贵阳市公交网络模型和绘制网络拓扑图  30-31
    3.3.3 贵阳市公交停靠站点网络的拓扑性质分析  31-35
  3.4 本章小结  35-37
4 城市公共交通网络的抗毁性分析  37-46
  4.1 复杂网络的抗毁性  37-41
  4.2 城市交通网络的抗毁性  41
  4.3 贵阳市公交网络的抗毁性分析  41-45
    4.3.1 选择性攻击实验  42-43
    4.3.2 随机攻击实验  43-44
    4.3.3 结论  44-45
  4.4 本章小结  45-46
5 城市交通网络上的级联失效初步研究  46-54
  5.1 复杂网络上的级联失效  46
  5.2 级联失效的负荷-容量模型  46-50
    5.2.1 节点动态模型  47-48
    5.2.2 边动态模型  48-49
    5.2.3 节点与边的混合动态模型  49-50
  5.3 衡量级联失效对网络影响的常用指标  50-51
    5.3.1 最大连通子图的相对大小  50
    5.3.2 网络的效率  50-51
  5.4 城市交通网络上的级联失效初步研究  51-53
  5.5 本章小结  53-54
6 总结与展望  54-56
  6.1 总结  54
    6.1.1 本论文的创新工作  54
    6.1.2 研究工作的主要成果  54
  6.2 展望  54-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
附录  61-62

复杂网络理论在贵阳公共交通网络中的应用基础研究

内容摘要

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