基于復雜網絡理論的城市路網可靠性研究——以蘭州市為例.pdf

1、城市是人們日常生活的主要場所,路網是人們出行活動的重要載體。近些年,隨著經濟的高速發(fā)展,人們出行活動的增加,交通堵塞頻繁發(fā)生。城市路網是一個高度復雜的系統(tǒng),如何提高這個復雜系統(tǒng)的效能和減少交通堵塞,如何提高這個復雜系統(tǒng)的可靠性和快速恢復其通行能力,成為一個又一個擺在科研工作者面前的重要課題。
　　復雜網絡理論是一門新興的系統(tǒng)理論,是復雜性科學的重要組成部分,是研究復雜系統(tǒng)的基礎理論。復雜網絡理論已被廣泛應用于社會、經濟、交通、物流

2、、通信等諸多領域。但是我國對復雜網絡的應用研究尚處于起步階段,本文以復雜網絡理論為基礎對蘭州市城關區(qū)路網的相關特性展開了研究。
　　目前全球范圍內相對比較成熟的復雜網絡分析軟件有Pajek、Ucinet和NetMiner,其中只有Pajek是免費的,比較適合初學者使用。本文選定Pajek為復雜網絡的模擬仿真平臺,以蘭州市城關區(qū)的道路長度為基礎數據,對蘭州市城關區(qū)路網進行建模分析。經過研究發(fā)現,蘭州市城關區(qū)路網模型不屬于無標度網絡,

3、但具有小世界特性,屬于動態(tài)隨機配置模型,表現出低聚性。通過Pajek提供的命令計算出了蘭州市城關區(qū)路網模型的聚類系數、度和度分布、平均路徑長度,結合統(tǒng)計分析軟件R軟件得到了蘭州市城關區(qū)的邊的介數和路網效率。
　　在進行可靠性研究時,我們對蘭州市城關區(qū)路網采取隨機性攻擊和選擇性攻擊,通過分析在不同攻擊模式下的網絡效率和最大連通子圖的變化情況,來研究蘭州市城關區(qū)路網的可靠性。經過研究發(fā)現,當蘭州市城關區(qū)路網被移除20％左右的節(jié)點后,路