城市物流网络抗毁性及网络优化策略研究

发布时间：2017-07-25 14:08

  本文关键词：城市物流网络抗毁性及网络优化策略研究

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【摘要】：近年来,随着社会经济的发展以及我国城镇化进程的推进,城市物流网络在保证城市经济协调运作、以及保障城市民生稳定上的作用得到进一步凸显,但如北京“7-10”暴雨、上海世博会、“双十一”、春节期间务工人员集中返乡等事件,以突增物流需求和突降物流供应的方式,不断地挑战着城市物流网络的稳定运行。由此,在遭遇突发事件后,城市物流网络是否还能保证城市经济活动及城市居民生活所需的必要功能,是城市物流网络的规划与建设所需考虑的重要因素之一,也是提升城市物流现代化水平以及城市宜居水平的迫切需要之一。本文出于充实城市物流网络规划理论、构建城市物流网络抗毁性测度的方法及模型、探索城市物流网络抗毁性优化手段、支撑我国新型城镇化建设的目的,主要进行了以下四个方面的研究工作：(1)城市物流网络演化机制、模型与算法研究对城市物流网络从分散到集聚,然后经扩散到再集聚的总演化过程进行了研究,将经济性演化机理抽象,在BA模型的基础上,以网络总成本最小为演化目标,构建了拓展的加权BA模型,设计了演化算法,模拟了物流网络集聚与扩散演化的过程,探讨了城市物流网络集聚与扩散演化的基本特点,为抗毁性分析提供了基础模型。(2)城市物流网络静态抗毁性研究基于(1)中的基础模型,从静态的视角构建由点、边、物流量组成的网络模型,暂时不考虑网络上的物流量在节点失效后的转移现象,出于宏观上网络所覆盖地区的完整性、微观上网络中节点服务的保持性两点,建立了由最大连通子图大小、平均聚簇系数构成的静态抗毁性测度,以点失效为失效类型,随机及选择性失效为失效方式,基于点强度、交叉熵、改进介数,加以随机失效,设计了四类失效策略,规划了仿真流程,从不同失效策略、不同网络规模的角度出发分析了仿真结果,最后在平均点度及点强度以及节点演化距离权重方面,提出了对应的网络优化策略。(3)城市物流网络动态抗毁性研究基于(1)中的基础模型以及(2)中的静态抗毁性研究,从动态的视角出发,综合考虑点、边、物流量,构建了基于级联失效的动态抗毁性模型,建立了对应的容量分配、节点状态、负载重分配及失效传播机制,从破坏程度、成本控制、影响范围三点,设计了由节点存活率、网络成本效用、级联失效数构成的动态抗毁性测度,以点失效为失效类型,选择性失效为失效方式,基于改进介数为失效策略,规划了仿真流程,并从不同能力储备系数、不同过载故障概率的角度出发分析了仿真结果,在网络优化上引入不同的容量分配机制及不同的负载重分配机制,最后从失效前预防和失效中应急两个方面,提出了对应的网络优化策略。(4)城市物流网络抗毁性实证研究——以成都市为例通过调用百度地图API,构建了由413个节点,1456条边组成的成都市城市物流网络,从不同失效策略、不同节点演化距离的角度出发分析网络的静态抗毁性,从不同能力储备系数、不同故障概率、不同容量分配机制、不同负载重分配机制的角度出发分析了网络的动态抗毁性,最后结合静态、动态抗毁性的分析结果,从失效前及失效后两个方面,提出了成都市城市物流网络抗毁性的优化策略建议。研究展望上,在城市物流网络演化机理与模型方面,还对模型的演化机制、限制因素等进行更为全面的考虑,比如引入地理区位参数等,提升网络仿真的有效性,使演化更符合实际。城市物流网络静态、动态抗毁性建模与仿真方面,静态上,探寻在局部修改网拓扑结构,以实现最小成本即提升网络静态抗毁性的方法、手段和模型,动态上,进一步探寻储备能力、容量分配、负载重分配的组合优化,形成一揽子动态抗毁性提升方法,在失效前及失效后,提出更为有效、能够具体实施的建议和意见。
【关键词】：城市物流网络 抗毁性 加权网络 BA模型 级联失效
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F259.2
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究意义14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 复杂网络方面14-15
• 1.3.2 城市物流网络规划方面15-16
• 1.3.3 网络抗毁性方面16-18
• 1.4 研究内容与技术路线18-21
• 1.4.1 研究内容19
• 1.4.2 技术路线19-21
• 第2章 城市物流网络演化机理与模型21-32
• 2.1 引言21-22
• 2.2 演化机理22-23
• 2.3 演化模型23-26
• 2.3.1 复杂网络属性分析23
• 2.3.2 模型选择23-24
• 2.3.3 模型假设24-25
• 2.3.4 模型构建25-26
• 2.4 仿真分析26-30
• 2.4.1 仿真流程26-27
• 2.4.2 仿真结果分析27-30
• 2.5 小结30-32
• 第3章 城市物流网络静态抗毁性建模仿真与优化32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 网络描述建模32-33
• 3.3 静态抗毁性测度33-34
• 3.3.1 最大连通子图大小33
• 3.3.2 平均聚簇系数33-34
• 3.4 失效场景34-36
• 3.4.1 失效类型34-35
• 3.4.2 失效方式35
• 3.4.3 失效策略35-36
• 3.5 仿真分析36-39
• 3.5.1 仿真流程36-37
• 3.5.2 仿真结果分析37-39
• 3.6 网络优化分析39-41
• 3.6.1 不同平均点度及点强度39-40
• 3.6.2 不同节点演化距离权重40-41
• 3.7 网络优化策略41-42
• 3.7.1 平均点度和平均点强度方面41
• 3.7.2 节点演化距离权重方面41-42
• 3.8 小结42-43
• 第4章 城市物流网络动态抗毁性建模仿真与优化43-58
• 4.1 引言43
• 4.2 级联失效模型构建43-46
• 4.2.1 网络描述建模43
• 4.2.2 容量分配机制43-44
• 4.2.3 节点状态机制44-45
• 4.2.4 负载重分配机制45
• 4.2.5 失效传播机制45-46
• 4.3 动态抗毁性测度46-47
• 4.3.1 节点存活率46
• 4.3.2 网络成本效用46-47
• 4.3.3 级联失效数47
• 4.4 失效场景47
• 4.5 仿真分析47-51
• 4.5.1 仿真流程47-48
• 4.5.2 仿真结果分析48-51
• 4.6 网络优化分析51-56
• 4.6.1 不同容量分配机制51-53
• 4.6.2 不同负载重分配机制53-56
• 4.7 网络优化策略56-57
• 4.7.1 失效前预防策略方面56
• 4.7.2 失效中应急策略方面56-57
• 4.8 小结57-58
• 第5章 案例分析58-66
• 5.1 成都市城市物流网络特征分析58-59
• 5.2 成都市城市物流网络静态抗毁性分析59-61
• 5.2.1 不同失效策略59-60
• 5.2.2 不同节点演化距离权重60-61
• 5.3 成都市城市物流网络动态抗毁性分析61-64
• 5.3.1 不同储备能力系数61-62
• 5.3.2 不同过载故障概率62
• 5.3.3 不同容量分配机制62-63
• 5.3.4 不同负载重分配机制63-64
• 5.4 成都市城市物流网络抗毁性优化策略64-65
• 5.4.1 失效前预防策略方面64
• 5.4.2 失效后应急策略方面64-65
• 5.5 小结65-66
• 结论与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践75

【参考文献】

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本文编号：571701