跨城市交通网络可恢复性测度方法与演化规律研究

发布时间：2020-08-09 06:41

【摘要】：随着城市之间联系的日益紧密,跨城市交通网络已经成为城市化的重要推进形式,跨城市交通网络可恢复性业已成为可恢复性研究的重要内容。作为社会技术系统的重要组成部分,跨城市交通网络在面临风险的情况下应当表现出可恢复性属性,即跨城市交通网络能够抵御外部风险而保持一定的网络绩效并在扰动消失之后快速恢复到原有的平衡状态,或者适应外环境调整自身到新的平衡状态。本研究通过梳理跨城市交通网络可恢复性相关研究成果,基于可恢复性理论与复杂网络理论,综合运用复杂网络分析、数据挖掘、数学建模与计算机仿真等研究方法,从跨城市交通网络可恢复性形成机理、跨城市交通网络节点可恢复性测度和跨城市交通网络系统可恢复性演化三个方面,对跨城市交通网络可恢复性进行研究。本文总结复杂系统涌现内涵及实现要素,揭示跨城市交通网络的涌现特征,构建跨城市交通网络涌现模型;分析跨城市交通网络模态特征,构建跨城市交通网络静态模型和动态模型,揭示跨城市交通网络的无标度网络结构特征;划分跨城市交通网络可恢复性形成过程为抵抗阶段、吸收阶段和恢复阶段,凝练跨城市交通网络可恢复性静态作用路径和动态作用路径,构建并求解跨城市交通网络可恢复性理论模型,揭示跨城市交通网络可恢复性形成机理。分析现有可恢复性测度方法对跨城市交通网络节点可恢复性测度的适用性,剖析跨城市交通网络节点可恢复性测度需求;设计适用于不同类别跨城市交通网络节点可恢复性测度的统一概念框架,分析跨城市交通网络节点可恢复性影响因素,提出跨城市交通网络节点可恢复性测度方法;结合跨城市交通网络演化特征,构建跨城市交通网络节点可恢复性的适应性测度模型,分析跨城市交通网络中城市节点可恢复性的适应性状态。阐述跨城市交通网络系统可恢复性模式,界定跨城市交通网络外部扰动类别,剖析跨城市交通网络系统可恢复性演化影响因素;明确跨城市交通网络系统可恢复性演化动力,总结跨城市交通网络系统可恢复性演化过程与目标;阐述跨城市交通网络对外部扰动动态吸收特征,构建跨城市交通网络动态吸收情境,揭示不同影响因素作用下跨城市交通网络吸收能力的演化规律;明确跨城市交通网络系统可恢复性恢复策略类别,基于跨城市交通网络对外部扰动吸收结果构建恢复情境,揭示不同恢复策略下跨城市交通网络恢复能力的演化规律。选取中国铁路网络为研究对象,基于跨城市交通网络节点可恢复性测度方法,测度中国铁路网络中城市节点可恢复性时空特征,分析中国铁路网络节点可恢复性在不同时期的适应性状态;合并吸收能力和恢复能力视角,揭示中国铁路网络系统可恢复性演化特征,发现中国铁路网络演化状态对系统可恢复性的影响规律;根据中国铁路网络节点可恢复性和系统可恢复性分析结果,从节点和系统两个维度提出中国铁路网络可恢复性提升策略。本文从复杂网络和可恢复性视角分析跨城市交通网络可恢复性,丰富跨城市交通网络可恢复性研究理论体系,为跨城市交通网络可恢复性提供新的研究范式;应用复杂网络分析方法构建跨城市交通网络可恢复性动态适应性模型,为跨城市交通网络节点可恢复性动态测度提供依据;探讨跨城市交通网络系统可恢复性的演化动力和特征,揭示跨城市交通网络系统可恢复性的演化规律;拓展跨城市交通网络可恢复性的理论解释,发展以复杂网络科学为研究基础的跨城市交通网络可恢复性管理理论与方法;本文研究成果有利于深入理解跨城市交通网络可恢复性的内在机理,为提升跨城市交通网络可恢复性提供理论依据和实践参考。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U125
【图文】：

- 4 -图 1-1 问题提出Fig. 1-1 Rerearch question posing复性的具体类别。揭示跨城市交通网络可恢复性形成机理，即跨城市交通网络可恢复性的形成过程及其作用路径。（2）构建跨城市交通网络节点可恢复性测度方法 通过分析跨城市交通网络节点可恢复性内涵，确定跨城市交通网络节点可恢复性测度指标，分析跨城市交通网络节点可恢复性相关影响因素，构建基于多样性特征的跨城市交通网络节点可恢复性测度方法，通过模型指标分析跨城市交通网络节点可恢复性的适应性状态。（3）发现跨城市交通网络系统可恢复性演化规律 设计跨城市交通网络系统可恢复性演化分析框架，针对具体外部风险与攻击策略情境，结合跨城市交通网络系统可恢复性测度指标，挖掘跨城市交通网络系统可恢复性演化动力，总结

社会生态系统的可恢复性已经逐步成为可恢复性研究的重要研究内容。相关研究侧重于从适应性的角度对社会生态系统的可恢复性进行研究，具体研究从适应性循环、适应性能力和适应性管理三个方面进行展开。作为社会生态系统可恢复性研究的学术合作网络，可恢复联盟（ResilienceAlliance）提倡利用应性循环理论解释和分析社会生态系统的可恢复性，认为社会生态系统的演变会经历四个阶段：增长和开发阶段（γ），保护阶段（Ｋ），混乱崩溃和释放阶段（Ω重组阶段（α）[25]。增长和开发阶段、保护阶段由正向循环的缓慢积累构成，在循环期间系统的动力特性能够被合理预测。随着保护阶段的继续，资源逐渐被锁定，系统对外部扰动做出响应的灵活性也逐渐降低。最终系统不可避免地进入混乱崩溃和释放阶段，并快速或缓慢的过渡到重组阶段，创新和新的机会在这个过程中产生。混乱崩溃和释放阶段、重组阶段共同构成不可预测的循环回路。紧接着重组阶段的是后续新的适应性循环中的增长和开发阶段，其可能与上一个循环过程中的增长和开发阶段类似，也可能显著不同。可恢复性的变化贯穿整个适应性循环过程，并在不同的阶段表现出不同的可恢复性水平，如图 1-2 所示[26]。

技术路线图

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨敏行;黄波;崔

本文编号：2786757