基于复杂网络理论的城市道路网级联失效研究
发布时间：2021-05-10 12:02
在城市道路交通网络中,经常会遇到某些路段和交叉口由于自然灾害或交通事故等原因导致路段或交叉口短时间内的失效,进而迅速地影响到网络的大面积拥堵,这种现象在复杂网络中称之为级联失效现象。研究城市道路交通网络的级联失效现象对于预防城市道路交通网络大面积瘫痪、提升路网可靠性具有重要的意义;而考虑级联失效影响的路网中重要路段和交叉口的筛选更具合理性。本文以研究城市道路交通网络级联失效为基础,主要的研究工作如下:（1）首先采用原始法构建城市路网的几何拓扑图,并在已有负载—容量模型基础上,考虑到城市道路网络的有向性和拥堵的局部扩散特性,对模型的初始负荷定义及失效负载重分配的规则进行改进;将城市道路网络中交叉口的失效等效的转换为路段的失效,构建了城市路网的边失效模型和节点失效模型,并采用构建的模型对不同路段和交叉口破坏失效进行了模拟分析,研究了不同路段和交叉口发生破坏后拥挤的扩散过程。采用破坏影响后的路网平均距离增加比例和受影响路段所占比例来反映路段和交叉口的破坏程度。（2）对路网中的路段和交叉口从度、介数、接近度、聚类系数等指标进行拓扑属性的分析,并从破坏影响程度进行了失效影响分析,构建了城市道路交...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究综述
1.2.1 复杂网络级联失效研究综述
1.2.2 路段(节点)重要性研究综述
1.2.3 研究现状总结
1.3 论文结构及技术路线
第二章 城市道路交通复杂网络概述
2.1 交通网络复杂性
2.2 复杂网络的基本统计特性
2.3 级联失效概述
2.3.1 级联失效的概念
2.3.2 级联失效模型
2.4 城市道路交通网络概述
2.4.1 城市道路交通网络特征分析
2.4.2 城市道路交通网络模型构建
本章小结
第三章 城市道路交通网络级联失效模型
3.1 级联失效的条件
3.2 基于负载-容量的交通网络级联失效模型
3.2.1 交通网络负载—容量模型
3.2.2 边失效的负载容量模型改进
3.2.3 节点失效的负载容量模型改进
3.2.4 模型应用时效分析
3.3 降低级联失效影响的控制策略
3.3.1 级联失效控制策略概述
3.3.2 重要路段及交叉口的保护策略
3.3.3 重要路段及交叉口的扩容策略
3.3.4 路段关闭策略
3.3.5 交通诱导策略
3.3.6 交通需求管理
本章小结
第四章 复杂路网的路段和交叉口重要性评价
4.1 路段和交叉口重要度评估概述
4.2 城市道路交通网络路段和交叉口重要度评估指标体系
4.2.1 路段和交叉口重要度评估指标体系
4.2.2 路段的交通特性指标
4.2.3 基于路段和交叉口失效影响的指标
4.3 城市道路交通网络路段及交叉口重要度综合评估
4.3.1 指标权重的确定方法
4.3.2 路段及节点的模糊聚类
本章小结
第五章 失效模型及路段和交叉口重要性应用实例
5.1 大连市某区域道路网概述
5.2 大连市某区域道路网特征分析
5.2.1 路网模型的建立
5.2.2 路网特征分析
5.3 路网中各路段失效影响分析
5.3.1 各路段初始情况介绍
5.3.2 各路段失效影响分析
5.4 路网中各交叉口失效影响分析
5.5 考虑级联失效影响的重要路段评价
5.5.1 路段初始负荷大小与级联失效影响分析
5.5.2 路段介数大小与级联失效影响分析
5.5.3 评价指标权重的确定
5.5.4 路段的模糊聚类
5.6 考虑级联失效影响的重要节点评价
5.6.1 节点的拓扑属性值
5.6.2 节点介数大小与级联失效影响分析
5.6.3 节点的接近度与级联失效影响分析
5.6.4 评价指标权重的确定
5.6.5 节点的模糊聚类
5.7 拓扑属性值与级联失效影响排序对比
本章小结
第六章 结论与展望
6.1 研究总结
6.2 研究创新
6.3 研究展望
参考文献
附录A: 各路段级联失效影响结果
附录B: 各节点级联失效影响结果
附录C: MATLAB算法程序
1 利用Floyd算法计算路网平均距离
2 基于遗传算法和最小二乘法拟合节点度分布
3 利用模糊聚类方法进行重要路段分类
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3179331
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究综述
1.2.1 复杂网络级联失效研究综述
1.2.2 路段(节点)重要性研究综述
1.2.3 研究现状总结
1.3 论文结构及技术路线
第二章 城市道路交通复杂网络概述
2.1 交通网络复杂性
2.2 复杂网络的基本统计特性
2.3 级联失效概述
2.3.1 级联失效的概念
2.3.2 级联失效模型
2.4 城市道路交通网络概述
2.4.1 城市道路交通网络特征分析
2.4.2 城市道路交通网络模型构建
本章小结
第三章 城市道路交通网络级联失效模型
3.1 级联失效的条件
3.2 基于负载-容量的交通网络级联失效模型
3.2.1 交通网络负载—容量模型
3.2.2 边失效的负载容量模型改进
3.2.3 节点失效的负载容量模型改进
3.2.4 模型应用时效分析
3.3 降低级联失效影响的控制策略
3.3.1 级联失效控制策略概述
3.3.2 重要路段及交叉口的保护策略
3.3.3 重要路段及交叉口的扩容策略
3.3.4 路段关闭策略
3.3.5 交通诱导策略
3.3.6 交通需求管理
本章小结
第四章 复杂路网的路段和交叉口重要性评价
4.1 路段和交叉口重要度评估概述
4.2 城市道路交通网络路段和交叉口重要度评估指标体系
4.2.1 路段和交叉口重要度评估指标体系
4.2.2 路段的交通特性指标
4.2.3 基于路段和交叉口失效影响的指标
4.3 城市道路交通网络路段及交叉口重要度综合评估
4.3.1 指标权重的确定方法
4.3.2 路段及节点的模糊聚类
本章小结
第五章 失效模型及路段和交叉口重要性应用实例
5.1 大连市某区域道路网概述
5.2 大连市某区域道路网特征分析
5.2.1 路网模型的建立
5.2.2 路网特征分析
5.3 路网中各路段失效影响分析
5.3.1 各路段初始情况介绍
5.3.2 各路段失效影响分析
5.4 路网中各交叉口失效影响分析
5.5 考虑级联失效影响的重要路段评价
5.5.1 路段初始负荷大小与级联失效影响分析
5.5.2 路段介数大小与级联失效影响分析
5.5.3 评价指标权重的确定
5.5.4 路段的模糊聚类
5.6 考虑级联失效影响的重要节点评价
5.6.1 节点的拓扑属性值
5.6.2 节点介数大小与级联失效影响分析
5.6.3 节点的接近度与级联失效影响分析
5.6.4 评价指标权重的确定
5.6.5 节点的模糊聚类
5.7 拓扑属性值与级联失效影响排序对比
本章小结
第六章 结论与展望
6.1 研究总结
6.2 研究创新
6.3 研究展望
参考文献
附录A: 各路段级联失效影响结果
附录B: 各节点级联失效影响结果
附录C: MATLAB算法程序
1 利用Floyd算法计算路网平均距离
2 基于遗传算法和最小二乘法拟合节点度分布
3 利用模糊聚类方法进行重要路段分类
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3179331
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3179331.html
