城市路网鲁棒性对比研究

发布时间：2017-07-29 22:13

  本文关键词：城市路网鲁棒性对比研究

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【摘要】：随着国民经济水平的不断提高,城市路网的供给不能满足城市交通发展的需要,使得城市路网经常发生交通拥堵,甚至出现交通瘫痪现象。交通拥堵和交通瘫痪必然会对市民出行造成影响。此外,交通事故和自然灾害等其他突发事件也常常困扰市民的正常出行。因此,保持城市路网连通性的能力成为城市路网要解决的一大问题。城市路网鲁棒性的定义为城市路网在突发事件作用下仍能保持一定连通性的能力,直接关系着城市路网在交通事故,交通拥堵,自然灾害等突发事件的影响之下是否仍能够满足市民出行需要这一基本问题。因此,本文提出了对城市路网鲁棒性进行研究。本文以复杂网络理论为研究基础,因此需要对复杂网络及其研究工具“图论”的相关理论进行总结和归纳。选择西安市和长沙市各自的一定区域的路网进行建模并应用Pajek软件对所建立的路网模型的拓扑性质进行分析,得到其作为复杂网络所具有的一些特性,并比较二者的相同及不同之处,发现二者均为小世界网络,初始状态下连通性相近,但是二者的节点度分布却存在差异。本文主要对新建路网模型在随机攻击和蓄意攻击下的鲁棒性进行对比研究。通过两次选择与优化建立了城市路网鲁棒性综合评价指标。一是在复杂网络的基本统计参数中选择出与复杂网络连通性相关联的指标,并对其进行优化;二是考虑城市路网自身结构的特殊性,在第一次选择与优化所得到指标的基础上结合随机攻击和蓄意攻击试验,最终选择出与路网鲁棒性相关联的指标,这些指标合并优化之后即为城市路网鲁棒性综合评价指标。随机攻击和蓄意攻击下城市路网鲁棒性综合评价指标的建立可以填补城市路网鲁棒性研究中的空白,为城市路网鲁棒性的研究提供支持;使不同城市路网的鲁棒性具有可比性,指导城市路网的调整和规划,为城市路网鲁棒性的改善提供一定的依据。
【关键词】：城市路网 鲁棒性 复杂网络 随机攻击 蓄意攻击
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 主要研究内容及技术路线14-16
• 1.3.1 主要研究内容14-15
• 1.3.2 研究技术路线15-16
• 第二章 复杂网络基础理论16-27
• 2.1 图论及复杂网络的概念16-18
• 2.2 复杂网络的主要统计参数18-21
• 2.2.1 平均路径长度18
• 2.2.2 聚类系数18-19
• 2.2.3 度与度的分布19-21
• 2.2.4 网络效率21
• 2.2.5 最大连通成分21
• 2.2.6 连通度21
• 2.3 基本网络模型21-25
• 2.3.1 规则网络21-22
• 2.3.2 随机网络22
• 2.3.3 小世界网络22-23
• 2.3.4 无标度网络模型23-25
• 2.4 城市路网的复杂性25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 城市路网模型的建立27-34
• 3.1 城市路网建模方法的分类及选择27-28
• 3.2 路网模型构建原则28
• 3.3 城市路网模型的建立28-31
• 3.3.1 建模区域的选择28-30
• 3.3.2 城市路网模型的建立30-31
• 3.4 城市路网模型的验证31-33
• 3.4.1 城市路网模型的有效性验证31-32
• 3.4.2 城市路网模型的可靠性验证32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 城市路网统计参数的计算与分析34-44
• 4.1 路网鲁棒性分析软件介绍34-40
• 4.1.1 Pajek软件的特点35
• 4.1.2 Pajek软件的数据结构35-40
• 4.2 基于Pajek软件的已建路网模型参数计算40-43
• 4.2.1 节点的度40-42
• 4.2.2 平均路径长度42
• 4.2.3 聚类系数42
• 4.2.4 连通度42
• 4.2.5 网络效率42-43
• 4.3 路网模型拓扑性质对比43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 城市路网鲁棒性评价指标的建立及对比分析实例44-64
• 5.1 复杂网络鲁棒性评价指标的选择和优化44-48
• 5.1.1 复杂网络鲁棒性分析指标的选择44-47
• 5.1.2 复杂网络鲁棒性分析指标的优化47-48
• 5.2 城市路网鲁棒性评价指标的选择与优化48-61
• 5.2.1 对节点的随机攻击下指标的选择与优化49-55
• 5.2.2 对边的随机攻击下指标的选择与优化55-57
• 5.2.3 蓄意攻击下指标的选择与优化57-61
• 5.3 路网结构和路网鲁棒性关系分析61-62
• 5.4 本章小结62-64
• 结论64-66
• 主要结论64-65
• 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读学位期间取得的科研成果70-71
• 致谢71

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本文编号：591268