基于介数中心性熵最大化的城市路网均衡结构辨识算法

发布时间：2020-06-09 19:56

【摘要】：交通拥堵是各大城市普遍存在的问题,造成交通拥堵的主要原因之一是交通流空间分布的不均衡。如何通过历史交通流数据对城市交通网络的均衡结构进行评价,并利用现有的数据优化网络使其更均衡已成为交通管控的研究热点。现有方法可分为平衡算法与非平衡算法,平衡算法计算量较大,但精度高,实现难度大。而非平衡算法精度低,且多为微观层面,不适用于大规模网络结构。因此本文提出一种介数中心性熵最大化的交通网络均衡结构辨识算法,利用介数中心性熵来评价交通网络的均衡状态,通过修正边权后介数中心性熵值最大化,提升路网结构的均衡性,该方法不受方向、新增路线及路网规模的影响,克服了现有方法的局限性。主要研究工作如下:(1)根据网络特征提出了介数中心性熵,通过具体的数学证明了网络均衡与介数中心性熵的关系。利用介数中心性熵对计算机网络中的中心性熵最大化(Centrality Entropy Maximization,CEM)算法进行改进,提出了介数熵最大化(Betweenness Entropy Maximization,BEM)算法与快速介数熵最大化(Express Betweenness Entropy Maximization,EBEM)算法。(2)以厦门市路网数据为基础进行仿真验证,先对网络的基础数据进行统计特性分析,然后分析路网中的度、介数、亲密度、介数中心性熵等参数在优化过程中的变化规律用以证明算法的有效性,对比了 CEM、BEM和EBEM三种优化算法。实验结果表明CEM、BEM和EBEM三种优化算法均可使网络更均衡,改进后的BEM算法与EBEM算法在收敛速度与震荡幅度上明显小于CEM算法,EBEM算法的效果最优。提出的介数中心性熵最大化网络均衡算法在交通应用中具有更好的优化效果,指出了具体的需要重点协调的关键性路口或路段,可为交通管控及诱导系统提供支撑。
【图文】：

下介数熵的变化情况及其他中心性参数的变化情况，并对比分析了不同算法的优逡逑化效果。逡逑图４－１具体说明了整个实验的框架。首先，根据网络目前新增的权值总量判逡逑断需要迭代优化的次数。本文实验过程中不限定网络的新增权值总量范围，以便逡逑于研宄网络达到均衡状态时迭代优化的次数。其次，通过寻找能够通过修正权值逡逑给网络带来最大效益的边确定较为优化的网络结构，应用的算法为本文的均衡辨逡逑识算法，最后判断是否将需要增加得权值全部分配完毕，若存在剩余流量继续分逡逑配，直到所有权值全部被分配。逡逑２３逡逑

逦？逡逑图４－２厦门干线公路网的有向图逡逑图４－２是厦门市的路网结构模型图。有３２个主要路口和９３条路段。具体的逡逑交通流数据包括一天２４小时得数据。并以５分钟为一个时间间隔记录每个间隔逡逑中所有路段的基本流量信息。本文将路网模型描述为Ｇ＝（Ｎ，Ｅ，Ｗ），邋Ｎ表示点集用逡逑于记录３２个主要路口的基本信息，Ｅ表示边集用于记录９３条道路的基本信息，，逡逑Ｗ表示边权的集合用于记录每个小时间间隔内的流量信息转换后的旅行时间。逡逑可以用加权邻接矩阵Ａ表示这种网络，相邻节点的边权即两个相邻路口通过的流逡逑量信息表示为Ｍ丨＞０。Ｗ｛／ｅ［0，邋00；）表示权的取值范围，％＝０表示两路口间没有逡逑路段进行连接或路段没有流量通过。逡逑２６逡逑
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李勇;周志光;赵星;;三类h型中心性和度中心性在预测优先连接中的有效性比较研究[J];情报学报;2015年02期

2 张慧芳;兰旺森;;基于整体中心性的股票复杂网络研究[J];忻州师范学院学报;2017年05期

3 李志明;;自我管理和网络中心性在网络学习中的作用研究[J];中国教育技术装备;2016年04期

4 高晓辉;王小梅;闫璐璐;;青藏高原区域城市中心性发展状况分析——以青海省为例[J];内蒙古科技与经济;2016年13期

5 王思梦;邵云飞;;网络中心性维度及其对联盟组合创新的影响分析[J];人力资源管理;2016年07期

6 岳振军;丁咏;荣传振;;一类模糊关系社会网络的中心性分析[J];模糊系统与数学;2016年02期

7 陈长瑶;武友德;李君;;云南省城市中心性的地理空间分析[J];资源开发与市场;2015年11期

8 宋彦民;;网络中心性指标在技术测度中的应用探讨[J];电子测试;2014年03期

9 高扬;王维山;董金波;史晨辉;;非手术治疗髋关节中心性骨折脱位远期疗效观察[J];中华实用诊断与治疗杂志;2014年03期

10 胡彬彬;;浙江省城市中心性与城市发展研究[J];河南商业高等专科学校学报;2014年01期

相关会议论文 前10条

1 史燕伟;马红宇;谢菊兰;;工作性通讯工具使用影响机会定向:工作-家庭中心性的调节作用[A];第十九届全国心理学学术会议摘要集[C];2016年

2 潘海燕;;中西医结合治疗“中心性浆液性视网膜病变”[A];全国首届中青年中医眼科学术研讨会资料汇编[C];1996年

3 常永业;;中药合曲安奈德治疗中心性渗出性脉络膜视网膜病变[A];第六届全国中医中西医结合眼科学术交流会论文汇编[C];2007年

4 邱庆华;王方;吴星伟;;中心性浆液性视网膜脉络膜瘸变患者的精神压力分析[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年

5 黄加兵;;分型辩治中心性浆液性视网膜脉络膜炎[A];全国首届中青年中医眼科学术研讨会资料汇编[C];1996年

6 曹嘉英;金霞;袁韬;陶斐;余腾;;明目地黄汤冲剂联合西药治疗中心性浆液性视网膜脉络膜病变的疗效观察[A];2011年浙江省眼科学术会议论文集[C];2011年

7 郑昆华;高洪;;颌骨中心性动静脉畸形的栓塞与手术治疗[A];2004'全国口腔颌面部脉管性疾病学术研讨会论文集[C];2004年

8 赵平;;眼底荧光血管造影在中心性视网膜病变诊断中的应用[A];2005年浙江省眼科学术会议论文集[C];2005年

9 张晓翔;马红宇;谢菊兰;唐汉瑛;周殷;;工作连通行为在工作-家庭中心与心理解脱中的作用[A];心理学与创新能力提升——第十六届全国心理学学术会议论文集[C];2013年

10 柳登高;马绪臣;;颌骨中心性动静脉畸形的栓塞与手术治疗[A];2002全国口腔颌面部血管瘤治疗与研究学术研讨会论文汇编[C];2002年

相关重要报纸文章 前10条

1 禄丰县仁兴镇小学 郭玲;低年级学生“镜面教学”的思考[N];云南经济日报;2017年

2 记者 万建辉　通讯员 曾波;武汉“中心性”位居中西部第一[N];长江日报;2009年

3 特约记者 刘泷 通讯员 武自然;4000年前的中心性祭祀遗址[N];内蒙古日报(汉);2000年

4 北京大学中国区域经济研究中心访问学者、湘南学院经济管理学教授 黄静波;建设湘粤赣省际区域中心城市：比较与对策[N];郴州日报;2009年

5 何少波;党建，绝不能等同于经营[N];人民邮电;2016年

6 国文;治中心性视网膜脉络膜炎[N];民族医药报;2000年

7 郝睿;枸杞子四种服法[N];医药养生保健报;2007年

8 本报评论员;加强领导 抓实推进措施[N];乌海日报;2015年

9 北京 武警总医院眼科副主任医师 陶海;用眼也要讲节约[N];家庭医生报;2009年

10 副主任医师 杨乃栋;要重视老人多疑表现[N];中国老年报;2002年

相关博士学位论文 前10条

1 付立东;复杂网络中心性度量及社团检测算法研究[D];西安电子科技大学;2012年

2 胡芳;复杂网络节点中心性多元评估与社团探测新算法研究[D];华中师范大学;2015年

3 范剑文;虚拟社区社会分层研究[D];上海大学;2010年

4 钟舒阳;中心性渗出性脉络膜视网膜病变中医体质调查及临床治疗与实验研究[D];广州中医药大学;2011年

5 王欢;基于复杂网络理论的高血压相关基因分析[D];云南大学;2013年

6 张涛;基于磁共振的运动想象脑网络研究[D];电子科技大学;2017年

7 吴涛;复杂网络数据模式挖掘与演化分析研究[D];电子科技大学;2017年

8 高振翔;机会网络数据传输关键技术研究[D];北京邮电大学;2015年

9 张廷萍;复杂网络中节点重要度评估研究[D];重庆大学;2017年

10 刘影;复杂网络中节点影响力挖掘及其应用研究[D];电子科技大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 马维馨;基于介数中心性熵最大化的城市路网均衡结构辨识算法[D];北方工业大学;2018年

2 王维;顾客社区中顾客网络位置对顾客创新行为的影响研究[D];东北财经大学;2017年

3 张凡;产品绿色属性中心性对消费者行为意愿的影响研究[D];湖南大学;2017年

4 李世茂;员工社会网络程度中心性对组织公民行为的影响研究[D];西南大学;2016年

5 陈思;河南省城市中心性强度综合评价研究[D];河南大学;2015年

6 杨洁;双职工夫妻工作中心性与工作家庭冲突的关系研究[D];华中师范大学;2014年

7 柴箐;中国城市网络的中心性研究[D];首都师范大学;2013年

8 李佳佳;动态网络中心性方法分析[D];西安电子科技大学;2012年

9 闻洁;武汉城市圈城市中心性研究[D];华中师范大学;2009年

10 彭向明;基于中心性的京沪交通城市带等级体系与空间结构分析[D];辽宁师范大学;2017年

本文编号：2705172