基于多层复杂网络的海运网络及其鲁棒性分析
发布时间：2020-12-24 07:17
全球海洋运输系统是一个由港口系统,航线系统以及管理系统等组成的复杂系统。近年来,伴随复杂网络理论的兴起,复杂网络相关研究为海洋运输系统的结构特性、鲁棒性、演化特性等提供了大量的理论基础。在这一背景下,本文做了如下工作:首先,本文提出了“海运网络本体”模型。以ABC本体模型为基础,通过定义本体模型中的类与关系,将现实世界与复杂网络空间中的概念及关系相结合,并对其特征算子进行定义。其次,本文针对全球海运网络进行了实证分析。计算其基本统计量指标,包括航线分布、平均转运次数、运输密度、中转能力、运输潜力、运输通达度。验证其符合复杂网络的小世界效应及无标度特征。同时,与其他交通网络进行对比,可发现整个海运网络具有明显的“核心——边缘”结构。最后,本文对全球海运网络进行鲁棒性分析。发现了当海运网络遭受随机攻击时,其最大连通子图规模大小下降相较于网络效率的下降速度较为缓慢,同时,当网络中关键节点受到攻击时,网络整体仍能保持较高的网络连通性,但网络效率会出现一定的下降,海运网络整体呈现出对随机攻击及选择性攻击的较强鲁棒性。本文构建了多层异质海运复杂网络框架,提出了海运网络特征分析算子。通过船期数据构建...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海运网络结构拓扑结构
远小于整个网络的最长航线长度 ，意味着任意两个港四次转运完成互通。的转运密度是指与其相邻的港口之间实际连边数量占最大可能，可用来表示通过某一港口的航线的密集程度。本文所构建海运转运密度为 ，其数值远大于同等规模下随机网络的聚类运网络具有高度的聚集性，结合其平均最少转运次数为 具有小世界网络的特性[41]。数量是网络中港口节点的基本属性，航线分布是衡量网络拓扑结某一港口节点与其他港口节点的连接数被定义为航线数量。因此值越大，该节点的连边越多，与其他港口节点连接的范围越大，起到的作用就越大。图 4-2 给出海运网络航线分布，其分布近似大多数港口只有很少的航线经过，但是存在一些港口连接到上百合现实海运网络中，货物经由不同港口由不同地区送至枢纽港口纽港口再转运至其他支线，次级枢纽港的情况，具有明显的层次
(c)运输通达度图 4-3 海运网络运输能力指标分析我们可以看出，海运网络的中转能力和运输能力分布呈明虽未拖尾，但其中心度随着序列排位的增加仍呈现出下降的转能力和运输能力均服从幂律分布;运输通达度虽然点分布趋势也接近幂律分布。运输能力分布图清晰地呈现出只有少运总量、中转能力和独立运输能力，因而对海运网络进行港性。数值上我们可以看出，运输通达度值总体最大，介于 0.45 度值大于 0.30 的港口有 20%，多数港口在 0.20 和 0.30 之间通达度值小于 0.30；从中转能力来看，各港口中转能力差异5 之间，仅有 5%的中转能力大于 0.05；从运输潜力来看，口的运输潜力都较小，仅有香港，新加坡，釜山，上海的运于 0.1，同时，其中有 10%的港口运输潜力为 0。以上中心
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据时代网络科学研究进展——多层复杂网络理论[J]. 先兴平,吴涛. 产业与科技论坛. 2016(19)
[2]公交—地铁复合网络构建及网络特性分析[J]. 罗艺,钱大琳. 交通运输系统工程与信息. 2015(05)
[3]基于复杂网络的空铁复合网络的鲁棒性研究[J]. 徐凤,朱金福,苗建军. 复杂系统与复杂性科学. 2015(01)
[4]中国航空网络演化过程的复杂性研究[J]. 王姣娥,莫辉辉. 交通运输系统工程与信息. 2014(01)
[5]北京市地铁网络拓扑结构复杂性研究[J]. 张晋,梁青槐,贺晓彤. 北京交通大学学报. 2013(06)
[6]中国铁路旅客列车服务网络性质研究[J]. 包云,刘军,李婷. 铁道学报. 2012(12)
[7]基于复杂网络理论的北京公交网络拓扑性质分析[J]. 郑啸,陈建平,邵佳丽,别立东. 物理学报. 2012(19)
[8]航空货运市场轴辐式网络构建博弈分析[J]. 郭莹莹. 武汉科技大学学报(社会科学版). 2012(04)
[9]基于复杂网络理论的中国航空网络抗毁性测度分析[J]. 曾小舟,唐笑笑,江可申. 系统仿真技术. 2012(02)
[10]基于复杂网络理论的杭州公交网络建模与特性分析[J]. 王波,柯红红,蒋天发. 武汉大学学报(工学版). 2011(03)
博士论文
[1]世界航运网络的结构特性及其动力学行为研究[D]. 熊文海.青岛大学 2009
硕士论文
[1]基于复杂网络理论的区域公路交通网络可靠性研究[D]. 曹祥.南京信息工程大学 2011
[2]基于鲁棒优化的集装箱海运网络模型研究[D]. 程书恒.大连理工大学 2009
[3]关于复杂网络演化过程中鲁棒性的研究[D]. 何春泉.上海交通大学 2009
本文编号：2935231
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海运网络结构拓扑结构
远小于整个网络的最长航线长度 ，意味着任意两个港四次转运完成互通。的转运密度是指与其相邻的港口之间实际连边数量占最大可能，可用来表示通过某一港口的航线的密集程度。本文所构建海运转运密度为 ，其数值远大于同等规模下随机网络的聚类运网络具有高度的聚集性，结合其平均最少转运次数为 具有小世界网络的特性[41]。数量是网络中港口节点的基本属性，航线分布是衡量网络拓扑结某一港口节点与其他港口节点的连接数被定义为航线数量。因此值越大，该节点的连边越多，与其他港口节点连接的范围越大，起到的作用就越大。图 4-2 给出海运网络航线分布，其分布近似大多数港口只有很少的航线经过，但是存在一些港口连接到上百合现实海运网络中，货物经由不同港口由不同地区送至枢纽港口纽港口再转运至其他支线，次级枢纽港的情况，具有明显的层次
(c)运输通达度图 4-3 海运网络运输能力指标分析我们可以看出，海运网络的中转能力和运输能力分布呈明虽未拖尾，但其中心度随着序列排位的增加仍呈现出下降的转能力和运输能力均服从幂律分布;运输通达度虽然点分布趋势也接近幂律分布。运输能力分布图清晰地呈现出只有少运总量、中转能力和独立运输能力，因而对海运网络进行港性。数值上我们可以看出，运输通达度值总体最大，介于 0.45 度值大于 0.30 的港口有 20%，多数港口在 0.20 和 0.30 之间通达度值小于 0.30；从中转能力来看，各港口中转能力差异5 之间，仅有 5%的中转能力大于 0.05；从运输潜力来看，口的运输潜力都较小，仅有香港，新加坡，釜山，上海的运于 0.1，同时，其中有 10%的港口运输潜力为 0。以上中心
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据时代网络科学研究进展——多层复杂网络理论[J]. 先兴平,吴涛. 产业与科技论坛. 2016(19)
[2]公交—地铁复合网络构建及网络特性分析[J]. 罗艺,钱大琳. 交通运输系统工程与信息. 2015(05)
[3]基于复杂网络的空铁复合网络的鲁棒性研究[J]. 徐凤,朱金福,苗建军. 复杂系统与复杂性科学. 2015(01)
[4]中国航空网络演化过程的复杂性研究[J]. 王姣娥,莫辉辉. 交通运输系统工程与信息. 2014(01)
[5]北京市地铁网络拓扑结构复杂性研究[J]. 张晋,梁青槐,贺晓彤. 北京交通大学学报. 2013(06)
[6]中国铁路旅客列车服务网络性质研究[J]. 包云,刘军,李婷. 铁道学报. 2012(12)
[7]基于复杂网络理论的北京公交网络拓扑性质分析[J]. 郑啸,陈建平,邵佳丽,别立东. 物理学报. 2012(19)
[8]航空货运市场轴辐式网络构建博弈分析[J]. 郭莹莹. 武汉科技大学学报(社会科学版). 2012(04)
[9]基于复杂网络理论的中国航空网络抗毁性测度分析[J]. 曾小舟,唐笑笑,江可申. 系统仿真技术. 2012(02)
[10]基于复杂网络理论的杭州公交网络建模与特性分析[J]. 王波,柯红红,蒋天发. 武汉大学学报(工学版). 2011(03)
博士论文
[1]世界航运网络的结构特性及其动力学行为研究[D]. 熊文海.青岛大学 2009
硕士论文
[1]基于复杂网络理论的区域公路交通网络可靠性研究[D]. 曹祥.南京信息工程大学 2011
[2]基于鲁棒优化的集装箱海运网络模型研究[D]. 程书恒.大连理工大学 2009
[3]关于复杂网络演化过程中鲁棒性的研究[D]. 何春泉.上海交通大学 2009
本文编号：2935231
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