城市公交复杂网络静态特征分析及网络优化研究

发布时间：2023-04-06 17:44

　　随着城市规模的扩大和人口数量的增长,公共交通成为解决拥堵、保证出行效率的最有效的出行方式。城市公交网络呈现站点多、连接关系复杂、转乘方式灵活等特点,是典型的复杂网络与实际应用结合的实例。但在实际的公交运营过程中,存在着一些尚未解决的问题,如:公交线路设计不合理、站点连接次序混乱或公交乘车路径规划不理想等。这些问题都会导致公交行驶效率变差,针对这些问题,公交规划部门往往结合实际经验对公交网络进行调整、优化,如增加站点、删除站点、增加公交子网络等。结果表明,这些策略有些确实改进了公交出行效率,但是缺乏理论依据的支撑,只是根据经验主观地对公交网络进行改动,从而无法高效、精准的优化公交网络和提高公交运行效率。针对诸上问题,本文的研究工作如下:本文以中国典型城市为例,首先以L空间方法构造出包含1436个站点的大型公交站点网络,以R空间方法构造包含175条线路的公交线路网络,再以P空间方法构造出公交换乘网络,根据复杂网络的基本理论分析无向无权的公交站点静态网络的基本特征。利用随机攻击和蓄意攻击两种方式对站点网络进行攻击进行鲁棒性分析。计算并分析了公交线路网络和公交换乘网络的基本特性,并与中国其他典...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及实际意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 目前存在的问题
    1.4 论文主要工作及组织结构
    1.5 本章小结
第二章 图论及复杂网络基本理论
    2.1 图论
        2.1.1 图的定义
        2.1.2 图的矩阵表示方法
        2.1.3 图的连通性与最短路径
    2.2 复杂网络
        2.2.1 复杂网络的定义
        2.2.2 复杂网络中的基本静态特性
        2.2.3 复杂网络经典模型
    2.3 本章小结
第三章 城市公交网络构造方法及实现
    3.1 城市公交网络构造方法
        3.1.1 L空间网络构建方法
        3.1.2 P空间网络构建方法
        3.1.3 R空间网络构建方法
    3.2 济南市公交站点网络的构建
        3.2.1 数据预处理与站点邻接矩阵的构建
        3.2.2 复杂网络绘图软件Pajek
        3.2.3 去除干扰线路
        3.2.4 绘制网络连接图
    3.3 济南市公交线路网络的构建
        3.3.1 数据预处理与线路邻接矩阵的构建
        3.3.2 绘制网络连接图
    3.4 济南市公交换乘网络的构建
    3.5 本章小结
第四章 公交网络静态特性及换乘特性分析
    4.1 公交静态网络分析
        4.1.1 站点度与度的分布
        4.1.2 最短路径
        4.1.3 聚类系数
        4.1.4 站点介数
        4.1.5 站点度的相关性
    4.2 公交站点网络鲁棒性分析
    4.3 公交线路网络特征分析
    4.4 公交换乘特性分析
    4.5 主要城市间的公交网络静态特性及换乘特性比较
    4.6 本章小结
第五章 有权公交站点网络的权值及公交网络效率
    5.1 道路阻抗BPR函数介绍
    5.2 公交行驶效率
    5.3 BPR修正函数
    5.4 修正后的公交行驶效率
    5.5 城市公交网络效率
    5.6 本章小结
第六章 城市公交网络的优化及乘车方案规划
    6.1 增加站点
    6.2 删除站点
    6.3 乘客公交出行路径方案策略选择
        6.3.1 经过的站点数目最少
        6.3.2 公交换乘次数最少
        6.3.3 公交行驶时间最短
    6.4 城市公交网络的优化及乘车方案规划仿真实验
        6.4.1 仿真实验设计
        6.4.2 公交网络优化仿真实验及结果
        6.4.3 公交乘车方案规划仿真实验及结果
    6.5 仿真实验可推广性和优化算法可行性分析
        6.5.1 仿真实验可推广性分析
        6.5.2 实际场景中优化算法可行性分析
    6.6 本章小结
第七章 总结和展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望与未来工作
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间研究成果
附录
附件



本文编号：3784127