节点重要性评估及其在城市公交网络中的应用

发布时间：2017-07-16 05:05

  本文关键词：节点重要性评估及其在城市公交网络中的应用

  更多相关文章： 复杂网络 节点重要性 公交网络 抗毁性 蓄意攻击 随意攻击

【摘要】：节点作为网络中至关重要的角色有着特殊的意义,利用节点之间存在的差异对节点重要性进行评估成为研究热点之一。但就目前的研究情况来看,经典的节点重要性评估算法中存在对“桥节点”评估不准确、耗费大量时间和空间等问题,鉴于此本文利用合度指标对节点重要性进行评估,提出合度评估算法和基于节点删除的合度评估算法,并以经典数据集为例,验证了改进算法的有效性和合理性。最后将改进的算法应用于石家庄市公交网络抗毁性分析中,对公交线路和公交站点的优化提供依据。本文的研究工作主要集中在以下几个方面:(1)改进节点重要性评估算法。针对经典算法中的不足,提出合度评估算法和基于节点删除的合度评估算法。这两种算法在传统概念的基础上提出节点邻度、节点合度、网络合度、网络剩余度等概念。第一种算法以合度为指标进行评估,合度值越大,表明该节点在网络中地位越重要;第二种算法通过逐一删除网络中节点,计算新网络合度,与原始网络合度相比较来对网络中节点重要性进行评估,差值越大,说明该节点对网络造成影响越大,那么该节点越重要。实验证明,这两种算法弥补了三种经典算法的不足,可以更加高效地对网络中节点重要性进行评估。(2)研究改进的节点重要性评估算法在城市公交网络抗毁性分析中的应用。本研究以石家庄市公交网络为例,利用Matlab和Pajek软件分别建立公交线路网络和公交站点网络模型,通过对网络的静态特征分析,发现公交线路网络具有小世界网络特性和无标度网络特性,而公交站点网络具有无标度网络特性。针对这两个网络分别提出抗毁性的测试方案:利用合度评估算法对公交线路网络中节点进行评估,根据评估结果对网络展开蓄意攻击,实验结果表明对公交线路网络进行蓄意攻击时,网络易瘫痪;利用基于节点删除的合度评估算法对公交站点网络中节点进行评估,根据评估结果将网络中节点分为重要节点组和非重要节点组,实验结果表明当对重要节点组进行随意攻击时,网络同样容易崩溃,但对非重要节点组进行随意攻击时,网络具有很强的鲁棒性。
【关键词】：复杂网络 节点重要性 公交网络 抗毁性 蓄意攻击 随意攻击
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.17;O157.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 节点重要性评估的研究现状12-14
• 1.2.2 城市公交网络的研究现状14-16
• 1.3 本文的研究内容和思路16-17
• 1.3.1 主要研究内容16-17
• 1.3.2 主要研究思路17
• 1.4 论文的组织结构17-19
• 2 复杂网络及节点重要性评估研究19-28
• 2.1 复杂网络常用统计参量19-21
• 2.1.1 度及度分布19-20
• 2.1.2 平均路径长度20-21
• 2.1.3 聚类系数21
• 2.2 复杂网络常用模型21-25
• 2.2.1 规则网络21-22
• 2.2.2 随机网络22
• 2.2.3 小世界网络22-24
• 2.2.4 无标度网络24-25
• 2.3 经典的节点重要性评估算法25-27
• 2.3.1 度指标25-26
• 2.3.2 接近度指标26
• 2.3.3 介数指标26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 改进的节点重要性评估算法28-42
• 3.1 合度评估算法28-34
• 3.1.1 网络模型28-29
• 3.1.2 合度评估算法29-30
• 3.1.3 算例30-32
• 3.1.4 实验仿真与分析32-34
• 3.2 基于节点删除的合度评估算法34-41
• 3.2.1 网络模型34-35
• 3.2.2 D-N评估算法35-36
• 3.2.3 算例36-39
• 3.2.4 实验仿真与分析39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 节点重要性评估在公交网络中的应用42-60
• 4.1 石家庄市公交线路网络特征分析42-49
• 4.1.1 公交线路网络模型的构建42-47
• 4.1.2 公交线路网络的评估47-49
• 4.2 石家庄市公交线路网络抗毁性分析49-52
• 4.2.1 公交线路网络节点重要性评估49-50
• 4.2.2 公交线路网络抗毁性分析50-52
• 4.3 石家庄市公交站点网络特征分析52-55
• 4.3.1 公交站点网络模型的构建52-53
• 4.3.2 公交站点网络的评估53-55
• 4.4 石家庄市公交站点网络抗毁性分析55-59
• 4.4.1 公交站点网络节点重要性评估55-56
• 4.4.2 公交站点网络抗毁性分析56-59
• 4.5 本章小结59-60
• 5 总结与展望60-62
• 5.1 本文的主要工作60
• 5.2 本文的创新点60-61
• 5.3 展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 攻读硕士学位期间的研究成果67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张林峰,范炳全,吕智林;公交网络换乘矩阵的分析与算法[J];系统工程;2003年06期

2 闻辉,刘岳峰,郑江华,晏磊;基于时间链的公交网络数据模型研究[J];地理与地理信息科学;2005年03期

3 任华玲;高自友;;动态公交网络设计的双层规划模型及算法研究[J];系统工程理论与实践;2007年05期

4 常鸣;马寿峰;;我国大城市公交网络结构的实证研究[J];系统工程学报;2007年04期

5 马杰良;安莉莉;邢雪;;城市公交网络的拓扑特性分析[J];山西师范大学学报(自然科学版);2009年01期

6 卜丹;王慧;李炳义;刘霞霞;;镇江市公交网络现状分析和评价[J];黑龙江科技信息;2009年25期

7 蒋小红;马洪文;;多构公交网络模型算法及其应用研究[J];邵阳学院学报(自然科学版);2010年02期

8 秦琼;李舒阳;;基于复杂网络的大连公交网络系统的拓扑结构分析[J];科技信息;2011年08期

9 柳伍生;周和平;陈凤;;城市群城际公交网络设计模型与算法[J];系统工程;2011年10期

10 吴稼豪;国外公交网络优化设计综述[J];系统工程;1986年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 蒋忠海;邹志云;;城市公交网络阻抗函数模型[A];第二届湖北省力学学会青年学术研讨会论文集[C];2006年

2 白子建;朱兆芳;龚凤刚;;禁忌算法在公交网络优化中的应用[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年

3 王宝辉;;城市(镇)群骨干公交网络框架研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

4 周康;马晓旦;夏晓梅;;基于最小换乘模型的公交网络优化[A];构建生态人文交通 促进经济跨越发展——第十九届海峡两岸都市交通学术研讨会论文选编[C];2011年

5 徐一飞;张国华;;一种求实的公交网络优化方法[A];科学决策与系统工程——中国系统工程学会第六次年会论文集[C];1990年

6 陈学武;胡刚;;公交分层系统的规划方法研究[A];北京快速公交系统发展战略研讨会文集[C];2003年

7 王昊;吴娇蓉;;多模式公交网络的换乘惩罚附加值研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

8 孙豹;杨旭华;;一种具有可控直径的公交网络演化模型研究[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

9 秦琼;张放;刘海英;许鹏远;王志平;;复杂网络理论在大连公交网络中的应用[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年

10 杨峰;纪凯;陈涛焘;韩栋;;一种公交最佳路径选择方法[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 寿宁记者站 朱雅秀;寿宁投入160多万元完善公交网络[N];闽东日报;2010年

2 本报记者 李保良 通讯员 李朝旗 郭文辉;邯郸力推县市公交网络方便百姓[N];中国交通报;2010年

3 任相国　王砚才;陵县构建城乡村一体化公交网络[N];德州日报;2009年

4 本报记者 李竞立;昆明初步形成较为完善公交网络[N];云南日报;2002年

5 阮春生;完善三级公交网络 解决百姓出行难题[N];丽水日报;2007年

6 孙晓雷　张伟超 记者 雷蕾;莱芜市构建大公交网络实现“公交村村通”[N];人民政协报;2011年

7 记者 刘鲲;五年内形成城市公交网络体系[N];攀枝花日报;2014年

8 特约记者 李剑雄 记者 杨眉;株洲构建绿色公交网络[N];中国交通报;2013年

9 成露;政府首先要考虑为无车市民做些什么[N];工人日报;2007年

10 张魁勇邋陈文勇;大城市应优先发展轨道公交[N];成都日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 朱永刚;城市公交网络设计与优化方法研究[D];吉林大学;2010年

2 司徒炳强;公交网络时刻表编制的理论建模及可靠性控制方法研究[D];华南理工大学;2011年

3 张建刚;复杂网络同步理论在城市公交网络中的应用研究[D];兰州交通大学;2011年

4 陈光;空间复杂网络分析、优化及其在城市公交网络中的应用研究[D];浙江工业大学;2014年

5 田庆飞;基于复杂网络理论的城市公交网络生成与优化研究[D];吉林大学;2013年

6 孙磊磊;基于停靠时间的城市公共交通网络均衡客流分配模型研究[D];长安大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 余成娟;城市公交路网最优路线算法研究[D];长安大学;2015年

2 左磊;基于复杂网络的城市公交网络特性分析[D];东南大学;2015年

3 辛光照;多模式公交网络效能评估方法研究[D];东南大学;2015年

4 张琳;基于复杂网络理论的公交网络抗毁性建模与仿真[D];山东建筑大学;2016年

5 张玫;节点重要性评估及其在城市公交网络中的应用[D];河北师范大学;2016年

6 刘霞霞;太原市公交网络优化研究[D];山西大学;2008年

7 陈凤;城市群一体化城际公交网络设计研究[D];长沙理工大学;2009年

8 张君超;基于复杂网络的城市公交网络特性分析与演化研究[D];西南交通大学;2010年

9 汪涛;城市公交网络的拓扑结构和演化模型研究[D];南京航空航天大学;2009年

10 张欣;公交网络的复杂性研究[D];大连理工大学;2006年

，

本文编号：547144