公交动态网络仿真和状态识别

发布时间：2017-08-09 10:02

  本文关键词：公交动态网络仿真和状态识别

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【摘要】：公交规模的成长带来了复杂的运营管理问题,如大网络协调调度、运力调配、运营评价等问题。既有的研究无论是网络结构还是各种复杂的调度问题,由于技术的限制,都只能依托于相对静态的公交线网进行分析建模。而新的通信技术和互联网+技术的成熟与应用,使得实时掌握公交车辆在网络上的分布状态已成为可能。本文以此为背景,以车辆在网络上的分布特征为数据支撑,抽象并构建体现公交车辆在网络上动态分布规律的公交网络。并采用复杂网络分析方法,以动态仿真为主要手段,研究公交动态网络状态的识别机制。论文依托国家自然科学基金项目“面向车辆调度的公交动态网络复杂性及其实证研究(No.51308176)”内容来展开研究,具体包含以下几个方面：首先,建立公交动态网络模型。本文以公交站点为网络节点,各时刻车辆的不同位置信息为连接边要素构建动态网络模型。随着网络上车辆位置的变化,公交网络呈现不同的拓扑结构。其次,构建公交网络仿真系统。依托于Vissim和Matlab平台,构建道路网和公交线网,通过加载一定道路交通量,并设置合理信号配时和相关交通参数,完成仿真系统的构建。最后,通过公交动态网络分别与静态公交线网和公交客流网络的同质性研究,引入复杂网络的特征参量如度分布、结构熵,统计并分析公交车辆在网络上的分布规律,进行公交网络的实时状态识别研究。论文以公交动态网络模型为研究基础,构建了更加完善的仿真系统,对公交车辆在网络上的分布状态进行识别研究。论文探究了公交动态网络度分布、结构熵等的变化,并对不同时刻网络度分布进行拟合对比分析,从全局网络层面判别车辆在网络上的状态。同时对网络各个节点度值变化和匹配度P值进行分析,从局部站点层面判别车辆在网络上状态。论文提出了一种新的公交网络模型构建方法和公交网络状态识别机制,为以后公交网络识别和调度提供一种新的研究方法。
【关键词】：公共交通 公交动态网络 公交线网 复杂网络 状态识别
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.17;O157.5
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景及意义16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 国外研究现状17
• 1.2.2 国内研究现状17-18
• 1.2.3 研究现状评述18-19
• 1.3 研究内容和组织结构19-20
• 1.3.1 研究内容19
• 1.3.2 章节安排19-20
• 1.4 技术路线20-21
• 1.5 本章小结21-22
• 第二章 复杂网络与城市公交网络基本理论22-28
• 2.1 复杂网络基本理论22-25
• 2.1.1 复杂网络基本定义22-23
• 2.1.2 复杂网络常用统计特征量23-25
• 2.2 城市公共交通网络描述25-27
• 2.2.1 城市公交网络特征25-26
• 2.2.2 典型的城市公交网络模型26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 城市公交动态网络建模与仿真28-46
• 3.1 城市公交动态网络定义28-29
• 3.2 公交网络建模方法研究综述29-36
• 3.2.1 静态公交线网模型29-31
• 3.2.2 基于车辆位置信息的动态网络模型31-33
• 3.2.3 结合客流OD的动态网络模型33-36
• 3.3 城市公交动态网络建模36-41
• 3.3.1 建模假设条件36-37
• 3.3.2 公交动态网络模型构建37-39
• 3.3.3 论文模型创新点39-41
• 3.4 公交动态网络仿真系统构建41-45
• 3.4.1 网络仿真系统构建41-42
• 3.4.2 网络仿真公交线网构建42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 公交动态网络与静态公交线网同质性研究46-65
• 4.1 网络同质性与同质性量纲46-47
• 4.1.1 网络同质性定义46-47
• 4.1.2 网络同质性量纲47
• 4.2 静态公交线网复杂特征研究47-50
• 4.2.1 静态网络度分布研究47-49
• 4.2.2 静态网络结构熵研究49-50
• 4.3 仿真结果统计分析50-59
• 4.3.1 全局网络复杂特征研究50-56
• 4.3.2 局部节点复杂特征研究56-59
• 4.4 敏感度分析59-64
• 4.4.1 不同道路交通量对网络状态影响59-61
• 4.4.2 不同发车间隔对网络状态影响61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 公交动态网络与公交客流网络同质性研究65-77
• 5.1 相邻公交站点客流OD网络构建65-67
• 5.1.1 公交客流OD加载基本原则65
• 5.1.2 公交客流OD网络转换65-67
• 5.2 全局客流网络与动态网络同质性研究67-74
• 5.2.1 网络度值变化分析67-70
• 5.2.2 网络结构熵变化分析70-71
• 5.2.3 动态网络与客流网络度分布同质性研究71-74
• 5.3 节点客流与动态网络同质性研究74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 结论与展望77-79
• 6.1 研究总结77-78
• 6.2 研究展望78-79
• 参考文献79-82
• 附录82-84
• 攻读学位期间的学术活动及成果清单84

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本文编号：644673