城市公交加权网络模型及其应用研究

发布时间：2017-08-22 08:21

  本文关键词：城市公交加权网络模型及其应用研究

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【摘要】：大城市的交通拥堵问题日益严重,发展城市公交是最有效的解决方法。城市公交系统包含大量的停靠站点和复杂的公交线路网,停靠站点之间、线路之间的联系错综复杂,是一个典型的复杂系统。近年来复杂网络科学研究热潮为复杂系统的研究提供了一个新的视角和方法。利用网络科学方法对城市公交系统进行建模及应用研究,有助于从宏观、整体和系统的角度认识和理解公交系统,对于发现和解决当前城市公交系统中存在的问题有重要意义。目前已有大量利用复杂网络方法对公交系统进行建模及实证分析的研究,然而其中的绝大多数只针对静态的公交网络拓扑结构建立公交无权网络模型,没有体现影响城市公交系统运行的多方面因素,而城市公交系统是一个由道路系统、公交线路网以及管理系统等组成的复杂巨系统,具有时空复杂性,即使是相同的网络结构,在公交客流量分布、道路拥堵程度或地理空间距离不同的情况下,同一节点或者同一条边的重要度、运行效率等指标也会不同。虽然已有学者对公交加权网络模型进行了一定量的研究,但是还存在加权方式单一、物理意义不够明确等问题。针对这一问题,本文建立了更加全面准确的城市公交加权网络模型,综合考虑了交通拥堵等影响城市公交运行的多方面因素对权值定义进行了改进,并在此模型基础上进行网络效率计算、节点重要度评价和城市公交网络优化等应用研究。本文主要做了以下工作:(1)建立了更加全面、准确的城市公交加权网络模型。首先基于L空间建立城市公交站点网络模型,然后依据公交效率的定义,对城市公交网络的权值重新定义,提出PTEW(Public Transport Efficiency Weighting method)加权法,同时考虑公交客流和通行时间两方面因素,在计算通行时间时引入了能反映道路交通拥堵程度的改进BPR函数,最终建立的城市公交加权网络模型能够综合反映地理空间距离、交通拥堵和公交客流量的影响。(2)在城市公交加权网络模型的基础上,提出了城市公交网络效率的计算方法,并在此基础上,基于节点删除法提出了节点重要度定量评价方法,综合考虑了地理空间距离、交通拥堵和公交客流量,计算结果更加贴近现实。(3)以城市公交网络效率最大为目标,在城市公交加权网络模型的基础上提出了城市公交网络结构优化方法。该方法在充分考虑网络拓扑结构、交通拥堵和公交客流量等因素的前提下,实现了城市公交网络效率最大和网络结构最优的目标。
【关键词】：城市公交加权网络 网络效率 节点重要度 公交网络优化
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O157.5
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 城市公交网络建模研究现状8-9
• 1.2.2 城市公交网络效率及节点重要度研究现状9-10
• 1.2.3 城市公交网络优化研究现状10
• 1.3 研究目的10-11
• 1.4 论文内容结构11
• 1.5 本章小结11-12
• 2 城市公交网络相关理论12-20
• 2.1 网络科学概述12-17
• 2.1.1 网络科学的概念及发展12
• 2.1.2 网络性能指标12-14
• 2.1.3 网络模型分类14-17
• 2.2 城市公交网络的含义及建模方法17-19
• 2.2.1 城市公交网络的含义17
• 2.2.2 城市公交网络模型构建方法17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 3 城市公交加权网络建模及网络效率计算20-34
• 3.1 L空间法建立城市公交站点网络模型20-21
• 3.2 PTEW加权法计算权值21-26
• 3.2.1 PTEW加权法21-23
• 3.2.2 PTEW加权法计算权值23-26
• 3.3 城市公交加权网络效率的计算26-27
• 3.4 算例分析27-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 城市公交加权网络节点重要度计算34-48
• 4.1 节点重要度概述34-36
• 4.1.1 节点重要度的含义及其研究意义34
• 4.1.2 节点重要度计算方法分析34-36
• 4.2 城市公交加权网络节点重要度计算36-39
• 4.2.1 节点删除法37-38
• 4.2.2 基于节点删除法的城市公交加权网络节点重要度计算38-39
• 4.3 算例分析39-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 城市公交加权网络结构优化研究48-59
• 5.1 城市公交网络优化概述48-49
• 5.1.1 城市公交网络优化的背景及其研究意义48
• 5.1.2 城市公交网络优化方法分析48-49
• 5.2 基于网络效率的城市公交网络结构优化49-52
• 5.2.1 在城市公交网络中删除边50-51
• 5.2.2 在城市公交网络中增加新节点51-52
• 5.3 算例分析52-57
• 5.4 本章小结57-59
• 6 总结与展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 研究展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录66
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录66

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本文编号：718072