城市公交網(wǎng)絡拓撲結構脆弱性分析與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，人們生活水平逐漸提高，小汽車的使用越來越多，造成城市交通擁堵嚴重、環(huán)境污染加劇、道路資源緊張等問題。城市公共交通，一直以來被認為是解決日益惡化的交通環(huán)境的一種有效的、環(huán)境友好的方式?，F(xiàn)如今，城市化的進行正在不斷的加快，國家對城市的基礎設施投資每年都在增加，城市公共交通作為一種基礎設施，隨著城市的變化也在不斷的更新。城市公交網(wǎng)絡是指由若干條公交線路和若干個公交站點構成的一個龐大的復雜系統(tǒng)，也可以看作由公交?？?/p>

2、站點和連接這些站點的線路組成的復雜網(wǎng)絡。設計者在進行城市公共交通規(guī)劃和優(yōu)化時有必要對其網(wǎng)絡結構進行研究，以便于提高決策的科學性。
　　首先，本文簡述復雜網(wǎng)絡的基本概念，重點介紹了復雜網(wǎng)絡的表示方法和拓撲特征，對兩種經(jīng)典的復雜網(wǎng)絡的演化過程進行描述。以城市公共交通網(wǎng)絡為研究對象，對城市公共交通站點網(wǎng)絡和線路網(wǎng)絡分別使用L空間法和R空間法進行拓撲建模，并將兩種拓撲結構轉化為可計算機存儲識別的矩陣。根據(jù)矩陣闡述城市公共交通網(wǎng)絡的拓撲參數(shù)

3、Matlab仿真方法，其中包括:節(jié)點的度和度分布，最短路徑算法、聚類系數(shù)和介數(shù)。
　　然后，利用TransCAD軟件存儲重慶市公共交通的站點和線路信息，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點給出了拓撲結構矩陣化算法，使用Matlab實現(xiàn)仿真計算，通過對網(wǎng)絡拓撲參數(shù)的計算結果分析，發(fā)現(xiàn):①重慶市公共交通站點網(wǎng)絡的節(jié)點度分布服從冪律分布，所以站點網(wǎng)絡為無標度網(wǎng)絡;②重慶市公共交通線路網(wǎng)絡為高聚類特性，低路徑特征長度的小世界網(wǎng)絡。
　　最后，從公共交通網(wǎng)

4、絡拓撲結構脆弱性定義出發(fā)，以網(wǎng)絡效率為評價指標，根據(jù)兩種攻擊方式來分析重慶市公共交通網(wǎng)絡的脆弱性，并與傳統(tǒng)的攻擊方法相比，驗證提出的基于貢獻矩陣的節(jié)點重要度計算方法的可行性，得出:①與隨機攻擊相比，站點網(wǎng)絡對蓄意攻擊表現(xiàn)出更強的結構脆弱性，體現(xiàn)了無標度網(wǎng)絡的特點;②與站點網(wǎng)絡相比，線路網(wǎng)絡對兩種攻擊方式顯示的結構脆弱性要低的多;③考慮精度和仿真耗時，本文提出的新方法具有可行性。采用新方法計算節(jié)點重要度，根據(jù)結果給出網(wǎng)絡拓撲結構的優(yōu)化建議