城市公交复杂网络拓扑特性与建模研究

摘要

随着各地区城市化进程的不断加快和机动车保有量增长速度的居高不下，各个城市交通拥堵与交通事故的发生频率日益增加，环境污染问题也随之越来越严重。这一系列问题已成为城市现代化建设中的瓶颈。城市公交是一种运输量大、运价较低、对环境影响相对较小的出行方式，对它的合理规划及运输效率的提高，成为缓解城市拥堵问题的关键所在。城市公交系统是一个典型的复杂巨系统，而复杂理论作为一种新兴的研究复杂系统的理论方法，可以在宏观和微观层面研究和解决常规方法难以解决的问题，所以现在越来越多的用于研究城市公交系统各个方面。
　　论文研究了复杂网络理论国内外研究现状及其在交通方面的应用情况，阐述了复杂网络基础理论和基本方法，复杂系统的特征及表达，复杂网络拓扑特性参数，典型的复杂网络模型等;分析了城市公交网络的基本特性及其复杂性，并对公交复杂网络的影响因素及其目前存在的问题进行了分析，针对影响因素和存在的问题，运用复杂理论方法，对公交复杂网络中公交站点布局和换乘进行了较深入的研究。建立了公交网络换乘和站点两种网络模型，同时对网络模型的各个特征参数映射公交复杂网络的现实意义进行了描述。并选择了哈尔滨市地铁-地面公交接运区域的常规公交网络作为研究样本，从公交换乘和公交站点两方面入手，建立了公交换乘网络模型和公交站点网络模型。采用计算机软件绘制了复杂网络拓扑结构示意图，计算了相应的复杂网络特征参数，如节点的度与度分布、特征路径长度等，并进行了特性分析，证实哈尔滨市公交网络具有小世界和无标度复杂网络特性，所建立的模型可用。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 复杂网络国内外研究现状

1．2．1 复杂网络研究及其发展

1．2．2 复杂网络在交通方面研究现状

1．2．3 国内外研究现状评述

1．3 论文主要内容

1．4 技术路线

2 复杂网络相关理论

2．1 复杂网络概述

2．1．1 系统分类

2．1．2 复杂系统的特征

2．1．3 复杂系统的表达

2．1．4 复杂网络基本定义

2．2 复杂网络拓扑特性参数

2．2．1 度与度分布

2．2．2 聚类系数

2．2．3 平均路径长度

2．2．4 介数

2．3 典型的复杂网络模型

2．3．1 小世界网络模型

2．3．2 无标度网络模型

2．4 本章小结

3 城市公交网络复杂性分析

3．1 城市公交网络概述

3．2 城市公交网络的基本特性分析

3．3 城市公交网络的复杂性分析

3．4 本章小结

4 公交复杂网络的影响因素分析与建模

4．1 公交复杂网络的影响因素分析

4．1．1 公交复杂网络影响因素

4．1．2 公交复杂网络存在问题

4．2 城市公交网络模型及拓扑特性分析

4．2．1 公交换乘拓扑网络模型及特性分析

4．2．2 公交站点拓扑网络模型及特性分析

4．3 公交拓扑网络模型参数计算方法

4．4 本章小结

5 案例分析

5．1 城市地貌特征与人口状况

5．2 城市公共交通系统构成及现状

5．3 哈尔滨市相关区域公交数据处理及特性分析

5．3．1 哈尔滨市地铁-地面公交换乘网络拓扑特性分析

5．3．2 哈尔滨市地铁-地面公交站点网络拓扑特性分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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