基于复杂网络的城市道路网络失效缓解方法

摘要

近年来，对于复杂网络的研究层出不穷，从复杂网络的角度研究城市交通的问题更是屡见不鲜。其中，城市道路网络的脆弱性研究受到了众多学者的青睐。本文在城市道路网络脆弱性的基础上重点研究城市道路失效特性及失效缓解方法。
　　本文基于实际道路网络中解决交叉口拥堵问题的思路，从复杂网络静态脆弱性及动态脆弱性出发，建立网络失效后静态缓解模型及动态缓解模型。文章首先根据不同领域学者对于复杂网路脆弱性的理解，总结城市道路网络脆弱性的概念，并提出两组相关概念，即：结构脆弱性与状态脆弱性；静态脆弱性与动态脆弱性。其次，分析复杂网络失效的特性，从边、节点、级联失效三个等级考虑网络失效问题，文章中网络失效的原因是遭受到随机攻击及故意攻击。最后提出网络失效缓解方法，本文从城市道路网络静态脆弱性及动态脆弱性两个方面提出网络失效缓解的方法。静态缓解模型考虑网络中关键边或关键节点失效时，直接删除边或节点，并在路网中重新选择路径从而缓解网络失效；动态缓解模型有效的将关键边及关键节点的过载流量转移到相邻的边或节点，缓解关键边及节点的流量压力，以维持路网的稳定性。
　　实例分析中，比较初始路网与缓解过后网络的效率、连通性来验证网络缓解方法的实用性，分析两种缓解方法的优劣性。
　　本文为了避免在评价指标上误差叠加的问题，所选用路网失效的评价指标均为最基本的指标。提出的缓解方法为城市交通问题提供了一定的解决方法。

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1 绪论

1.1课题来源

1.2研究背景

1.3研究意义及目的

1.4国内外研究现状

1.5研究思路及主要内容

2 复杂网络脆弱性

2.1脆弱性的概念

2.2城市道路交通网络脆弱性概念及内涵

2.3城市道路网络结构脆弱性与状态脆弱性

2.4城市道路网络静态脆弱性与动态脆弱性

2.5本章小结

3 城市道路网络失效

3.1城市道路网络失效与失效相关性

3.2城市道路网络失效形式

3.3城市道路网络失效策略

3.4单元失效指标体系

3.5本章小结

4 失效缓解模型

4.1城市道路网络失效缓解简介

4.2网络遭受攻击下的失效特性

4.3故意攻击下静态缓解模型

4.4故意攻击下动态缓解方法

4.5本章小结

5 实例分析

5.1网络抗毁性仿真

5.2网络失效缓解方法

6 结论及展望

6.1结论

6.2创新点

6.3论文展望

致谢

参考文献