基于复杂网络的城市公共交通网络连通性研究

摘要

随着各地城镇化进程的不断加快、机动车保有量持续增长，城市内交通拥堵问题日益突显出来。城市公交是一种便利、廉价、环境友好的出行方式，所以它成为了解决城市拥堵的问题的关键。城市公交系统是一个典型的复杂巨系统，传统的研究方法在宏观和微观层面难以统一，而复杂网络作为一种新兴的研究复杂系统的方法，正越来越多的被用来研究城市公交系统各方面的问题。连通性是一个城市公交网络服务水平的重要评价指标，公交网络连通性的好坏直接关系到市民出行方式的选择。如何评价公交网络中站点对连通性的影响，进而找出网络中的关键点，也是对公交网络进行优化所需要迫切解决的问题。
　　论文以公交网络的两种抽象方式:公交站点网络模型和公交换乘网络模型为基础，，提出了一种在保证换乘次数最少的情况下公交站点间最短路径长度的算法，并以VisualStudio2010为平台实现了此算法，进而对公交网络连通性进行了两个方面的分析:1.提出符合乘客出行习惯的网络全局效率作为评价公交网络连通性的指标;2.提出将以此算法为基础求得的节点介数作为评价节点对连通性影响程度的评价指标。
　　论文最后对武汉市公交网络进行了数据搜集，建立其公交站点网络和公交换乘网络下的邻接矩阵，以此为基础对其特征值进行了计算和分析，实证了武汉市公交网络的复杂性。计算了武汉市公交网络符合乘客出行习惯的网络效率，比之不考虑乘客出行习惯，效率下降了31％，但平均换乘次数保证为最少的1.45次。计算了公交网络节点介数，通过对比分析得到:公交站点对网络连通性的影响大小与它的直连站点数目多少无关系，但是与其换乘性能有比较大的相关性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 复杂网络研究综述

1．2．2 城市公交网络研究综述

1．3 论文主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 复杂网络基本理论

2．1 图论基础理论

2．2 复杂网络基础理论

2．3 复杂网络的静态几何特征

2．3．1 平均距离

2．3．2 集聚系数

2．3．3 度和度分布

2．3．4 介数

2．4 本章小结

第3章 公交网络模型特性分析

3．1 城市公交网络特征

3．2 城市公交网络模型及特性分析

3．2．1 公交站点网络

3．2．2 公交换乘网络

3．3 公交网络模型的矩阵构建

3．3．1 数据搜集

3．3．2 邻接矩阵构建

3．4 本章小结

第4章 基于复杂网络的城市公交网络连通性研究

4．1 问题描述

4．2 公交网络连通性评价指标分析

4．2．1 连通度

4．2．2 网络的全局效率

4．2．3 符合乘客出行特征的网络效率

4．3 节点对公交网络连通性影响分析

4．4 本章小结

第5章 武汉市公交网络连通性实例分析

5．1 武汉市公交网络数据搜集

5．2 武汉市公交网络特性分析

5．2．1 武汉市公交站点网络特性分析

5．2．2 武汉市公交换乘网络特性分析

5．3 武汉市公交网络连通性分析

5．3．1 武汉市公交网络全局效率计算

5．3．2 节点对武汉市公交网络连通性影响分析

5．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

附录