城市公交网络抗毁性研究

摘要

公共交通系统重要组成部分之一的城市公交系统，是城市发展的基础设施，同时成为连接城市经济技术、文化等活动的纽带，在社会发展中占据重要地位，但是城市公交网络时常遭受随机或蓄意攻击，导致网络抗毁性下降，严重影响网络运营的可达性和准时性，使乘客出行距离增大，破坏整个交通网络的正常运行，造成不好的社会影响。城市公交网络包含大量的公交站点和复杂的线路网，是一个非常典型的复杂网络。深入研究复杂网络理论及应用为分析城市公交网络抗毁性提供了新的思路和新的方法，对保障乘客出行、优化城市公交网络结构和功能、提高城市公交系统运输服务质量和运营安全等有着极其重要的意义。　　论文研究的主要内容有：首先在分析复杂网络抗毁性的基础上对城市公交网络抗毁性进行定义，同时分析影响城市公交网络抗毁性的主要因素。然后基于Space L方法考虑站点间距离、路段行程时间可靠性和路段连通可靠性，将其作为网络中边的权重，分别构建城市公交网络模型，并提出相对应的抗毁性度量指标，建立静态攻击策略、动态攻击策略和单独攻击策略对网络节点进行删除操作以及对边采取单独攻击策略的抗毁性仿真模型。最后，以现实城市公交网络为例，在软件Matlab的辅助下，仿真不同攻击策略对城市公交网络攻击的过程，并对不同攻击策略下公交网络的抗毁性情况进行详细分析。基于复杂网络理论对城市公交网络抗毁性进行分析研究，有利于更好地规划改造城市公交网络，增强网络抗毁能力、城市公交系统运输服务质量和运营安全等具有极其重要的现实意义，并为城市公交网络抗毁性研究提供不同思路和方向。

目录

1 绪 论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究目的

1.3 国内外研究现状

1.3.1 复杂网络理论及抗毁性研究现状

1.3.2 公交网络及抗毁性研究现状

1.4 论文创新点

1.5 研究内容和技术路线

2 基于复杂网络理论的城市公交网络

2.1 城市公交网络的表示方法和拓扑结构模型

2.1.1 复杂网络分类

2.1.2 城市公交网络表示方法

2.1.3 城市公交网络拓扑结构模型

2.2 城市公交网络的特征参数

2.2.1 度及度分布

2.2.2 节点强度及分布

2.2.3 平均路径长度

2.2.4 介数

2.2.5 紧密度

2.2.6 聚类系数

2.3 本章小结

3 考虑距离的城市公交网络抗毁性研究

3.1.1 城市公交网络抗毁性的定义

3.1.2 城市公交网络抗毁性主要影响因素分析

3.2 网络模型构建

3.3 抗毁性度量指标

3.3.1 平均路径长度

3.3.2 网络效率

3.3.3 网络连通率

3.4 攻击策略

3.5 本章小结

4 考虑路段可靠性的城市公交网络抗毁性研究

4.1 引言

4.1.1 行程时间可靠性

4.1.2 连通可靠性

4.2 考虑行程时间可靠性的城市公交网络抗毁性分析

4.2.1 网络模型构建

4.2.2 抗毁性度量指标

4.2.3 攻击策略

4.3.1 网络模型构建

4.3.2 抗毁性度量指标

4.3.3 攻击策略

4.4 本章小结

5 算例分析

5.1.1 城市公交网络模型构建

5.1.2 静态攻击策略

5.1.3 动态攻击策略

5.1.4 单独攻击策略

5.2.1 城市公交网络模型构建

5.2.2 静态攻击策略

5.2.3 动态攻击策略

5.2.4 单独攻击策略

5.3.1 城市公交网络模型构建

5.3.2 静态攻击策略

5.3.3 动态攻击策略

5.3.4 单独攻击策略

5.4对比分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录

C. 学位论文数据集

致谢