城市路网节点重要度测算方法研究

摘要

城市道路网络中节点重要性度量对于研究城市道路网络的可靠性具有十分重要的意义。社会学语境中的中心性指标常被研究者用来度量城市路网中的节点重要度。然而，中心性指标只考虑了网络的拓扑结构，没有考虑城市路网的地理信息和交通流特征。本文综合考虑城市路网的拓扑结构、地理信息和交通流特征，从不同维度提出基于空间加权度模型、汉森指数和h指数的城市路网节点重要度测算方法。其中，h指数作为一种成功用于定量评估研究人员学术成就的指标，是首次用于度量城市道路网络中节点的重要度。利用实际路网进行案例研究，验证了所提方法的可行性和有效性。
　　本文的研究主要包括以下几个方面:
　　(1)提出基于改进空间加权度模型的节点重要度测算方法
　　考虑城市道路网络的地理属性，提出一种用于城市路网中节点重要度测算的改进的空间加权度模型。其中道路等级、路段长度和路段车道数是确定道路空间网络节点度的重要因素，并使用权重系数来度量每个因素对节点度的贡献。将该模型与几种节点度模型的测算结果进行了比较。实验结果表明，改进的空间加权度模型比其他节点度模型具有更好的度量效果，且计算简单，可用于大型网络。
　　(2)提出基于可达性的节点重要度测算方法
　　提出一种基于汉森指数的城市路网节点重要度测算方法。其中将节点的交通量当作模型中的吸引度，节点间最短路径长度的倒数作为阻抗函数。将汉森指数与中心性指标的测算结果进行了比较。实验结果表明，汉森指数在识别城市路网重要节点方面比其他基于拓扑的度量具有更好的能力。
　　(3)提出基于h指数的节点重要度测算方法
　　考虑节点交通流空间相关性，提出一种基于h指数的城市路网节点重要度测算方法。与中心性指标和交通量的测算结果进行了比较。实验结果表明，该方法兼顾路网中节点的数量和节点本身的影响力，仅用一个指标值反映出路网的拓扑特征和交通特征，比单一指标具有更好的适用性。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容与技术路线

1．4 论文结构

2 城市路网节点重要度测算研究基础理论

2．1 节点重要度概念

2．2 城市道路网络模型构建方法

2．3 复杂网络的基本静态几何特征

2．4 城市道路网络节点重要度测算指标

2．4．1 基于复杂网络中心性的节点重要度测算指标

2．4．2 基于交通流特性的节点重要度测算指标

2．5 h指数基本理论

2．5．1 h指数定义

2．5．2 h指数的衍生指数

2．6 本章小结

3 基于空间加权度的节点重要度测算方法

3．1 空间加权度模型

3．2 实例分析

3．2．1 数据描述

3．2．2 结果与分析

3．3 空间加权度模型的一个改进

3．3．1 改进方法

3．3．2 评价标准

3．3．3 研究框架

3．4 实例分析

3．4．1 节点度描述性统计

3．4．2 基于ISWD的节点重要度分析

3．4．3 基于交通流特征的节点重要度分析

3．4．4 序列差异度分析

3．4．5 不同权重对ISWD模型测算结果影响分析

3．5 本章小结

4 基于可达性的节点重要度测算方法

4．1 Hansen模型

4．2 Floyd最短路算法

4．2．1 算例

4．3 实例分析

4．4 本章小结

5 基于h指数的节点重要度测算方法

5．1 h指数概述

5．2 路网节点交通流相关性分析理论

5．2．1 数据预处理

5．2．2 路网节点相关系数

5．2．3 节引系数

5．3 基于h指数的城市路网节点重要度测算方法

5．3．1 基于h指数的节点重要性度量指标定义

5．3．2 基于h指数的城市路网节点重要度测算方法

5．3．3 评价标准

5．4 本章小结

6 实例分析

6．1 路网静态几何特征分析

6．2 路网节点交通流相关性分析

6．3 基于h指数的节点重要度测算结果

6．4 基于网络中心性指标的节点重要度测算结果

6．5 基于交通流量的节点重要性度量结果

6．6 对比分析

6．7 本章小结

7 总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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