文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
复杂网络理论在哈尔滨公交系统中的应用研究
姓名:李海宝
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:卜寿亮
20080501
要摘第一部分介绍了复杂网络的基本概念和复杂网络研究的历史。复杂网络是对复杂系最后,本文对公交网络的鲁棒性与脆弱性进行了研究,针对公交停靠站点网络及相本文首先综述和介绍了复杂网络的理论、基本概念、典型模型。其次将复杂网络理论运用到哈尔滨公交系统现实网络当中,就其在哈尔滨公交网络中的应用进行了研究。本文主要工作分为三部分。统的一种抽象模型,、’交通网、电力网等是显而易见的网络,像细胞的新陈代谢,恒星及星际气体中的化学反应,科学研究中的合作关系等也都可以看成网络。第二部分综述了复杂网络模型的演化和性质,以及复杂网络的主要特征。复杂网络模型的演化模型包括规则图、随机图、小世界模型、无标度网络模型、适应度模型等等。复杂网络的主要特征除小世界效应外,还包括网络的鲁棒而又脆弱性、网络的自相似性。第三部分将复杂网络理论运用到哈尔滨公交系统现实网络当中。在公交网络中引入了复杂网络中的基本静态几何量,结合哈尔滨市公交网络的实际数据,验证了哈尔滨公交网络的小世界特性和无标度特征。结合哈尔滨市实际公交网络数据建立了哈尔滨市公交停靠站点网络模型和哈尔滨市公交换乘网络模型。这两个模型反映了公交网络的自然拓扑特征以及公交网络的可达性。这两个模型的理论意义可能给出促进交通科学与技术发展的新方案与模式,对公交网络的设计、改建有一定启发。同规模的髓机网络,分别比较了其上的鲁棒性与脆弱性,并在随机故障与蓄意攻击的情况下研究了公交停靠站点网络上的鲁棒性与脆弱性,发现公交网络对于随机故障并不是有很强的鲁棒性,但是对于蓄意攻击却有很大的脆弱性。关键词:复杂网络;公交系统;应用大连理工大学硕士学位论文
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日期:坦』:圭:,矿独创性说明对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志作者签名:
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髀从某种意义上说,网络是世界存在和沟通的基础。无论是现实中的人,还是其他客观事物,都是世界的一个元素。显然这样的元素成千上万甚至难以计数,以人为例,全世界就超过亿个个体。与此同时元素之间总存在直接或间接的联系,两个人可以相互认识,也可以通过第三人或更多人认识。元素与元素之间的联系共同构成的客体,即元素的种类繁多,联系的复杂多样,决定了网络存在的多样性和复杂性。例如发电站与传输线路构成了电力网络、交通站与道路构成了交通网络、神经元细胞和神经构成了神经网络、计算机服务器与信息电缆构成计算机网络等等。人本身也是网络中的一员,同时又生活在各种各样复杂网络并存的空间当中。人类社会的日益网络化需要人类对各种人工和自然的复杂网络的行为有更好的认识,这便是人们深入研究复杂网络的动机,而寻找各种看上去互不相同的复杂网络之间的共性和处理他们的普适方法是人们研究就目前而言,科学家们还没有给出复杂网络精确严格的定义,之所以称其为复杂网络,大致上包含以下几层意思:首先,它是大量真实复杂系统的拓扑抽象;其次,它至少在感觉上比规则网络和随机网络复杂,因为我们可以很容易地生成规则和随机网络,但就目前而言,还没有一种简单方法能够生成完全符合真实统计特征的网络】。复杂网络之所以复杂,主要表现在以下三个方面峁垢丛有网络连接结构看上去错综复杂、极其混乱。并且,网络的连接结构可能是随时间变化的,例如互联网每天都不停有新的页面和链接产生,旧的页面和链接被删除。此外节点K之间的连接可能具有不同的权重和方向,例如公交网络中就存在干线和支线、上行和下行等具体问题。诘元素母丛有网络中的节点可能具有分岔和混沌等复杂非线性行为的动力系统。例如,基因网络中的每个节点具有复杂的时间演化行为。同时,一个网络中可能存在多种不同类型的节点。例如控制哺乳动物中细胞分裂的生化网络就包含各种各样的基质和酶。是网络。的目的。