文档介绍：中国海洋大学
硕士学位论文
城市复杂交通网络系统脆性管理研究--以青岛为例
姓名:董尧华
申请学位级别:硕士
专业:管理科学与工程
指导教师:张勤生
2011-05-21
城市复杂交通网络系统脆性管理研究——以青岛为例
摘要
复杂系统是由许多子系统组成,这些子系统相互作用,如果我们当把子系统
比作节点,把子系统之间的相互作用关系比作连接节点的边,那么我们就可以把
复杂系统抽象为复杂网络。复杂网络是复杂系统的高度抽象,在现实世界中存在
大量的复杂网络,如社会网络(朋友关系网、科研合作网络等)、交通网络(城
市公交网络、航空网络等)、技术网络(、万维网等)、生物网(神经网
络、食物链网络以及新陈代谢网络)、经济网络等。
作为典型的复杂网络,城市交通网络系统的拓扑结构对网络的连通可靠性具
有重要的影响。在现实生活中,城市交通网络系统不仅受到例如大风雨雪等自然
灾害的破坏,同时也可能受到人为的恶意攻击以及交通堵塞的影响,这些都会引
起交通网络局部失效,而交通网络局部失效会增加其它部分的负担,使整个交通
网络受到很大的损害。城市公交网络是城市交通网络的重要组成部分,它的点度
分布服从幂律分布,具有小世界网络性质,同时也属于 BA 无标度网络。由于无
标度网络中度分布的不均匀性,城市公交网络表现出对随机攻击的鲁棒性和对蓄
意攻击的脆弱性。
本文主要是针对城市公交网络系统的脆性进行研究,首先对城市公交网络系
统进行脆性分析,作为典型的 BA 无标度网络,城市公交网络表现出对蓄意攻击
的脆弱性。然后确定了进行脆性分析的两个评价指标,即最大连通子图的相对大
小和网络的效率。通过这两个指标能直观地反映出在受攻击和破坏前后网络的联
通可靠性变化情况。
本文随后对复杂城市公交网络模型进行实证分析。以青岛市公交网络为例,
建立城市公交网络系统模型,分析了青岛公交网络的复杂特性,运用 ArcEngine
平台的强大空间分析能力,仿真模拟分析青岛公交网络系统在蓄意攻击模式下连
通可靠性的变化情况,最后通过对比分析网络全局效率和最大连通子图的相对大
小的变化情况,找到影响整个公交网络的关键节点。
最后通过对这些公交站点有针对性的进行优化和保护,保障城市公交网络系
统的健康有序进行。
关键词:复杂网络;公交网络;脆性;蓄意攻击;Hub 节点
I
Research on Brittleness Management plex Urban
work System – Taking an Example of Qingdao
Abstract
plex systems are interacting subsystems, when the subsystem is
abstracted into a node, the interaction between the subsystems is abstracted into a
node edge, then plex system can be abstracted into work.
works is plex system of highly abstract, there are a lot plex
networks in the real world, such as works (works, scientific
works, etc.), works (urban public works, air
networks, etc.), works (, World Wide Web, etc.), biological
networks (works, the food works and works),
works.
As a work,urban work system has an important
impact on the reliability of the connectivity of urban transport. In real life,Urban
work system is not only attacked by rain, snow and other natural disasters
such as wind damage, but also may be subject to malicious attacks and human impact
of traffic congestion. And local work which will l