基于復雜網(wǎng)絡同步的城市公共交通網(wǎng)絡的平衡性研究.pdf

1、近年來，隨著我國城市化進程的快速發(fā)展以及政府對交通的重視及投入，城市公共交通設施越來越完善，但公共交通的發(fā)展始終無法緩解城市交通擁堵問題。目前，將城市公共交通系統(tǒng)抽象為復雜網(wǎng)絡，相關的拓撲統(tǒng)計量在交通網(wǎng)絡中被賦予不同的含義，利用復雜網(wǎng)絡理論分析城市各種特性的研究得到了廣泛關注。
　　很多學者已經(jīng)對城市公交網(wǎng)絡系統(tǒng)進行了研究，但大部分文獻僅僅涉及到它的靜態(tài)特征以及穩(wěn)定性分析兩方面，大致可以劃分為兩大類：一類是對交通網(wǎng)絡拓撲性質(zhì)的研究

2、；一類是在拓撲性質(zhì)研究的基礎上，進一步考慮網(wǎng)絡的可靠性或魯棒性與結構優(yōu)化的研究。在對公共交通進行研究時，隨著問題計算復雜性及問題規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的方法遇到了很大的困難，必須從新的視角去探討城市公交網(wǎng)絡的結構特性和動力學性質(zhì)。所以，若對城市公交網(wǎng)絡進行系統(tǒng)的研究，不僅要考察城市公交網(wǎng)絡拓撲本身的結構特征，更重要的是通過考慮城市交通本身所具有的動力學特性，從宏觀上揭示產(chǎn)生交通擁堵的機理，尋找影響公共交通正常運營以及交通擁堵的原因，為有效

3、地改善道路交通環(huán)境提供理論依據(jù)。
　　基于上述的討論，本文將復雜網(wǎng)絡的同步理論應用于城市公共交通網(wǎng)絡。針對城市公交網(wǎng)絡的特征，分別構建了多重邊和多重權重城市復雜公交網(wǎng)絡模型，重新定義兩種網(wǎng)絡的一些靜態(tài)指標及其在交通網(wǎng)絡中的含義。研究兩種公交網(wǎng)絡的自適應同步，并利用其“動態(tài)”地研究公共交通系統(tǒng)的一些常用指標，如乘客流量、發(fā)車頻次等對整個公交網(wǎng)絡的影響，從理論上全面系統(tǒng)深入地研究了交通網(wǎng)絡系統(tǒng)的內(nèi)在運行規(guī)律和機制。此研究對交通管理部門

4、進行規(guī)劃、設計和管理具有很大的借鑒意義，進而為緩解交通擁堵、制定阻塞疏導方案，完善交通網(wǎng)絡結構和進行有效地交通控制服務。綜上所述，本文進行了以下研究與探討：
　　(1)本文對國內(nèi)和國外的一些相關文獻進行全面分析和總結，對復雜公共交通網(wǎng)絡問題的研究成果及研究現(xiàn)狀進行剖析，繼而指出當前研究存在的弊端和不足，并以此為基礎，引出本文研究的主要內(nèi)容。
　　(2)闡述復雜網(wǎng)絡的基本知識和網(wǎng)絡特征，深入研究具有時滯以及時變時滯的復雜網(wǎng)絡的

5、同步方法，給出其自適應同步的準則。
　　(3)在已有的城市公交網(wǎng)絡模型的基礎上，構建多重邊復雜公交網(wǎng)絡模型，重新定義此網(wǎng)絡模型的一些靜態(tài)指標，并提出了新的指標，如方向度和節(jié)點強度等，同時賦予它們在交通網(wǎng)絡中的含義。
　　(4)建立多重邊復雜公交網(wǎng)絡模型，并將其拆分為多個單邊的子網(wǎng)絡，給出在含有時滯以及時變時滯的情況下多重邊復雜公交網(wǎng)絡的同步準則。利用乘客流量、發(fā)車頻次等參數(shù)對公交網(wǎng)絡同步效果的影響，討論整個多重邊復雜公交網(wǎng)絡

6、的平衡性，并建立隊長消散模型模擬發(fā)車頻次對乘客滯留時間的影響。
　　(5)考慮復雜網(wǎng)絡邊上可以存在多個不同性質(zhì)的權重，令公共交通系統(tǒng)的幾個參數(shù)作為復雜網(wǎng)絡邊上不同的權重，構建多重權重復雜公交網(wǎng)絡模型并重新定義它的一些靜態(tài)指標，如點權、點權相似度和邊權等。將多重權重復雜公交網(wǎng)絡拆分為多個單權重的子網(wǎng)絡，給出在含有時滯以及時變時滯的情況下的同步準則。利用其同步效果的不同，討論公共交通網(wǎng)絡的一些參數(shù)對整個公交網(wǎng)絡平衡的影響。