群落結(jié)構(gòu)的復雜網(wǎng)絡及其交通行為的研究.pdf

1、近幾年，復雜網(wǎng)絡的研究受到國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。復雜網(wǎng)絡的研究方法為研究系統(tǒng)的復雜性提供了新視角和新方法。小世界效應與無標度特性的科學發(fā)現(xiàn)掀起了對復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及其動力學特性的研究熱潮，提高了人們對現(xiàn)實世界的科學認識。隨著研究的深入，對于復雜網(wǎng)絡的探討已經(jīng)滲透到社會學、生物學、物理學、經(jīng)濟學、計算機科學以及交通運輸?shù)雀餮芯款I域中。很多大型的復雜網(wǎng)絡都呈現(xiàn)出一種特性——群落結(jié)構(gòu)。也就是說：整個網(wǎng)絡由若干個群落結(jié)構(gòu)所組成，每個群落結(jié)構(gòu)內(nèi)部節(jié)點

2、之間的連接相對比較緊密，但各個群落結(jié)構(gòu)之間連接相對比較稀疏。研究這些網(wǎng)絡不僅對人們的工作和生活具有重要的現(xiàn)實意義，而且對人類了解自然界和生物系統(tǒng)具有深遠的科學意義。 應用復雜網(wǎng)絡中的群落結(jié)構(gòu)模型，從理論上分析帶有衛(wèi)星城的大城市群的交通網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)復雜性，同時也是研究帶有衛(wèi)星城的大城市群的基礎理論問題之一。由于衛(wèi)星城結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)而如何導致大城市的城際間的交通潮汐現(xiàn)象的出現(xiàn)說明了大城市的交通網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)對于交通擁堵現(xiàn)象的出現(xiàn)有一定的

3、內(nèi)在的聯(lián)系。由于城市交通系統(tǒng)是一個復雜的巨系統(tǒng)，特別是帶有衛(wèi)星城的大城市群的交通運行規(guī)律及其復雜。在大城市飛速發(fā)展的今天，緩解大城市的交通問題，構(gòu)筑和諧的交通體系是實現(xiàn)大城市交通的可持續(xù)發(fā)展的至關(guān)重要的問題。從宏觀的角度來研究帶有衛(wèi)星城的大城市的交通擁堵機制和這種大城市交通網(wǎng)絡的內(nèi)在拓撲結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系具有重大的科學理論意義和實際應用價值。 論文回顧及總結(jié)了交通網(wǎng)絡復雜特性和其研究現(xiàn)狀，說明了研究交通網(wǎng)絡復雜特性的重要意義。簡要介

4、紹了研究網(wǎng)絡復雜特性所常用的統(tǒng)計量，如度分布、平均最短距離和聚類系數(shù)等統(tǒng)計量。簡要介紹了三種網(wǎng)絡均衡配流模型，并概括其求解算法。本論文主要研究了帶有群落結(jié)構(gòu)的復雜網(wǎng)絡上的級聯(lián)失效行為和流量特性，研究工作和創(chuàng)新點主要有如下幾個方面： （1）基于耦合映象格子方法研究帶有群落結(jié)構(gòu)的小世界網(wǎng)絡和無標度網(wǎng)絡上的節(jié)點的級聯(lián)失效行為。先后研究了群落結(jié)構(gòu)的平均度、群落結(jié)構(gòu)的重連概率對于級聯(lián)失效過程中失效節(jié)點數(shù)的影響。重點研究基于四種不同的攻擊策

5、略下，外部干擾、失效的節(jié)點數(shù)以及群落結(jié)構(gòu)的模塊度對級聯(lián)失效行為的影響。最后考慮了外部干擾服從正態(tài)分布的情況下，通過正態(tài)分布的均值和方差分別表示外部干擾的強弱和波動，從而研究外部干擾對復雜網(wǎng)絡中的邊的級聯(lián)失效行為所產(chǎn)生的影響。 （2）基于網(wǎng)絡均衡配流模型研究帶有群落結(jié)構(gòu)的復雜網(wǎng)絡中的流量特性?；谌N網(wǎng)絡均衡配流模型研究帶有群落結(jié)構(gòu)的復雜網(wǎng)絡上的擁擠程度和效率，分析和研究了OD需求和群落結(jié)構(gòu)的模塊度的影響。 （3）提出并研